医学免疫学学习资料.doc
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1、免疫学绪论免疫系统功能:免疫防御免疫监视免疫自稳抗原(antigen)免疫 (immunity)是机体识别“自我”(self)与“非我”(nonself)的物质,通过免疫应答(immuneresponse)排斥“非我”物质,以维持自身稳定的生物学功能。抗原(antigen)是免疫激发剂,指能刺激机体发生免疫应答,使免疫活性细胞产生抗体或致敏淋巴细胞,并能与相应的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合的物质。抗原的两个重要特性:免疫原性:immunogenicity刺激机体发生免疫应答,产生免疫应答产物(抗体或致敏淋巴细胞)的能力免疫反应性(抗原性):immunoreactivity能够与相应的免疫应
2、答产物(抗体或致敏淋巴细胞)发生特异性结合的能力。半抗原 hapten只具有免疫反应性,而不具备免疫原性的物质。(如化学药物:青霉素、磺胺如使半抗原与大分子蛋白质(载体) 结合,就可获得免疫原性,成为全抗原。)表位(epitope)又称抗原决定簇(antigen determinant),决定抗原特异性的某些特殊化学基团。其性质、数目和空间结构决定着抗原的特异性。(一般由5个氨基酸、57多糖残基或核苷酸组成)表位可分为线性表位和构象表位。TD-Ag胸腺依赖性抗原:刺激机体产生抗体需要T细胞辅助的一类抗原。(分子较大,结构复杂,可诱导机体产生各类免疫球蛋白,并可引起细胞免疫及免疫记忆。)TI-A
3、g胸腺非依赖性抗原:刺激机体产生抗体不需要T细胞辅助的一类抗原。结构简单,含有许多重复的抗原决定簇,直接激活B细胞,只产生IgM。分一型和二型。异嗜性抗原 heterophilicantigen是一种与种属无关的抗原,存在于人、动物、微生物之间的共同抗原。将此类存在于不同种属之间的共同抗原称为异嗜性抗原或Forssman抗原。佐剂(adjuvant) 能非特异性地增强机体免疫应答或改变免疫应答类型的物质,一般与抗原同时或预先注射于机体。佐剂的作用机制:增强抗原性质,加强免疫原性;增强APC识别处理抗原的能力;刺激淋巴细胞增值与分化。超抗原(super antigen)是一类由细菌外毒素或逆转录
4、病毒蛋白构成的诱发免疫应答的物质,能与多数T细胞结合并为T细胞活化提供信号。作用特点: 主要与CD4T细胞结合。 与TCR V链结合没有MHC限制性。 与T反应频率高。抗体(antibody, Ab)T、B细胞识别的表位的不同?T细胞识别经APC加工处理过的线性表位,有多肽组成,可位于抗原的内部和表面;B细胞识别未经加工的表位,有多肽、多糖残基、核苷酸组成,位于抗原表面。Ab与Ig的区别免疫球蛋白是化学结构上的概念抗体是生物学功能上的概念抗体都是免疫球蛋白并非所有的免疫球蛋白都具有抗体活性概念:b细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的,能与抗原发生特异性结合具有多种免疫功能的球蛋白。调理吞噬
5、作用(opsonization)-(抗体)细菌或其它颗粒性抗原与Ig G结合后,Ig G的Fc段可以与巨噬细胞及中性粒细胞上的FcR结合,使细菌或其它抗原易于被吞噬消毁。介导细胞毒作用:ADCC结合靶细胞的IgG经Fc段与NK细胞结合,能促进NK细胞杀伤靶细胞,此作用称为抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用单克隆抗体McAb单一克隆B细胞杂交瘤细胞产生的抗单一表位的高度特异性抗体特点:高度均一,Ig的类、亚类、型、独特型均一J链:由浆细胞合成,将单体分子连接成多聚体,IgA二聚体或IgM五聚体。SP又叫分泌片,由粘膜上皮细胞分泌。作用:作为IgA受体,使其分泌到粘膜表面;保护铰链区,免遭蛋白酶水解。
6、抗体的基本结构?1由四条多肽链 (重链及轻链各两条)经二硫键连接起来。2重链(heavy chain):根据其特性的不同,可将其分为五种。据此将免疫球蛋白分为五类(IgA、IgG、IgM、IgD、 IgE)。重链的功能区之一可变区:高变区(HVR) /互补决定 区(CDR)和(CDR以外的区域)骨架区(FR);重链的功能区之二恒定区:IgG与IgA的重链恒定区可分为三个功能区(CH1,CH2,CH3),IgMIgE重链恒定区多一个CH4区;绞链区:CH1与CH2之间存在有绞链区,对木瓜酶及蛋白酶敏感,具有很好的弹性,可以自由展开至180度,有助于两臂同时结合不同的表位。3轻链:可分为链及链两种
7、。功能区:可变区(VL)和恒定区(CL)4抗体的结合价:由轻链可变区及重链的可变区共同组成,可与相应抗原呈特异结合。一个免疫球蛋白单体分子具有两个抗体结合价。抗体的酶解片段1. 木瓜酶作用于绞链区二硫键所连接重链的近氨基端,水解产物为 2个Fab片段及一个Fc片段。Fab片段(抗原结合片段):含有一条完整的轻链及重链的一部分,能与相应抗原特异结合,但是单价性的(只能结合抗原,不能凝集或沉淀)。Fc片段(可结晶片段):不能与抗原结合,但具有多种生物学活性,结合补体、固定细胞、通过胎盘等。 2. 胃蛋白酶作用于绞链区二硫键所连接重链的近羧基端,酶解后形成一个F(ab)2及一些片段pFc。F(ab)
8、2具有双价抗体活性,与抗原结合后能形成沉淀或凝集。pFc:小分子肽,不具有任何生物学活性。免疫球蛋白的主要功能(一)、免疫球蛋白V区的功能:高度特异性识别和结合抗原特点:即一种抗体只能与它相对应的抗原结合。这种特异性的结合是通过抗体Fab段实现的。作用:与毒素、药物、细菌、病毒结合,起到相应的保护作用。(中和作用)与细胞或细菌性抗原结合,出现凝集反应。存在于B细胞膜上的抗体,主要是IgM及IgD,起到抗原受体的作用,介导B细胞的活化。(二)免疫球蛋白C区的功能:1. 结合补体: 抗体与相应抗原结合后,暴露出与补体的结合位点,可以结合补体(IgM和IgG3IgG1 IgG2 ),产生一系列的生物
9、学效应。IgM单个分子即可激活补体,IgG则需多个分子。(IgG4与IgA的聚合物通过旁路途径激活补体。)2. 结合Fc受体 (1)调理吞噬作用(opsonization) 细菌或其它抗原与Ig G结合后,Ig G的Fc段可以与巨噬细胞及中性粒细胞上的FcR结合,使细菌或其它抗原易于被吞噬消毁。(2)参与I型过敏反应IgE能结合嗜碱性粒细胞及肥大细胞上的FcR,当IgE再与抗原结合,触发细胞释放过敏介质,引起I型过敏反应。(3)介导ADCC(调理吞噬和ADCC都是由IgG的Fc段介导的)(三)、具有抗原性 进入异种生物体内或进入同种不同个体的生物体内后,可引起机体产生相应的抗体,称为抗抗体,这
10、是采用抗体治疗中引起过敏反应的机理所在。在自体内,抗体的独特型抗原决定簇也能刺激机体产生抗独特型抗体,作用是防止抗体的过度产生,参与免疫应答。各类免疫球蛋白的主要特点Ig M 由五个单体免疫球蛋白经J链及二硫键连接而成 分子量最大;10个抗原结合价;一般5个起作用 是最早出现的免疫球蛋白类(胚胎发育过程及受抗原刺激后) 血清中含量低(510) ,半衰期短(5.1天) 不能通过胎盘 能结合补体Ig G 单体结构。 人体内免疫球蛋白的主要组成成分(7580%)。 继IgM后产生,在体内维持时间较长,半衰期23天。 唯一能通过胎盘的免疫球蛋白。 能与补体结合, IgG312, IgG4不能与补体结合
11、,但聚合后能与补体结合。Ig A 1. 血清型: 单体结构,两个抗原结合价。不能通过胎盘, 不能激活补体,免疫作用弱。 2. 分泌型: 结构:由J链连接的双体再加上一个分泌片(SP)组成。分泌片可以保护粘膜分泌液中蛋白酶对其的破坏作用。 功能: 分泌型IgA主要存在于各种粘膜表面及分泌液中,是机体粘膜局部防御感染的重要因素。IgD 单体免疫球蛋白 含量低,血清0.2 不能通过胎盘,不能结合补体。 可能与免疫耐受有关,功能不清。IgE 单体免疫球蛋白 不能透过胎盘和激活补体 正常血清含量极少(0.002) 参加I型过敏反应试述各种基因工程抗体(Genetic engineering antibo
12、dy)制备的原理补体(complement, C)调理吞噬作用(opsonization)补体C3b,C4b,iC3b与细胞或其他颗粒性物质结合后,通过吞噬细胞表面的补体受体可促进吞噬作用,此为补体的调理吞噬作用补体系统激活途径经典途径:由抗原-抗体复合物结合C1启动激活。旁路或替代途径:由病原微生物等提供接触表面,从C3开始激活。凝集素途径:由甘露聚糖结合蛋白结合至细菌而启动激活。补体三条激活途径的异同点?1激活物(异)经典途径:免疫复合物(immunecomplex, IC)是主要激活物。C1与IC中抗体分子的Fc段结合是经典途径的始动环节。旁路或替代途径:不通过激活C1、C4、C2阶段,
13、可直接由微生物或外源异物激活C3开始,与抗原抗体复合物无关凝集素(MBL)途径:甘露聚糖结合凝集素2激活过程(异)(产生C3转化酶,C5转化酶)经典途径:与抗原抗体复合物结合后活化的C1先后裂解C4,C2分子,C2a与C4b结合成C4b2a复合物(C3转化酶),将C3裂解,C3b与C4b2a结合,成C4b2a3b(C5转化酶)。旁路或替代途径:C3活化形成C3(H2O),并结合B因子。D因子裂解B因子,生成的Bb与C3(H2O)形成起始C3转化酶-C3(H2O)Bb ,使少量C3裂解生成C3b,C3b与B因子结合,D因子裂解B因子,生成Bb与C3b结合形成旁路途径C3转化酶(C3bBb),C3
14、大量裂解,生成大量C3b,一部分生成C5转化酶(C3bBb3b),另一部分正反馈放大.凝集素(MBL)途径:甘露聚糖结合凝集素直接识别病原微生物表面的N-氨基半乳糖或甘露糖,依次激活一系列物质,生成和经典途径相同的C3,C5转化酶 3拥有共同的末端通路(同)(terminal pathway):C5转化酶将C5裂解为C5a与C5b 两个片段。C5b结合到细胞膜上形成稳定的C5b678n复合物,形成攻膜复合体,形成渗漏斑或孔道,导致细胞崩解;C5a具有很强的趋化作用及过敏毒素作用。4在机体抗感染中的作用:补体系统的生物学活性(生物功能):一、溶解细胞和杀菌:细胞或细菌+相应抗体经典途径或通过旁路
15、途径溶解二、调理吞噬作用:C3b,C4b,iC3b与细胞或其他颗粒性物质结合后,通过吞噬细胞表面的补体受体可促进吞噬作用,此为补体的调理吞噬作用(opsonization)三、免疫粘附与清除:免疫粘附(immuneadherence)指IC激活补体后, C3b、C4b粘附于IC上,再与红细胞、血小板或某些淋巴细胞表面的CR结合,形成大的复合物,易被吞噬和清除四、中和与溶解病毒:溶解病毒、阻止病毒进入敏感细胞、干扰病毒在细胞中增殖五、炎性介质作用:1、趋化作用2、过敏毒素作用3、激肽样作用六、免疫调节作用:1、促进T、B细胞增殖2、调节抗体和细胞因子生成3、调理免疫复合物的作用(防止IC沉淀,溶
16、解IC)细胞因子(sytokine)细胞因子(Cytokine)的概念及特点:概念:细胞因子(cytokine)是由免疫细胞(淋巴细胞及单核巨噬细胞)及相关细胞(成纤维细胞、内皮细胞等)产生的具有调节细胞功能的高活性的蛋白质多肽分子。特点:1. 作用多样性:单种细胞因子可具有多种生物学活性2. 作用的高效性:在pM(1012mol/L)水平)就能发挥生物学效应3. 作用的局部性:多以旁分泌或自分泌方式发挥作用。4. 作用的短暂性:受刺激后从基因转录起始,一旦合成迅速分泌至细胞外,刺激停止则合成停止并被迅速降解,合成及分泌为自我调控。5. 作用的非MHC限制性;非抗原特异性方式6. 作用的复杂性
17、; 交叉性(多种细胞因子常具有某些相同或相似的生物学活性),双向性,双重性,网络性,抑制性调节(天然细胞因子受体拮抗物、可溶性细胞因子受体、具有负向调节作用的细胞因子、假受体)举例说明各类细胞因子的生物学活性一、具有抗病毒活性的细胞因子-扰素(IFN)IFN- 单核-巨噬细胞抑制病毒复制、抑制多种细胞增殖、参与免疫调节、抗肿瘤IFN- 成纤维细胞 同上IFN- T,NK 细胞 抗病毒、抑制细胞增殖、增强MHCI 、II类分子表达,促进T,B细胞分化、参与炎症反应二、具有免疫调节活性细胞因子白细胞介素(IL)IL-2:促进T细胞的生长及分化IL-4:促进B细胞抗体合成及转型,特别是IgE的合成。
18、IL-10:抑制T细胞产生IL-2,IFN-, TNF-又名细胞因子合成抑制因子TGF-(转化生长因子):具有免疫抑制功能三、具有炎症介导活性的细胞因子TNF(肿瘤坏死因子):低浓度时诱发炎症反应高浓度时激活凝血系统,抑制骨髓造血四、具有造血生长活性的细胞因子CSF集落刺激因子刺激造血祖细胞增殖分化白细胞分化抗原与粘附分子白细胞分化抗原-LDA( CD分子)不同谱系白细胞在正常分化、成熟的不同阶段及活化过程中,出现或消失的细胞表面标志。多为跨膜糖蛋白,分为膜外区、跨膜区、胞浆区三部分。重要免疫细胞膜分子主要在哪类细胞表面表达,各有何功能:一、参与免疫细胞识别与信号转导的CD分子1.CD3 TC
19、R复合物的信号传递分子2.CD4是成熟T细胞亚群的表面标志和TCR识别抗原的共受体3.CD8是成熟T细胞亚群的表面标志和TCR识别抗原的共受体二、参与提供免疫细胞活化共刺激信号的CD分子1. CD28与CD80/CD86CD28是T细胞活化的最重要的协同刺激分子,其配体是APC表面的CD80(B7-1)或CD86(B7-2)。 2. CD152较高表达可阻止T细胞活化,下调或终止已活化T细胞的反应3、 CD40和CD154T细胞表面的CD40L与B细胞表面CD40结合是B细胞活化的最重要的协同刺激信号三、参与免疫效应的CD分子1构成受体CD32: IgG Fc受体胎盘上皮细胞表达CD32与母体
20、IgG通过胎盘有关FcRI:高亲和力IgE Fc受体引发I型过敏反应. 2.细胞凋亡相关的CD分子CD95和CD178(Fas和FasL)黏附分子的生物学作用:(一) 参与炎症反应参与血液细胞粘附和穿越血管内皮及其向炎症部位的移行(二) 参与免疫细胞的识别与活化胸腺细胞的选择、发育成熟、移行、外周T细胞的分化(三) 参与淋巴细胞归巢 (淋巴细胞归巢受体介导)淋巴细胞的再循环和选择性归巢与不同淋巴组织中毛细血管后静脉的高内皮静脉(HEV) 表达的不同的粘附分子(地址素)主要组织相容性抗原MHC 类限制性(MHC restriction):TCR在识别抗原肽的同时,还需识别与抗原肽结合的同基因型M
21、HC分子CD8T细胞在识别抗原肽的同时需识别MHC I类分子,此为MHC I类限制性CD4T细胞在识别抗原肽的同时需识别MHC II类分子,此为MHC II类限制性。锚着残基(anchor residue):在抗原肽-MHC分子复合物中,抗原肽的两个或两个以上专司与MHC分子结合的氨基酸残基。锚着位(pocket):MHC分子结合槽中与抗原肽锚着残基相对应的氨基酸残基。人类与小鼠MHC的基因组成:一、小鼠H-2复合体的基因组成位于17号染色体上。二、人类HLA复合体的基因组成位于6号染色体短臂都可以分为I,II,III类分子编码区MHC I,II 类分子的结构,分布与功能:结构:MHC- I类
22、分子:两条肽链,结构类似于Ig 。链:多态性糖链,分为胞外区、跨膜区、胞内区三个区。胞外区又分1、2、3三个功能区。肽结合区(PeptideBinding domain) :由a1、a2对称排列,形成沟槽状结构。肽结合巢(PeptideBinding Cleft)可容纳810肽。a3是T细胞CD8分子的识别部位。跨膜区将I类分子固定在细胞膜上。胞内区具有信号传导功能。MHC-II类分子:链,链均为多态性糖链,分为1,2,1,2四个胞外功能区。肽结合区由1与1两个区段组成。肽结合巢(PeptideBinding Cleft)可容纳较大的抗原肽(1317)。2:T细胞CD4分子的识别部位。分布:M
23、HC-I类分子:各类有核细胞表面MHC-II类分子:抗原提呈细胞等功能:1. 参与加工与递呈抗原与抗原形成MHC分子-抗原肽复合物2. 参与T细胞限制性识别MHC 类限制性3. 参与T细胞在胸腺的发育阳性,阴性选择有赖于MHC类分子4. 诱导同种移植排斥反应5. 参与免疫应答的遗传控制淋巴细胞CD4CD25Tr调节性T细胞(regulator)抑制性调节CD4或CD8T细胞的活化与增殖,在免疫应答中发挥重要的负调节作用。T细胞在胸腺中分化发育的基本过程及选择:T细胞在胸腺微环境中的发育成熟(95%凋亡)TCR基因重排:双阴性细胞发生TCR基因重排并表现多样性,转变为双阳性细胞阳性选择:获得MH
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