醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究

1、免 疫 耐 受 Immunological tolerance 第十二章第十二章 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 概 述 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 3 一、免疫耐受的概念 免疫耐受是指機(jī)體的免疫系統(tǒng)接觸了某種 特定抗原后，針對(duì)該抗原，表現(xiàn)出特異性 的無(wú)應(yīng)答現(xiàn)象。 誘導(dǎo)免疫耐受形成的抗原稱為 耐受原 （tolerangen）。 同一種抗原物質(zhì)在不同的條件下，既可以 是免疫原，又可以是耐受原。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 4 二、免疫耐受與免疫抑制的異同 免疫耐受 免疫抑制 無(wú)應(yīng)答狀態(tài) 特異性 非特異性 對(duì)各種抗原均 無(wú)應(yīng)答或低應(yīng)答 只對(duì)某種抗原無(wú)應(yīng)答， 對(duì)其他抗

2、原仍保留應(yīng)答 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 5 三、免疫耐受的類型 按形成 特點(diǎn)分 天然耐受（nutural tolerance） 獲得耐受 （acquired tolerance） 按形成 時(shí)期分 T 細(xì)胞耐受（T cells tolerance） B 細(xì)胞耐受 （B cells tolerance） 中樞耐受（central tolerance） 外周耐受（peripheral tolerance） 按形成 細(xì)胞分 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 6 三、免疫耐受的類型 按形成 特點(diǎn)分 天然耐受（nutural tolerance） 獲得耐受 （acquired tolerance） T 細(xì)

3、胞耐受 中樞耐受 按形成 時(shí)期分 T 細(xì)胞耐受（T cells tolerance） B 細(xì)胞耐受 （B cells tolerance） 中樞耐受（central tolerance） 外周耐受（peripheral tolerance） 按形成 細(xì)胞分 與生俱來(lái)，對(duì)自身抗原 無(wú)反應(yīng)性，即自身耐受 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 7 三、免疫耐受的類型 按形成 特點(diǎn)分 天然耐受（nutural tolerance） 獲得耐受 （acquired tolerance） 按形成 時(shí)期分 T 細(xì)胞耐受（T cells tolerance） B 細(xì)胞耐受 （B cells tolerance） 中樞耐

4、受（central tolerance） 外周耐受（peripheral tolerance） 按形成 細(xì)胞分 后天形成，人工給予 非己抗原誘導(dǎo)而形成 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 8 三、免疫耐受的類型 按形成 特點(diǎn)分 天然耐受（nutural tolerance） 獲得耐受 （acquired tolerance） 按形成 時(shí)期分 T 細(xì)胞耐受（T cells tolerance） B 細(xì)胞耐受 （B cells tolerance） 中樞耐受（central tolerance） 外周耐受（peripheral tolerance） 按形成 細(xì)胞分 在中樞免疫器官（胸腺和骨髓）， 不成熟

5、的T和B細(xì)胞在成熟過(guò)程中， 能識(shí)別自身抗原的細(xì)胞克隆被清除 而形成自身耐受 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 9 三、免疫耐受的類型 按形成 特點(diǎn)分 天然耐受（nutural tolerance） 獲得耐受 （acquired tolerance） 按形成 時(shí)期分 T 細(xì)胞耐受（T cells tolerance） B 細(xì)胞耐受 （B cells tolerance） 中樞耐受（central tolerance） 外周耐受（peripheral tolerance） 按形成 細(xì)胞分 在外周免疫器官，成熟的T和B細(xì)胞 遇到自身或外源性抗原形成的耐受 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 10 三、免疫耐受

6、的類型 按形成 特點(diǎn)分 天然耐受（nutural tolerance） 獲得耐受 （acquired tolerance） 僅對(duì)T或B細(xì)胞產(chǎn)生耐受 按形成 時(shí)期分 T 細(xì)胞耐受 B 細(xì)胞耐受 按形成 細(xì)胞分 中樞耐受（central tolerance） 外周耐受（peripheral tolerance） 第一節(jié) 免疫耐受的研究歷史 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 12 一、Owen 的奇異發(fā)現(xiàn) Owen于1945年首先 報(bào)道了在胚胎期接觸 同種異型Ag所致的免 疫耐受現(xiàn)象 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 13 異卵雙生的小牛異卵雙生的小牛 一對(duì)異卵雙生的小牛 （遺

7、傳基因不同） 共用母體子宮內(nèi)的循 環(huán)系統(tǒng)，血液交流， 呈自然聯(lián)體共生，出 生后，體內(nèi)并存兩種 不同血型的紅細(xì)胞， 互不排斥。進(jìn)行皮膚 移植也互不排斥。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 14 1949年，Burnet 對(duì)歐文的發(fā)現(xiàn)做出了理論 解說(shuō)，即克隆選擇（clonal selection）和 克隆清除（clonal deletion）學(xué)說(shuō)，認(rèn)為： 自身耐受是機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)自身抗原的一 種免疫無(wú)應(yīng)答狀態(tài)。 在中樞免疫器官中，能識(shí)別自身抗原的不 成熟淋巴細(xì)胞克隆會(huì)被清除。 二、Burnet 的理論解說(shuō) 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 15 三、Medawar 等的實(shí)驗(yàn)證實(shí) 1953 年， Medaw

8、ar等 用不同品系 的純系小鼠 (遺傳基因不 同)人工誘導(dǎo) 出對(duì)同種異 體皮膚移植 物的耐受。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 16 嵌合體（嵌合體（chimaeric）小鼠小鼠 1960年，Burnet 和 Medawar 因獲得性 免疫耐受的發(fā)現(xiàn)而獲諾貝爾醫(yī) 學(xué)獎(jiǎng) 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 18 1959年，Lederberg 對(duì)克隆選擇學(xué)說(shuō)進(jìn)行了 修改，認(rèn)為： 成熟的淋巴細(xì)胞與抗原接觸后，會(huì)被激活 而產(chǎn)生應(yīng)答， 未成熟淋巴細(xì)胞會(huì)通過(guò)克隆流產(chǎn)（clonal abortion）而被清除。 四、Lederberg 的克隆流產(chǎn)學(xué)說(shuō) 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 1

9、9 1962年，Dresser 等發(fā)現(xiàn)去凝集的可溶性 蛋白在成年動(dòng)物身上也可誘導(dǎo)出耐受。 1968 年，Mithison 給成年小鼠反復(fù)注射 各種劑量的牛血清白蛋白（ BSA），然 后用加有弗氏完全佐劑的 BSA 進(jìn)行攻擊， 這種小鼠不產(chǎn)生針對(duì) BSA 的抗體。 五、成年動(dòng)物免疫耐受現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 第二節(jié) 免疫耐受形成的機(jī)制 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 21 一、固有性免疫耐受 是指在固有性免疫應(yīng)答中執(zhí)行功能的有吞噬細(xì)胞、NK細(xì)胞和補(bǔ)體 等，不識(shí)別和殺傷正常的自身組織成分，對(duì)自身組織抗原呈現(xiàn)耐 受狀態(tài) 機(jī)制一：正常自身細(xì)胞缺乏被吞噬細(xì)胞識(shí)別的表面分子，或被唾 液酸等

10、特殊結(jié)構(gòu)遮蓋未暴露出來(lái)，使自身抗原處于被忽視的狀態(tài) 機(jī)制二：某些細(xì)胞(如NK細(xì)胞)表面存在抑制性受體（如殺傷抑制受 體 KIR）或抑制性結(jié)構(gòu)，當(dāng)抑制性信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)，該細(xì)胞就處 于無(wú)應(yīng)答狀態(tài) 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 22 二、中樞耐受 是指在中樞免疫器官（胸腺和骨髓），不成熟的 T 和B 淋 巴細(xì)胞在成熟過(guò)程中，能識(shí)別自身抗原的細(xì)胞克隆被清除 而形成自身耐受 T、B 細(xì)胞分別在胸腺、骨髓中發(fā)育至表達(dá)功能性識(shí)別受 體（TCR、BCR）階段時(shí)，TCR、BCR分別與微環(huán)境基質(zhì)細(xì) 胞表面表達(dá)的自身抗原肽 MHC分子及自身抗原呈高親合 力結(jié)合時(shí)，引發(fā)陰性選擇，啟動(dòng)細(xì)胞程序化死亡，致 T、 B 細(xì)

11、胞克隆消除 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 23 T細(xì)胞及B細(xì)胞分別在胸腺及骨髓微 環(huán)境中發(fā)育，此間進(jìn)行陰性選擇 啟動(dòng)細(xì)胞凋亡，致克隆消除 減少生后自身免疫病的發(fā)生 中樞耐受中樞耐受 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 24 三、外周耐受 是指在外周免疫器官，成熟的 T、B 細(xì)胞， 遇自身（內(nèi)源性）或外源性抗原，不產(chǎn) 生免疫應(yīng)答。 其機(jī)制包括：克隆無(wú)反應(yīng)性、活化誘導(dǎo) 的細(xì)胞死亡、免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞的作用、獨(dú) 特型網(wǎng)絡(luò)的抑制作用、危險(xiǎn)模式等 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 25 （一）克隆無(wú)反應(yīng)性 絕大多數(shù)組織特異性抗原濃度太低， 不足以活化相應(yīng)的T及B細(xì)胞 如抗原濃度適宜，自身反應(yīng)性T細(xì)胞與組織細(xì)胞MHC-

12、I-自身Ag復(fù)合物接觸，產(chǎn)生第一信號(hào)，但組織細(xì)胞不 表達(dá)協(xié)同刺激分子，無(wú)第二信號(hào)，導(dǎo)致克隆無(wú)能狀態(tài) （clonal anergy)凋亡克隆消除 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 26 自身抗原濃度適宜時(shí)，雖能活化自身反應(yīng)性B細(xì)胞， 但Th不活化，不提供第二活化信號(hào)，B細(xì)胞呈無(wú)能狀 態(tài)。如旁路Th細(xì)胞被活化，則引起自身免疫病 有些克隆無(wú)能淋巴細(xì)胞長(zhǎng)期存活 克隆擴(kuò)增 引起自身免疫 IL-2 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 27 （二） 活化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡所致的耐受 形成機(jī)制： 自身反應(yīng)性 T-B 或 T-T 之間相互接觸時(shí)， 通過(guò) Fas 和 FasL的結(jié)合啟動(dòng)AICD（活化誘 導(dǎo)的細(xì)胞死亡）而消除針對(duì)

13、自身抗原的 細(xì)胞。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 28 免疫隔離部位的抗原在生理?xiàng)l件下不致免疫應(yīng)免疫隔離部位的抗原在生理?xiàng)l件下不致免疫應(yīng) 答答 免疫隔離部位：腦、眼的前房、生殖器官、胎盤(pán)免疫隔離部位：腦、眼的前房、生殖器官、胎盤(pán) 生理屏障生理屏障 分泌抑制性細(xì)胞因子：分泌抑制性細(xì)胞因子： TGF-、IL-4、IL-10等等 （三）克隆忽視導(dǎo)致的耐受 免疫耐受免疫耐受 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 29 （四）免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞所致的耐受 免疫耐受免疫耐受 小鼠小鼠 淋巴細(xì)胞淋巴細(xì)胞 正常正常 小鼠小鼠 另一另一 小鼠小鼠 取皮膚移植取皮膚移植 移植皮膚存活移植皮膚存活 如耐受血液中除去淋巴細(xì)胞，則沒(méi)

14、有免疫耐受發(fā)生如耐受血液中除去淋巴細(xì)胞，則沒(méi)有免疫耐受發(fā)生 調(diào)節(jié)性調(diào)節(jié)性T細(xì)胞細(xì)胞 分泌抑制性細(xì)胞因子分泌抑制性細(xì)胞因子TGF-、 IL-10和和IL-4抑制抑制Th和和CTL功能功能 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 30 （五） 獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)的致耐受作用 抗獨(dú)特型（抗id）抗體可特異地破壞細(xì)胞膜上具有獨(dú)特 型決定簇的細(xì)胞，大量時(shí)能造成獨(dú)特型陽(yáng)性B細(xì)胞耗盡； 獨(dú)特型抗體可作用于T、B 細(xì)胞上的獨(dú)特型抗原決定簇， 使T、B 細(xì)胞耐受； 大量抗id抗體可誘導(dǎo)抑制性T細(xì)胞產(chǎn)生抑制性細(xì)胞因子； 自身抗id抗體可與B細(xì)胞上的抗原受體結(jié)合抑制抗體產(chǎn)生 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 31 （六） 危險(xiǎn)模式假說(shuō)

15、正常的自身組織細(xì)胞不向 APCs 傳遞危險(xiǎn) 信號(hào)， APCs 處于靜息狀態(tài)，T、B 細(xì)胞未 被活化而致耐受。 但當(dāng)細(xì)胞受損或異常死亡時(shí)，危險(xiǎn)信號(hào) 出現(xiàn)并活化局部的 APCs，活化后的 APCs 可以提供給靜息息 T 細(xì)胞第一信號(hào)和第二 信號(hào)，活化T、B 細(xì)胞使之成為效應(yīng) 細(xì)胞。 第三節(jié) 人工誘導(dǎo)免疫耐受形成 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 33 一、人工誘導(dǎo)免疫耐受形成的意義 治療自身免疫病 治療超敏反應(yīng)性疾病 進(jìn)行器官移植 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 34 二、人工誘導(dǎo)免疫耐受形成的條件 （一）抗原方面 抗原的理化性狀、劑量、免疫途徑、是否加佐劑等。 （二）機(jī)體

16、方面的因素 免疫系統(tǒng)的成熟度 、動(dòng)物的種屬和品系 、免疫抑制 措施的影響 （三）新方法的應(yīng)用 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 35 一、抗原方面 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 36 1. 抗原的性質(zhì) 大分子、顆粒性及蛋白質(zhì)的聚合物（如： 血細(xì)胞、細(xì)菌及丙種球蛋白的聚合物 等），不易形成免疫耐受（它們?nèi)菀妆?吞噬細(xì)胞迅速攝取、處理，并以強(qiáng)免疫 原性的形式提呈給免疫活性細(xì)胞，誘導(dǎo) 免疫應(yīng)答） 小分子、可溶性、非聚合單體物質(zhì)（如：非聚合的血清 蛋白、多糖、脂多糖等）以及抗原表位密度高者（使抗 原受體廣泛交聯(lián)而封閉），容易形成免疫耐受。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 37 2. 抗原的劑量 TI 抗原高

17、劑量才能誘導(dǎo)耐受； TD 抗原低、高劑量均可誘導(dǎo)耐受。 高劑量誘導(dǎo)的耐受稱為高帶耐受（high zone tolerance），T、B 細(xì)胞均可致耐受； 低劑量誘導(dǎo)的耐受稱為低帶耐受（low zone tolerance），僅能誘導(dǎo) T 細(xì)胞耐受。 T 細(xì)胞所需抗原量比 B 細(xì)胞小10010000倍。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 38 抗原劑量過(guò)低，抗原劑量過(guò)低， 不足以激活不足以激活T 及及 B 細(xì)胞細(xì)胞 低帶耐受低帶耐受 抗原劑量過(guò)高抗原劑量過(guò)高誘導(dǎo)誘導(dǎo)Ts 細(xì)胞活化細(xì)胞活化 高帶耐受高帶耐受 低帶耐受和高帶耐受形成的機(jī)制 抑制免疫應(yīng)答抑制免疫應(yīng)答 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 39 低

18、帶耐受高帶耐受 誘生抗原 參與細(xì)胞 產(chǎn)生速度 持續(xù)時(shí)間 小劑量 TDTD 抗原 T 細(xì)胞 快，1天 長(zhǎng)，120135天 大劑量TDTD 或 TITI抗原 T T 和 B B 細(xì)胞 慢，815 短，4050天 低帶耐受和高帶耐受的主要特征 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 40 High and low dose tolerance 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 41 T細(xì)胞耐受易于誘導(dǎo)，所需抗原量低，細(xì)胞耐受易于誘導(dǎo)，所需抗原量低， 耐受持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)（數(shù)月耐受持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)（數(shù)月數(shù)年）數(shù)年） B細(xì)胞耐受的誘導(dǎo)，需要較大劑量的抗原，細(xì)胞耐受的誘導(dǎo)，需要較大劑量的抗原， B細(xì)胞耐受持續(xù)時(shí)間短（數(shù)周）細(xì)胞耐受

19、持續(xù)時(shí)間短（數(shù)周） T細(xì)胞耐受和B細(xì)胞耐受 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 42 體內(nèi)T、B細(xì)胞耐受的特點(diǎn) 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 43 3. 抗原注射的途徑 免疫耐受容易度： 鼻內(nèi)、口服、靜注腹腔注射皮下、肌肉注射 腸系膜靜脈、門(mén)靜脈注射易于誘導(dǎo)耐受 （因肝臟具有生物學(xué)過(guò)濾作用，將抗原解聚，除去免疫原性強(qiáng)的抗 原部分，剩下非聚合抗原進(jìn)入外周血流或淋巴道，從而發(fā)揮耐受 原作用） 口服抗原，可建立全身耐受（耐受分離）治療自身免疫病 “旁路抑制”：口服來(lái)自同一靶器官的相關(guān)抗原后，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞 被特異性抗原所激活并移至靶器官，分泌抗原非特異性細(xì)胞因子 抑制微環(huán)境中的炎癥反應(yīng)口服型膠原治療風(fēng)濕關(guān)節(jié)

20、炎 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 44 4. 抗原在體內(nèi)的持續(xù)時(shí)間 免疫耐受的維持需要體內(nèi)有抗原的持續(xù)刺持續(xù)刺 激激，一旦抗原在體內(nèi)消失，已建立起來(lái)的 免疫耐受則逐漸消退。 因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)中不斷有新的免疫活性細(xì)胞 產(chǎn)生，所以需要耐受原持續(xù)存在以使新生 成的免疫細(xì)胞對(duì)其耐受。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 45 5. 抗原是否加佐劑 抗原不加佐劑易致耐 受 抗原加佐劑則易誘導(dǎo)免疫應(yīng)答 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 46 二、機(jī)體方面 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 47 （一） 免疫系統(tǒng)的成熟度 免疫耐受的形成：胚胎期新生期成年 期。 （免疫系統(tǒng)發(fā)育越不成熟，越容易產(chǎn)生免疫 耐受） 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免

21、疫耐受性研究 48 Host age and antigen dose affect tolerance newborn adult 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 49 （二） 動(dòng)物的種屬和品系 免疫耐受：大、小鼠兔、有蹄類、靈長(zhǎng)類。 大、小鼠在胚胎期或新生期均容易誘導(dǎo)免疫耐受； 兔、有蹄類、靈長(zhǎng)類只有在胚胎期比較容易誘導(dǎo)免 疫耐受 。 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 50 （三）免疫抑制措施的影響 成年機(jī)體單獨(dú)應(yīng)用抗原誘導(dǎo)耐受不容易成功，但與免疫抑 制措施聯(lián)合作用則可誘導(dǎo)耐受。 免疫抑制措施包括： 亞致死量X線全身照射，以殺滅絕大多數(shù)淋巴細(xì)胞； 胸導(dǎo)管引流，除去循環(huán)中的淋巴細(xì)胞； 用抗淋巴細(xì)胞單克隆抗體破壞相應(yīng)淋巴細(xì)胞； 應(yīng)用免疫抑制（如環(huán)磷酰胺、環(huán)孢酶素A等，適當(dāng)劑量） 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)中的免疫耐受性研究 51 （三）新方法的應(yīng)用 使用第二信號(hào)阻斷劑 CTLA-4Ig、抗CD40配體，分別阻斷 B7與CD28、 CD40與 CD40L結(jié)合， 阻止T細(xì)胞活化； 事先清除供體的APCs，可有效建立移植物的耐受 ； 提高移植物FasL的表達(dá)，可延長(zhǎng)移植物的存活； 用人工合成的MHC類分子肽段可特異地阻斷CD8前體細(xì) 胞對(duì)同種異體MHC類分子的識(shí)別，誘導(dǎo)機(jī)體對(duì)同種異體抗 原產(chǎn)生