免疫耐受與調(diào)節(jié)

免疫耐受與調(diào)節(jié)第1頁/共92頁了解：1．免疫耐受建立和打破的策略和臨床意義2．獨特型的基本概念3．整體和群體水平的免疫調(diào)節(jié)理解：1．中樞耐受、外周免疫耐受、低帶耐受、高帶耐受的基本概念2．分子水平的免疫調(diào)節(jié)3．細胞水平的免疫調(diào)節(jié)4．免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說

教學(xué)目的第2頁/共92頁掌握：1．免疫耐受、克隆清除和克隆無能的概念2．中樞免疫耐受產(chǎn)生機制3．外周免疫耐受產(chǎn)生機制4．免疫調(diào)節(jié)的基本概念第3頁/共92頁1．免疫耐受、克隆清除和克隆無能的概念2．中樞免疫耐受和外周免疫耐受產(chǎn)生機制3．免疫調(diào)節(jié)的基本概念教學(xué)難點：1．中樞免疫耐受和外周免疫耐受產(chǎn)生機制2．免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說教學(xué)重點:第4頁/共92頁使用教材：《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》（第二版），龔非力主編，

科學(xué)出版社，2007年。參考教材：《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)》（第五版），金伯泉主編，

人民衛(wèi)生出版社，2008年；

第5頁/共92頁生理性免疫應(yīng)答正免疫應(yīng)答:抗腫瘤、抗感染負免疫應(yīng)答：自身耐受病理性免疫應(yīng)答正免疫應(yīng)答過強:超敏反應(yīng)

過弱:免疫缺陷負免疫應(yīng)答終止:自身免疫病第6頁/共92頁第一部分免疫耐受

Immunotolerance第7頁/共92頁Outline

免疫耐受的概念及類型免疫耐受的誘導(dǎo)條件免疫耐受的形成機制免疫耐受的臨床意義第8頁/共92頁

一、免疫耐受（immunotolerance)的概念

機體免疫系統(tǒng)在接觸某種抗原后產(chǎn)生的特異性免疫無應(yīng)答狀態(tài)或低應(yīng)答，但對其它抗原仍保持正常免疫應(yīng)答的現(xiàn)象。引起免疫耐受形成的抗原稱耐受原(tolerogen)。第一節(jié)免疫耐受的概念和特性第9頁/共92頁二、免疫耐受有三種分類先天免疫耐受（天然或人工）和后天免疫耐受（病原感染或人工）完全耐受(T、B細胞同時耐受）和部分耐受中樞耐受（胚胎期和T、B細胞發(fā)育過程中）和外周耐受（成熟的T、B細胞）第10頁/共92頁三、免疫耐受的特性抗原特異性誘導(dǎo)性：抗原誘導(dǎo)轉(zhuǎn)移性非遺傳性：免疫耐受可誘導(dǎo)、也可轉(zhuǎn)移，但不遺傳第11頁/共92頁免疫抑制（immunosuppression

）

抗原非特異性免疫無應(yīng)答性或應(yīng)答減弱狀態(tài)。免疫缺陷(immunodeficiency)

對所有抗原缺乏全部或某一特定類型的免疫應(yīng)答為免疫缺陷。

①遺傳所致的免疫系統(tǒng)缺陷:胸腺發(fā)育缺如②獲得性免疫缺陷病毒感染:AIDs注意：易混淆概念第12頁/共92頁裸鼠(nudemice)特征：無毛、先天性胸腺發(fā)育不全。T細胞缺陷，抵抗力差，易患病毒性肝炎和肺炎，因而飼養(yǎng)和繁殖要求條件比較嚴格，在SPF環(huán)境下可生存。第13頁/共92頁DiGeorge綜合征（先天性胸腺發(fā)育不全）Lowset,notched（有鋸齒狀的)earsFishmouthAthymicgraftcancorrectTcelldefectPoordevelopmentorabsenceofthymus（胸腺先天發(fā)育不全或缺陷）第14頁/共92頁免疫耐受與免疫抑制的區(qū)別免疫耐受免疫抑制直接原因特異性免疫細胞消失或受到抑制免疫細胞發(fā)育缺損或增殖分化障礙發(fā)生機制免疫系統(tǒng)未成熟、抗原性狀改變應(yīng)用X射線、免疫抑制藥物、抗淋巴細胞抗體等特異性針對某特定抗原無合并癥無感染與腫瘤第15頁/共92頁第二節(jié)免疫耐受的形成和維持第16頁/共92頁Owen于1945年首先報道了異卵雙生小牛血型嵌合體現(xiàn)象Medawar進而發(fā)現(xiàn)它們彼此進行皮膚移植也不發(fā)生排斥反應(yīng)一、免疫耐受可天然存在，亦可人工誘導(dǎo)第17頁/共92頁天然免疫耐受現(xiàn)象異卵雙生小牛天然聯(lián)體共生血型嵌合皮膚移植不發(fā)生排斥提示：在胚胎期接觸Ag可誘導(dǎo)免疫耐受的形成這種生來即已具有、對某一抗原的特異性無反應(yīng)性，稱為天然耐受。第18頁/共92頁天然耐受（自身耐受）負應(yīng)答不成熟的免疫系統(tǒng)自身組織抗原胚胎期第19頁/共92頁儲存臍帶血=為寶寶儲存健康自體移植天然耐受杜絕排異第20頁/共92頁1954年人工誘導(dǎo)免疫耐受獲得成功PeterMedawar英國免疫學(xué)家1960年獲得諾貝爾獎第21頁/共92頁Needfortissueandorgangraftdrovethecuriositytounderstandthemechanismsoftolerance.Theobservationsazoologist,Owens,thatDizygoticbovinetwinscouldacceptgraftsfromeachotherbuttheirsiblingsfromotherpregnanciescouldnottoleratesuchgraftsledMedawartoperformaseriesofexperimentstoinducetoleranceinmice.1954年Medawar等設(shè)計并建立了同種移植耐受試驗第22頁/共92頁六周后A系新生小鼠B系小鼠脾細胞皮膚移植移植物存活1953年，Medawar第23頁/共92頁六周后A系新生小鼠皮膚移植移植物排斥C系小鼠1953年，Medawar第24頁/共92頁提示：在新生期若接觸某種抗原，可形成獲得性免疫耐受第25頁/共92頁胚胎期新生期接觸自身抗原或外來抗原不成熟的T、B細胞出生或成年后對相同抗原不發(fā)生免疫應(yīng)答免疫耐受的形成第26頁/共92頁二、免疫耐受的誘導(dǎo)條件1、機體因素(1)免疫系統(tǒng)成熟程度胚胎期、新生兒期：

免疫系統(tǒng)不成熟，易產(chǎn)生耐受成年人：

免疫功能成熟，不易誘導(dǎo)耐受第27頁/共92頁(2)機體生理狀態(tài)健康成年人：難誘導(dǎo)耐受免疫抑制：免疫抑制狀態(tài)有利于誘導(dǎo)耐受全身淋巴組織照射抗淋巴細胞血清環(huán)磷酰胺、糖皮質(zhì)激素等免疫抑制劑第28頁/共92頁(3)動物種屬與品系

小鼠和大鼠較兔和猴等動物對耐受誘導(dǎo)敏感大鼠、小鼠兔、有蹄類、靈長類易難第29頁/共92頁2、

抗原因素(1)抗原性質(zhì)可溶性小分子抗原不易被APC攝取被APC遞呈量少T細胞不活化B細胞不產(chǎn)生抗體顆粒性大分子抗原易被APC攝取被APC提呈T細胞活化B細胞產(chǎn)生抗體第30頁/共92頁BSAAb離心單體Ab第31頁/共92頁(2)抗原劑量抗原劑量過低不足以激活T、B細胞低帶耐受Low-zone抗原劑量過高誘導(dǎo)應(yīng)答細胞凋亡或Tr細胞活化抑制免疫應(yīng)答高帶耐受high-zone第32頁/共92頁不同抗原劑量誘導(dǎo)的應(yīng)答情況第33頁/共92頁低帶與高帶耐受的主要特征參與細胞TT、B產(chǎn)生速度快慢持續(xù)時間長短抗原種類TD抗原TD、TI抗原低帶耐受高帶耐受第34頁/共92頁口服：易誘導(dǎo)免疫耐受靜脈注射：易誘導(dǎo)免疫耐受皮下注射：易誘導(dǎo)免疫應(yīng)答肌肉注射：易誘導(dǎo)免疫應(yīng)答(3)抗原免疫途徑易難第35頁/共92頁HELTs活化Th活化（—）免疫耐受Th活化免疫應(yīng)答(4)抗原表位的數(shù)量和結(jié)構(gòu)第36頁/共92頁影響免疫耐受的抗原因素抗原性質(zhì)

Physicalform

ofantigen抗原劑量

Doseofantigen

免疫途徑

Routeofinjection

因素免疫耐受大分子、顆粒性、聚合體小分子、可溶性、單體適當(dāng)劑量過低劑量或

過高劑量皮下、肌肉注射口服、靜脈注射免疫應(yīng)答第37頁/共92頁中樞耐受機制外周耐受機制第三節(jié)免疫耐受產(chǎn)生的機制第38頁/共92頁中樞耐受：在胚胎期及在T、B細胞的發(fā)育過程中，遇自身抗原所形成的耐受。包括克隆清除、克隆流產(chǎn)和克隆無能；外周耐受：T、B免疫功能細胞遇內(nèi)源性或外源性抗原，不產(chǎn)生免疫應(yīng)答。包括克隆清除、克隆無能、抑制性調(diào)節(jié)和免疫隔離等。第39頁/共92頁

T細胞的中樞耐受：陰性選擇

B細胞的中樞耐受：克隆流產(chǎn)(Clonalabortion)、克隆無能(anergy)。一、中樞免疫耐受機制第40頁/共92頁

胸腺是T細胞分化、發(fā)育的主要場所，具有如下重要免疫功能：接受T細胞前體是T細胞成熟、訓(xùn)練和篩選的主要發(fā)育中心調(diào)控成熟T細胞釋放入外周T細胞的中樞耐受第41頁/共92頁T細胞中樞耐受第42頁/共92頁陰性選擇(negativeselection)發(fā)生在胸腺皮質(zhì)與髓質(zhì)交界處排除了與自身肽-MHC分子結(jié)合的，針對自身抗原起反應(yīng)的細胞克隆，是T細胞形成自身耐受的重要機制。分化為僅能識別非己抗原的T細胞第43頁/共92頁

克隆選擇學(xué)說

（clonalselectiontheory）免疫細胞發(fā)育早期，接觸抗原后，相應(yīng)的特異性淋巴細胞克隆發(fā)生凋亡，即克隆清除，機體將不對此抗原產(chǎn)生正向免疫應(yīng)答。Burnet,1957重點內(nèi)容第44頁/共92頁問題：為什么胸腺會表達眾多的來自其他組織的自身抗原呢?第45頁/共92頁NaturereviewsImmunol,2007,7:645-650自身免疫調(diào)節(jié)因子

（Autoimmuneregulator，Aire）功能：調(diào)控機體組織抗原在胸腺髓質(zhì)上皮細胞中的異位表達。~1500gene第46頁/共92頁問題：T細胞的陰性選擇能夠清除全部的自身反應(yīng)性T細胞嗎？第47頁/共92頁如能，則：Thymus中APC必須表達所有的自身抗原某些抗原并不能在thymus中被發(fā)現(xiàn)：如胰島β細胞的谷氨酸脫羧酶某些抗原只在成年期表達Only60-75%autoreactiveTcellscanbedeletedduringnegativeselection！第48頁/共92頁B細胞中樞耐受Nossal于1974年提出B細胞克隆流產(chǎn)學(xué)說：前B細胞在發(fā)育為B細胞之前接觸抗原，則B細胞發(fā)育中止；Vitetta于1975年提出mIgM抑制學(xué)說：未成熟B細胞表面mIgM接觸抗原可啟動胞內(nèi)抑制信號，導(dǎo)致抗原特異性B細胞無能。第49頁/共92頁

二、外周耐受機制外周自身反應(yīng)性T及B細胞的產(chǎn)生：

胸腺及骨髓基質(zhì)細胞并不表達某些外周器官的組織特異性抗原或存在低親和力的自身反應(yīng)性T細胞→針對自身組織特異性抗原的T/B細胞克隆未被消除(輸至外周）。

通過中樞耐受機制尚不能完全清除的自身反應(yīng)性T、B細胞，可能在外周免疫器官被清除或使其喪失功能第50頁/共92頁產(chǎn)生機制：

1、免疫隔離；

2、自身反應(yīng)性淋巴細胞的克隆無能；

3、活化誘導(dǎo)自身反應(yīng)性淋巴細胞死亡；

4、調(diào)節(jié)性T細胞的作用；

5、克隆忽視作用；

6、淋巴細胞移行限制。第51頁/共92頁體內(nèi)存在一些生理性屏障，可將自身反應(yīng)性T細胞與某些自身抗原組織隔離，從而形成免疫隔離部位（腦、眼的前房部位、胎盤等），并在一些抑制性細胞因子的參與下，在該部位進行同種異體組織或器官移植一般不發(fā)生排斥反應(yīng)。機制：免疫隔離第52頁/共92頁機制：克隆忽視絕大多數(shù)組織特異性抗原濃度太低，不足以活化相應(yīng)的自身反應(yīng)性T及B細胞，這種自身抗原與自身反應(yīng)性T細胞并存狀態(tài)稱克隆忽視（clonalignorance）；但是這些T、B細胞對于適合濃度的相應(yīng)抗原刺激仍然具有正常反應(yīng)性，故有致自身免疫病的危險。第53頁/共92頁T和B細胞的活化需要包括來自抗原、共刺激分子和細胞因子等多種刺激信號的作用。其中某種活化刺激信號的缺失或無功能，均可導(dǎo)致T、B細胞不能活化，處于無能狀態(tài)。

機制：克隆無能第54頁/共92頁（1）T細胞克隆無能第55頁/共92頁（2）B細胞克隆無能在無T細胞輔助情況下，自身反應(yīng)性B細胞對外周可溶性自身抗原處于免疫無能狀態(tài)。

B細胞克隆無能

第56頁/共92頁機制：克隆清除在轉(zhuǎn)基因小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，一旦外周成熟T細胞接觸自身抗原得以活化后，能迅速通過Fas/FasL途徑介導(dǎo)的AICD凋亡機制導(dǎo)致自身反應(yīng)性細胞的清除。第57頁/共92頁活化誘導(dǎo)自身反應(yīng)性淋巴細胞死亡

(activationinducedcelldeath,AICD)第58頁/共92頁外周自身反應(yīng)性T、B細胞的活化受調(diào)節(jié)性T細胞的抑制，維持自身耐受。機制：調(diào)節(jié)性T細胞的抑制作用

第59頁/共92頁第60頁/共92頁（1）未活化的自身反應(yīng)性淋巴細胞僅表達L-選擇素和CD45RA等黏附分子不能穿過血管壁進入外周組織，自身反應(yīng)性淋巴細胞很少有機會接觸外周組織中的自身抗原。（2）與自身抗原接觸的B細胞失去進入淋巴濾泡的能力，從而失去產(chǎn)生針對自身抗原的抗體能力。機制：淋巴細胞移行限制第61頁/共92頁自身免疫病器官移植慢性感染腫瘤建立打破免疫耐受AutoimmunediseaseOrgantransplantationImmunotoleranceTumorChronicinfection第四節(jié)、免疫耐受的臨床意義第62頁/共92頁（一）建立免疫耐受1.口服或靜脈注射免疫原建立全身免疫耐受非肥胖性糖尿病口服胰島素Example1Immunotolerance攻擊自身胰島細胞免疫系統(tǒng)識別自身胰島素分子并被活化口服/靜脈注射>腹腔注射>皮下/肌肉注射第63頁/共92頁移植前靜注供體血細胞延長移植物存活器官移植Example2受體對供體抗原產(chǎn)生耐受第64頁/共92頁2.自身抗原拮抗劑的應(yīng)用從人工肽庫中篩選拮抗肽競爭抑制抗原與相應(yīng)TCR或BCR結(jié)合,

誘導(dǎo)免疫耐受第65頁/共92頁(1)使用第二信號阻斷劑抗CD40LmAb與CD40L結(jié)合阻斷CD40-40L結(jié)合(2)抑制DC的功能(3)提高移植物FasL的表達(4)胸腺內(nèi)移植異種抗原可導(dǎo)致機體對此抗原的全身耐受3.新方法的應(yīng)用第66頁/共92頁在慢性感染及腫瘤患者中，常因誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的條件缺陷導(dǎo)致致免疫耐受；提供相應(yīng)條件，可望恢復(fù)免疫應(yīng)答。

（二）打破免疫耐受第67頁/共92頁如：利用T淋巴細胞活化的雙信號機制第一信號

TCR－pMHC第二信號

CD28-B71.免疫原及免疫應(yīng)答分子用于腫瘤患者的治療第68頁/共92頁2.細胞因子及其抗體的合理使用IFN-和IL-12促進T細胞活化

打破免疫耐受抗TGF-抗體消除TGF-對免疫的抑制作用，打破免疫耐受針對促T細胞活化的細胞因子針對抑制T細胞活化的細胞因子第69頁/共92頁抑制或清除CD4+CD25+Treg細胞可增強免疫系統(tǒng)對腫瘤的免疫應(yīng)答。腫瘤局部浸潤的CD4+CD25+Treg可削弱抗腫瘤免疫應(yīng)答3.干預(yù)CD4+CD25+Treg細胞第70頁/共92頁第二部分免疫調(diào)節(jié)

ImmuneRegulation第71頁/共92頁免疫應(yīng)答過程中,各種免疫細胞與免疫分子相互促進和抑制,形成正、負作用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并在遺傳基因的控制下,完成免疫系統(tǒng)對抗原的識別和應(yīng)答。免疫調(diào)節(jié)(immuneregulation)第72頁/共92頁Outline分子水平的調(diào)節(jié)細胞水平的調(diào)節(jié)獨特型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)整體水平的調(diào)節(jié)第73頁/共92頁1.抗原的調(diào)節(jié)作用2.抗體和免疫復(fù)合物的調(diào)節(jié)作用3.補體的調(diào)節(jié)作用4.CK的免疫調(diào)節(jié)作用一、分子水平的調(diào)節(jié)第74頁/共92頁抗原的性質(zhì)應(yīng)用結(jié)構(gòu)類似的人工合成肽段可發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。1．抗原的調(diào)節(jié)作用

--是調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的最關(guān)鍵因素第75頁/共92頁

抗原多肽結(jié)構(gòu)改變對免疫應(yīng)答的影響

第76頁/共92頁2.抗體和抗原-抗體復(fù)合物調(diào)節(jié)

抗體以發(fā)揮負調(diào)節(jié)作用為主⑴抗體→加速抗原清除⑵抗原封閉或抗原競爭⑶受體交聯(lián)第77頁/共92頁3．補體調(diào)節(jié)免疫調(diào)理第78頁/共92頁介導(dǎo)免疫黏附，清除循環(huán)免疫復(fù)合物第79頁/共92頁4.細胞因子的免疫調(diào)節(jié)作用

正調(diào)節(jié)如IL-2，IL-4等可促進T、B細胞活化、增殖和分化。負調(diào)節(jié)TGF-β，IL-10等可顯著抑制T細胞活化、增殖、細胞因子釋放及功能。第80頁/共92頁1.T細胞亞群的調(diào)節(jié)作用二、細胞水平的調(diào)節(jié)（1）具有負調(diào)節(jié)功能的T細胞亞群（Treg）第81頁/共92頁（2）Th1/Th2細胞的免疫調(diào)節(jié)作用第82頁/共92頁（3）細胞凋亡介導(dǎo)的負調(diào)節(jié)作用第83頁/共92頁2.巨噬細胞的調(diào)節(jié)作用

正調(diào)：提呈抗原，分泌IL-1

負調(diào)：清除抗原，分泌前列腺素E3.NK細胞的調(diào)節(jié)作用

正調(diào)：分泌IL-1、IL-2

負調(diào)：殺傷未成熟T細胞、抑制B細胞的增殖第84頁/共92頁獨特型（idiotype,Id）同一分子所有獨特位的集合。針對獨特型的抗體（Ab2）稱為獨特型抗體（anti-idiotypeAb）。獨特型分布部位：主要覆蓋CDR（Ab2β），部