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1、免疫学笔记整理完毕第一讲 免疫学概论免疫学发展的两个时期：免疫学的经验时期：从中国人痘接种预防天花,到20世纪60年代末，约一千多年的时间里免疫学只是一种应用技术,其特点是经验操作和黑箱(black box)机制,Burnet的克隆选择学说 P18克隆选择学说（cione selecttheory）要点和意义：1971年,第一届国际免疫学大会在美国华盛顿召开,并成立了国际免疫学会联合会(IUIS),这标志着免疫学已成为一门独立的学科,免疫学进入了现代免疫学时期。（一）免疫的现代概念指免疫系统对“自己”和“非己”物质的各种反应，包括免疫防御，免疫自稳，免疫监视，免疫调节等一系列生理功能，结果是在

2、正常时保护机体，异常时损害机体 （三）免疫应答类型：据发生机理分两类型固有免疫（ Innate Immunity，非特异性免疫、天然免疫）适应性免疫（ Adaptive Immunity，特异性免疫、获得性免疫）1、固有免疫1）概念：遇到“异己物质”之前就存在，无免疫记忆和免疫耐受，再次遇到病原体后吞噬杀伤能力并不增强的这类免疫功能2）参与成份：（1）屏障结构：皮肤粘膜屏障、内部屏障（血脑屏障、血胎屏障、血睾屏障）（2）参与固有免疫的效应分子： （3）固有免疫细胞的组成3）固有免疫应答的作用时相（1）瞬时应答阶段： （0-4小时内）（2）早期应答阶段：（4-96小时）（3）诱导适应性免疫应答阶

3、段：（96小时后） 4）固有免疫应答特点（1）识别特点 模式识别受体（PRR） 病原体相关分子模式（PAMP） TLR信号转导途径（2）应答特点 a.无clone性扩增，迅速产生效应 b.无免疫耐受、无免疫记忆天然免疫的免疫识别模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)、模式识别作用(pattern recognition)主要的靶分子,但不是唯一的。1.模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)主要指一类能够直接识别结合PAMPs的受体。在天然免疫系统的大多数效应细胞上都能表达,但主要在APC上。结构识别受体的蛋白质

4、结构和功能各异,属于数种蛋白家族。功能上可分成三类: 分泌型PRR：与微生物细胞壁结合，调理素样作用内皮细胞PRR：位于吞噬细胞表面，与微生物PAMPS结合后导致微生物被吞噬信号PRR：识别PAMPS后激活信号传导途径，诱导免疫应答相关基因转录表达 2.病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern, PAMP),主要指病原微生物表面某些共有的高度保守的分子结构，也包括宿主凋亡细胞表面某些共有的特定分子结构，是天然免疫系统识别的主要的靶分子,但不是唯一的。特点：1.不同于宿主机体的自身成分 2.微生物生存或致病必须的稳定结构，改变或失去导致微生物死

5、亡或失去致病性作用：1.出现意味着感染（PAMP化学结构可以不同，但是有共同特征） 2.提示入侵病原种类天然免疫对获得性免疫起着调控作用： APC表达多种PRR与PAMP结合后，表达抗原和CD80或CD86分子,细胞才能被激活。 机体自身抗原和环境无害抗原无PAMP，不能诱导APC表达CD80或CD86分子,细胞不能被激活。Toll样受体1997年人们首次发现TLR与获得性免疫相关,整个TLR家族的特有性质提示,正在研制的、作为潜在佐剂的许多新型免疫刺激复合物能与这些受体相互作用。天然免疫系统能发现感染存在并确定其性质,是宿主防御的第一道防线。天然免疫系统还能调控获得性免疫应答的类型。获得性免

6、疫系统有极其多样的抗原受体库,能诱导抗原特异性免疫应答。初次获得性免疫应答通常会延迟45天。天然免疫经模式识别受体TLR得到激活,而获得性免疫系统则是经识别病原体相关分子结构得到激活。自身免疫现象几乎所有脊椎动物在未经抗原免疫的情况下，都广泛存在针对种类繁多的自身成分的抗体和大量的自身反应性淋巴细胞。自身免疫不一定引起自身免疫病。一定程度上有利于自身稳定的维持。天然自身抗体（natural autoantibody,NAA）：NAA的种类：针对的抗原包括机体的蛋白质、脂类、多糖、核酸等成分。抗-IFN、抗-IL-1、抗-TCR天然抗细胞骨架抗体、抗心磷脂、抗组蛋白、抗胶原等天然抗丙酮酸脱氢酶抗

7、体、抗乙酰胆碱酯酶、抗纤维蛋白酶等天然抗雌激素抗体、抗雌激素受体、抗甲状腺球蛋白等天然抗突触膜自身抗体、抗线粒体、抗肌肉组织、抗少突胶质细胞、抗前列腺素、抗人脑凝集素等NAA的生物学作用（辅助为主）：维持内环境稳定 抗感染抗炎 免疫应答调节 肿瘤监视 调节超敏反应静脉注射免疫球蛋白（intravenous immunoglobulin,IVIg）指向病人静脉注射来自多位健康献血者混合的多特异性免疫球蛋白的一种被动免疫治疗方法。IVIg含正常人表达的广谱NAA及免疫获得的抗体。对某些自身免疫病、感染性疾病有良好疗效。NAA与病理性自身抗体的区别：多反应性和单反应性低亲和力和高亲和力胚系基因编码和

8、突变的胚系基因编码识别抗原上的具体表位不同多肽抗生素（peptide antibiotics）概念：指一类小分子量多功能的多肽类物质，具有抗细菌、抗真菌、抗寄生虫、抗病毒，甚至抗癌等功能。近年发现其免疫调节作用，并可作为免疫佐剂。是开发新型抗生素的候选物。迄今从昆虫、两栖类动物、哺乳动物、植物的基因组中已分离出500多种。种类和活性抗细菌：pexiganan、Mbd-3 、magainin 、SB-37 、cecropin 、 LL-37等抗真菌PGQ 、dermaseptin 、Rs-AFP1 、Rs-AFP2等抗病毒-defensin 、modelin-1 、polyphemusin 、m

9、ellitin 、 cecropin A等细胞毒性：NP-1 、NP-2 、 BD-1等还可能参与过敏反应、炎症反应、调理作用、组织损伤修复、内分泌系统调控等。应用抗菌谱广、种类多、可供选择范围广、靶菌株不易产生耐药性。但真正用于临床要解决毒性、稳定性、免疫原性、应用方法、药物配方等问题。目前主要用于局部治疗，有粉剂、软膏等。2、适应性免疫（ Adaptive Immunity，特异性免疫、获得性免疫）1）概念：经后天感染（或人工预防接种）接触到“非己”物质，继固有免疫之后启动的免疫反应，由抗原成分被T、B细胞识别，并刺激他们增殖分化，包括细胞免疫和体液免疫两个方面，3、两种类型比较：固有免疫

10、：应答快，对象广，强度弱而稳定,无记忆适应免疫：继固有免疫之后发挥作用，起主要作用，针对特异对象，强度大，有记忆，再遇之后强度大反应快1、免疫器官1）中枢免疫器官 是免疫细胞发生、分化、成熟的场所。包括骨髓和胸腺2）外周免疫器官 淋巴结 脾脏黏膜免疫系统（mucosal immune system,MIS） 主要分布于消化道、呼吸道、泌尿生殖道以及外分泌腺的粘膜组织（包括肠相关淋巴组织、支气管相关淋巴组织、腮腺、泪腺、乳腺等），是执行局部特异性免疫功能的主要场所。功能特点：1、共同黏膜免疫系统2、SIgA的产生3、口服抗原介导的免疫耐受第二讲 抗原（antigen，Ag）1. 概念：一类能刺激

11、机体发生特异性免疫应答，并能与相应免疫产物在体内外特异性结合的物质2. 抗原的特性：免疫原性（刺激力） 免疫反应性3. 完全抗原和半抗原： 1）完全抗原（complete antigen）：有两种特性，多为蛋白或大分子2）半抗原（hapten）：无免疫原性，只有免疫反应性，多为简单有机分子（药物，核酸，多糖）3）载体：能赋予半抗原免疫原性的物质，多为蛋白质大分子载体效应：TD-Ag引起体液免疫应答时，B细胞识别半抗原表位，Th细胞识别载体表位，在初次与再次应答时，半抗原必须结合在相同载体上才能产生相应半抗原抗体三、抗原的特异性（免疫应答中最重要特点）1）某一特定抗原只能激发机体产生特定免疫应答

12、，产生特定效应产物（抗体和/或致敏淋巴细胞）。2）某一特定抗原只能与相应效应产物发生特异性结合发生效应。特异性由抗原表位的性质、位置、数目、空间构象决定。（一）抗原表位抗原特异性的分子基础1、抗原表位(epitope)：抗原分子中决定抗原特异性的化学基团，又叫抗原决定簇 作用：1.激活特定淋巴细胞 2. 与效应产物结合2、抗原结合价：抗原分子表面能与抗体结合的表位总数3、抗原表位的分类：T细胞表位 B细胞表位T细胞表位B细胞表位受体TCRBCRMHC分子必须不用表位性质线性多肽天然多肽（线性/构象），多糖，脂多糖位置Ag的任何位置Ag分子的表面（三）交叉反应：不同抗原之间存在的相同或相似的抗原

13、表位称为共同抗原。抗体除与相应抗原特异性结合外，还可与具有共同抗原表位的其它抗原结合，称交叉反应。四、 抗原的分类：（一）按与机体的亲缘关系分类： 1.异种抗原（xenogenic Ag ）：来源于另一物种，免疫原性强，病原微生物极其产物动物免疫血清：是特异性抗体，又是异种抗原可引起超敏反应两重性2.同种异型抗原（allogenic Ag）：同一种属不同个体的抗原，如ABO血型抗原，HLA抗原3.自身抗原（autoantigen）正常情况自身耐受，但隐蔽抗原暴露或自身抗原改变，引发免疫反应4.异嗜性抗原（heterophilic Ag）：与种属无关，存在于人、动植物、微生物间的共同抗原5.独特

14、型抗原（idiotype Ag）：TCR、BCR、Ig的可变区具有免疫原性，可诱导独特型抗体同种型（isotype）：同一种属Ig的共同抗原，由C区决定同种异型（allotype）：同一种属不同个体间Ig分子具有的不同抗原特异性标志（二）根据是否需要T细胞辅助分类：TD-Ag（thymus-dependent antigen）胸腺依赖性抗原，需要Th细胞辅助才能激活B细胞产生抗体，具有B、T细胞表位，诱生抗体为IgG，亲和力高，可激发免疫记忆，引起细胞免疫，大多数蛋白抗原是这一类TI-Ag（thymus-independent antigen）非胸腺依赖抗原，不用Th辅助即可激活B细胞产生抗体

15、，带有重复出现的同一表位，诱生抗体多为IgM（出现消失早），亲和力低，无免疫记忆，不引起细胞免疫，少数Ag属于这种，分TI-1，TI-2两种六、医学上重要的抗原物质1、病原生物及其代谢产物：2、动物免疫血清：有双重性质。3、异嗜性抗原（heterophile antigen）： 4、同种异型抗原：血型抗原、组织相容性抗原5、自身抗原：隐蔽的自身抗原、改变的自身抗原、自身免疫细胞功能异常 6、肿瘤抗原：包括肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原。7、异种（体）蛋白质： 8、药物、化学制品9、超抗原和佐剂 超抗原（Superantigen，SAg）概念：一类可以和BCR、TCR抗原结合部位以外的部位结合，能

16、非特异的刺激某些T细胞或B细胞的亚型克隆增殖的结构形式的蛋白质，还可以激活APC、Nk等细胞，引起众多细胞因子释放，还可导致免疫抑制、免疫耐受等1、作用特点：极低浓度(110 )即可激活2%20%初始细胞和细胞(约为普通抗原的数千到数万倍)。无须抗原提呈，无MHC限制性。超抗原以完整分子形式一端高亲合力地结合在MHC 分子的的沟槽外侧,识别链;对T细胞-可诱导免疫抑制、免疫耐受2、分类：T细胞Sag(T-SAg) 、B细胞Sag(B-SAg) TCR型：热休克蛋白 T细胞Sag(T-SAg) 内源：病毒蛋白 TCR型： 外源：细菌，病毒毒素3、生物学意义：1）导致毒性反应：发热、体重减轻、渗透

17、压平衡失调等，参与多种细菌性食物中毒、某些类型休克、AIDS的发生发展。2）引起自身免疫性疾病， T-SAg发病理论有如下假说:（1）直接致病（2）增强其他感染因子的致病性（3）激活静止的自身反应细胞克隆，介导T、B细胞相互作用疾病举例：1 多发性硬化(MS):推测其机制为SEB引起致病细胞群活化。2 类风湿性关节炎(RA)：滑膜细胞上SEA与MHC类分子相互作用导致IL-6和IL-8上调（IL-6和IL-8在发病机制中具有潜在重要作用）。3 川崎病(KD)是发生于婴幼儿的多系统血管炎,与单核细胞及巨噬细胞的激活和外周血2、8细胞选择性扩增有关。KD急性期2细胞的激活是由细菌超抗原引起。4 胰

18、岛素依赖性糖尿病(IDDM) 研究表明T-SAg激活细胞分泌高浓度的1型细胞因子(IFN-、IL-2)引起胰岛细胞破坏,故由胰岛细胞表达的T-SAg可能为IDDM的一个重要病因。5 系统性红班狼疮(SLE) 实验证明金葡菌外毒素(SED)在有细胞共存的培养基中,刺激细胞增殖分化,它有明显的细胞依赖性,需要细胞CD40配体(CD40)信号,促进细胞分泌抗体。T-SAg与的关系显而易见。3）抗瘤效应 直接抗肿瘤作用 主要通过:超抗原在TCR和肿瘤细胞(如白血病细胞)的MHC之间形成桥结构,直接损伤肿瘤细胞。活化多种免疫细胞,使之释放大量细胞因子,对肿瘤细胞有非特异性杀伤效应。超抗原提高肿瘤细胞膜上

19、ICAM 1、HLA DR等分子的表达,进而促进超抗原对淋巴细胞的活化增生作用,并提高肿瘤细胞的免疫原性。抗体靶向超抗原的抗瘤作用单抗超抗原结合体都能靶向到选择部位,发挥高效免疫激活效应。非MHC依赖。但与单用超抗原一样,抗体靶向超抗原也会产生免疫活化后的免疫抑制。重复治疗后也出现了低应答状态。 超抗原修饰瘤苗 超抗原突变体的应用综合应用 超抗原基因联合细胞因子、抗原等的抗肿瘤作用综合了各种超抗原应用方法优点,又一定程度地克服了各种应用法的缺陷。临床使用注意事项1、超抗原会诱导机体产生抗体,临床治疗周期较长,这就有可能使机体产生抗体,影响其作用。2、超抗原的作用存在着剂量效应关系,剂量增大可能

20、使机体出现毒素休克综合征样的反应如恶心、发热、高血压等。（二）免疫佐剂（immunoadjuvant）：概念：非特异性免疫增强剂，与抗原同时或预先应用，增强机体针对抗原的免疫应答，或改变免疫反应的类型的物质纯化蛋白抗原若无佐剂，多引起免疫耐受。佐剂标准: 无致癌性；无毒性；不诱发自身超敏反应。 纯度高；不含与动物有交叉反应的抗原。 有一定吸附力；在动物体内能被降解吸收。 稳定,储存1年以上不分解、不变质。理想的佐剂应当是以最小的免疫刺激引起适当的免疫促进作用,且无不良反应. 免疫佐剂的应用：从疫苗开始不断扩大,包括免疫治疗药物、肿瘤疫苗,增强机体对细菌、病毒、真菌、寄生虫的抵抗力和免疫应答.免

21、疫佐剂的功能：几种常用的佐剂 1、铝佐剂 2、MF59 3、脂质体(Liposome)4、弗氏佐剂(Freund?sadjuvant,FA)：5、黏膜免疫佐剂 6、CpG序列：目前CpG作为人乙肝疫苗佐剂已进入临床试验。7、皂角甙 7、动物细胞因子 8、纳米粒子佐剂 目前被批准广泛用于临床的是铝盐和MF-59 。第三讲 免疫球蛋白与抗体1.抗体（ Antibody，Ab）: B细胞识别抗原后增殖分化为浆细胞所产生的一种蛋白,主要存在于血清等体液中,能与相应抗原特异性结合,在免疫应答中有很重要的作用 分泌型：抗体2. 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）：具有抗体活性或者化学结构和抗

22、体类似的球蛋白 膜型：BCR一、免疫球蛋白的分子结构 P23（一）基本结构：两H链，两L链，二硫键相连，平时呈T字型,结合抗原后呈Y字型 高变区(互补决定区HVR hypervariable region) 3 可变区(V区)：靠N端110个氨基酸（二）免疫球蛋白分区： 骨架区（FR framework region）4 恒定区(C区)：除V区以外其他氨基酸功能区：VH、VL：结合抗原CH、CL：根据其抗原性，区分Ig的同种型（同种异型抗原），IgM IgD IgA IgG IgECH2：1. 补体结合位点（IgM在CH3） 2. IgG通过胎盘 CH3、Ch4：与组织细胞膜上的Fc受体结合（

23、三）免疫球蛋白的其它成分：J链：IgA和IgM才有，余单体Ig无分泌片：SIgA的辅助成分，保护其铰链区、介导穿过粘膜。（四）Ig的水解片段 2个Fab：L链+H链VH和CH1段 抗原结合， 1. 木瓜酶片段： 1个FC段：CH2，CH3 同种型抗原 与效应分子或细胞结合 F(ab)2片段：抗体分子的两个臂，由二硫键连接 双价 2. 胃蛋白酶片段 PFC：失去活性二、Ig的抗原性（Ig的血清型）同种型（isotype）：同一种属Ig的共同抗原，由C区决定同种异型（allotype）：同一种属不同个体间Ig分子具有的不同抗原特异性标志存在于C区，V区 独特型抗原（idiotype Ag）：不同克

24、隆产生的Ig分子特有的抗原性，存在于HVR，可诱导独特型抗体三、免疫球蛋白的主要生物学功能：（一）各区功能1. V区功能：特异性结合抗原 1）中和外毒素、病原微生物 免疫病理（有利或有害） 2）构成BCR（mIgM mIgD）2. C区作用： 1）激活补体 2）Fc段和Fc受体（FcR）结合 a. 调理作用（IgG、IgA）：抗体、补体促进吞噬细胞吞噬颗粒性抗原 b. 抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）：表达Fc受体的细胞通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞 c. I型超敏反应：IgE的Fc段与肥大细胞、嗜碱性粒细胞的高清和力Fc受体结合合成和释放活性物质 3）穿过胎盘和粘膜

25、 a. 胎盘母体侧滋养层表达IgG输送蛋白FcRn b.分泌型IgA穿过粘膜（二）各类Ig的的特性和作用1. IgG：血清含量最高，高亲和力 抗感染，特别是再次免疫应答主要抗体2. IgM：分子量最大，五聚体，不能通过血管壁 感染时出现早消失早，意味近期感染 mIgM是BCR主要成分，只表达mIgM是未成熟B细胞标志.,记忆B细胞mIgM逐渐消失：血清型为单体，分泌型为二聚体加一个分泌片 分泌型合成部位是粘膜（分泌片由粘膜上皮细胞合成）是粘膜局部免疫的主要抗体，初乳和泪液也含四、免疫球蛋白超家族 immunoglobulin superfamily,IgSF指很多与Ig结构相似，基因具有同源性

26、的蛋白分子，以膜蛋白的形式存在于细胞表面，有识别和传递信号的功能IgSF主要成员：特点是有C区和V区，以V区与配体结合五、TCR、BCR、Ig基因及多样性的产生TCR、BCR、Ig多样性是特异性免疫应答的分子基础。Ig合成的特定规律：1）Ig多肽链由多基因决定（主要是V基因和C基因）。 2）存在等位基因排斥现象（allelic exclusion）,每个B细胞在抗原作用下只能激活父系或母系的一个基因库。（一）、胚系基因（germline gene）1. 人B细胞都有三个Ig基因库（ H 、 、 ），每个库中有众多编码V、C区的基因，这些基因称胚系基因。特点：不在同一个染色体上 多种不连续基因片

27、段群 各基因片群含多个片断2. 人和小鼠Ig抗体基因的染色体定位3.人TCR基因的染色体定位（二）基因组结构人Ig重链基因组 它们之间被非编码的DNA隔开。先导序列基因（leader sequence,L）可变区基因（variable region,VH ）多样性基因（diversity，D）连接基因（joining ，JH）恒定区基因（constant region,CH ）人Ig的轻链基因组：V、J、C：V、C（形成J-C结构）人TCR基因定位重链类别的转换B细胞存在 Ig类型的转换：指一个B细胞在分化过程中VH基因片段不变，而CH基因片段重排，即识别抗原特异性不变，而类或亚类发生改变。基

28、因重排：随机进行，胚系基因 完整功能的基因一个T细胞克隆只表达一种特异TCR多样性机制1、编码基因多样性2、组合引起的多样性（V区基因片段的组合、轻重链之间的组合，随机）3、连接多样性 重排中不同连接点，且同一连接点可发生核苷酸缺失、插入、倒转等4、体细胞高频突变 抗原刺激后若干核苷酸替换突变,多在CDR人工制备抗体一、多克隆抗体二、单克隆抗体单抗的应用：（一）临床诊断上的应用: (二)单克隆抗体在肿瘤抗原检测上的应用 (三)单克隆抗体作为亲和层析的配体 (四)单克隆抗体作为探针 单抗只与某一抗原表位结合,可将它作为研究工作中的探针。(五)单克隆抗体的其他应用 毒品的现场检测;有机磷杀虫剂残留

29、物检测；蛇毒鉴别等。(六)治疗性单抗：单抗临床应用的缺点：鼠抗体作为外源蛋白会使人体产生人抗小鼠抗体(human anti-mouse antibody,HAMA)。鼠抗体对靶抗原是特异的,但它不能有效地激活补体和Fc受体相关的效应系统,如ADCC、补体依赖的细胞毒作用(CDC)等，效应功能不强。鼠抗体是异源蛋白，在体内很快被清除。抗体分子大而难以穿透肿瘤毛细血管，到达靶部位的量不足。三、基因工程抗体(genetic engineering antibody,GEAb)20世纪80年代以后DNA重组技术应用于抗体改造,出现了基因工程抗体。目标：实现抗体人源化、小型化和多功能化。1鼠抗体的人源化

30、改造及人源抗体制备技术1)人-鼠嵌合抗体(chimeric antibody) 2)改型抗体(reshaped antibody)a. 抗体库技术：用PCR把全套人的抗体V区基因扩增出来，重组到噬菌体表达载体中，使Fab和scF(鼠源)组合的抗体表达在噬菌体表面,从而在体外获得良好生物学活性的抗体b. 转基因小鼠技术：去除小鼠基因组中的抗体相关基因，转入重排前的全套人源基因组，以表达人源抗体2、改变抗体分子大小，增强靶向性 通常抗体分子越小，越容易通过血管壁，但在血液中被清除的速度也快。1）单链抗体(single chain antibody,scFv)：一个轻链可变区和一个重链可变区相连形成的单一肽链。为完整IgG的/6。拥有全部结合特异性。2）Diabody:两个单链抗体相连，为二价抗体。3）Minibody:两个单链抗体通过类似铰链区的接头与恒定区CH3相连，为二价抗体。3、增强抗体效应功能：1）免疫结合物：以抗体或抗体片段连接放射性同位素、药物、毒素等。抗体分子仅起靶向作用。2）免疫细胞因子：将抗体与细胞因子基因连接后表达的融合蛋白，通过细胞因子对免疫系统的激活，可以控制肿瘤转移和杀灭残留病灶，无常规化疗的不良反应。3）双特异性抗体