兽 医 免 疫 学适用专业:动物医学授课班级,2005级任课教师:文 明 (博士 )
2007年 9月~ 2008年 1月第一章 绪论第二章 抗原第三章 免疫系统第四章 抗体第五章 非特异性免疫第六章 特异性免疫第七章 变态反应第八章 免疫学实验技术第九章 免疫学防治技术第六章 特异性免疫应答第一节 概述第二节 免疫应答的一般规律第三节 B细胞介导的体液免疫第四节 T细胞介导的细胞免疫第五节 免疫耐受第六节 免疫调节第一节 概述一,免疫应答的概念免疫应答 (immune response,Ir),是指机体受到抗原刺激后,体内特异性淋巴细胞对抗原分子的识别,活化,增殖,分化或失去活性潜能,并表现出一定生物学效应的过程,包括:
(1) 递呈细胞 (巨噬细胞 等 )对抗原的处理、加工和递呈;
(2) 特异性淋巴细胞 (T/B淋巴细胞 )对抗原的识别、活化、
增殖、分化,并产生免疫效应分子 (抗体与细胞因子 等 )及免疫效应细胞 (细胞毒性 T淋巴细胞和迟发型变态反应性 T细胞 等 );
(3) 对 抗原物质 和 再次 进入机体的抗原物质产生清除效应。
二、免疫应答的特点
1,参与细胞,T/B淋巴细 胞 ----参与免疫应答的核心细胞巨噬细胞 等 ----参与免疫应答的辅佐细胞
2,表现形式,B细胞介导的体液免疫应答
T细胞介导的细胞免疫应答
3,基本特征,特异性 ----针对某种抗原产生的抗体 /效应细胞具有一定免疫期 ----这与抗原性质,免疫次数和机体反应性等有关具有免疫记忆 ----初次接触某抗原后,机体可保留对该抗原的,记忆性,
三,免疫应答的类型由于 抗原的质量 /数量,机体免疫状态 /反应性 的不同,机体对抗原物质产生的免疫应答类型不同 。
生理性应答
(免疫保护 )
免疫应答的类型对非己抗原产生正应答,以免遭受外源抗原的侵害 (免疫保护 )
病理性应答
(免疫损伤 )
对自身抗原产生负应答,以保护自身组织不受损伤 (免疫耐受 )
对非己抗原过高应答,引起变态反应对非己抗原低应答或负应答,导致感染扩散或肿瘤发生对自身抗原过正应答,引起自身免疫反应或自身免疫性疾病第二节 免疫应答的一般规律一,免疫应答的场所抗原递呈细胞 (APC)和淋巴细胞的协作,是特异性免疫应答的物质基础 。
外周淋巴器官 主要是 淋巴结 和 脾脏,是机体免疫应答的主要场所 。
皮肤? 淋巴循环? 淋巴结抗原? 静脉? 脾口服或吸入? 粘膜局部? 粘膜下淋巴细胞小胶质细胞? 脑二、免疫应答的基本过程免疫应答 (immune response,Ir)是一个相当复杂的过程,
有多种免疫细胞和免疫分子的参与,并在遗传基因的调控下进行,它包括 B细胞介导的体液免疫应答和 T细胞介导的细胞免疫应答 。 便于理解,一般将免疫应答的发生过程认为地分为三个阶段:
致敏阶段反应阶段效应阶段这三阶段紧密相联不可分割,且目前还有很多环节尚未清楚 。
(一 )致敏阶段又称感应阶段,是 抗原物质 进入体内,抗原递呈细胞 对其识别、捕获、加工处理和提呈,以及 抗原特异性淋巴细胞 (T,B
细胞 )对抗原的识别阶段。
1,抗原在体内的分布与定位抗原是启动免疫应答的物质,没有抗原就没有免疫应答。
无论以何种途径进入体内的抗原,均由 淋巴管和血管 运送到全身各处,其中 绝大部分 被 吞噬细胞 分解清除,只有 少部分 存留在 淋巴组织 中诱导免疫应答。
抗原主要局限在脾脏和淋巴结上,主要存留在 淋巴结的髓质和淋巴滤泡,以及 脾脏的边缘区和淋巴滤泡 上。这些抗原物质拘留在淋巴组织,为 免疫细胞捕获和产生免疫应答 提供了必要的前提。
2,免疫辅助细胞 (APC)对抗原的摄取,处理与提呈
( 1) APC的分布主要包括分布在全身组织中的 巨噬细胞,脾脏和淋巴结中 树突状细胞,并指装细胞 和皮肤组织中的 郎罕氏细胞 。 另外,活化的 B细胞也具有抗原提呈作用 。
( 2) APC对抗原的摄取,处理与提呈
APC对抗原无特异性识别能力,其摄取方式是,随机捕获接触到的抗原,也可通过 胞膜上受体 (Fc受体,C3b受体等 )捕获抗原并摄入细胞内 。 在细胞内,抗原物质被 溶酶体或蛋白酶 降解成肽段并暴露出抗原决定簇,然后被 高尔基体 运送到细胞表面,
供 CD4+或 CD8+T细胞的 TCR识别 。
3,抗原特异性淋巴细胞对抗原的识别
T淋巴细胞 借助其表面 TCR识别 抗原多肽 -MHC II分子;
B淋巴细胞 借助其表面 SmIg识别 TI抗原和 TD抗原 。
(二 )反应阶段又称 增殖与分化阶段,此阶段是 抗原特异性淋巴细胞 识别抗原后活化,进行增殖与分化,以及产生 效应性淋巴细胞 和 效应分子 的过程。 T淋巴细胞增殖分化为 淋巴母细胞,最终成为 效应性淋巴细胞,并产生多种 细胞因子 ; B细胞增殖分化为 浆细胞,合成并分泌 抗体 。一部分 T,B细胞淋巴细胞在分化的过程中变为记忆性细胞 (Tm和 Bm)。这个阶段有多种细胞间的协作和多种细胞因子的参加。
( 三 ) 效应阶段此阶段是由活化的 效应性细胞 CTL( 细胞毒性 T
细胞 ) 与 TD( 迟发型变态反应性 T细胞 ) 细胞和 效应分子 ( 抗体与细胞因子 ) 发挥 细胞免疫 效应和 体液免疫 效应的过程,这些效应细胞和效应分子共同作用清除抗原物质 。
这些效应过程将在体液免疫和细胞免疫中讲述 。
第三节 B细胞介导的体液免疫由 B细胞介导的免疫应答称为体液免疫 (humoral immuno-
response,HI),而体液免疫效应是由 B细胞通过对抗原的识别、
活化、增殖,最后分化成浆细胞并分泌抗体来实现的。
HI可由 TI抗原或 TD抗原诱发,除了上述三个阶段外,还具有自身的特点。
一,体液免疫应答的类型及特点体液免疫应答的类型与抗原类型有关 。
1,TI抗原引起的体液免疫应答不需要 Th细胞的辅助,常也不需要巨噬细胞的参与;
只产生 IgM型抗体,无免疫记忆 。
2,TD抗原引起的体液免疫应答需要巨噬细胞和 T细胞的协作;
先产生 IgM,继而产生 IgG和其它类型 Ig;
初次刺激后可诱导记忆性 B细胞形成,相同抗原再次刺激后可出现记忆应答 。
二、抗体产生的一般规律
1,初次应答动物机体初次接触抗原,也就是某种抗原首次进入体内引起的抗体产生过程称为 初次应答 。
初次应答有以下几个特点:
A,具有潜伏期,机体初次接触抗原后,在一定时期内体内查不到抗体或抗体产生很少,这一时期称为潜伏期。
B,先 IgM后 IgG:初次应答最早产生的抗体为 IgM,可在几天内达到高峰,然后开始下降;接着才产生 IgG,即 IgG抗体产生的潜伏期比 IgM长。
C,总量低维持短,初次应答产生的抗体总量较低,维持时间也较短。其中 IgM的维持时间最短,IgG可在较长时间内维持较高水平,其含量也比 IgM高 。
2,再次应答动物机体第二次接触相同抗原时体内产生的抗体过程称为 再次应答 。
再次应答有以下几个特点:
A,潜伏期缩短,机体再次接触与第一次相同的抗原时,
起初原有抗体水平略有降低,接着抗体水平很快上升 (约 2-3d)。
B,总量高维持长,可产生高水平的抗体,可比初次应答多几倍到几十倍,而且维持很长时间 。
C,多为 IgG少是 IgM,再次应答产生的抗体大部分为 IgG,
而 IgM很少,如果再次应答间隔的时间越长,产生的 IgM越少 。
3,回忆应答抗原刺激机体产生的抗体经一定时间后,在体内逐渐消失,此时若机体再次接触相同的抗原物质,可使已消失的抗体快速回升,这称为抗体的 回忆应答 。
再次应答和回忆应答取决于体内 记忆性 T细胞 和
B细胞 的存在 。
记忆性 T细胞 可很快增殖分化成 Th细胞,对 B细胞 的增殖和产生抗体起辅助作用; 记忆性 B细胞 与抗原再次接触时,活化,增殖分化成产生抗体 。
4,Ig类转换
Ig类转换 (同种型转换,isotype switch)是指 B细胞 在受抗原刺激后,首先合成 IgM,然后转为合成 IgG等类型 的抗体。
三,抗体介导的免疫效应:
抗体在体内可发挥多种免疫功能:
1,中和作用,针对细菌毒素和针对病毒的抗体,
可对相应的毒素和病毒产生中和效应 。
2,免疫溶解作用,某些细菌和原虫与相应抗体结合后,在补体的参与下,可导致菌体或虫体溶解 。
3,免疫调理作用,抗原与相应的抗体结合后,则容易受到单核/巨噬细胞的吞噬 。
4,局部黏膜免疫作用,
5,抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 (ADCC),一些淋巴细胞 (如 K,NK,巨噬细胞等 ),其表面有 Fc受体,当抗体与相应的靶细胞 (如肿瘤细胞 )结合后,效应细胞发挥其细胞毒作用,将靶细胞杀伤 。
6,对病原微生物生长的抑制作用,如霉形体和钩端螺旋体,其抗体与之结合后可表现出生长抑制作用 。
7,引起免疫损伤,抗体在体内引起的免疫损伤主要是介导 I型 (1gG),Ⅱ 型和 Ⅲ 型 (IgG和 IgM)变态反应,以及一些自身免疫疾病 。
三,影响抗体产生的因素
1.机体方面
(1) 遗传 —— 受 MHC-Ⅰ,Ⅱ 基因控制
(2) 年龄 —— 与免疫系统发育、成熟有关胚胎期 —— 易形成免疫耐受幼龄期 —— 免疫系统发育未成熟,易受母源抗体影响成年期 —— 最好,但也受上次免疫 Ab的影响老年期 —— 差,易产生自身免疫病、肿瘤
( 3) 营养严重缺蛋白,VitA,VitC,Fe,Zn,Sn等,免疫器官发育不良或退化;应激 (冷热,噪音,惊吓,迁群,长途运输或饥渴 )可使肾上腺素上升,导致免疫功能降低;长期患病,病毒感染,使用免疫抑制剂等也可使免疫功能下降 。
2,抗原方面
( 1) 抗原性质亲缘远:灭活苗,B细胞,体液免疫亲缘近:内源性 Ag,T细胞,细胞免疫
( 2) 抗原物理状态可溶性 Ag(血清蛋白,类毒素 ),Ab产生周期期长 (2-3周 )
颗粒性 Ag:周期短 (3-5天 )
加佐剂 Ag:周期短,一次注射可产生多次再次应答
( 3) 抗原用量,接种次数与时间间隔
( 4) 接种途径第四节 T细胞介导的细胞免疫细胞介导的免疫应答 (cell-mediated immunoresponse,CMI)
或细胞免疫应答 (cellular immunoresponse,CI),包括 吞噬细胞的吞噬作用,K细胞 /NK细胞介导的细胞毒作用 和 T细胞介导的特异性细胞免疫,但目前所指的 细胞免疫 主要是指由 T细胞介导的细胞免疫 。
诱导特异性细胞免疫的抗原仅限于 TD抗原。
参与的细胞有,APC,免疫调节细胞 (Th和 Ts)和 效应细胞
(TDTH和 Tc)。
细胞免疫效应有两种形式,(1) 由迟发型变态反应 T细胞
(TDTH)释放细胞因子,引起以单核细胞浸润为主的炎症反应 ;
(2)CTL介导的特异性细胞毒作用 。
一,CTL介 导的特异性免疫机制杀伤表达同 MHC I类分子结合的特异性抗原的靶细胞。
1,靶细胞特点
(1)病原体在感染细胞内增殖,1)不被所感染的细胞破坏;
2)不能接触细胞外的抗体。
(2) MHC I类分子 表达下降。
2,CTL杀伤靶细胞机制见下图。
二,Th1细胞介导的特异性免疫机制主要免疫效应功能活化巨噬细胞介导迟发型超敏反应诱导活化 B细胞产生调理性抗体
(一)诱导巨噬细胞活化的作用
1,分泌 IL-3和 GM-CSF,刺激骨髓内新单核细胞的产生;
2,分泌 TNF-?和 TNF-?,扩张血管和 改变血管内皮细胞粘附分子的表达,分泌 MCP-1? 吸引聚集巨噬细胞。
(二)导致炎症反应
—— 介导迟发型变态反应 (即 IV型变态反应 )
1,迟发型变态反应概念效应 T细胞同特异性抗原作用后,引起的以单个核细胞浸润和组织损伤为主要特征的炎症反应。
2,特点
( 1)参与的效应 T细胞,CD4 Th1和 CTL细胞;
( 2)以单个核细胞浸润为主要的炎症反应;
( 3)发生较慢,常需 24~ 72小时;
( 4)无抗体和补体参与。
(三)辅助 B细胞产生调理抗体
CD4+ Th1细胞? IFN-?和 IL-2?B细胞? 调理性抗体
(IgG1和 IgG3亚类 )+ 靶细胞? 结合 CR或 Fc?R(吞噬细胞和 NK细胞 )? 破坏、清除靶抗原 。
三,T细胞介导的细胞免疫效应
1,抗感染作用主要针对细胞内感染的病原体,包括,(1)抗细菌感染,
如结核杆菌、沙门氏菌感染等; (2)抗病毒感染 (所以病毒 )
(3)抗真菌感染,如白色念珠菌、隐球菌等; (4)抗寄生虫感染,如原虫感染等。
2,抗肿瘤作用包括,(1)Tc细胞的特异性杀伤肿瘤; (2)巨噬细胞 /K细胞 /NK细胞的 ADCC杀伤肿瘤; (3)淋巴因子 (如 LT)溶瘤。
3,免疫损伤作用包括,(1) Ⅳ 型变态反应; (2)急性移植排斥反应; (3)
某些自身免疫性疾病等。
第五节 免疫耐受一,免疫耐受的概念免疫耐受 (immune tolerance),是机体免疫系统在接触某种抗原后产生的特异性免疫无反应状态,或称为负免疫应答,表现在当再次接触同一抗原时不发生可查反应,但对其他抗原的免疫应答仍正常存在。
二,免疫耐受的一般特性
1,免疫耐受是由抗原特异的 T和 /或 B细胞被排斥、灭活或抑制所致;
2,未成熟淋巴细胞较成熟淋巴细胞更容易诱导免疫耐受;
3,机体耐受性的维持需要耐受原的存在,并与未成熟淋巴细胞相互作用;
4,某种条件下成熟淋巴细胞也可被诱导产生耐受性。
三,免疫耐受产生的条件
(一 ) 抗原方面
1,抗原理化性状,一般而言,小分子、可溶性的非聚合单体物质常为耐受原;
2,抗原剂量,一般抗原量越大或动物年龄越小,越容易诱导产生免疫耐受;
3,抗原注射途径,静脉注射最易诱导免疫耐受,而皮下和肌肉注射最难产生耐受性;
4,有无免疫佐剂,不加免疫佐剂的抗原较易诱生免疫耐受
(二 ) 机体方面
1,机体发育程度或年龄,胚胎期最易诱导耐受性
2,动物品种或品系,鼠在胚胎期或新生期都易诱导耐受,而兔、有蹄类和灵长类只在胚胎期较易诱生耐受性。
3,免疫抑制措施的影响,抗免疫细胞等生物制品、环磷酰胺等免疫抑制剂等的使用可诱生耐受。
四,研究免疫耐受的意义在免疫理论上,可以解释动物机体为何能够识别“自己”
和“非己”,这是免疫学理论的核心问题。
在医学实践上,抗原通过免疫耐受的诱导或终止来防治某些疾病,如自身免疫性疾病、器官移植排斥反应、肿瘤性疾病等。
第六节 免疫调节一,免疫调节的概念免疫调节 (immune regulation),是指在免疫应答过程中,
各种免疫细胞及免疫分子之间相互促进和抑制,并在遗传基因的控制下完成免疫系统对抗原物质的识别与应答。
根据参与免疫调节因素的不同,可将免疫调节分为两大类,即内调节和外调节。
二,免疫内调节免疫内调节,是指免疫系统内部各种免疫因素之间的相互调节,包括:
免疫分子:抗原、细胞因子、抗体、免疫复合物、补体活性片段及独特型网络免疫细胞,T/B细胞、巨噬细胞,NK细胞免疫基因,Ir基因,Is基因三,免疫外调节免疫系统是一个极为复杂的系统,在维持机体的稳态和健康方面起着重要的作用。免疫系统受到神经系统和内分泌系统的调控,同时免疫系统对神经系统和内分泌系统也能施加调节性影响。
神经免疫调节已成为当今生物医学科学中发展最迅速的研究领域之一。
1.免疫应答的概念、特点与类型。
2.免疫应答的一般过程。
3.抗体产生的一般规律。
4,B细胞介导体液免疫的效应。
5,T细胞介导体液免疫的效应。
6.免疫耐受的概念、特点及产生条件。
7.免疫调节的内涵。