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文檔簡介
獸醫(yī)免疫學(xué)主講:王衛(wèi)東緒論本書主要介紹一、基礎(chǔ)免疫學(xué)二、臨床免疫學(xué)三、血清免疫學(xué)本書主要介紹一、基礎(chǔ)免疫學(xué)二、臨床免疫學(xué)三、免疫血清學(xué)一、免疫的概念免疫(Immunology,免疫學(xué))是與微生物學(xué)同時(shí)發(fā)展起來的概念,20世紀(jì)60年代以來,免疫學(xué)的發(fā)展非常迅速,成為生物科學(xué)最活躍,發(fā)展最快的科學(xué),已獨(dú)立成為一門科學(xué)。古典的免疫概念主要是防御疾病,20世紀(jì)20年代以后,逐漸發(fā)現(xiàn)一些與傳統(tǒng)概念有所差異的現(xiàn)象。如輸血、器官移植、自身免疫病等,60年代以后迅速發(fā)展。1.免疫應(yīng)答不一定由病原因子引起,免疫功能不局限在抗感染。如初生仔豬的溶血性貧血。2.免疫應(yīng)答不一定對機(jī)體有利,也可以有害。如器官的移植排斥反應(yīng)。(一)免疫的基本特性1、識別自身與非自身其基本原理用克隆選擇學(xué)說可以解釋。地榆的一種根據(jù)生物學(xué)和遺傳理論,形成克隆選擇學(xué)說(Clonal選擇理論,1959)最為重要。該學(xué)說的重點(diǎn)是①體內(nèi)存在著具有各種不同受體的免疫細(xì)胞克隆(復(fù)制),即細(xì)胞系。所謂克隆是指一個(gè)祖先細(xì)胞分裂繁殖形成的一群細(xì)胞,在這群細(xì)胞中如無突變發(fā)生,其基因則是相同的,一旦發(fā)生突變,則后代形成新的細(xì)胞克隆。②抗原進(jìn)入機(jī)體可選擇具有相應(yīng)受體的克隆,使之活化,繁殖和分化,最后形成產(chǎn)生抗體的細(xì)胞或免疫記憶細(xì)胞。③胚胎期某一克隆如接觸相應(yīng)抗原,包括外來抗原和自身抗原,即被消除或抑制,稱為禁忌克?。ń沽藦?fù)制)或禁系,即機(jī)體對這些抗原產(chǎn)生了免疫耐受性。④禁忌克隆可以復(fù)活或突變,成為能與自身成分起反應(yīng)的克隆。70年代以后,Jerne提出的網(wǎng)絡(luò)學(xué)說是現(xiàn)代免疫學(xué)的重要發(fā)展,打破了Bernet關(guān)于免疫應(yīng)答只是克隆承擔(dān)的局限性,把免疫應(yīng)答看成是免疫細(xì)胞和免疫分子相互作用的網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的結(jié)果,從新的角度解釋了免疫耐受,自身免疫和超敏反應(yīng)等問題,在理論和實(shí)踐上都有重要意義。2、特異性
機(jī)體的免疫系統(tǒng)不僅能精確地確定是否為自身物質(zhì),而且一些物質(zhì)極其微小的差異都能區(qū)別出來。這在免疫學(xué)的定性、定量和定位中起到不可替代的作用。3、免疫記憶
所謂免疫記憶就是指機(jī)體再次遇到同一抗原時(shí),可迅速產(chǎn)生比第一次接觸抗原時(shí)更多的抗體。這是由于機(jī)體產(chǎn)生了記憶淋巴細(xì)胞的緣故。(二)免疫的基本功能機(jī)體免疫反應(yīng)的功能免疫防御消滅病原微生物、中和毒素反應(yīng)過高。則引起變態(tài)反應(yīng),過低引起免疫缺陷。自身穩(wěn)定消除體內(nèi)衰老的被破壞的細(xì)胞,反應(yīng)過高則引起自身免疫病。免疫監(jiān)視識別和消除突變細(xì)胞反應(yīng)過低容易產(chǎn)生。則惡性腫瘤。二、免疫學(xué)的發(fā)展簡史(一)免疫學(xué)的誕生我國15世紀(jì)應(yīng)用良性天花患者的干燥痂皮,研成粉末吹鼻免疫1798年,Jenner受擠乳婦女不感染天花的啟發(fā),應(yīng)用牛痘膿瘡制成疫苗獲得成功,宣告了免疫學(xué)的誕生。(二)免疫學(xué)的發(fā)展Jenner發(fā)明創(chuàng)造種痘后約80年,Pasteur(1881-1885)制成了雞霍亂桿菌、炭疽桿菌、狂犬病疫苗,并獲得了巨大成功。(三)免疫學(xué)的發(fā)展和分枝學(xué)科的形成進(jìn)入20世紀(jì)以后,免疫學(xué)形成了很多分枝學(xué)科。1、免疫生物學(xué)研究生物體內(nèi)免疫發(fā)生的規(guī)律2、免疫血清學(xué)血清中的抗體可與體外的抗原發(fā)生特異性結(jié)合,并且可引起多種免疫學(xué)反應(yīng)由于檢測技術(shù)的發(fā)展,創(chuàng)立了多種血清免疫技術(shù)。如電泳技術(shù)、熒光抗體技術(shù)、酶聯(lián)技術(shù)。3、免疫化學(xué)從化學(xué)的角度研究抗原抗體的各種特性和免疫反應(yīng)的化學(xué)機(jī)理。(四)免疫技術(shù)的進(jìn)展免疫技術(shù)包括免疫檢測技術(shù)和免疫生物制品技術(shù)兩大類。1、免疫檢測技術(shù)免疫熒光、免疫酶和放射免疫被稱為免疫血清學(xué)的三大標(biāo)記技術(shù)這些技術(shù)具有特異性強(qiáng)、敏感性高、重復(fù)性好、方法簡易快速等優(yōu)點(diǎn)而愈來愈受到重視。2、單克隆技術(shù)1975年kohler和Milstein應(yīng)用細(xì)胞融合技術(shù),首次獲得B細(xì)胞雜交瘤,產(chǎn)生出有高度特異性和同質(zhì)性的單克隆抗體1980年人—人雜交瘤細(xì)胞融合成功,獲得人單克隆抗體。1981年具有抑制功能的人T細(xì)胞雜交瘤研制成功,使得雜交瘤技術(shù)和應(yīng)用變得成為可能。3、基因工程抗體將單克隆抗體重鏈和輕鏈基因克隆后,在大腸桿菌或其他系統(tǒng)中表達(dá),構(gòu)建重組抗體含有重鏈和輕鏈的抗體稱為雙鏈抗體。但由于分子量大,仍保留小鼠FC,在人體應(yīng)用時(shí),容易產(chǎn)生免疫反應(yīng),如果將恒定區(qū)去掉,只保留可變區(qū),則不會產(chǎn)生排斥反應(yīng)。將輕鏈可變區(qū)和重鏈可變區(qū)的基因連在一起,轉(zhuǎn)染大腸桿菌即可表達(dá)出含有一個(gè)抗原結(jié)合點(diǎn)的單鏈抗體分子。由于其分子量小,在大腸桿菌中表達(dá)方便,免疫原性低,不產(chǎn)生排斥反應(yīng);能通過一些屏障,進(jìn)入實(shí)體瘤的微循環(huán);還可與毒素,化療藥物結(jié)合,加強(qiáng)抗癌治療。4、生物技術(shù)疫苗基因工程苗,利用獲得編碼該致病微生物保護(hù)性抗原基因的“工程菌”來進(jìn)行生產(chǎn)生產(chǎn)的抗原是高度專一的,減少了無效應(yīng)答,十分安全。人工合成疫苗:人工合成保護(hù)性抗原決定簇,然后連接在載體上制成的疫苗優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)載體可連接多個(gè)保護(hù)性抗原決定簇,起到一次注射預(yù)防多種疾病的功效。三、免疫學(xué)的應(yīng)用(一)在醫(yī)學(xué)和獸醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用1、血清學(xué)和免疫學(xué)診斷診斷傳染病、寄生蟲病腫瘤、自身免疫病和變態(tài)反應(yīng)性疾病。2、免疫預(yù)防和治療應(yīng)用疫苗預(yù)防和治療;抗血清治療和預(yù)防。(二)在農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)上的應(yīng)用1、生物活性物質(zhì)的超微量測定。2、物種鑒定。
第一章免疫系統(tǒng)免疫系統(tǒng)的產(chǎn)生和完善與生物的進(jìn)化程度密切相關(guān)。從生物進(jìn)化的角度看,動物進(jìn)化越高級,免功能越完善。無脊椎動物→軟骨魚→爬蟲類動物↓↓↓吞噬和炎癥作用→細(xì)胞免疫→體液免疫從生物進(jìn)化的角度看,免疫系統(tǒng)的發(fā)育有2個(gè)特點(diǎn):①從低等動物到高等動物,免疫功能逐步完善。由非特異性免疫到特異性免疫變化。②免疫的形式?jīng)]有隨著動物的進(jìn)化而把低等的形式丟棄,而是保持原有的低等免疫形式,與高等免疫形式一起協(xié)調(diào)發(fā)揮作用。一、免疫器官(immuneorgans)免疫系統(tǒng)從層次上有免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫分子等。執(zhí)行免疫功能的組織結(jié)構(gòu)稱為免疫器官根據(jù)免疫功能的不同分為中樞免疫器官和外周免疫器官。(一)中樞免疫器官(中央免疫器官)功能:產(chǎn)生和培育免疫細(xì)胞,控制機(jī)體的免疫反應(yīng)的類型,發(fā)育不需抗原刺激。包括骨髓,胸腺,腔上囊。1、胸腺(thymus)產(chǎn)生和培育T淋巴細(xì)胞的場所,從骨髓來的多功能干細(xì)胞分化成胸腺細(xì)胞,有1%的長壽小淋巴細(xì)胞發(fā)育成T細(xì)胞他們壽命長,數(shù)月至數(shù)年,甚至20年以上。主要負(fù)責(zé)細(xì)胞免疫功能。
胸腺位于胸腔前部的縱隔內(nèi),青春期時(shí)最大,之后停止增殖,老年則退化萎縮此外,嚴(yán)重營養(yǎng)不良、內(nèi)分泌失調(diào)、微生物感染、藥物中毒、應(yīng)激反應(yīng)及免疫排斥等都可引起胸腺退化。胸腺內(nèi)有兩種細(xì)胞,一是上皮網(wǎng)狀細(xì)胞,二是胸腺細(xì)胞皮質(zhì)部分的網(wǎng)狀上皮細(xì)胞比較疏松,胸腺細(xì)胞比較豐富。胸腺皮質(zhì)中有一種大型細(xì)胞,直徑50μm,具有典型上皮細(xì)胞的特征,稱為胸腺哺育細(xì)胞(thymic看護(hù)細(xì)胞,TNC)。一個(gè)TNC可釋放出20-80個(gè)淋巴細(xì)胞,TNC還是T細(xì)胞馴化的重要環(huán)境之一。在胸腺的髓質(zhì)中網(wǎng)狀上皮細(xì)胞連接成網(wǎng),并分泌多種胸腺激素,胸腺生成素,血清胸腺因子及胸腺體液因子等,都對誘導(dǎo)T細(xì)胞的成熟有重要作用胸腺髓質(zhì)內(nèi)的胸腺淋巴細(xì)胞較少,絕大多數(shù)為小淋巴細(xì)胞,但可被馴化成T淋巴細(xì)胞。來自骨髓干細(xì)胞的胸腺細(xì)胞則只有極少部分成為T淋巴細(xì)胞。胸腺對T細(xì)胞成熟至關(guān)重要幼兒期切除胸腺會引起嚴(yán)重的免疫缺陷病,主要表現(xiàn)為T細(xì)胞免疫缺陷,循環(huán)T細(xì)胞減少,細(xì)胞免疫反應(yīng)不能建立,B細(xì)胞功能也會受到影響。某些病毒感染可損害胸腺,引起類似免疫缺陷病。成年期胸腺通過分泌胸腺激素對免疫系統(tǒng)起調(diào)節(jié)作用。2、腔上囊(囊fabricius)及囊的類同組織腔上囊又稱法氏囊,是禽類的特有結(jié)構(gòu)。從骨髓來的多功能干細(xì)胞受囊激素的作用,誘導(dǎo)分化成B淋巴細(xì)胞。再經(jīng)過淋巴和血液循環(huán)進(jìn)入外周免疫器官的非胸腺依賴區(qū),并繼續(xù)增殖,主要完成體液免疫。哺乳動物沒有腔上囊,其功能由骨髓兼任。3、骨髓(Bonemarrow)其多功能干細(xì)胞可分化為很多細(xì)胞,具有免疫和造血雙重功能。骨髓多功能干細(xì)胞,在骨髓內(nèi)增殖分化為淋巴系干細(xì)胞和髓系干細(xì)胞兩大類。淋巴系中,T淋巴前提細(xì)胞進(jìn)入胸腺,馴化成各類T細(xì)胞,B淋巴前提細(xì)胞在哺乳動物的骨髓內(nèi)增殖為B細(xì)胞,禽類進(jìn)入腔上囊馴化為B細(xì)胞,非T非B的第三類淋巴系前提細(xì)胞在骨髓中增殖分化為K細(xì)胞和NK細(xì)胞等。另一大類為髓系干細(xì)胞可發(fā)育成單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、各種粒細(xì)胞、紅細(xì)胞,這些細(xì)胞也參與機(jī)體的免疫應(yīng)答。(二)外周免疫器官(周邊免疫器官)功能:是T、B細(xì)胞定居、增殖和對抗原刺激反應(yīng)的場所主要有淋巴結(jié)和脾臟。1、淋巴結(jié)(淋巴結(jié))淋巴結(jié)分布在淋巴系統(tǒng)的路徑上,分為皮質(zhì)和髓質(zhì)兩部分,皮質(zhì)內(nèi)有大量的淋巴小結(jié),小結(jié)的中央稱為生發(fā)中心,是B細(xì)胞的主要集中區(qū)在皮質(zhì)和髓質(zhì)之間是副皮質(zhì)區(qū),是T細(xì)胞的主要集中區(qū)。髓質(zhì)又分為髓索和髓竇兩部分。髓索為B細(xì)胞居住區(qū),并見有漿細(xì)胞,網(wǎng)狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。髓竇內(nèi)許多吞噬細(xì)胞,是過濾淋巴液的部分,可以清除流經(jīng)淋巴竇的病原微生物和其它抗原性異物。淋巴結(jié)有兩種捕獲系統(tǒng),一種是髓質(zhì)內(nèi)的巨噬細(xì)胞(需要細(xì)胞內(nèi)處理的抗原、顆粒性抗原),在初次接觸抗原時(shí)發(fā)揮作用,另一種是樹突狀細(xì)胞捕獲(不需要細(xì)胞內(nèi)處理的抗原、可溶性抗原)。2、脾臟(脾臟)是體內(nèi)最大的免疫器官,是產(chǎn)生致敏淋巴細(xì)胞和抗體的場所之一,并濾除血液中衰老細(xì)胞和抗原顆粒脾臟分白髓和紅髓兩部分,白髓有淋巴鞘和脾小體,淋巴鞘多為T細(xì)胞,脾小體多為B細(xì)胞。紅髓分髓索和髓竇,髓索以B細(xì)胞為主。此外,外周淋巴結(jié)器官還有扁桃體、腸道相關(guān)淋巴組織、哈德爾氏腺等。二、免疫細(xì)胞凡參與免疫應(yīng)答的細(xì)胞統(tǒng)稱為免疫細(xì)胞如T、B、N、D、K、NK、單核、巨噬細(xì)胞和粒細(xì)胞等。在免疫細(xì)胞中,受抗原刺激后,能特異性的識別抗原決定基,并能通過分化增殖,發(fā)生特異性免疫應(yīng)答,產(chǎn)生抗體或淋巴因子的細(xì)胞稱為免疫活性細(xì)胞。主要有T、B細(xì)胞。(一)淋巴樣細(xì)胞是指任何淋巴細(xì)胞系的細(xì)胞。1、形態(tài)特征可分為大、中、小3種現(xiàn)在主要從形態(tài)、結(jié)構(gòu)、表面標(biāo)志和功能加以區(qū)別。(1)T和B淋巴細(xì)胞小淋巴細(xì)胞,球形,直徑5-7μm,胞漿少,核漿比(N/C)大在電子顯微鏡下可見細(xì)胞膜表面有微絨毛,T細(xì)胞微絨毛較少,B細(xì)胞微絨毛較多,呈毛球狀。(2)免疫母細(xì)胞在抗原刺激或植物血凝素的激發(fā)下,細(xì)胞變大,DNA合成旺盛可分化成效應(yīng)淋巴細(xì)胞。(3)漿母細(xì)胞為漿細(xì)胞的前提細(xì)胞,球形,7-15μm,N/C小,高爾基體發(fā)達(dá)。(4)漿細(xì)胞圓形或卵圓形,直徑8-20μm,富含核糖蛋白核染色顆粒粗大,致密,呈輻射狀排列,稱為車輪狀。高爾基體發(fā)達(dá)。2、淋巴細(xì)胞的發(fā)生、分布、再循環(huán)和壽命(1)淋巴細(xì)胞的發(fā)生血淋巴先驅(qū)細(xì)胞→胚胎卵黃囊血島→胚胎肝、脾增殖后→移入骨髓→骨髓多功能干細(xì)胞。胸腺素↓T細(xì)胞來源:骨髓多功能干細(xì)胞→胸腺→小淋巴細(xì)胞→T淋巴細(xì)胞。腔上囊素↓B細(xì)胞來源:骨髓多功能干細(xì)胞→腔上囊→小淋巴細(xì)胞→B淋巴細(xì)胞
B細(xì)胞的分化分為兩個(gè)階段:第一階段為克隆發(fā)育期多功能干細(xì)胞在中樞免疫器官分化為胞漿內(nèi)含IgM的前B細(xì)胞,細(xì)胞表面有Ia抗原,之后IgM移至細(xì)胞表面,此時(shí)仍為成熟,如接觸抗原,體內(nèi)的特異性克隆即被清除。第二階段為抗原驅(qū)動的選擇性克隆分化期。B細(xì)胞已經(jīng)成熟,細(xì)胞表面除IgM外,還有IgD,IgG,IgA等,此時(shí)接觸抗原,相應(yīng)B細(xì)胞克隆可被選擇性激活。B細(xì)胞激活后轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞,可產(chǎn)生抗體,參與體液免疫。
(2)淋巴細(xì)胞的分布(%)器官T細(xì)胞B細(xì)胞胸腺98-100<1淋巴結(jié)75-8515-25脾30-4060-70血液70-8020-30胸導(dǎo)管淋巴80-9010-20骨髓少數(shù)多數(shù)(3)再循環(huán)和壽命參加再循環(huán)的細(xì)胞絕大多數(shù)為T細(xì)胞(80-90%),循環(huán)1周約需18小時(shí),B細(xì)胞參加再循環(huán)的較少(10-20%),循環(huán)1周至少30小時(shí)。淋巴細(xì)胞分為長壽的(存活100天以上)和短壽的(4-6天))兩個(gè)亞群從細(xì)胞來講T細(xì)胞比B細(xì)胞長壽。在不同的組織中細(xì)胞的壽命也不一樣,在熊貓中為短壽的,進(jìn)入胸導(dǎo)管中則為長壽的。未接抗原之前的T細(xì)胞是靜止的,接觸后轉(zhuǎn)化為效應(yīng)T細(xì)胞是短壽的一般4-6日。其中一部分變?yōu)橛洃浖?xì)胞,進(jìn)入再循環(huán),可存活數(shù)月至數(shù)年。成熟的B細(xì)胞是短壽的,一般幾天至幾周,,漿細(xì)胞只能存活2天,轉(zhuǎn)變成記憶B細(xì)胞者可存活100天以上。3、淋巴細(xì)胞的亞群(1)T淋巴結(jié)細(xì)胞亞群A、細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxicT淋巴球,CTL或Tc):直接殺傷靶細(xì)胞而不需要抗體參與。B、抑制性T細(xì)胞(抑制T淋巴球,STL或Ts):通過抑制輔助性T細(xì)胞(TH)對B細(xì)胞的分化及Tc作用,從而調(diào)節(jié)和控制免疫應(yīng)答的強(qiáng)度,保持機(jī)體自身的穩(wěn)定。C、輔助性T細(xì)胞(幫忙者T淋巴球,TH):TH細(xì)胞的受體能識別MHCⅡ分子。TH細(xì)胞的功能包括傳遞抗原信息;協(xié)助B細(xì)胞識別抗原,并促進(jìn)B細(xì)胞分化成漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體;輔助Tc,提高其殺傷活性;分泌多種淋巴因子,調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答;通過分泌Ts細(xì)胞誘導(dǎo)因子,活化具有抑制功能的Ts前提細(xì)胞,并誘導(dǎo)不同階段的Ts細(xì)胞,最終分化為效應(yīng)TS細(xì)胞,起負(fù)反饋?zhàn)饔?。?)B細(xì)胞亞群B細(xì)胞的發(fā)育也分2個(gè)時(shí)期第一為克隆發(fā)育期,多功能干細(xì)胞首先分化成胞漿內(nèi)含IgM的前B細(xì)胞,然后再分化成表面帶IgM的未成熟的B細(xì)胞,此時(shí)接觸抗原,則特異的淋巴細(xì)胞克隆即被清除。第二階段為抗原驅(qū)動的選擇性克隆分化期,此時(shí)B細(xì)胞已經(jīng)分化成熟,表面除IgM外,還可出現(xiàn)IgD、IgG、IgA
等表面免疫球蛋白(SIg)。此時(shí)如接觸相應(yīng)抗原,則相應(yīng)的淋巴細(xì)胞克隆被激活。B細(xì)胞被激活后,轉(zhuǎn)化為漿母細(xì)胞,增殖為漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體,參加體液免疫,一部分B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為記憶細(xì)胞。B細(xì)胞分為B1和B2兩個(gè)亞群。B1細(xì)胞帶有SIgM,能對Ti抗原應(yīng)答,只產(chǎn)生IgM,B2細(xì)胞帶有SIgM和SIgD,能對TD抗原產(chǎn)生應(yīng)答,不易產(chǎn)生免疫耐受。4、淋巴細(xì)胞的表面標(biāo)志包括表面抗原和表面受體。一種淋巴細(xì)胞一般有幾種表面標(biāo)志抗原和受體,不同細(xì)胞群和亞群的表面標(biāo)志不同,同一亞群的細(xì)胞不同發(fā)育階段的表面標(biāo)志也不同。原始細(xì)胞一般沒有表面標(biāo)志,以后逐漸獲得表面標(biāo)志。在獲得表面標(biāo)志時(shí),舊的表面標(biāo)志可以消失或減弱。因此可以用檢測細(xì)胞表面標(biāo)志的有無、多少,檢測細(xì)胞的發(fā)育過程。淋巴細(xì)胞的表面標(biāo)志都是結(jié)合在細(xì)胞膜上的巨蛋白分子,與液態(tài)的細(xì)胞膜共同作用出現(xiàn)吞飲、帽化等現(xiàn)象,與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)有關(guān)。(1)T細(xì)胞表面抗原研究比較清楚的是小鼠和人的T細(xì)胞表面抗原。對人來講,用分化群(Clusterofdifferentiation,CD)表示,比較重要的抗原有CD2、CD3、CD4、CD8、CD25
和CD28
等。CD2:存在于人類T細(xì)胞和胸腺細(xì)胞表面,CD2與紅細(xì)胞受體有關(guān)。CD3:存在于胸腺髓質(zhì)細(xì)胞及所有成熟的T細(xì)胞膜上,通常與T細(xì)胞的抗原受體(TCR)連接成為CD3/TCR復(fù)合體,介導(dǎo)抗原刺激的免疫應(yīng)答。CD3的功能是將TCR與抗原結(jié)合所產(chǎn)生的活化信號傳遞到細(xì)胞內(nèi)部使細(xì)胞活化引起免疫應(yīng)答。CD4:是輔助性T細(xì)胞的主要表面標(biāo)志。CD8:主要存在于TS和TC表面。(2)T細(xì)胞表面受體
T細(xì)胞受體(TCR):能識別外來抗原并與之特異性結(jié)合的受體,TCR是一類糖蛋白分子,通常與CD3連接成CD3/TCR復(fù)合物,傳遞活化信號。
IL-2R:存在于T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及淋巴因子活化的殺傷細(xì)胞,它有高親合力和低親合力兩種形式。IL-2R有2條鏈,分離時(shí)處于低親和力,2條鏈結(jié)合在一起時(shí),IL-2R有高親和力。當(dāng)IL-2存在時(shí),β鏈?zhǔn)紫缺患せ睿T導(dǎo)α鏈表達(dá),再由二者構(gòu)成高親合力的IL-2R。紅細(xì)胞受體:T細(xì)胞上有紅細(xì)胞受體(ER)能使紅細(xì)胞形成E花環(huán),B細(xì)胞則沒有E受體。(3)B細(xì)胞表面抗原
Ia抗原,即免疫相關(guān)抗原(immuneassociatedantigen,Ia-Ag):絕大多B細(xì)胞,少數(shù)T細(xì)胞及其他細(xì)胞表達(dá)此抗原。它在免疫應(yīng)答中有重要作用,其抗血清能抑制許多免疫應(yīng)答。
Lyb抗原:B細(xì)胞表面一系列同種異體抗原。人的B細(xì)胞分化抗原:用單抗技術(shù)在B細(xì)胞表面找到的多種分化抗原。其中以CD19、CD20和CD21等研究較多。
(4)B細(xì)胞表面受體抗原受體:SIg或SmIg是B細(xì)胞的重要表面標(biāo)志。主要為IgM和IgD,大部分B細(xì)胞同時(shí)帶有IgM和IgD。受抗原刺激后此類標(biāo)志可以轉(zhuǎn)化為IgG和IgA。Fc受體:主要分布于B細(xì)胞、K細(xì)胞和單核吞噬細(xì)胞。它是B細(xì)胞成熟的一個(gè)標(biāo)志。抗體致敏的細(xì)胞(EA)可與B細(xì)胞結(jié)合形成EA花環(huán),此EA花環(huán)常用于B細(xì)胞的鑒定。B細(xì)胞的Fc受體與IgG的結(jié)合能力最強(qiáng),故又稱為IgGFc受體。補(bǔ)體受體:B細(xì)胞表面有C3b受體,補(bǔ)體受體的出現(xiàn)也是B細(xì)胞成熟的標(biāo)志之一??贵w致敏的紅細(xì)胞與補(bǔ)體結(jié)合(EAC),可與B細(xì)胞形成EAC花環(huán)。(二)單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)(Mononuclearphagocytesystem)
這類細(xì)胞是指有高度吞噬能力的表面有抗體受體和補(bǔ)體受體的巨噬細(xì)胞,它包括血液中的單核細(xì)胞(單核細(xì)胞),組織中的巨噬細(xì)胞(Macrophagocyte)。
單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)起源于骨髓,分化后進(jìn)入血液稱為單核細(xì)胞,進(jìn)入肝臟稱為枯否氏細(xì)胞(Kuffers細(xì)胞),進(jìn)入神經(jīng)組織中稱為小膠質(zhì)細(xì)胞(Microglial細(xì)胞),肺中稱為塵細(xì)胞(拂去灰塵細(xì)胞),結(jié)締組織稱為組織細(xì)胞(Histocyte)等。1、巨噬細(xì)胞(Mφ)的功能:(1)吞噬和殺菌作用非特異性地吞噬和殺滅多種病原微生物,清除體內(nèi)衰老損傷或死亡的細(xì)胞。(2)細(xì)胞毒作用被特異性抗體或致敏淋巴因子激活后對靶細(xì)胞直接殺傷這種殺傷是通過巨噬細(xì)胞與靶細(xì)胞的直接接觸發(fā)揮作用,這對于殺傷腫瘤細(xì)胞和某些大而不能吞噬的原蟲、胞內(nèi)菌有著重要作用。(3)處理和傳遞抗原信息巨噬細(xì)胞能將抗原吞噬消化,濃縮成超級抗原,將信息傳遞給T細(xì)胞和B細(xì)胞。屬于抗原提呈細(xì)胞(抗原發(fā)表細(xì)胞,APC)。(4)參與免疫調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞及其產(chǎn)物通過加強(qiáng)或抑制免疫應(yīng)答而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用(5)巨噬細(xì)胞的異質(zhì)性巨噬細(xì)胞功能復(fù)雜,形態(tài)也多樣,分為Ia+和Ia-兩個(gè)細(xì)胞群。Ia+者為抗原提呈細(xì)胞,數(shù)量少。Ia-為殺傷性巨噬細(xì)胞,體積較大,主要功能是清除異物。2、樹突狀細(xì)胞主要功能是提呈抗原巨噬細(xì)胞提呈的經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)處理的抗原,主要是顆粒性抗原。樹突狀細(xì)胞主要提呈那些不需要細(xì)胞內(nèi)處理的抗原,特別是可溶性抗原。(三)其他免疫細(xì)胞在外周血液中除T,B細(xì)胞外,還有其他淋巴細(xì)胞,主要有K,NK,D,N細(xì)胞群。1、NK細(xì)胞(自然細(xì)胞):稱為自然殺傷性淋巴細(xì)胞這種細(xì)胞的殺傷作用,不需要抗體參與,也不許要抗原致敏,直接對靶細(xì)胞釋放細(xì)胞毒,但其毒力比Tc,K細(xì)胞弱。2、K細(xì)胞(兇手細(xì)胞):K細(xì)胞膜上有IgG的Fc受體,當(dāng)IgG的工廠片段與靶細(xì)胞結(jié)合后,K細(xì)胞表面的Fc受體可與IgG的Fc結(jié)合,K細(xì)胞活化,釋放細(xì)胞毒,破壞靶細(xì)胞這種對靶細(xì)胞的殺傷作用必須依賴特異性抗體作中介,才能發(fā)揮殺傷作用的效應(yīng)稱為抗體依賴性細(xì)胞毒性效應(yīng),簡稱ADCC效應(yīng)。K細(xì)胞稱為抗體依賴性細(xì)胞。3、D細(xì)胞(加倍細(xì)胞):具有T,B細(xì)胞雙重表面標(biāo)志,又稱為雙標(biāo)志淋巴細(xì)胞占淋巴細(xì)胞的2~3%,其來源,本質(zhì)及功能不清楚。4、N細(xì)胞(無效力的細(xì)胞):無細(xì)胞表面標(biāo)志細(xì)胞,既無T細(xì)胞又無B細(xì)胞表面標(biāo)志,其來源和功能不詳。5、粒細(xì)胞(Granulocyte)
胞漿中含有顆粒的白細(xì)胞統(tǒng)稱為粒細(xì)胞主要有嗜中性、嗜酸性、嗜堿性粒細(xì)胞等。(1)嗜中性粒細(xì)胞血液中的主要吞噬細(xì)胞表面有抗體和補(bǔ)體的受體,在防御化膿菌和真菌感染中起重要作用。(2)嗜堿性粒細(xì)胞在血液中含量較少,僅為白細(xì)胞總數(shù)的0.5%,胞漿中含有大量的堿性顆粒顆粒內(nèi)含有組織胺,慢反應(yīng)物質(zhì),5個(gè)羥色氨的,第一肝素等型變態(tài)反應(yīng)物質(zhì)。細(xì)胞表面有IgE的Fc受體。(3)嗜酸性粒細(xì)胞占白細(xì)胞總數(shù)的2~12%顆粒中含多量的酶,尤其是過氧化物酶。分布于全身結(jié)締組織、肺、腸和淋巴組織中。在過敏性疾病和寄生蟲疾病中,局部組織和血液中嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)量增多。6、紅細(xì)胞紅細(xì)胞不僅可以運(yùn)輸氧氣和CO2,1953年,壓住對方頭部發(fā)現(xiàn)紅細(xì)胞有免疫吸附現(xiàn)象,原因是紅細(xì)胞上有C3b受體(C3bR)。抗原抗體復(fù)合物與補(bǔ)體結(jié)合后可吸附在紅細(xì)胞上1981年以來,Siegel提出了"紅細(xì)胞免疫系統(tǒng)"概念,認(rèn)為紅細(xì)胞與白細(xì)胞一樣具有免疫功能。以后的研究還證明紅細(xì)胞(RBC)有以下功能:(1)識別抗原,識別自我將牛的血清白蛋白(3HBSA),注入到兔體內(nèi),可在循環(huán)的紅細(xì)胞上檢測到。若將兔的血清白蛋白注射到新生兔的體內(nèi),則在循環(huán)紅細(xì)胞上檢測不到。(2)清除體內(nèi)免疫復(fù)合物。補(bǔ)體RBCRBC↓↓↑Ag+Ab→AgAb→AgAbC3b→AgAbRBC→AgAbFc+Mφ(FcR)防止免疫復(fù)合物沉降在某些組織引起免疫損傷。(3)增強(qiáng)吞噬細(xì)胞的吞噬功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),RBC有增強(qiáng)中性白細(xì)胞的功能,同時(shí)由于RBC具有補(bǔ)體受體(CR)細(xì)胞內(nèi)含有高濃度的過氧化物酶及超氧化物歧化酶,可有效清除吞噬過程中產(chǎn)生的氧化代謝產(chǎn)物,從而促進(jìn)吞噬作用。(4)抗原提呈作用RBC與Ag結(jié)合后與T細(xì)胞結(jié)合成玫瑰花環(huán),被T細(xì)胞提呈。(5)免疫調(diào)節(jié)作用通過RBC表面的其它受體,使T,B細(xì)胞增殖活化,清除過氧化物,減輕對吞噬細(xì)胞的損害。第二章抗原一、抗原的概念:凡是能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體和致敏淋巴細(xì)胞,并能與之結(jié)合從而發(fā)生特異性免疫反應(yīng)的物質(zhì)稱為抗原(antigen)它至少有兩個(gè)基本特性即免疫原性和反應(yīng)原性。兩個(gè)極端情況即變應(yīng)原性和耐受原性。只有反應(yīng)原性而沒有免疫原性的抗原成為半抗原。具體見表2-1。二、構(gòu)成抗原的條件(一)異源性抗原通常為非自身物質(zhì)血緣關(guān)系相距越遠(yuǎn),抗原性越好。同種異體間也有免疫原性,自身組織通常沒有抗原性,但由于燒傷、感染、電離輻射等使細(xì)胞表面發(fā)生變化可以成為抗原;一些組織如眼球晶體蛋白、精子蛋白和甲狀腺蛋白等,因分化較晚,反應(yīng)性克隆沒有消除,成為自身隱蔽抗原。一旦由于其他原因進(jìn)入血液即可成為抗原。(二)分子大小抗原的免疫原性與分子的大小密切相關(guān)一般分子量不低于10,000,不同種類的抗原,抗原性大小不一。一般蛋白質(zhì)的抗原性較好,糖和脂類的抗原性較差。(三)化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)和立體構(gòu)像分子結(jié)構(gòu)和空間構(gòu)像越復(fù)雜抗原性越強(qiáng)。含有芳香族的氨基酸其抗原性強(qiáng),如果是直鏈氨基酸(明膠),即使分子量較大也沒有免疫原性。其原因是直鏈氨基酸結(jié)構(gòu)簡單,容易被酶降解,抗原刺激時(shí)間短的緣故。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)即使分子量小(胰島素分子量5734)也有良好的免疫原性??乖肿拥目臻g構(gòu)像即基團(tuán)之間的相互立體關(guān)系,是決定抗原性的主要因素空間構(gòu)像的變化會使免疫原性迅速改變。光學(xué)異構(gòu)對免疫原性也有很大影響D型氨基酸免疫原性低于L型。(四)物理狀態(tài)及可降解性一些可溶性抗原,由于分子的聚集或吸附在顆粒上,使其獲得或增大抗原性,如果分子很快被降解,則不能保持足夠的刺激時(shí)間,但如果不能被APC細(xì)胞處理也不能發(fā)生免疫應(yīng)答,如豬的心瓣膜在人類外科手術(shù)中的應(yīng)用。三、抗原特異性與抗原決定簇抗原的特異性是指一種抗原只與相應(yīng)的抗體結(jié)合,而不能與另一種抗體結(jié)合的特性抗原的特異性是由抗原表面的抗原決定簇決定的??乖瓫Q定簇是指位于抗原分子表面的有特殊構(gòu)型和活性的化學(xué)基團(tuán)組成的結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱為抗原決定簇或抗原表位。這些抗原決定簇就是某些化學(xué)基團(tuán),如—COOH,-SO3H,AsO3H2,它們通過苯胺或其它芳香胺連接在蛋白質(zhì)上,形成偶氮蛋白質(zhì)就形成了抗原,抗原的特異性是由這些簡單的化學(xué)基團(tuán)決定的,其它蛋白質(zhì)起著免疫載體的作用由于抗原分子的變化,位于抗原分子表面的化學(xué)基團(tuán)也會發(fā)生改變,抗原的特異性也會隨之改變,出現(xiàn)新的特異性。如果一個(gè)抗原分子表面有多個(gè)抗原決定簇,就會有多個(gè)抗原表位,即產(chǎn)生多克隆抗體,有多特異性抗原決定簇。如圖2-3。(二)抗原決定簇的性質(zhì)、大小及數(shù)量不同類型的物質(zhì)要求組成一個(gè)決定簇的基團(tuán)數(shù)量是不一樣的蛋白質(zhì)抗原每個(gè)抗原決定簇要求5-7個(gè)氨基酸殘基組成,多糖抗原要求5-6個(gè)己糖殘基組成,核酸決定簇要求5-8個(gè)核苷酸殘基組成。每個(gè)抗原分子上決定簇的數(shù)量稱為該抗原的抗原價(jià)。一般抗原分子上有多個(gè)決定簇,即為多價(jià)抗原,只有一個(gè)決定簇的抗原稱為單價(jià)抗原。單價(jià)抗原是不能形成肉眼可見的明顯沉淀反應(yīng)的。四、半抗原-載體現(xiàn)象抗原的特異性是由抗原分子表面的化學(xué)基團(tuán)決定的,半抗原的存在決定了抗原的特異性,抗原分子的其它部分起著載體的作用實(shí)驗(yàn)證明,抗原的特異性雖然是由抗原決定簇決定,但是載體的存在影響了免疫反應(yīng)的質(zhì)和量。載體的作用具體講有2個(gè):1、載體能增加抗原分子的大小,使其獲得免疫原性。2、在再次免疫中起記憶作用。載體現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證明,T細(xì)胞表面的抗原受體主要和免疫原的載體決定簇相互作用,而B細(xì)胞表面的抗原受體則和半抗原決定簇相互作用在記憶免疫中激活的T細(xì)胞只能識別載體,不能對半抗原或結(jié)合在另一載體上的半抗原發(fā)生免疫效應(yīng),而激活的B細(xì)胞主要識別半抗原。本質(zhì)上,任何一個(gè)完全抗原均可看作是半抗原與載體的復(fù)合物在免疫應(yīng)答中,T細(xì)胞識別載體,B細(xì)胞識別抗原,因此細(xì)胞免疫應(yīng)答中載體起重要作用,而體液免疫應(yīng)答中,也必須通過T細(xì)胞對載體的識別,從而促進(jìn)B細(xì)胞對半抗原的反應(yīng)。例如牛的胰高血糖素可引起豚鼠明顯的體液免疫應(yīng)答。但可被胰蛋白酶裂解為兩個(gè)片段,一個(gè)片段能引起T細(xì)胞的母細(xì)胞化,另一片段能與胰高血糖素抗體結(jié)合,而對T細(xì)胞的功能沒有影響。當(dāng)然并不是所有的抗原都是這樣簡單,大多數(shù)抗原具有多種抗原決定簇,可以看作是多種半抗原和載體的復(fù)合物。五、抗原的類屬性(交叉性)抗原只能與相應(yīng)的抗體結(jié)合,這是抗原的特異性抗原的特異性是相對的,有些抗原還存在著交叉抗原,即具有一些相同的抗原。我們把不同種屬的微生物間、微生物與其它抗原物質(zhì)間,或者其它抗原物質(zhì)相互間,除具有本身特異性抗原決定簇外,還可能存在有共同的抗原決定簇的特性稱為抗原的類屬性??乖念悓傩灾淮嬖谟谏俨糠挚乖???乖念悓傩跃哂幸欢ɡ碚摵蛯?shí)踐意義如動物與微生物之間的異嗜性抗原在疾病的發(fā)生上有一定的意義,溶血性鏈球菌的細(xì)胞壁脂多糖與腎小球基底膜及心肌組織有共同抗原。大腸桿菌O14型的脂多糖與人的結(jié)腸粘膜上皮細(xì)胞有異嗜性抗原存在。肺炎球菌14型含有人的血型一物質(zhì),大腸桿菌O86含有人的血型B物質(zhì),這些微生物感染后,會造成人和動物的一些自身免疫性疾病。在診斷時(shí),一方面防止誤診,但也可以進(jìn)行診斷。
Berzofsky(1981)從分子水平將抗原的交叉反應(yīng)性分為兩大類第一,抗原分子上的兩個(gè)抗原決定簇可與同一分子抗體上的同一抗原結(jié)合部位結(jié)合,但親合力不同。第二,抗原決定簇分別與抗體中的不同分子起反應(yīng)表現(xiàn)出的交叉反應(yīng)性。六、抗原類型(一)根據(jù)抗原性質(zhì)分類1、完全抗原2、不完全抗原:簡單半抗原和復(fù)合半抗原。(二)根據(jù)抗原的來源分類1、外源性抗原:凡自細(xì)胞外被單核巨噬細(xì)胞吞噬,捕獲或與B細(xì)胞特異性結(jié)合后,進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的抗原均為外源性抗原。2、內(nèi)源性抗原:自身細(xì)胞內(nèi)合成的新抗原如胞內(nèi)菌、病毒抗原及其代謝產(chǎn)物,腫瘤細(xì)胞內(nèi)合成的腫瘤抗原。(三)根據(jù)對胸腺(T細(xì)胞)的依賴性1、胸腺依賴性抗原(TD抗原):產(chǎn)生抗體需要T細(xì)胞參與者TD抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生的抗體主要為IgG,容易引起細(xì)胞免疫和免疫記憶。2、非胸腺依賴性抗原(TI抗原):不需要T細(xì)胞協(xié)助就直接刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體,稱為非胸腺依賴性抗原此類抗原的特點(diǎn)是同一構(gòu)成單位重復(fù)排列而成。如圖2-6。(四)根據(jù)天然、人工、化學(xué)性質(zhì)分類1、天然抗原如表2-4。2、人工抗原:人工構(gòu)建的抗原復(fù)合抗原:半抗原與載體結(jié)合。合成抗原:用化學(xué)方法將某些已知的多種氨基酸按一定序列聚合成大分子肽類。七、主要的微生物抗原(一)細(xì)菌抗原:細(xì)菌是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu),含有多種抗原成分,不同的成分可構(gòu)成不同的抗原。1、鞭毛抗原(H抗原):H抗原主要決定于鞭毛的絲狀體,因絲狀體占鞭毛的90%以上。2、菌體抗原(O抗原):主要是指革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁抗原,O抗原的化學(xué)本質(zhì)為脂多糖,位于細(xì)菌的外面。3、莢膜抗原:莢膜由細(xì)菌外面的粘液組成,覆蓋在細(xì)菌的外面,是細(xì)菌主要的表面免疫原,許多莢膜都是酸性多糖,可以是多糖均一的聚合體和異質(zhì)的多聚體。各種細(xì)菌的莢膜多糖互有差異,同種不同型間亦有差異。4、菌毛抗原許多革蘭氏陰性細(xì)菌和少數(shù)革蘭氏陽性細(xì)菌,菌體上有許多細(xì)小的絨毛,稱為菌毛菌毛有很強(qiáng)的抗原性。菌毛凝集不因0.05mol鹽酸或50%乙醇處理消失。此為與鞭毛抗原凝集不同之點(diǎn)。菌毛抗原可以干擾O抗體對O抗原的凝集作用。病原性大腸桿菌的K抗原,如K88,K99,K987P,F(xiàn)41、FY等,已經(jīng)證明它是菌毛抗原。(二)病毒抗原各種病毒結(jié)構(gòu)不同,抗原成分也極為復(fù)雜,但大體上可分為V抗原(濾過性毒菌的抗原,病毒抗原),VC抗原(濾過性毒菌的capsid抗原,VCA,病毒衣殼蛋白抗原)和S抗原(溶解的抗原,可溶性抗原)。1、V抗原:有囊膜的病毒,抗原的特異性主要是囊膜的纖突所決定的此抗原稱為V抗原,也稱為囊膜抗原(envelopeantigen)。V抗原有型和亞型的特異性。2、衣殼抗原(viral
capsidantigen):無囊膜的病毒,其抗原特異性常決定于病毒顆粒表面的衣殼結(jié)構(gòu)蛋白如口蹄疫病毒的結(jié)構(gòu)蛋白VP1,VP2、VP3和VP4,這些抗原具有型和亞型的特異性。病毒在體內(nèi)復(fù)制時(shí),常出現(xiàn)某些大分子物質(zhì),它們可以刺激宿主產(chǎn)生抗體,但病毒子裝配完成后,它們并不存在于結(jié)構(gòu)中,如口蹄疫病毒的經(jīng)由抗原,即屬于此類。(三)毒素抗原破傷風(fēng)桿菌、白喉?xiàng)U菌和肉毒桿菌等都能產(chǎn)生外毒素,釋放到環(huán)境中細(xì)菌的外毒素具有很強(qiáng)的抗原性,能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體。(四)其它微生物抗原:其它微生物如真菌、原蟲、蠕蟲及蟲卵等亦各具有特異性抗原,但其免疫性較弱,特異性也不強(qiáng),交叉反應(yīng)較多,因此較少應(yīng)用抗原特異性進(jìn)行抗原分類鑒定。(五)保護(hù)性抗原微生物有多種抗原,但有1-2種產(chǎn)生的抗體對整個(gè)機(jī)體具有保護(hù)作用,這種抗原稱為保護(hù)性抗原(給予保護(hù)的抗原),如口蹄疫病毒的VP1,致病大腸桿菌的菌毛抗原K88、K99等,保護(hù)性抗原又是多特異性抗原決定簇抗原,其中只有1-2種具有保護(hù)性,稱為保護(hù)性決定簇。第三章抗體(antibody
)抗體是抗原與免疫系統(tǒng)相互作用下由B細(xì)胞產(chǎn)生的能與相應(yīng)抗原發(fā)生特異性結(jié)合的免疫球蛋白(Immunoglobulin,Ig)存在于體液中和細(xì)胞表面,有兩種細(xì)胞表面可以結(jié)合抗體,一是表面有Fc受體的細(xì)胞,二是細(xì)胞膜上有膜抗體的B細(xì)胞??贵w在電泳條件下,可被分離為α,β,γ三個(gè)部分其中α區(qū)主要為IgM。β區(qū)主要為IgA,IgD和IgE。γ區(qū)主要為IgG抗體。在體液中抗體的種類主要為IgG。因此,習(xí)慣上把γ區(qū)的球蛋白稱為免疫球蛋白,事實(shí)上γ區(qū)的球蛋白并不全是免疫球蛋白。一、抗體的分類(一)根據(jù)抗原分類1、異種抗體
由異種動物抗原免疫所產(chǎn)生的抗體如病毒、細(xì)菌免疫動物,雞的抗體免疫兔等。大多數(shù)抗體即屬于此類。2、同種抗體同一種屬的不同個(gè)體之間免疫所產(chǎn)生的抗體即個(gè)體之間的差異。如器官移植。3、自身抗體對自身抗原產(chǎn)生的抗體如抗核抗體、抗甲狀腺抗體等。4、異嗜抗體由異嗜抗原引起的抗體如Forssman抗原引起的抗體。(二)根據(jù)與抗原是否產(chǎn)生可見的反應(yīng)分類1、完全抗體:2、不完全抗體:能與顆粒性抗原結(jié)合但不能產(chǎn)生產(chǎn)生可見的凝集反應(yīng)的抗體(三)根據(jù)理化性質(zhì)和抗原性分類根據(jù)抗體分子大小,電荷,可溶性,化學(xué)結(jié)構(gòu)等理化特性及抗原性可分為IgA,IgD,IgE,IgG和IgM5類,IgA和IgG在不同的動物體內(nèi)又可分為不同的亞類。二、抗體結(jié)構(gòu)所有的抗體都有一個(gè)相似的基本結(jié)構(gòu),稱為單體單體的外觀呈Y字形。由兩條輕鏈(Light
chain,L鏈)和兩條重鏈(Heavychain,H鏈)組成,重鏈之間,輕鏈與重鏈之間主要以-S-S-連接,除此之外,VL-VH,CL-CH1,CH3-CH3之間主要以非共價(jià)產(chǎn)生的憎水作用起著重要連接,構(gòu)成不同的空間結(jié)構(gòu),形成了不同的功能部位。IgG,IgE,IgD僅有一個(gè)單體。IgA有形成多聚體的傾向,2聚體主要是分泌型的,在粘膜的抗感染免疫中起重要作用。IgM是5聚體,在早期的免疫中起重要作用。(一)單體結(jié)構(gòu)單體是一個(gè)對稱性分子,兩條輕鏈位于分子的內(nèi)側(cè),兩條重鏈位于分子的外側(cè)每條輕鏈有兩個(gè)功能區(qū),一個(gè)是可變區(qū)(VL),一個(gè)是恒定區(qū)(CL)。每條重鏈有一個(gè)可變區(qū)(VH)和3個(gè)恒定區(qū)(CH1,CH2、CH3),共4個(gè)功能區(qū),而IgM和IgE在C端多一個(gè)恒定區(qū)(CH4)。各個(gè)功能區(qū)含約110個(gè)氨基酸。因此,抗體分子含有的氨基酸約450~550個(gè)。見圖3-1。
VH和VL的可變區(qū)有3個(gè)各約10個(gè)氨基酸組成的高變區(qū),VH與VL高變區(qū)通過折疊把高變區(qū)結(jié)合在一起,形成抗原結(jié)合部因此,VH與VL的高變區(qū)稱為互補(bǔ)決定區(qū)(時(shí)脈數(shù)據(jù)回復(fù))。(二)酶解片段在CH1和CH2之間為非球狀結(jié)構(gòu),具有可屈折性,稱為絞鏈區(qū)絞鏈區(qū)的長度從10~60個(gè)氨基酸不等。這一區(qū)域不僅集中了重鏈間的—S-S—鍵,而且易被各種蛋白酶水解。木瓜蛋白酶在雙硫鍵的N端水解,胃蛋白酶在雙硫鍵的C端水解。因此,如果用木瓜蛋白酶水解Ig,可產(chǎn)生3個(gè)片段,2個(gè)Fab片段,1個(gè)Fc片段,F(xiàn)ab能與抗原結(jié)合,F(xiàn)c片段可以結(jié)晶,故又稱為可結(jié)晶片段。如果用胃蛋白酶水解只能形成Fa(ab)
2片段,1個(gè)與Fc相似,稱為pFc,F(xiàn)ab功能主要是與抗原結(jié)合,分子較小。CH1有遺傳標(biāo)記。Fc的功能由CH2和CH3的功能決定,CH2有補(bǔ)體結(jié)合位點(diǎn),CH3有Fc受體結(jié)合位點(diǎn),同時(shí)分子量較大,抗原表位較多。因此Fc的功能有:1、能選擇性通過胎盤,與補(bǔ)體結(jié)合活化補(bǔ)體。2、與Fc受體細(xì)胞結(jié)合3、決定抗體分子的類和亞類。三、Ig的抗原性和理化特性(一)抗原性Ig是蛋白質(zhì),因此是很好的抗原,產(chǎn)生的抗體對抗原的識別表位(epitope)主要有3種,同種型,同種異型和獨(dú)特型表位。1、同種型表位(Isotypicepitope):位于H鏈的恒定區(qū),是同一種屬所有個(gè)體共有的表位,決定了Ig的類和亞類重鏈的γμαδε表位分別確定IgG,IgM,IgA,IgD和IgE的類。除重鏈外,輕鏈也有同種型表位,決定κ,λ兩個(gè)型每一類Ig都有這兩個(gè)型。2、同種異型表位(allotypicepitope):存在于同種動物不同個(gè)體之間的決定簇,它可以遺傳它的不同僅有1~2個(gè)氨基酸的差異,因此可用于親子鑒定。該表位位于輕鏈和重鏈的恒定區(qū)。3、獨(dú)特型表位(idiotypicepitope):位于抗體的可變區(qū),在每一個(gè)可變區(qū)抗原結(jié)合部的內(nèi)外有幾個(gè)獨(dú)特位,其中抗原結(jié)合部本身構(gòu)成的獨(dú)特位是主獨(dú)特位,在免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)中起重要作用。(二)各類Ig的理化特性各類Ig的主要特性見表3-2。表3-2家畜Ig同種型的主要特性
特性IgMIgGIgAIgEIgD沉降系數(shù)19s7s11s8s7s分子量900,000180,000360,000200,000180,000電泳遷移區(qū)βγβ-γβ-γγ重鏈抗原μγαεδ主要合成部位脾和淋巴結(jié)脾和淋巴結(jié)腸道和呼吸道腸道和呼吸道脾和淋巴結(jié)1、IgG:是血液中含量最高的一類抗體,發(fā)揮著免疫主力軍的作用由于分子較小比其他Ig更易逸出血管,參與體表和組織間的防衛(wèi)。IgG具有抗細(xì)菌,抗病毒和抗外毒素等多種活性,調(diào)理,凝集和沉淀抗原,可以激活補(bǔ)體。2、IgM:在免疫中出現(xiàn)最早,發(fā)揮免疫先鋒作用,由5個(gè)全同單體組成,由J鏈連接而成重鏈由μ鏈組成,有4個(gè)CH功能區(qū),分子量很大,所以通常僅存在于血液中,對組織液和外組織液的保護(hù)作用沒有多大貢獻(xiàn)。B細(xì)胞表面的IgM起受體作用。3、IgA:單體與IgG相似,有形成多聚體的傾向,可形成二聚體,三聚體和較高的多聚體分泌性IgA主要是二聚體,由J鏈連接而成。IgA是外分泌液中的主要Ig,在保護(hù)腸道,呼吸道,泌尿生殖道,乳腺和眼睛抵抗微生物入侵方面起關(guān)鍵作用。IgA不能結(jié)合補(bǔ)體,也不能作為調(diào)理素,但能凝集顆粒性抗原和中和病毒。4、IgE:重鏈多一個(gè)功能區(qū),血清中含量較低,主要介導(dǎo)Ⅰ型過敏反應(yīng),同時(shí)與蠕蟲侵襲的免疫有關(guān)。5、IgD:分泌很少,主要作為成熟B細(xì)胞的表面標(biāo)志,B細(xì)胞表面的IgD通常與IgM聯(lián)合在一起,起特異性受體的作用。(三)各種家畜的Ig1、馬:有IgM,IgA,IgE和IgGIgG有5種亞型。2、牛:有IgG,IGM,IgA和IgEIgG有2個(gè)亞型。3、綿羊:與牛的基本一樣IgG有3個(gè)亞型。4、豬:IgG,IgM,IgA和IgE,IgDIgG有4個(gè)亞型。5、雞:有IgG,IgM,IgA,IgDIgG有3個(gè)亞型。四、抗體基因和抗體的生物合成(一)抗體基因抗體基因位于κ輕鏈、λ鏈和重鏈3個(gè)基因群集,分別位于不同的染色體上,這些基因是連鎖基因見圖3-3所示。1、κ基因復(fù)合體:如圖所示,只有一個(gè)穩(wěn)定區(qū)基因,卻有幾百個(gè)可變區(qū)基因,中間有5個(gè)連接基因(J基因),編碼可變區(qū)最后幾個(gè)氨基酸在表達(dá)κ鏈的淋巴細(xì)胞中,一個(gè)Vκ基因直接連接到J基因上,中間的DNA順序被剪去,在選定的J基因處J基因被保留下來。2、λ基因復(fù)合體:它有4個(gè)穩(wěn)定區(qū)基因,2個(gè)可變區(qū)基因,有4個(gè)連接基因(J基因)在表達(dá)λ鏈的淋巴細(xì)胞中,一個(gè)Vλ基因連接到J基因上,中間的DNA片段被除去。在B細(xì)胞發(fā)育的早期(μ鏈開始后不久),每個(gè)細(xì)胞都發(fā)生κ基因重排,如能產(chǎn)生功能性κ鏈基因,則該細(xì)胞及其后代都將產(chǎn)生κ鏈如果κ基因重排是非功能性的,則細(xì)胞轉(zhuǎn)入λ基因。重排,如能形成功能性λ鏈基因,則該細(xì)胞及其后代都將產(chǎn)生λ鏈。3、重鏈基因復(fù)合體:有幾百個(gè)可變區(qū)基因,4個(gè)J基因和對應(yīng)于每一類Ig的穩(wěn)定區(qū)基因此外在VH和JH基因之間還有12個(gè)D基因。在3個(gè)基因復(fù)合體中,重鏈基因復(fù)合體最早發(fā)生基因重排,特定的VH基因和特定的D基因及J基因形成VH-D-JH連接,產(chǎn)生功能性重鏈基因。(二)抗體基因的表達(dá)1、基因重排的時(shí)間順序:最早發(fā)生重排的是重鏈基因復(fù)合體,形成功能性重鏈基因,然后發(fā)生κ基因復(fù)合體重排,如能產(chǎn)生κ鏈基因,則細(xì)胞表達(dá)由重鏈和κ鏈組成的抗體,如不能產(chǎn)生κ鏈功能性基因,則細(xì)胞進(jìn)行λ基因重排,產(chǎn)生λ鏈基因,表達(dá)由重鏈和λ鏈組成的抗體。2、等位排斥:無論是功能性重鏈基因還是功能性輕鏈基因,在一個(gè)細(xì)胞中只能表達(dá)一種輕鏈和一種重鏈組成的抗體,細(xì)胞表達(dá)的這種現(xiàn)象稱為等位排斥這是由于一條染色體上的基因重排抑制了同源的另一條染色體的等位基因發(fā)生進(jìn)一步的重排,這就保證了抗體分子的對稱性,使得一個(gè)細(xì)胞只產(chǎn)生一種同質(zhì)抗體。3、抗體基因表達(dá)的mRNA加工:抗體是蛋白質(zhì),它的表達(dá)受mRNA控制,但mRNA的詳細(xì)加工過程還不清楚,mRNA來源于重鏈基因和輕鏈基因的重排結(jié)果重鏈基因與功能性輕鏈基因組成,除去不能表達(dá)的基因形成了mRNA,表達(dá)出抗體。見圖3-4。4、Ig
類的變換:未經(jīng)抗原刺激的成熟B細(xì)胞表面只表達(dá)IgM和IgD,作為特異性受體而存在,其特異性是完全一樣的當(dāng)B細(xì)胞在接受抗原刺激后,分泌性mRNA幾百倍增多,而膜性mRNA卻急劇下降,抗體由IgM和IgD向IgG,IgA或IgE轉(zhuǎn)變,其原因是每一個(gè)C區(qū)基因的5,側(cè)都有一短的"變換"順序,可將功能性V區(qū)基因移位到與它相繼的C基因,通過剪切或姐妹染色體交換,夾在中間的DNA片段被除去,完成類交換。一個(gè)細(xì)胞一旦變換為IgA就喪失了表達(dá)IgG或IgE的能力發(fā)生類變換時(shí)抗體分子的輕鏈型和抗原特異性保持不變。5、抗體的合成和裝配:抗體生物合成路徑與其它分泌型和膜性糖蛋白相同合成的地方在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的多聚核糖體上??贵w分子輕鏈和重鏈的裝配順序?yàn)椋篐→HH→HHL→LHHL或H→HL→LHHL。大多數(shù)細(xì)胞制造過量的輕鏈并分泌出來,沒有輕鏈存在時(shí)重鏈對細(xì)胞是有害的。抗體分子在裝配后被液泡運(yùn)送到高爾基體,對糖基進(jìn)行修剪,加上半乳糖和唾液酸,抵抗酶解。如圖3-5。(三)抗體多樣性產(chǎn)生的機(jī)制重鏈和κ鏈基因數(shù)目分別為
250,任一Vκ基因片段可與任一Jκ基因片段結(jié)合,Jκ有4個(gè)片段,因此可產(chǎn)生250×4個(gè)編碼基因。D基因有10個(gè)片段,因此有4×250×10=104個(gè)不同重鏈基因。又因?yàn)長鏈和H鏈的結(jié)合是隨機(jī)的,因此可產(chǎn)生104×103=107個(gè)抗體特異性。H鏈和L鏈發(fā)生基因重排時(shí),Vκ和Jκ,VH與D基因連接,D和JH27個(gè)多樣性,所以3個(gè)拼接點(diǎn)可產(chǎn)生3個(gè)多樣性,的連接都不是精確發(fā)生的,這種不精確拼接至少可造成VH基因和κ鏈V區(qū)基因重排和組合可產(chǎn)生2.
7×108種抗體。此外,H鏈D基因5、端和3、的修剪和隨機(jī)再延伸、體細(xì)胞突變,估計(jì)抗體至少可產(chǎn)生109種抗體。此數(shù)量足可以滿足物質(zhì)世界的抗原種類。五、單克隆抗體(一)單克隆抗體與多克隆抗體多克隆抗體(polyclonal抗體,PAb):一般的抗原分子中含有多種不同的抗原表位,就產(chǎn)生了針對不同表位的抗體即使針對同一抗原表位由于可能是由不同的B細(xì)胞產(chǎn)生的抗體,因此產(chǎn)生的抗體不是同質(zhì)的。生產(chǎn)上把這種由不同B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的抗體混合物,稱為多克隆抗體。自然狀態(tài)下產(chǎn)生的抗體大多為多克隆抗體。單克隆抗體(monoclonal抗體,MAb):由單個(gè)B細(xì)胞克隆產(chǎn)生的,在分子上是同質(zhì)的抗體稱為單克隆抗體一般來說,骨髓瘤細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白就是天然的單抗。但是它的作用表位是未知的。1975年kohler和Milstein建立了淋巴細(xì)胞雜交瘤技術(shù),才生產(chǎn)出針對預(yù)定抗原的單抗。自單抗技術(shù)產(chǎn)生以來發(fā)展迅速,在疾病診斷,治療,藥物,化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定研究方面發(fā)揮優(yōu)勢作用。單抗與多抗相比具有以下優(yōu)點(diǎn):1、與抗原分子上特定抗原決定簇反應(yīng),具有單一特異性,可以測定抗原分子上用常規(guī)抗體無法測定的差異。2、用不純的抗原可以制成針對特定抗原甚至微量存在的靶抗原的抗體,無需通過吸收來提高其特異性。3、分泌單抗的雜交瘤細(xì)胞系一旦建立,可長期無限量生產(chǎn)抗體,大大節(jié)約生產(chǎn)成本。(二)用細(xì)胞雜交瘤技術(shù)生產(chǎn)單抗1、原理:骨髓瘤細(xì)胞具有無限繁殖的特性,預(yù)定抗原免疫的B細(xì)胞可產(chǎn)生特異性的抗體,將這兩類細(xì)胞融合后獲得的新細(xì)胞既具有體外連續(xù)繼代培養(yǎng)的特性又具有不斷分泌特定抗體的功能,通過克隆鑒定即可選出所需要的克隆,此克隆即為單抗細(xì)胞系。2、方法:(1)免疫細(xì)胞制備:免疫8-12周齡BALB/C小鼠,免疫2-4天取小鼠脾臟制備免疫淋巴細(xì)胞。(2)骨髓瘤細(xì)胞的制備和細(xì)胞融合:用BALB/C小鼠的瘤細(xì)胞與特定免疫細(xì)胞在細(xì)胞融合劑作用下融合。(3)雜交瘤細(xì)胞的篩選:培養(yǎng)10~15天后,取上清液檢測有無抗體產(chǎn)生若有,則證明融合成功。(4)雜交瘤細(xì)胞的克隆化:對陽性孔稀釋,使每孔一個(gè)細(xì)胞,再次檢測抗體產(chǎn)生通常需要2~3次克隆即成為單克隆。(5)保存與鑒定:建立的雜交瘤細(xì)胞用液氮保存,分泌的單抗用免疫生物學(xué)和理化特性鑒定。第四章體液因子主要介紹補(bǔ)體系統(tǒng)、細(xì)胞因子和干擾素三種體液因子的作用機(jī)制、生物作用和特點(diǎn)。一、補(bǔ)體系統(tǒng)(一)補(bǔ)體系統(tǒng)的概念與生物學(xué)特點(diǎn)補(bǔ)體(補(bǔ)助):補(bǔ)體是存在于人和動物正常新鮮血漿中具有酶樣活性的一組不耐熱的球蛋白它由近20種血清蛋白組成的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。除補(bǔ)體成分C1q之外,均以沒有活性的酶原形式存在于血漿中。由于這個(gè)系統(tǒng)具有協(xié)助,補(bǔ)充和加強(qiáng)抗體及吞噬細(xì)胞免疫活性的作用,故稱之為補(bǔ)體系統(tǒng)。補(bǔ)體系統(tǒng)在肝臟,巨噬細(xì)胞內(nèi)合成,不僅在防御系統(tǒng)中起協(xié)同抗感染的作用,在免疫病理過程中又是引起組織損傷,炎癥和變態(tài)反應(yīng)的因子。補(bǔ)體系統(tǒng)和其它生物系統(tǒng)(如凝血系統(tǒng),纖溶系統(tǒng))有促進(jìn)和制約的關(guān)系。補(bǔ)體還參與免疫調(diào)節(jié)。補(bǔ)體主要的生物學(xué)特點(diǎn)1、含量相對穩(wěn)定存在于幾乎所有的哺乳動物,且含量穩(wěn)定,不因免疫增強(qiáng)或減弱。但當(dāng)機(jī)體有某些疾病時(shí),含量可以發(fā)生變化,因此可以作為臨床診斷的指標(biāo)之一。機(jī)體發(fā)生炎癥、風(fēng)濕、感染、惡性腫瘤時(shí),補(bǔ)體總量或個(gè)別成分增加,而自身免疫疾病時(shí),含量減少。不同動物新鮮血清中補(bǔ)體含量見表4-1。2、對理化因素的作用敏感;補(bǔ)體性質(zhì)不穩(wěn)定,在560C,15~30min,可以使其滅活,而抗體可以耐受在560C,15~30min,以此可以與抗體區(qū)別開在抗原抗體反應(yīng)中用這種方法處理可以除去補(bǔ)體的干擾。此外紫外線、機(jī)械震蕩、酸、堿、酒精、乙醚、肥皂、膽鹽、蛋白酶等均可使其滅活。3、能與抗原抗體復(fù)合物結(jié)合并被激活抗原抗體復(fù)合物中抗體的種類不一樣,其激活能力不同,IgM和IgG的復(fù)合物能激活補(bǔ)體。IgA,IgD,IgE的免疫復(fù)合物則不能通過經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體。近年來發(fā)現(xiàn)有些細(xì)菌,病毒,支原體可以不依賴抗體激活補(bǔ)體,如大腸桿菌,沙門氏菌,肺炎桿菌,肺炎支原體,腫瘤中的RNA病毒,水泡性口炎病毒,新城疫病毒等其原因是因?yàn)榧?xì)菌,病毒表面的脂多糖(長時(shí)間唱片)激活了C1的結(jié)果。補(bǔ)體被激活后,可以增強(qiáng)機(jī)體的防御能力,協(xié)助抗體消滅病原微生物,但這一作用是非特異性的。4、不同動物血清中補(bǔ)體含量不一致以豚鼠中含量最高,成分最全,活力最強(qiáng)。馬,牛,羊的補(bǔ)體缺乏C4和C2,溶血能力差。5、代謝率高補(bǔ)體的代謝率高,居血漿蛋白質(zhì)之首。其合成速度和分解速度非常快,僅幾十個(gè)小時(shí)。(二)補(bǔ)體系統(tǒng)的組成和命名原則補(bǔ)體組成約20種,1970年世界衛(wèi)生組織命名委員會規(guī)定補(bǔ)體的符號為"C",組分以C1,C2、C3等表示,也有的用字母表示,當(dāng)某一成分處于活性狀態(tài)時(shí),在其數(shù)字或字母上加一橫線,滅活時(shí)則在分子后面加"i"。(三)補(bǔ)體系統(tǒng)的激活途徑與激活過程補(bǔ)體各組分,除C1q外,都以沒有活性的形式存在于血漿,必須經(jīng)過激活才能發(fā)揮作用補(bǔ)體活化時(shí),前一個(gè)成分往往成為后一成分的激活酶,因此補(bǔ)體反應(yīng)需要按一定才能順序進(jìn)行。補(bǔ)體的激活途徑有經(jīng)典途徑和旁路途徑。1、經(jīng)典途徑:由IgM和IgG1-3與抗原形成的復(fù)合物激活,經(jīng)典途徑中有11種組分相繼被活化或吸附這11種血清蛋白分子,在其活化過程中,可分為3個(gè)功能單位:識別單位,激活單位,攻膜單位。2、旁路途徑(替代途徑):這條途徑也導(dǎo)致C3激活,與傳統(tǒng)途徑比較有2點(diǎn)不同一是誘因不同,除IgG4,IgA2,IgD,IgE的免疫復(fù)合物外,革蘭氏陰性細(xì)菌的內(nèi)毒素(長時(shí)間唱片),酵母多糖,植物多糖,兔紅細(xì)胞,人紅細(xì)胞基質(zhì),組織蛋白酶,胰蛋白酶,纖溶酶及眼睛蛇毒因子等均能激活C3:二是不需要C1,C2、C4的參與,激活過程由另一組因子實(shí)現(xiàn)。(四)補(bǔ)體激活反應(yīng)的反饋調(diào)節(jié)補(bǔ)體激活后,活性成分的過量對機(jī)體是有害的,因此需要反饋機(jī)制限制其活化程度,這種調(diào)節(jié)來自兩個(gè)方面。1、補(bǔ)體的內(nèi)在衰變:補(bǔ)體的C4b,C2a,C3bB6等自身衰變,限制了C3-C9的活化另外,C4b,C3b等活化后,暴露出一個(gè)不穩(wěn)定的結(jié)合部位,此部位如不迅速與細(xì)胞膜粘合,即可失去活性,同時(shí)形成的活性物質(zhì)存在的時(shí)間是非常短暫的。2、補(bǔ)體抑制因子的調(diào)節(jié):正常血清中有C1INH和C1S形成一個(gè)復(fù)合體,能抑制C1r和C1s脂酶對C2和C4的酶解作用,限制了補(bǔ)體活化過程C4bp和C4b結(jié)合,使C4b裂解。C3b滅活因子使C3b失去活性等等,這些都可使補(bǔ)體反應(yīng)終止。(五)補(bǔ)體系統(tǒng)的生物學(xué)活性1、溶菌、殺菌及細(xì)胞毒作用:通過破壞細(xì)胞膜引起殺菌、溶菌或溶血作用。2、免疫吸附及調(diào)理作用:動物和人的多種細(xì)胞上如中性粒細(xì)胞,巨噬細(xì)胞,紅細(xì)胞,B細(xì)胞等表面有C3b受體,抗原抗體結(jié)合C3b后,容易被巨噬細(xì)胞所吞噬把抗原抗體復(fù)合物粘附引起的紅細(xì)胞,血小板被吞噬細(xì)胞吞噬的現(xiàn)象稱為免疫粘附。調(diào)理作用是由于C3b一方面與免疫復(fù)合物結(jié)合,另一方面與單核細(xì)胞,巨噬細(xì)胞,粒籌款結(jié)合,有利于被吞噬,即為調(diào)理作用。3、趨化作用:補(bǔ)體有吸引中性粒細(xì)胞到炎性區(qū)域的特性。4、過敏毒素作用:補(bǔ)體中間代謝產(chǎn)物能使肥大細(xì)胞和嗜堿性細(xì)胞釋放組織胺和其它血管活性物質(zhì),引起毛細(xì)血管擴(kuò)張,滲出增強(qiáng),平滑肌收縮,局部水腫,支氣管痙攣。5、中和及溶解病毒作用:抗體與病毒結(jié)合后,補(bǔ)體能顯著增強(qiáng)抗體對病毒的滅活作用。6、補(bǔ)體在特異性免疫應(yīng)答中的作用:補(bǔ)體激活過程中的中間產(chǎn)物能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞釋放IL-1,能引起B(yǎng)細(xì)胞增殖所以認(rèn)為,補(bǔ)體在免疫應(yīng)答中也起重要作用。二、細(xì)胞因子(一)細(xì)胞因子(cytokines,CKs):是一組多細(xì)胞分泌的非免疫球蛋白性質(zhì)的糖蛋白,在微摩爾或毫摩爾水平調(diào)節(jié)細(xì)胞功能,與神經(jīng)遞質(zhì),內(nèi)分泌激素等共同組成細(xì)胞間的信號分子,在機(jī)體免疫應(yīng)答,炎癥反應(yīng)等諸多方面起著重要作用它包括作用于淋巴細(xì)胞,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的白細(xì)胞介素(interleukin,ILs)和作用于其它靶細(xì)胞的淋巴因子(lymphokines,LKs)。(二)細(xì)胞因子的共同特點(diǎn)1、CKS為70KDCKS,一種CKS也可以由多種細(xì)胞產(chǎn)生。2、CKS具有很強(qiáng)的生物活性在pm(10-10~10-15)水平即可發(fā)揮作用。一種CKS可產(chǎn)生多種功能,一種功能可由多種因子完成,互相交錯成網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)。3、Cks
與靶細(xì)胞上受體結(jié)合才能發(fā)揮作用受體→穿膜分子→細(xì)胞內(nèi)第二信使→細(xì)胞核啟動DNA和基因轉(zhuǎn)錄。CKs與抗體不同,見表4-3(三)白細(xì)胞介素(interleukin,IL):1、IL-1:是巨噬細(xì)胞向T細(xì)胞呈遞抗原后的第二信號,通過激活TH細(xì)胞促進(jìn)抗體產(chǎn)生和誘導(dǎo)TH細(xì)胞產(chǎn)生IL-2IL-1還能誘導(dǎo)Tc和NK的產(chǎn)生,增強(qiáng)NK的細(xì)胞毒活性,刺激B細(xì)胞分化增殖,促進(jìn)抗體產(chǎn)生。2、IL-2:誘導(dǎo)Tc細(xì)胞并加強(qiáng)活性,促進(jìn)TH增殖,顯著增強(qiáng)IFN和TNF生成,增強(qiáng)NK和Tc的功能。3、IL-3:刺激多能干細(xì)胞和未成熟的淋巴細(xì)胞分化增殖,形成多種成熟的淋巴細(xì)胞克隆,促使嗜酸性粒細(xì)胞,肥大細(xì)胞,中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞增殖,刺激骨髓造血和重建免疫功能,增強(qiáng)NK活性。4、IL-4:激活B細(xì)胞分化增殖,促進(jìn)IgG1合成,誘導(dǎo)IgE產(chǎn)生;刺激B細(xì)胞表達(dá)Ia,增強(qiáng)其抗原活性和誘導(dǎo)B細(xì)胞成熟此外促進(jìn)已經(jīng)活化的T細(xì)胞生長;促進(jìn)肥大細(xì)胞增殖,增強(qiáng)巨噬細(xì)胞活性;強(qiáng)化抗體合成,抑制Ts細(xì)胞激活,選擇性阻斷Ts分化。5、IL-5;促進(jìn)B細(xì)胞增殖,并表達(dá)IL-2受體;誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞分化;增強(qiáng)Ig的mRNA轉(zhuǎn)錄,合成分泌型IgA;誘導(dǎo)前提細(xì)胞形成Tc細(xì)胞。6、IL-6:促進(jìn)抗體合成,誘導(dǎo)T細(xì)胞和胸腺表達(dá)IL-2受體和IL-2產(chǎn)生,促進(jìn)Tc細(xì)胞分化,協(xié)同IL-3促進(jìn)干細(xì)胞分化,在炎癥和應(yīng)激反應(yīng)中,可誘導(dǎo)肝臟合成急性反應(yīng)蛋白,還能產(chǎn)生類似干擾素的抗病毒活性。7、IL-7:由骨髓基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生,促進(jìn)B細(xì)胞前提細(xì)胞分化,促進(jìn)胸腺細(xì)胞生長,并具有類似有絲分裂原的活化淋巴細(xì)胞功能。8、IL-8:由外周單核細(xì)胞產(chǎn)生,具有中性粒細(xì)胞趨化作用和刺激中性粒細(xì)胞脫粒作用。9、IL-9:由TH細(xì)胞產(chǎn)生,刺激TH細(xì)胞增殖,為TH自身分泌的生長因子。10、IL-10:能抑制TH合成多種CKs,抑制巨噬細(xì)胞活性,促進(jìn)肥大細(xì)胞和胸腺細(xì)胞增殖,刺激B細(xì)胞分化增殖。11、IL-12:由B細(xì)胞產(chǎn)生,促進(jìn)B細(xì)胞和NK細(xì)胞增殖,增強(qiáng)活性,誘導(dǎo)IFN-r;誘導(dǎo)B細(xì)胞增殖。12、IL-13:由活化的TH產(chǎn)生,能抑制單核細(xì)胞產(chǎn)生炎性因子,能協(xié)同IL-2調(diào)節(jié)大顆粒淋巴細(xì)胞IFNr的產(chǎn)生,具有抗炎性反應(yīng)的功能,也能促進(jìn)B細(xì)胞的增生。(四)淋巴因子淋巴因子種類較多,見表4-4主要的淋巴因子有1、轉(zhuǎn)移因子(轉(zhuǎn)移事實(shí),TF):能將某種特定的免疫細(xì)胞的特異性傳遞給受體細(xì)胞,可用于治療某些自身免疫功能低下疾病。2、腫瘤壞死因子(腫瘤壞疽因素,TNF):能殺傷和抑制多種腫瘤,TNF與IFN聯(lián)合應(yīng)用可使殺瘤活性顯著增強(qiáng)。3、穿空素(perforins):是由TC,NK,LAK產(chǎn)生的一種殺傷性蛋白質(zhì),吸附在靶細(xì)胞上,形成跨膜通道,破壞細(xì)胞。(五)細(xì)胞因子的雙重作用CKs對機(jī)體的作用分為有利和不利兩個(gè)方面,有利方面:1、CKs
發(fā)揮細(xì)胞毒作用,CKs能加強(qiáng)細(xì)胞的吞噬能力,所以對細(xì)胞內(nèi)寄生菌殺滅有重要作用。2、對巨噬細(xì)胞活力提高,抑制腫瘤細(xì)胞的代謝與分裂,誘導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-r,增強(qiáng)局部細(xì)胞和NK細(xì)胞抗腫瘤作用。3、在Ig同種型表達(dá)和同種型轉(zhuǎn)換中有一定作用。對機(jī)體不利的方面1、引起疾病:Cks引起類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎。2、CKs
與受體結(jié)合使細(xì)胞分裂,受體的質(zhì)和量改變可引起某些穩(wěn)定細(xì)胞系的增殖失控,惡變,最終轉(zhuǎn)化為腫瘤細(xì)胞。3、在抗寄生蟲感染中可引起病理損害。(六)細(xì)胞因子的實(shí)踐意義。CKs在免疫應(yīng)答和各種生理調(diào)節(jié)中的作用已經(jīng)逐漸被人們所認(rèn)識IFN-γ,IL-2、TNF等細(xì)胞因子已經(jīng)在臨床上被應(yīng)用,并取得了較好的療效。CKs作為免疫佐劑能增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答能力或改變機(jī)體免疫應(yīng)答的類型所謂免疫佐劑就是指與抗原同時(shí)或先后應(yīng)用,能增加抗原的免疫原性,增強(qiáng)機(jī)體的免疫應(yīng)答能力或改變機(jī)體的免疫類型的物質(zhì)。佐劑的作用機(jī)理有兩個(gè)方面:一是作用于抗原,增加抗原分子的表面積和延長抗原在體內(nèi)的存留時(shí)間,二是作用于機(jī)體的單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng),作用于T,B細(xì)胞,使之增殖分化;作用于細(xì)胞膜的表面活性劑佐劑,使細(xì)胞膜的通透性增強(qiáng),釋放出內(nèi)含的水解酶以及活化K,NK細(xì)胞和誘生IFN等。三、干擾素(Interferon,IFN)(一)概念:IFN是動物機(jī)體在病毒或其它干擾素誘生劑以及細(xì)胞因子作用下,由細(xì)胞基因組編碼產(chǎn)生的一組低分子量的可溶性蛋白天然的為糖蛋白,而重組干擾素為蛋白,稱為類干擾素。IFN普遍存在于生物中,它的主要作用是通過除去有害基因,調(diào)節(jié)動物細(xì)胞分化,調(diào)節(jié)個(gè)體發(fā)育和物種進(jìn)化IFN是自我穩(wěn)定的產(chǎn)物,調(diào)節(jié)細(xì)胞功能,防御外來物質(zhì)尤其是核酸的入侵,維持正常細(xì)胞的生理狀態(tài),干擾素系統(tǒng)是生物細(xì)胞普遍存在的一個(gè)防御系統(tǒng)。(二)干擾素的分類及其理化特性見表4-5(三)干擾素的生物學(xué)特性1、高度的生物活性:一種IFN可抑制多種病毒不同病毒的敏感性不同,有囊膜的病毒最敏感。除廣譜抗病毒活性外,IFN還能抑制其它微生物的生長,抑制細(xì)胞分裂,抑制腫瘤細(xì)胞增殖和參與調(diào)節(jié)免疫。2、相對的種屬特異性:某一動物產(chǎn)生的IFN只能對同種屬或種屬非常接近的動物或細(xì)胞有保護(hù)作用,但也有交叉。3、微弱的抗原性:用IFN免疫其它動物,經(jīng)過多次才能產(chǎn)生抗體。4、干擾素誘生劑與誘生機(jī)理:病毒是比較強(qiáng)的誘生劑,布
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