醫(yī)學免疫概論課件

1、醫(yī)學免疫學Medical Immunology安徽理工大學醫(yī)學院病原生物學與免疫學教研室推動現代生命科學前進的三架馬車分子生物學（Molecular Biology）免疫學（Immunology）細胞生物學（Cell Biology）一、免疫學簡介免疫的概念二、免疫的基本功能三、免疫的類型和特征四、免疫學的形成和發(fā)展簡史五、免疫學研究范疇以及在醫(yī)學上的意義免疫學概論3什么是免疫？ 免患瘟疫，免患疫病 “疫”: 民皆病之謂疫 = 流行性傳染病 “瘟疫”: 烈性/急性的流行性傳染病 immune：免疫; 來自拉丁語 immunis （免稅，免?。?；immunity：免疫性，免疫力 免疫：機體對“自

2、己”或“非己”的識別，并排除“非己”以保持體內環(huán)境穩(wěn)定的一種生理反應。免疫對機體的影響具有雙重性，當抗原性異物進入機體后，機體能識別“自己”或“非己”，并通過特異性免疫應答，排除非己的抗原性異物；對自身物質不發(fā)生免疫應答而形成免疫耐受。一、免疫的基本概念immune cells, 免疫細胞:參與免疫應答或與免疫有關的細胞統(tǒng)稱為免疫細胞。immune system, 免疫系統(tǒng) :機體執(zhí)行免疫應答和免疫功能的組織系統(tǒng)。由免疫器官和組織、免疫細胞和免疫分子組成。 4傳統(tǒng)的“免疫”概念： 對傳染病的再感染或再發(fā)病有抵抗力,對機體是有利的?，F代的“免疫”概念免疫的傳統(tǒng)概念和現代概念機體識別危險“信號”，

3、通過免疫應答過程以維持內環(huán)境穩(wěn)定的一種生理反應，通常對機體有利，但有時也可能損害機體。5免疫的傳統(tǒng)概念和現代概念 比較有利，也可能有害有利（保護機體作用）對機體作用 可耐受，也可發(fā)生免疫應答耐 受(不發(fā)生免疫應答)對自身成分識別和清除異物抗原-抗原（自身或外來）抗感染（清除病原生物）-病原微生物對異物抗原（免疫原）現代概念傳統(tǒng)概念7一、免疫學簡介二、免疫的基本功能三、免疫的類型和特征四、免疫學的形成和發(fā)展簡史五、免疫學研究范疇以及在醫(yī)學上的意義第一章 免疫學概論8二、免疫系統(tǒng)的基本功能免疫防御（immune defense)免疫監(jiān)視 (immune surveillance)免疫自穩(wěn) (imm

4、une homeostasis)免 疫 防 御針對外來抗原的一種免疫保護作用正 ?？共≡⑸锏那忠u異 常 過高 超敏反應 過低/ 缺如 易受感染/免疫缺陷病免疫防御：機體防御外來病原生物的抗感染免疫，但異常情況下免疫反應過分強烈可引起超敏反應，或免疫功能過低則表現為易受感染或免疫缺陷病。免 疫 自 穩(wěn)正常情況下機體對自身組織成分不發(fā)生免疫反應。 正 常 異 常 免疫自身穩(wěn)定 自身免疫性疾病免疫自身穩(wěn)定:通過自身免疫耐受和免疫調節(jié)兩種主要的機制來達到免疫系統(tǒng) 內環(huán)境的穩(wěn)定。此功能失調可導致自身免疫性疾病。功 能 正常表現 異常表現免疫防御 清除病原微生物和中和其毒素 超敏反應、immune (

5、抗感染免疫） 免疫缺陷病defense （慢性感染） 免疫自穩(wěn) 消除損傷或衰老細胞 自身免疫性疾病immune （對自身正常成分耐受）homeostasis免疫監(jiān)視 清除突變或癌變細胞 腫瘤發(fā)生immune （抗腫瘤免疫） (病毒持續(xù)感染)surveillance免疫的基本功能（免疫三大功能）一、免疫學簡介二、免疫的基本功能三、免疫的特點（兩種類型和特征）四、免疫學的形成和發(fā)展簡史五、免疫學研究范疇以及在醫(yī)學上的意義第一章 免疫學概論17免疫應答是指免疫系統(tǒng)識別和清除抗原的整個過程。免疫功能是由免疫系統(tǒng)完成的，免疫系統(tǒng)是由免疫組織和器官、免疫細胞及免疫活性分子等組成。免疫細胞對病原體或腫瘤細胞

6、的適當應答，使之清除。免疫系統(tǒng)產生的免疫應答過高或過低，均為異常。三、免疫的類型及其主要特征免疫的類型和主要特征 固有/天然免疫（innate immunity) 非特異性免疫(nonspecific immunity) 獲得性免疫( acquired /adaptive immunity) 特異性免疫(specific immunity)體液免疫(humoral immunity）- B cells 細胞免疫 (cellular immunity）- T cells19天然免疫 是個體出生是就具有的天然免疫，可通過遺傳獲得，是機體在長期進化過程中逐漸建立起來的主要針對入侵病原體的天然防御功能

7、。其主要特征是反應迅速，針對外來異物的范圍較廣，不針對某個特定異物抗原，也稱非特異性免疫。主要包括五個方面：1.皮膚、黏膜和屏障結構的屏障作用;2.淋巴組織的過濾作用;3.血清、體液和組織分泌物的殺菌作用;4.單核-吞噬系統(tǒng)的吞噬作用;5.炎癥反應的病理防御作用;201.皮膚、黏膜和屏障結構的屏障作用 皮膚黏膜主要起機械阻隔和排除作用，此外它們的分泌物如淚液、唾液、胃液、汗液等也有殺菌作用。體內有多種抗感染的屏障結構，如血腦、血胎（妊娠3個月發(fā)育完善）、血液胸腺等屏障，主要阻擋病原體及其有毒產物從血流進入組織細胞內。2.淋巴組織的過濾作用 具有過濾作用的淋巴組織是指外周淋巴器官，如淋巴結和脾等

8、。將侵入血液和組織液中的病原異物和混入的損傷細胞、衰老細胞和代謝廢物過濾在淋巴組織內。巨噬細胞將其吞噬清除，將抗原提成給淋巴細胞。所以外周免疫器官是免疫系統(tǒng)對抗原的應答場所。4.單核-吞噬系統(tǒng)的吞噬作用 單核巨噬細胞具有多種功能，可吞噬消滅入侵的病原體、有害異物，清除損傷、衰老、死亡和突變細胞及代謝產物，能加工、提呈抗原給淋巴細胞。巨噬細胞具有三個特點：1）是機體最早識別外來異物的細胞?？梢宰R別和吞噬各種各樣的外來和“自身”的物質，沒有這種廣泛的識別，也就談不上免疫系統(tǒng)對抗原物質的免疫應答和有效保護。主要與巨噬細胞表面存在很多的受體有關。如Fc受體、IgM受體、補體受體、淋巴細胞受體、胰島素受

9、體等。2）具有多種胞內和胞外酶，使之有效的消化、殺滅被吞噬進入細胞內的病原體和異物。如溶酶體水解酶、溶酶體中性蛋白酶、溶酶體酯酶、核苷酸酶、精氨酸酶等3）可以分泌多活性物質，對組織、細胞起重要調節(jié)作用。如單核因子（IL-1、IL-3、干擾素等）、補體成分（C1、C2、C3、C4、C5、P因子等）、凝血因子（凝血因子、組織因子等）、生長因子及活化因子等。5.炎癥反應的病理防御作用 炎癥是一種病理過程，也是一種防御，消滅病原體的積極方式。在病原體感染部位，組織中的巨噬細胞、肥大細胞，血液中的單核細胞、紅血球、血小板、補體等細胞和血清成分，可直接或間接引起細胞內和組織中的組胺、羥色胺等釋放出來。可使

10、微血管擴張，血流增大，血液中吞噬細胞、殺菌成分等滲出而大量潴留體液，感染部位出現紅、腫、熱、痛等炎癥，外源性和內源性致熱源作用體溫調節(jié)中樞，可使感染部位體溫升高，這些都是炎癥反應。炎癥反應動員大量淋巴細胞、吞噬細胞、抗菌物質等聚集在炎癥部位，炎癥部位的高溫和體溫升高可降低某些病原體的繁殖速度。兩類免疫的主要特征比較特異免疫應答的基本概念 異物抗原漿細胞B淋巴細胞（活化、增殖、分化）體液免疫應答的基本過程：產生抗體清除異物抗原28特異免疫應答的基本概念 異物抗原效應性T細胞產生細胞因子， 激活吞噬細胞，清除異物抗原病原體（伴炎癥反應）吞噬細胞（APC）T淋巴細胞（活化、增殖、分化）細胞免疫應答的

11、基本過程：細胞毒性T細胞殺傷靶細胞（病毒感染細胞，腫瘤細胞等）29適應性免疫應答可分為三個階段：識別階段:T細胞和B細胞分別通過TCR和BCR精確識別抗原?；罨鲋畴A段:識別抗原后的淋巴細胞在協同刺激分子的參與下，發(fā)生活化、增殖和分化，產生效應細胞、效應分子和記憶細胞。效應階段:效應細胞和效應分子清除抗原。（特異性）免疫應答的基本特征: (1) 特異性（specificity)：對某個特定的異物性抗原能引起特異性免疫應答；能區(qū)分不同微生物抗原特性的微細差別。 (2) 多樣性（diversity )機體可針對環(huán)境中多種多樣的抗原，分別建立起不同的特異性免疫應答； (3) 耐受性 （toleran

12、ce)：正常情況下，免疫系統(tǒng)對自身成分有保護性的免疫耐受；免疫耐受機制是免疫系統(tǒng)區(qū)別“自身”和“非已”的關鍵。 (4) 記憶性（memory)：當異物抗原再次入侵時，可產生快而強的再次免疫應答效應；再次免疫應答的潛伏期短、強度大、持續(xù)時間長。 (5) 自限性 （self limitation)：異物抗原激發(fā)免疫應答的程度和水平可以自我調控在一定的范圍內，以免擴大和累及正常組織。 一、免疫學簡介二、免疫的基本功能三、免疫的特點（兩種類型和特征）四、免疫學的形成和發(fā)展簡史五、免疫學研究范疇以及在醫(yī)學上的意義第一章 免疫學概論32四、免疫學的形成和發(fā)展簡史免疫學既是一門古老的學科， 又是一門仍在不斷

13、發(fā)展的新興學科。6070年代起，進入現代免疫學的發(fā)展時期免疫學的發(fā)展歷史可分為：經驗免疫學時期科學免疫學時期現代免疫學時期33 盡管免疫學是近年才確立的一門新學科，但其發(fā)展歷史可追溯到很久以前。在約兩千年前古代人們就了解到長期接觸某種傳染病的人對該病有抵抗力，并陸續(xù)在實踐基礎上開始了應用免疫學方法預防傳染病的偉大創(chuàng)舉，作為成果之一是在1980年從地球上消滅了曾令人類極為恐怖的天花瘟疫。 1979年10月26日：世界衛(wèi)生組織宣布天花病被消滅 1980年：全球消滅天花證實委員會要求各國停止預防天花的免疫種痘。一、 經驗免疫學時期 人類廣泛應用免疫學方法防治的第一種病是天花，據文獻追記最早在唐朝我國

14、民間已利用人痘苗來防治；11世紀(宋真宗時)宰相王旦就曾接請人給兒子王素種過人痘。到16世紀初(明隆慶時)，我國醫(yī)生已廣泛用天花的干痂(人痘)作為免疫原,成功預防了天花，但其術仍為醫(yī)家秘傳。清康熙時(1662-1722)，醫(yī)家朱純嘏公開了種痘術(1713)，其后有關技術才廣為人知，傳播于天下，并很快傳入歐洲，啟發(fā)后人發(fā)明了牛痘。中國的人痘制作方法：人工將人痘（生苗）傳代7次，得到熟苗，抗原性得以保留而毒性盡除，使用無危險而有效。傳播：最早是俄羅斯，而后傳入朝鮮、日本，后經俄羅斯傳入土耳其。1721年，經英國駐土耳其大使夫人Montagu（馬大姑）將其傳入英國。人痘接種技術傳到鄰國英國駐土耳其大

15、使夫人Mary Wortle Montagu 將人痘接種技術傳到英國等國家歐洲的牛痘18世紀歐洲天花流行，牛羊不能幸免。擠奶工人感染牛痘，但不會全身感染發(fā)病，愈后再不會得天花。英國鄉(xiāng)村醫(yī)生Jenner的發(fā)現：牛痘膿液注射預防天花。18世紀后葉，Jenner發(fā)明牛痘，19世紀歐洲推廣。古代中醫(yī)書籍上的小兒出天花圖 中國從宋朝起用人痘接種預防天花1796年，英國鄉(xiāng)村醫(yī)生琴納(Edward Jenner)創(chuàng)造了接種牛痘預防天花，免疫學應用的開端。二、科學免疫學時期病原菌的發(fā)現和疫苗使用的推廣。Pasteur否認了自認發(fā)生學說，制備疫苗（雞霍亂疫苗、狂犬疫苗、炭疽疫苗等）；雞霍亂桿菌菌苗的發(fā)明：Jen

16、ner的啟發(fā)，pasteur巴斯德1880，減毒菌苗 炭疽桿菌減毒株：巴斯德1881，高溫培養(yǎng)法狂犬病毒疫苗：巴斯德1885，邁斯德爾Meister 1940 ，巴斯德研究所。中國的狂犬病治療：公元4世紀中國科學家葛洪(283-363年，我國東晉)在論及狂犬病時就提出了可與現代免疫方法相吻合的療法（殺所咬犬取腦,敷之, 后不復發(fā)）Koch提出病原菌致病的概念，觀察到細菌、發(fā)明培養(yǎng)基；P.P.Emile Roux和A.E.J.Yersin 1888,研究白喉發(fā)病機理時發(fā)現外毒素，德國學者Bechring （培林）和日本學者北里于1890年在Koch研究所，發(fā)現中和白喉外毒素的抗毒素，并將具有抗毒

17、素的免疫血清注入正常動物，該動物能免疫白喉。并成功救治了一名患有白喉的女孩，是第一次用人工被動免疫的方法治療疾病的病例，1901年諾貝爾獎。Jules Bodet (1870-1961),Discoverer of Complement1894 Bordet （伯耐特）發(fā)現綿羊抗霍亂血清能夠溶解霍亂弧菌，加熱56C 30 min 阻止其活性；加入新鮮非免疫血清可恢復其活性。Ehrlich 在同時獨立發(fā)現了類似現象，將其命名為補體。（Complement）。為表彰Bordet的研究成果而授予他1919年諾貝爾獎。Jules Bodet免疫應答機制的研究關于機體免疫機制的研究和探討，出現了二派學說

18、：細胞免疫(cellular immunity) 俄國梅契尼可夫(Metchnikoff):發(fā)現白細胞有吞噬功能, 能吞噬和清除各種病原微生物。提出“細胞免疫學說”。體液免疫學說(humoral immunity)德國歐立希(Paul Ehrlich):體液中產生的抗體,能清除各種病原微生物，1908年諾貝爾獎。歐立希(Paul Ehrlich)1903 wright及Douglas證明抗體能增強細胞的吞噬作用,將二者統(tǒng)一起來。免疫耐受的發(fā)現 免疫耐受現象的發(fā)現與證實:Owen（歐文，德國）發(fā)現免疫耐受現象（同種異型抗原誘導的免疫耐受）,隨后Medawar（梅德華，英國）進一步用實驗證實了免疫

19、耐受現象,并指出在動物胚胎發(fā)育期或新生期接觸抗原,可對之發(fā)生免疫耐受,直到成年期,對該抗原不發(fā)生免疫應答。 異卵雙生共用胎盤胎牛（1945年）免疫學的重大學說和理論(1)抗體的研究 提純，化學分析，產生細胞，單克隆抗體技術(2)免疫機制的理論研究: 1957年Burnet提出： 克隆選擇假設(clonal selection postulate)(3)免疫遺傳學的研究 HLA的結構和功能 （1）體內存在極多種針對各種抗原的免疫細胞克隆，其表面有識別抗原的受體(一個克隆針對一種抗原)（2）抗原進入機體內選擇相應細胞克隆，使其活化，增殖，分化成抗體產生細胞或免疫效應細胞克隆選擇學說 (Clonal

20、 Selection Theory )所謂細胞克隆(clone)即細胞系, 一個克隆內的各個細胞, 來自同一個前體細胞，基因和表型均一致?？寺∵x擇學說，有四個要點：50（3）胚胎期未成熟的免疫細胞克隆接觸相應的抗原, 如自身成分，則被排除或處于抑制狀態(tài)，稱為禁忌克隆,不能對自身成分產生免疫應答，形成自身耐受（4）某些情況下，禁忌細胞株可以活化，對自身抗原發(fā)生免疫應答而形成自身免疫或自身免疫性疾病。 克隆選擇學說是現代免疫學的理論基礎，基本上可以解釋目前我們所觀察到的免疫現象和規(guī)律，并且已經在實踐中成功地得到應用。 51三、現代免疫學時期抗原識別受體多樣性的產生 1978年Tonegawa發(fā)現抗

21、體基因重排是B細胞抗原識別受體多樣性的原因信號轉導途徑的發(fā)現細胞程序性死亡途徑的發(fā)現 CTL表達FasL(CD95L)，靶細胞表達其受體Fas(CD95)。造血與免疫細胞的發(fā)育 免疫細胞多能造血干細胞神經干細胞應用免疫學的發(fā)展 DNA疫苗、基因工程制備重組細胞因子、免疫細胞治療、完全人源抗體及口服自身抗原預防自身免疫疾病免疫學經歷了四個迅速發(fā)展階段1876年后，多種病原菌被發(fā)現，用已滅活及減毒的病原體制成疫苗，預防多種傳染病，使疫苗得以廣泛發(fā)展和使用1900年前后，抗原與抗體的發(fā)現，揭示出“抗原誘導特異抗體產生”這一免疫學的根本問題，促進了免疫化學的發(fā)展及抗體的臨床應用1957年后，細胞免疫學

22、的興起，人類理解到特異免疫是T及B淋巴細胞對抗原刺激所進行的主動免疫應答過程的結果，理解到細胞免疫和體液免疫的不同效應與協同功能1977年后，分子免疫學的發(fā)展，得以從基因活化的分子水平，理解抗原刺激與淋巴細胞應答類型的內在聯系與機制(1)免疫系統(tǒng)發(fā)現和確定 免疫器官：中樞免疫器官, 外周免疫器官。 免疫細胞：淋巴細胞，免疫應答中的主體。 T細胞, B細胞, NK細胞等。輔助細胞：單核細胞，巨噬細胞等。 (2)抗體的研究 對抗體提純，抗體蛋白的化學分析，產生細胞(3)免疫機制的理論研究: 1959年Burnet提出： 克隆選擇假設(clonal selection postulate) 近代免疫學飛躍時期(1950年起)56免疫系統(tǒng)包括：免疫器官免疫細胞：免疫分子：中樞免疫器官外周免疫器官淋巴細胞（T，B， NK）抗原遞呈細胞（單核巨噬細胞等)炎性細胞（粒細胞等）分泌型/游離的免疫分子： = 抗體，補體，細胞因子膜結合型免疫分子： = 免疫細