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第十一讲 生物体防卫系统 免 疫

第十一讲 生物体防卫系统 免 疫. 机体卫士 识别自我与“非我”，并对“非我”进行清除的生理作用。. 学习目的. 1 、理解一些基本术语：抗原、抗体、免疫应答、单克隆抗体、补体、 MHC 2 、了解机体的防御机制，和免疫应答过程 3 、理解应用疫苗的原理. 一、艾滋病（ AIDS ） Acquired immune deficiency syndrome. 艾滋病流行情况. 1999 年 12 月（ UNAIDS / WHO ） 全世界死于艾滋病的人已达 1880 万

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第十一讲 生物体防卫系统 免 疫

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Presentation Transcript

  1. 第十一讲 生物体防卫系统免 疫 机体卫士 识别自我与“非我”，并对“非我”进行清除的生理作用。

  2. 学习目的 • 1、理解一些基本术语：抗原、抗体、免疫应答、单克隆抗体、补体、MHC • 2、了解机体的防御机制，和免疫应答过程 • 3、理解应用疫苗的原理

  3. 一、艾滋病（AIDS） • Acquired immune deficiency syndrome

  4. 艾滋病流行情况 • 1999年12月（UNAIDS / WHO） • 全世界死于艾滋病的人已达1880万 • 全球感染艾滋病的成人和儿童超过5310万，平均每天有1.5万人新感染HlV，其中儿童约占11.5％ • 目前，约超过3600万的HIV感染者，在2000年死于AIDS的有300万人，95%的人在发展中国家。

  5. 非洲：长期持续流行的最大挑战 （国家危机） • 1999年此区域新感染人数为400万 • 博茨瓦纳，有35.8%的成人感染HIV ;南非，成人感染比例已从两年前的12.9%上升到19.9% • 亚洲：HIV暂稳定 • 仅柬埔寨、缅甸和泰国3个国家的15—49岁组人群中HIV感染率超过1% • 拉丁美洲：多种流行方式 • 美国，患艾滋病人数达75万以上 • 东欧和中亚：注射毒品仍是主要的危险因素

  6. 我国1985年发现首例艾滋病,全国已报告的艾滋病感染者28133例，(2001年9月底）其中包括艾滋病病人1208例，死亡641例。全国实际感染者已超过60万我国1985年发现首例艾滋病,全国已报告的艾滋病感染者28133例，(2001年9月底）其中包括艾滋病病人1208例，死亡641例。全国实际感染者已超过60万 • 我国31个省、自治区、直辖市均已发现艾滋病毒感染病例 • 感染者主要分布在农村地区； • 男女比例约为5.2：1； • 青壮年是艾滋病影响的主要人群，其中20－29岁占56．9％，30－39岁占24．1％； • 静注毒品是最主要的感染途径，经静注毒品感染HIV的人数占报告总数的72.1％

  7. 艾滋病日（十二月一日） • 1988:全球共讨，征服有期 Join the Worldwide Effort • 1989:青年与艾滋病 • 1990:妇女与艾滋病 Women and AIDS • 1991:共同迎接挑战 Sharing the Challenge • 1992：预防艾滋病,全社会的责任A Community Commitment • 1993：是行动的时候了 Time to Act • 1994：艾滋病与家庭 AIDS and the Family • 1995：共享权力、共担责任 Shared Rights,Shared Responsibilities • 1996：同一世界，同一希望 One World,One Hope

  8. 1997：生活在有艾滋病世界中的儿童 Children Living in a World with AIDS • 1998：青少年--迎战艾滋病的生力军Force for Change:World AIDS Campaign with Young People • 1999：关注青少年，预防艾滋病-倾听，学习，尊重 Listen ,Learn, Live! • 2000：预防艾滋病男士责无旁贷 Men make a difference • 国务院已于1998年11月印发了《中国预防与控制艾滋病中长期规划（1998—2010年）》

  9. 传播途径 • 性接触、血液传播、母-婴传播。 • 同HIV感染者发生无保护的性行为 • 接受了被HIV污染的血液。 • 被感染的母亲传染给未出生的婴儿

  10. 临床表现 • 急性感染期：感冒、脑膜炎、 • 潜伏期：无症状 2-10年 • 艾滋病前期：细胞免疫缺陷 • 淋巴结肿大、病毒性疾病的全身不适，肌肉疼痛等症状、经常出现各种特殊性或复发性的非致命性感染 • 典型艾滋病期： • 严重的细胞免疫缺陷 • 发生各种致命性机会性感染。 • 发生各种恶性肿瘤。

  11. 预 防AIDS • 还没有有效的治疗方法，但是可以预防 • 1. 洁身自爱，遵守性道德是预防艾滋病的根本方法。2. 进行安全的性行为，每次发生性行为时都正确使用避孕套。3. 及时、规范的治疗性病可大大降低感染HIV的可能。4. 避免不必要的输血和注射，进行穿破皮肤的行为时保证用具经过严格的消毒。5. 戒断毒品，不共用注射器注射毒品。6. 避免母婴传播 • 7. 疫苗

  12. 二、非特异性免疫（固有免疫） • 机体针对致病微生物的三道防线: • 1、物理屏障—皮肤、粘膜、皮肤及粘膜的分泌物、胃酸 • 2、非特异性免疫—炎症反应，吞噬细胞、NK细胞、抗菌蛋白 • 3、特异性免疫—淋巴细胞、抗体

  13. 三、特异性免疫 • immunity

  14. (一)、免疫的概念 • 拉丁文immunis 是免除服役、免除课税 • 定义： • 简单地说：是抵抗疾病(感染性疾病)的机制 • 具体地说：免疫是机体的一种生理反应，当抗原性物质进入机体后，机体能识别“自己”和“非己”，并发生特异性的免疫应答，排除抗原性的非己物质，或被诱导而处于对这种抗原物质呈不活化状态（免疫耐受）

  15. 免疫作为一种防护机制的特点 • 识别自我/非我：病原体、移植器官、肿瘤细胞 • 记忆性：疫苗的理论基础 • 特异性：能识别抗原间细微的差别 • 两面性：并非对机体都有利，有时甚至有很大的损伤 • 多样性：可以识别成千上万种不同结构的抗原

  16. 功能

  17. （二）免疫学的研究历史 • 1、天花与牛痘 • 宋朝之初人痘防止小儿感染天花 • 18世纪末，英国Jenner发明了种牛痘防治天花 • 1979年10月26日，WHO宣布，人类消灭了天花 • 2、菌苗的发明 • 19世纪70年代，德国的Koch和法国的Pasteur发现有些细菌经过多次传代培养后，失去了致病能力 • Pasteur，1880年，发明了鸡霍乱杆菌菌苗 • 1881年，炭疽杆菌减毒株 • 1885年，狂犬病毒疫苗

  18. 3、吞噬现象的发现 • 俄国Metchnikoff，1883年发现吞噬细胞的吞噬作用，提出细胞免疫学说 • 4、毒素和抗毒素的发现 • Emile和Yersin，1888年发现白喉菌产生外毒素，第一次人工被动免疫 • Paul Ehrlich提出体液学说 • 1903年，Wright, Douglas将二者统一 • 5、补体的发现 • 1894年，Pfeiffer发现免疫溶菌现象， • 1895年，Bordet证明了补体的存在

  19. 6、抗体生成理论 • 1897年Ehrlich提出侧链学说 • 1930s Haurowitz, Pauling 先后提出直接、间接模板学说 • 1959年 Burnet克隆选择学说 • 7、免疫病理和免疫耐受 • 1902年, Portier Richet 提出过敏反应 • 1903年，发现Arthus现象 • 1906年， Pirguet 提出变态反应

  20. 8、在20世纪得到了快速发展 • 免疫细胞 • 抗体与细胞因子 • 免疫遗传学——MHC • 单克隆抗体 • 临床免疫学

  21. （三）抗原（antigens） • 定义： • 任何进入人或动物体内后，能和抗体结合或和淋巴细胞的表面受体结合，引起人或动物免疫反应的物质。 • 细菌、细菌分泌毒素、疫苗、移植器官、组织、肿瘤抗原 • 特性： • 免疫原性与免疫反应性 • TD 抗原、TI 抗原

  22. 理化性质 • 是蛋白质或多糖类大分子，相对分子量在10,000以上，6,000以下的一般都没有抗原性 • 一般地蛋白质的抗原性强于多糖 • 半抗原或不全抗原： • 没有免疫原性，但有免疫反应性，与载体蛋白结合后有抗原性。 • 吗啡

  23. 抗原决定子：抗原分子中能与抗体或与淋巴细胞表面受体结合的特定部分，即在分子构象上与抗体互补的部分，或者说是能与抗体分子嵌合的化学基团。一般由5~8个aa残基、短寡糖残基或核苷酸残基组成抗原决定子：抗原分子中能与抗体或与淋巴细胞表面受体结合的特定部分，即在分子构象上与抗体互补的部分，或者说是能与抗体分子嵌合的化学基团。一般由5~8个aa残基、短寡糖残基或核苷酸残基组成 • 多的达200种，少的只有2~3种。 • 抗原具有特异性 • 基因工程疫苗：乙肝疫苗

  24. （四）免疫系统 • 淋巴器官：骨髓、胸腺、淋巴结、脾脏、扁桃体、阑尾等。 • 淋巴细胞的免疫功能直到20世纪50年代才发现。 • 证明免疫功能来自淋巴细胞。 • 根据免疫功能不同，分为B细胞和T细胞

  25. B细胞与T细胞 • （1）B细胞是体液免疫的细胞，T细胞是细胞免疫的细胞，两者在功能上是互相支援的（Th、Ts） • （2）2种细胞在未被抗原活化时，形态相似，只是B细胞略大，表面绒毛样突起略多，但两者的细胞表面蛋白却很不相同。（分离） • （3）寿命不同，B细胞的寿命很短，不过几天或1、2周；T细胞可以生活几年，甚至10年以上 • （4）分布上，B细胞大多集中在淋巴结等淋巴器官中，血液中的淋巴细胞80%是T细胞。

  26. 数量很多，约21012个，十分活跃，时刻在监视外物的入侵。数量很多，约21012个，十分活跃，时刻在监视外物的入侵。 • 表面带有许多受体分子，受体分子的构象与相应的抗原分子上的抗原决定子是互补的。 • 不同的淋巴细胞表面带有不同的受体分子，能分别和不同的抗原分子结合，发生免疫反应。

  27. 抗体 • 抗体： • 免疫球蛋白，是游离在血液、淋巴液等体液中的一类特殊的球蛋白。由桨细胞分泌，能与特异的抗原结合，占血浆蛋白的20%

  28. 抗体典型结构 • 4个肽链，两个相同的短链（轻链）两个相同的长链（重链），四链互以S-S键相结合，形成Y形的四链分子。 • 每一链又分为两段： • 恒定部分，确定类型的一个标准； • 变异部分，氨基酸各不相同，并且多种多样，决定抗体的特异性，高变区

  29. 抗原结合部位（antigen binding site） • 轻链和重链的可变部分的20~30个氨基酸组成的囊装或裂隙状分子构象。 • 抗体的特异性决定于结合部位的构象。 • 两臂为抗原结合片断，Y的柄部为结晶片断

  30. 免疫球蛋白的类别 • 根据重链氨基酸序列不同分为5类：IgM、 IgG、 IgD、IgA、IgE，每一类还可以分为多种IgG1、IgG2、IgG3、IgG4 • 重链各不相同，分别以、、 、 、表示 • 轻链只有两种：、。每个抗体的2个轻链是相同的，都是或都是。

  31. 抗体的作用 • （1）沉淀和凝集 • 可溶性抗原、细胞表面抗原（血液凝集） • （2）补体反应 • （3）K细胞的激活 • Ag-Ab结合后，K细胞表面受体能和抗原表面的受体结合，将抗原杀死。

  32. 细胞因子 • 免疫细胞能合成和分泌小分子的多肽类因子 • 包括淋巴因子和单核因子、集落刺激因子等，已知白细胞介素（IL），干扰素（IFN）、集落刺激因子（CSF）、肿瘤坏死因子（TNF）、转化生长因子（TGF-β），它们在免疫系统中起着非常重要的调控作用，在异常情况下也会导致病理反应。

  33. （四） MHC—HLA • 在机体内存在与免疫排斥反应相关的抗原系统多达20种以上，其中能引起强而迅速排斥反应者称为主要组织相容性抗原，其编码基因是一组紧密连锁的基因群，称为主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex,MHC）。现已证明，控制机体免疫应答能力与调节功能的基因（immune response gene, Ir gene ）也存在于MHC内。因此，MHC不仅与移植排斥反应有关，也广泛参与免疫应答的诱导与调节。在人类，MHC即为编码HLA（human leukocyte antigen）的基因群，称为HAL复合体。

  34. HLA编码产物 • 1、HLA-A、HLA-B和HLA-C 等31个基因座，广泛分布于体内各种有核细胞表面 ，外周血白细胞和淋巴结、脾细胞所含Ⅰ类抗原量最多，其次为肝、皮肤、主动脉和肌肉。但神经细胞和成熟的滋养层细胞不表达Ⅰ类抗原 • 2、DR、DP和DQ近30个基因座，Ⅱ类抗原主要表达在某些免疫细胞表面，如B细胞、单核/巨噬细胞 • 在分子构象有一个特点，即它们的表面有一个沟。第一类MHC的沟较小，可接受12~20氨基酸的肽链，第2类MHC的沟可接受较长肽链。 • 3、36个基因座 ，补体、TNFA、B ， • Ⅲ类抗原均分布于血清中

  35. HLA抗原多态性 • HLA抗原具有多态性，不同的个体具有不同的HLA型，除了同卵双生外，个体间HLA表型全相同的可能性极小。其多态性的形成原因主要有： • （1）基因位点多，目前已发现有229个基因，其中有128个功能位点； • （2）共显性表达，同一个体内，每个基因位点都有1对等位基因，它们能同时表达，从而大大增加了人群中HLA表型的多样性，达到107数量级； • （3）等位基因多，27个位点有复等位基因，共1340个等位基因（2001年1月），这是HLA高度多态性的最主要原因。由于各个座位基因是随机组合的，故人群中的基因型可达108之多

  36. （五）免疫应答 • 抗原性物质进入机体后激发免疫细胞活化，分化和效应过程称之为免疫应答。 • 1．抗原识别阶段 此阶段可包括抗原的摄取、处理和加工，抗原的呈递和对抗原的识别，分别由Mφ、T和B细胞完成。 • 2．免疫细胞的活化和分化阶段 此阶段可包括抗原识别细胞膜受体的交联、膜信号产生与传递、细胞增殖与分化以及生物活性介质的合成与释放，主要由T和B细胞完成。 • 3．免疫应答的效应阶段 此阶段主要包括效应分子（体液免疫）和效应细胞（细胞免疫）对非已细胞或分子的清除作用，即所谓排异效应，及其对免疫应答的调节作用。此阶段除抗体和效应T细胞参予外，即非特异免疫细胞和分子参加才能完成排异和免疫调节作用。

  37. 免疫应答机制 • 1、体液免疫（humoral response） • 2、细胞免疫(cell response) • 3、补体反应

  38. 1、体液免疫 • 抗原多为相对分子量在10000以上的蛋白质和多糖大分子，病毒颗粒、细菌表面 • B细胞 • B细胞表面的受体种类非常多，每一种B细胞的表面只有一种受体分子，只认识一种抗原

  39. (1)B细胞产生浆细胞和记忆细胞 • B细胞表面的受体分子与抗原分子结合后，活化、长大，并迅速分裂产生一个有同样免疫能力的细胞群——克隆（clone）、无性繁殖。一部分成为浆细胞，一部分发展为记忆细胞（memory cell） • 需要巨噬细胞和Th细胞的参与。 • M带有MHCⅡ分子，抗原分子经M处理后表达在细胞膜上，夹在MHCⅡ分子的沟中，Th细胞表面带有不同的受体，能识别M表面MHC+特异的抗原分子结合物，B细胞表面带有MHC分子，可和特异的抗原分子结合，。。。

  40. (2) 浆细胞产生抗体 • 每一个浆细胞每秒钟能产生2000个抗体，寿命很短，经几天大量产生抗体之后就死去，抗体进入血液循环发挥生理作用。 • 每小时释放1000万个抗体分子 • 不必改变抗体与之相结合的抗原，就能从一种同种型转换到另一种同种型，一种抗体的每种同种型都从C微基因的一种不同形式衍生物 • 在一天左右时间转变IgM--IgG

  41. (3) 记忆细胞与二次免疫反应 • 寿命长、对抗原十分敏感，能“记住”人侵的抗原。 • 当同样抗原第二次入侵时，能更快的做出反应，很快分裂产生新的浆细胞和新的记忆细胞，浆细胞再次产生抗体消灭抗原。 • 体液免疫的两个关键： • （1）产生高效而短命的浆细胞，由浆细胞分泌抗体清除抗原 • （2）产生寿命长的记忆细胞，发生二次反应立即消灭再次入侵的同样抗原

  42. 2、细胞免疫 • 器官移植、寄生原生动物、真菌等 • T细胞 • （1）细胞免疫的机制和过程 • T细胞识别不同于自身的MHC I、识别细胞表面的MHCI+抗原复合物，识别后进行攻击。 • 三类T细胞，表面均有受体，有抗原特异性 • 胞毒T细胞（Cytotoxic T cells，Tc）、助T细胞（helper T cells, Th）、抑T细胞（suppressor T Cells, Ts）

  43. Tc • 作用是消灭抗原 • 病毒感染细胞后，细胞表面呈现病毒表达的抗原，并结合到细胞表面的MHC I类分子的沟中，形成MHC-抗原结合物。被Tc细胞接触、识别后，Tc分泌穿孔素（perforin），使靶细胞溶解而死，病毒进入体液，被抗体消灭。 • 癌变细胞也是Tc攻击目标，免疫功能低下的人群容易患癌症。

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