2009年5月20日免疫学基础课件整理.ppt
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1、二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施免疫学基础免疫学基础 石河子疾控中心免疫规划科石河子疾控中心免疫规划科 王王 丽丽 2009年年5月月25日日二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施主要内容免疫学基本知识概述免疫学基本知识概述抗原抗原免疫球蛋白免疫球蛋白免疫应答免疫应答超敏反应超敏反应免疫接种的危险因素及防范措免疫接种的危险因素及防范措施施 二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施免疫学概述免疫学概述一、免疫与免疫学一、免疫与免疫学1.1.免疫(免疫(ImmunityImmunity):机体对:机体对“自己自己”和和“异己异己”识别、应答
2、过程中所产生的生物识别、应答过程中所产生的生物学效应的总和,正常情况下是维持机体内学效应的总和,正常情况下是维持机体内环境稳定的一种生理功能环境稳定的一种生理功能二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2.2.免疫学(免疫学(ImmunologyImmunology):是研究机体免):是研究机体免疫系统结构和功能的一门学科疫系统结构和功能的一门学科来源于抗感染免疫(微生物学的分支)来源于抗感染免疫(微生物学的分支)二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施二、免疫系统及其功能二、免疫系统及其功能 (一)免疫系统的组成与结构(一)免疫系统的组成与结构免疫系统(免疫系
3、统(immune systemimmune system,ISIS):是指机:是指机体负责执行免疫功能的组织系统体负责执行免疫功能的组织系统包括三个层次:免疫器官、免疫细胞和免包括三个层次:免疫器官、免疫细胞和免疫分子疫分子二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施 中枢免疫器官中枢免疫器官骨髓、胸腺骨髓、胸腺 外周免疫器官外周免疫器官脾脏、淋巴结等脾脏、淋巴结等1.1.免疫器官免疫器官二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施骨髓骨髓:免疫细胞发生和:免疫细胞发生和B B淋巴细胞发育成熟的场所淋巴细胞发育成熟
4、的场所胸腺胸腺:是:是T T淋巴细胞,尤其是淋巴细胞,尤其是+T T细胞发育的细胞发育的场所场所骨髓和胸腺的功能二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施外周免疫器官的功能 成熟的T细胞、B细胞等免疫细胞定居的场所,也是产生免疫应答的部位。二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2.2.免疫细胞:免疫细胞:淋巴细胞(淋巴细胞(T T、B B淋巴细胞、淋巴细胞、NKNK细胞)、抗细胞)、抗原递呈细胞原递呈细胞APCAPC(树突状细胞、单核(树突状细胞、单核/巨噬巨噬细胞)、粒细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞)、粒细胞(中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)及其他参与
5、免疫应细胞和嗜碱性粒细胞)及其他参与免疫应答的细胞(肥大细胞、红细胞、血小板等)答的细胞(肥大细胞、红细胞、血小板等)二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施3.3.免疫分子免疫分子效应分子效应分子免疫球蛋白、补体、细胞因子免疫球蛋白、补体、细胞因子膜分子膜分子受体分子、受体分子、CDCD分子、黏附分子、分子、黏附分子、主要组织相容性分子主要组织相容性分子(MHC)(MHC)、补体受体、细、补体受体、细胞因子受体、黏附分子受体、模式识别受胞因子受体、黏附分子受体、模式识别受体、体、FcFc受体、死亡受体等受体、死亡受体等二
6、二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施(二)免疫系统的功能(二)免疫系统的功能作用的双重性作用的双重性*正常情况下,免疫功能维持机体内环境稳正常情况下,免疫功能维持机体内环境稳定,具保护作用定,具保护作用*异常时,可能导致某些病理过程的发生和异常时,可能导致某些病理过程的发生和发展发展二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施1.1.免疫防御(免疫防御(immune defenseimmune defense):即抗感:即抗感染免疫,主要指机体对外来抗原(如微生染免疫,主要指机体对外来抗原(如微生物及其毒素)
7、侵袭的免疫保护作用物及其毒素)侵袭的免疫保护作用*应答过强或持续过长应答过强或持续过长在清除病原微生物在清除病原微生物的同时,导致自身组织损伤和功能异常的同时,导致自身组织损伤和功能异常(超敏反应)(超敏反应)*应答过低或缺如应答过低或缺如免疫缺陷病免疫缺陷病二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2.2.免疫自稳免疫自稳(immune homeostasis)(immune homeostasis):免疫:免疫系统通过调节网络实现免疫系统功能相对系统通过调节网络实现免疫系统功能相对稳定(主要针对衰老、损伤的细胞)稳定(主要针对衰老、损伤的细胞)自稳机制发生异常自稳机制发生异常
8、机体对机体对“自己自己”或或“非己非己”抗原的识别和应答紊乱,破坏自身耐受抗原的识别和应答紊乱,破坏自身耐受自身免疫病自身免疫病二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施3.3.免疫监视(免疫监视(immune surveillanceimmune surveillance):指:指免疫系统识别畸变和突变细胞并将其清除免疫系统识别畸变和突变细胞并将其清除的功能的功能免疫监视功能异常免疫监视功能异常肿瘤发生或持续性感肿瘤发生或持续性感染染二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施防御病原微防御病原微生物侵害生物侵害清除复制错误/突变细胞细胞癌变持续性感染二二 O O九
9、九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施三、免疫的类型三、免疫的类型病原微生物病原微生物固有免疫固有免疫适应性免疫适应性免疫二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施1.1.固有免疫(固有免疫(innatinnat immunity immunity)种群在长期进化过程中逐渐形成的防御功能,种群在长期进化过程中逐渐形成的防御功能,是机体抵御病原体侵袭的第一道防线是机体抵御病原体侵袭的第一道防线,也称天然免疫,也称天然免疫/非特异性免疫非特异性免疫特点特点先天具有;无特异性;作用范围广;作用快先天具有;无特异性;作用范围广;作用快而弱而弱二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规
10、规划划实实施施主要机制主要机制 物理屏障:皮肤黏膜物理屏障:皮肤黏膜/血脑血脑/血胎屏障血胎屏障化学屏障:皮肤与粘膜局部分泌抑菌和杀化学屏障:皮肤与粘膜局部分泌抑菌和杀菌物质菌物质生物学屏障:生物拮抗作用等生物学屏障:生物拮抗作用等 非特异性效应细胞:中粒、单核非特异性效应细胞:中粒、单核/巨噬细巨噬细胞、胞、NKNK细胞等细胞等 非特异性效应分子:补体、溶菌酶、细胞非特异性效应分子:补体、溶菌酶、细胞因子等因子等二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2.2.适应性免疫(适应性免疫(adaptive immunityadaptive immunity)是个体接触特定抗原而产生
11、的,针对该特定是个体接触特定抗原而产生的,针对该特定抗原而发生反应,也称为获得性免疫抗原而发生反应,也称为获得性免疫/特异特异性免疫(性免疫(specific immunityspecific immunity)*由由T T、B B淋巴细胞完成对抗原的识别和应答淋巴细胞完成对抗原的识别和应答*过程:过程:T/BT/B细胞特异性识别抗原阶段;细胞特异性识别抗原阶段;T/BT/B细胞活化、增殖阶段;免疫效应阶段细胞活化、增殖阶段;免疫效应阶段二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施抗原抗原刺激机体刺激机体特异性免疫特异性免疫抗原决定基抗原决定基刺激机体产生特异刺激机体产生特异性免疫
12、应答的物质性免疫应答的物质产生抗体产生抗体产生抗体产生抗体适应性免疫是适应性免疫是免疫过程的中坚力量免疫过程的中坚力量二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施适应性免疫的类型适应性免疫的类型1 1)体液免疫和细胞免疫:前者由)体液免疫和细胞免疫:前者由B B细胞介细胞介导,抗体是发挥免疫效应的主要物质;后导,抗体是发挥免疫效应的主要物质;后者是由者是由T T细胞介导,细胞介导,T T细胞的胞毒作用和所细胞的胞毒作用和所分泌的细胞因子,发挥免疫的主要物质分泌的细胞因子,发挥免疫的主要物质二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2 2)主动免疫和被动免疫:前者指外来
13、抗原)主动免疫和被动免疫:前者指外来抗原刺激机体所产生的特异性应答;后者指从刺激机体所产生的特异性应答;后者指从抗原致敏的机体获的免疫细胞、抗体或细抗原致敏的机体获的免疫细胞、抗体或细胞因子等免疫效应产物胞因子等免疫效应产物二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施 固有免疫固有免疫 适应性免疫适应性免疫 细胞组成细胞组成 非特异性免疫细胞非特异性免疫细胞 B B、T T、APCAPC作用时效作用时效 即刻即刻9696小时内小时内 9696小时后小时后作用特点作用特点 非特异性、无细胞非特异性、无细胞 特异性、细特异性、细 分化、无记忆性分化、无记忆性 胞增殖分化胞增殖分化 、有
14、记忆、有记忆作用时间作用时间 短短 长长二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施抗原抗原Antigen,AgAntigen,Ag二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施一、抗原的概念一、抗原的概念1.1.抗原的概念抗原的概念抗原:是引起机体免疫应答的外因,也是抗原:是引起机体免疫应答的外因,也是决定免疫反应特异性的关键。因此,任何决定免疫反应特异性的关键。因此,任何一种物质能刺激机体的免疫系统,使之产一种物质能刺激机体的免疫系统,使之产生抗体或致敏的淋巴细胞,并能与之特异生抗体或致敏的淋巴细胞,并能与之特异性结合,即统称抗原。性结合,即统称抗原。二二 O O九九
15、年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2.2.抗原的特性抗原的特性1 1)免疫原性()免疫原性(immunogenicity)immunogenicity)2 2)免疫反应性)免疫反应性 (immunoreactivityimmunoreactivity)或抗原性或抗原性 (antigenicityantigenicity)具有两种性质的物质为完全抗原具有两种性质的物质为完全抗原二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施1 1)免疫原性()免疫原性(immunogenicity)immunogenicity)指抗原能刺激机指抗原能刺激机体产生特异性抗体产生特异性抗体及致敏淋巴细
16、体及致敏淋巴细胞的特性胞的特性活化的活化的B B细胞细胞抗体抗体活化的杀伤活化的杀伤T T细胞细胞二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2 2)免疫反应性或抗原性)免疫反应性或抗原性指抗原能与相指抗原能与相应免疫应答产应免疫应答产物(抗体或致物(抗体或致敏淋巴细胞)敏淋巴细胞)发生特异性结发生特异性结合的特性合的特性二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施3 3)半抗原与载体)半抗原与载体*半抗原(半抗原(HaptenHapten):仅具有免疫反应性而仅具有免疫反应性而无免疫原性的物质,也称不完全抗原,无免疫原性的物质,也称不完全抗原,如如小分子化合物、药物等
17、小分子化合物、药物等*载体(载体(carriercarrier):):与半抗原结合而赋予与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质其免疫原性的物质,一般是蛋白质,一般是蛋白质半抗原可被视为完全抗原的表位,完全抗半抗原可被视为完全抗原的表位,完全抗原可被视为载体上附有若干半抗原原可被视为载体上附有若干半抗原二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施二、决定抗原免疫原性的因素二、决定抗原免疫原性的因素1.1.抗原的理化性质抗原的理化性质1 1)分子大小)分子大小2 2)化学组成)化学组成3 3)抗原表位的易接近性)抗原表位的易接近性易接近性是指抗原表位与淋巴细胞表面抗易接近性是指抗原表位与淋
18、巴细胞表面抗原受体结合地难易程度原受体结合地难易程度4 4)物理性状物理性状二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施1 1)分子)分子大大小小10kD10kD,有免疫原性有免疫原性100kD100kD,有强免疫原性有强免疫原性10kD100kD100kD)直链氨基酸直链氨基酸加苯环氨基酸(加苯环氨基酸(2%2%酪氨酸酪氨酸)(免疫原性很弱)(免疫原性很弱)(免疫原性大大增强)(免疫原性大大增强)二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施3 3)抗原表位的易接近性)抗原表位的易接近性(accessibility)(accessibility)抗原性抗原性 +酪氨酸酪
19、氨酸 多聚丙氨酸多聚丙氨酸 谷氨酸谷氨酸 多聚赖氨酸多聚赖氨酸+二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施4 4)物理形状)物理形状颗粒性抗原免疫原性好于可溶性抗原颗粒性抗原免疫原性好于可溶性抗原聚合状态抗原好于单体聚合状态抗原好于单体常将免疫原性弱的物质吸附于一些大颗粒常将免疫原性弱的物质吸附于一些大颗粒表面,以增加其免疫原性表面,以增加其免疫原性5 5)佐剂使用:可增强抗原的免疫原性)佐剂使用:可增强抗原的免疫原性二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2.2.抗原与机体的相互作用抗原与机体的相互作用1 1)异物性:)异物性:“异物异物”是在胚胎期未与淋巴是在
20、胚胎期未与淋巴细胞充分接触过的物质细胞充分接触过的物质异物性是抗原免疫原性的核心异物性是抗原免疫原性的核心即便是自身组分,若发生改变或未与特异即便是自身组分,若发生改变或未与特异性淋巴细胞接触,也被机体免疫系统视为性淋巴细胞接触,也被机体免疫系统视为抗原(即异物)抗原(即异物)二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2 2)进入机体的途径)进入机体的途径途径:皮内注射途径:皮内注射 皮下注射皮下注射 肌肉注射肌肉注射 腹腹腔注射腔注射 静脉注射静脉注射 口服(抗原被降解,丧口服(抗原被降解,丧失其免疫原性,易形成耐受)失其免疫原性,易形成耐受)二二 O O九九年年石石河河子子免
21、免疫疫规规划划实实施施3 3)机体因素)机体因素遗传因素遗传因素*不同种属动物对同种抗原产生免疫应答的不同种属动物对同种抗原产生免疫应答的强弱有很大差异强弱有很大差异*同种属个体对特定抗原产生免疫应答强弱同种属个体对特定抗原产生免疫应答强弱受遗传背景调控受遗传背景调控*群体水平,群体水平,MHCMHC多态性决定个体免疫应答多态性决定个体免疫应答质和量质和量二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施年龄、性别、健康状态年龄、性别、健康状态青壮年强于青壮年强于幼年和老年幼年和老年雌性比雄性动抗体雌性比雄性动抗体生成高,但孕期动生成高,但孕期动物免疫应答能力受物免疫应答能力受抑制抑制营
22、养不良、营养不良、感染、免疫抑感染、免疫抑制剂的应用制剂的应用年龄、性别和健康状况年龄、性别和健康状况二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施三、抗原的特异性三、抗原的特异性抗原特异性(抗原特异性(antigenic antigenic SpecificitySpecificity):指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与指抗原诱导机体产生特异性免疫应答并与免疫应答产物发生专一结合的特性免疫应答产物发生专一结合的特性二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施1.1.决定抗原特异性的分子结构基础决定抗原特异性的分子结构基础1 1)抗原表位的概念)抗原表位的概念表位表位
23、(epitopeepitope)/)/抗原决定基(抗原决定基(antigenic antigenic determinantdeterminant):抗原分子中决定抗原特异):抗原分子中决定抗原特异性的特殊的基本结构或化学基团,是性的特殊的基本结构或化学基团,是TCRTCR/BCR/BCR及抗体特异性结合的基本单位及抗体特异性结合的基本单位一般一般5 51515氨基酸残基、氨基酸残基、5 57 7多糖残基或核多糖残基或核苷酸残基构成一个表位苷酸残基构成一个表位二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施2 2)表位的类型)表位的类型根据结构分为两类根据结构分为两类线性表位:线性表位
24、:主要由连续性、线性排列短主要由连续性、线性排列短肽构成,又叫连续性表位肽构成,又叫连续性表位构象性表位:由序列上不连续排列、空构象性表位:由序列上不连续排列、空间上形成特定构象的短肽、多糖残基或核间上形成特定构象的短肽、多糖残基或核苷酸构成苷酸构成二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施构像表位和线性表位构像表位和线性表位二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施由识别的淋巴细胞分类由识别的淋巴细胞分类T T细胞表位:为细胞表位:为T T细胞表面细胞表面TCRTCR识别、结合识别、结合的表位的表位B B细胞表位:抗原中被细胞表位:抗原中被BCRBCR和抗体分子所
25、和抗体分子所识别、结合的表位识别、结合的表位二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施B B细胞表位细胞表位(半抗原)(半抗原)天然抗原(多价天然抗原(多价多个抗原决定簇)多个抗原决定簇)T T细胞表位细胞表位(载体内)(载体内)二二 O O九九年年石石河河子子免免疫疫规规划划实实施施T T细胞和细胞和B B细胞抗原表位的特性比较细胞抗原表位的特性比较 T T细胞表位细胞表位 B B细胞表位细胞表位表位受体表位受体 TCR BCRTCR BCRMHCMHC分子分子 必需必需 无需无需表位性质表位性质 主要是线性短肽主要是线性短肽 天然的多肽、多糖、天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化
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