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第 6 單元

第 6 單元. 人體免疫系統概論. 授課教師 羅竹芳. 【 本著作除另有註明外，採取 創用 CC 「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣 2.5 版 授權釋出 】. 人體免疫系統 ( 影片 6’ ). 人體對抗入侵物. 非專一性防禦機制 專一性防禦機制. 人體免疫系統的防禦工事. A. Rad. 人體 v.s. 入侵物. 人體的防禦策略 維持人體的 健康與生理恆定狀態. 非專一性防禦機制 不針對特定入侵病原體，只要不是自體細胞或產物，一律阻擋在外。 Ex: 基本防禦系統 專一性防禦機制

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第 6 單元

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  1. 第 6 單元 人體免疫系統概論 授課教師 羅竹芳 【本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣2.5版授權釋出】

  2. 人體免疫系統 (影片 6’ )

  3. 人體對抗入侵物 • 非專一性防禦機制 • 專一性防禦機制

  4. 人體免疫系統的防禦工事 A. Rad

  5. 人體 v.s. 入侵物 • 人體的防禦策略 • 維持人體的健康與生理恆定狀態

  6. 非專一性防禦機制 • 不針對特定入侵病原體，只要不是自體細胞或產物，一律阻擋在外。 • Ex: 基本防禦系統 • 專一性防禦機制 • 一旦病原體入侵，能夠進行辨識、 記憶並啟動防禦機制。 • Ex: 免疫系統

  7. 非專一性防禦機制

  8. 物 理 屏 障 如同城牆一般，是一個國家不可缺少的基本防禦。 人體的城牆為皮膚、黏膜等 Misterzee

  9. 化 學 屏 障 • 化學屏障：以各種生化產物對抗外來病原體以保護人體健康 • 胃酸、黏液、干擾素 (interferon) 以及溶菌酵素等

  10. 訊號彈：干擾素 被感染細胞活化干擾素 (Interferon) 對鄰近細胞發警訊 病毒核酸 病毒 抗病毒蛋白質抑 制病毒增殖 新病毒 開啟干擾素 基因表現 mRNA 干擾素刺激 抗病毒蛋白 質的產生 干擾素 宿主細胞 1產生干擾素； 但本細胞會被病毒殺死 宿主細胞 2 被干擾素保護而活下來 臺灣大學 羅竹芳

  11. 補體蛋白(Complement proteins) 補體蛋白是一群可以用來對抗微生物的一種蛋白質，約有20餘種蛋白質，平常補體蛋白以不活化的形式存在於循環系統中，當人體受到微生物入侵時會被免疫系統及微生物所活化。 補體蛋白除了可以攻擊外，亦可呼叫更多的巨噬細胞到達出事現場。 11

  12. 補體蛋白是如何破壞細胞？ 水 細胞膜 損傷 • 補體蛋白會在病原細胞上“打洞”，同時也會讓它看起來很好吃。 補體蛋白 臺灣大學 羅竹芳 12

  13. 生 物 屏 障 • 生物屏障：體內的生物性防線，由細胞直接參與 • 嗜中性白血球(Neutrophils) • 單核球(Monocyte) • 自然殺手細胞(Natural killer cell)

  14. 嗜中性白血球 (Neutrophils) • 佔白血球部隊的 60-70 ％ • 除可在血管巡邏外，亦可利用變形蟲運動跑到組織中 • 利用胞吞作用將外侵物吃入 • 本身也會死亡

  15. 嗜中性白血球 Volker Brinkmann 此為嗜中性白血球吞歿炭疽病菌。

  16. 單核球 (Monocyte) 佔騎兵部隊的5％ 單核球可以進化成巨噬細胞，他們會“吃掉” 細菌以及被病毒感染的細胞 進化 巨噬細胞 單核球

  17. 巨噬細胞是人體內的遊騎兵 Original uploader was Obli at en.wikipedia • 它們會“吃掉” 細菌以及被病毒感染的細胞 17

  18. 自然殺手細胞 (Natural killer cell) 如何破壞腫瘤細胞？ 小囊泡 等待修圖 • 專攻不斷分裂的腫瘤細胞 • 他們會放出穿孔素(perforin)在細胞上“打洞” ，再放出另外一個物質-顆粒酶B (granzyme B)命令細胞自殺。 殺手細胞 穿孔素 殺手細胞的細胞膜 細胞膜 標的細胞的細胞膜 臺灣大學 羅竹芳 標的細胞 18

  19. 發炎反應(Inflammatory response) • 任何感染原或是穿透皮膚或黏膜組織的物體皆會引起發炎反應。 • 組織胺 (Histamine) 血管擴張、管壁通透性變大，巨噬細胞移動到受傷區域 組織受損，釋放出如組織胺之類的化學物質 巨噬細胞吞噬細菌及細胞殘骸 臺灣大學 羅竹芳

  20. 淋巴系統是由淋巴管及淋巴器官組成的網狀系統，內部充斥著組織液 (淋巴液) 及淋巴球。 淋巴系統與循環系統相連。 人體內的重要免疫戰場 -淋巴系統 (Lymphatic system) 20

  21. 淋巴系統圖示 咽鼻類淋巴腺 組織液 扁桃腺 微血管 組織細胞 右淋巴管匯入靜脈 淋巴結 胸管匯入靜脈 微淋巴管 胸腺 瓣膜 胸管 淋巴細胞及巨噬細胞圉 淋巴管 脾臟 闌尾 淋巴結 臺灣大學 羅竹芳 淋巴管 骨髓

  22. 專一性防禦機制

  23. 專一性防禦免疫作用 • 對抗某種敵人的特殊武器（抗體免疫）與特化後專門對抗某種外侵物的特殊細胞（細胞免疫） • 隊訓： • 特異性：不同抗體攻擊不同外侵物… • 記憶性：記住敵人特徵，下次快速反應 • 識別性：善於分辨敵我，不會傷及自體

  24. 兩大專一性免疫細胞：B cell and T cell • B cell • 攻擊策略：體液免疫(humoral immunity ) • T cell • 攻擊策略：細胞免疫(cell-mediated immunity ) • 兩種細胞雖然攻擊策略不同，但是彼此之間息息相關、相輔相成。 骨髓 幹細胞 經由血液 成熟淋巴球 胸腺 抗原受體 T cell B cell 經由血液 抗體免疫 細胞免疫 儲存於淋巴組織淋巴結、脾臟、血液、淋巴液 淋巴器官中成熟的 B cell與 T cells 淋巴系統其他部分

  25. 國 防 作 業 系 統 細胞免疫反應 (攻擊感染細胞) → 毒殺 T 細胞 抗原呈現細胞 Cell-mediated immunity 細胞介白素-2 細胞介白素-1 輔助T 細胞 細胞介白素-2 B 細胞 APC 輔助T 細胞 受體 → 抗體免疫反應 (漿細胞分泌抗體) 輔助T 細胞 臺灣大學 羅竹芳 Humoral Immunity

  26. 巨噬細胞與輔助T細胞 • 巨噬細胞吃下入侵物後會將其抗原”展示”於外，稱為抗原呈現細胞 (Antigen-presenting cell, APC)。抗原呈現細胞會放出物質活化輔助T細胞。 巨噬細胞 (將成為 APC) 來自微生物的抗原(非自我分子) APC(抗原呈現細胞) T細胞受体 自我分子 與自我分子結合部位 輔助T細胞 與抗原結合部位 自我分子將抗原呈現出來 臺灣大學 羅竹芳

  27. 組成 T 細胞的兩個系統 • 聯絡系統 • 輔助T細胞 (helper T cell, Th cell) • 收到 APC 所發出的警訊後，馬上與 APC 接觸以瞭解是何種入侵物 • 瞭解何種敵人後，發射進階訊號 (介白素-2) 通 知攻擊系統增援 • 攻擊系統 • 細胞毒性 T 細胞 (cytotoxic T cell) • 穿孔素

  28. 胞毒T細胞亦可攻擊癌變細胞。

  29. B cell 免疫系統作用過程

  30. 活化訊息：Th cell 與 APC 結合後所分泌出的白血球介素-2 (刺激生長及分化)，形成 B 細胞大軍 • 兩大部隊：各兼其職 • 漿細胞 (plasma cell)：可產生武器-抗體 • 記憶細胞 (memory cell)：記憶入侵者抗原，下次再遭遇時可快速反應

  31. B細胞的獨門暗器-抗體 抗原決定位 抗體A分子 • B細胞會辨識入侵物 (抗原) 上的識別物而放出專一的抗體。 • 抗體上有特殊的區域可辨識特定抗原，而後與之結合。 抗體B分子 抗原 抗原結合位 臺灣大學 羅竹芳

  32. B細胞 32

  33. 抗體結構 抗原 抗原結合位 • 抗體是由兩條輕鏈和兩條重鏈結合而成的。 • 重鏈和輕鏈上又可分成保守區 (C) 與可變區 (V)，抗體是以可變區與抗原辨識及結合。 可變區 V V V V Light Chain 輕鏈 C C 保守區 C C Heavy Chain 重鏈 derivative work: J.Wong Antibody.svg: Fvasconcellos

  34. 不同的B細胞身懷不同的暗器 抗原受體（在細胞表面的抗體） 內質網 在淋巴結中有各式各樣的淋巴球 抗體分子 細胞生長分裂及分化 生產某一抗體的細胞群 抗原分子 臺灣大學 羅竹芳

  35. 抗體免疫作用的保護機制 必須要”好，還要更好！” 再次面對抗原X 第一次接 觸抗原X 第一次接 觸抗原 X 抗原 X 抗原 Y DO11.10

  36. 抗體免疫作用的保護機制 未受刺激的淋巴球 • 如何做到好， 還要更好！』 第一次遇上抗原 第一批產生 的細胞群 記憶細胞 漿細胞(作用細胞) 第ニ次遇上同一種抗原 第二批產生 的細胞群 臺灣大學 羅竹芳 更多的記憶細胞 新的漿細胞(作用細胞)

  37. 抗體並非致命毒標-抗體免疫反應的借刀殺人之策抗體並非致命毒標-抗體免疫反應的借刀殺人之策 • 抗體並不能直接破壞入侵物，它只是引發一些作用，促使其他物質破壞入侵物。

  38. 抗體與抗原結合後使抗原不活化機制 沈澱作用 凝集作用 中和作用 活化補體蛋白作用 補體分子 細菌 病毒 抗原分子 洞 細菌 外來細胞 造成 加強 吞噬作用 細胞死亡

  39. 實驗室抗體的製造與用途 • 在實驗室中可將抗原注射到實驗動物身上，以製造大量的抗體。 • 抗體用途 • 可作為醫療檢測使用。 • 可用來治療某些癌症。 • 製作疫苗

  40. 在實驗室中可將抗原注射到實驗動物身上，以製造大量的單株抗體。在實驗室中可將抗原注射到實驗動物身上，以製造大量的單株抗體。 單株抗體的製造 來自脾臟 的B細胞 一個融合細胞在培養基中長成一群細胞 抗體 抗原注射入小鼠体內 融合細胞產生單株抗體 腫瘤 細胞融合 產生融合細胞 臺灣大學 羅竹芳 在培養基中的腫瘤細胞

  41. 抗體的用途 • 可體可作為醫療檢測使用。 • 可用來治療某些癌症。

  42. 常見的過敏原 Andreas Koll Fir0002

  43. 常見的人體免疫疾病 — 過敏症 (Allergy) • 過敏症是對周圍環境的某些過敏原 (Allergen) 產生過度敏感的反應。 B cell (plasma cell) 第一次暴露在過敏原 組織胺 Histamine Antigenic determinant Mast cell 抗體附著在 mast cell B cells 製造抗體 過敏原 (花粉) 再次暴露在過敏原 臺灣大學 羅竹芳 臺灣大學 羅竹芳 組織胺釋放造成過敏反應症狀 過敏原與mast cell上的抗體結合

  44. 人體防衛機制的建立 • 自然獲得 • 主動免疫：抗原自然進入引發之免疫反應 • 被動免疫：抗體透過胎盤或初乳給幼兒 • 後天獲得 • 主動免疫：疫苗中帶有抗原，引發之免疫反應 • 被動免疫： 藉由注射方式獲得抗體 施打傷寒疫苗

  45. 接種疫苗 (Vaccination) • 第一個疫苗 • 1796 (1798)年愛德華．金鈉 （Edward Jenner, 1749~1823） 天花病患 愛德華．金鈉

  46. 參考書目 Page 46 Neil A. Campbell, Jane B. Reece, Lisa A. Urry, Michael L. Cain, Steven A. Wasserman, Peter V. Minorsky, Robert B. Jackson (2008). Biology . Eighth edition. Chapter 43.page930~951. San Francisco: Benjamin Cummings.

  47. 參考影片 Page 47 Discovery 人體的奧秘 Discovery 人體的構造 NHK 人體系列(3)骨骼、肌肉、免疫系統 24-13B-HelperTCellsAnimm, Campbell, N. A., Reece, J. B. and Taylor, M. R. 2003. http://www.nanowerk.com/news/newsid=2561.php此為以遺傳工程技術開發之藥物，經由一種特定的運送方法將藥物準確地送至特定標靶位置，進行疾病治療的影片。

  48. 版權頁4-1

  49. 版權頁4-2

  50. 版權頁4-3

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