免疫毒理第五版

1、免疫毒理學(xué)免疫毒理學(xué) 免疫毒理學(xué)（immunotoxicology）是研究外源化學(xué)物和物理因素等對機(jī)體免疫系統(tǒng)的損害作用、生物學(xué)機(jī)制及其危險度評價與管理，在免疫學(xué)和毒理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門毒理學(xué)分支學(xué)科。定義的提出 1984年，國際化學(xué)品安全規(guī)劃署（ipcs）和歐共體委員會（cec）共同組織了“免疫系統(tǒng)是毒物損傷的靶”的研討會，會議對免疫毒理學(xué)進(jìn)行了上述定義，并達(dá)成共識。會議提出了免疫毒性評價必不可少的兩個步驟： 藥物和化學(xué)物對免疫系統(tǒng)毒性的鑒定 免疫毒性的危險度評價 各種免疫器官和組織、免疫細(xì)胞及免疫分子共同構(gòu)成了復(fù)雜的免疫系統(tǒng)，這是機(jī)體免疫功能正常發(fā)揮的物質(zhì)基礎(chǔ) 第一節(jié) 免疫生物學(xué)基礎(chǔ)概

2、述一、免疫系統(tǒng)的組成及其功能粘膜相關(guān)淋巴組織 完整的免疫系統(tǒng)由免疫器官和組織、免疫細(xì)胞及免疫分子所組成。 免疫系統(tǒng)可以識別自身和非己抗原，對自身耐受，且清除非己，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，表現(xiàn)為免疫防御、免疫自穩(wěn)和免疫監(jiān)視三大功能。 （一）免疫器官和組織（一）免疫器官和組織骨髓：b淋巴細(xì)胞發(fā)育成熟的場所。胸腺：由胸腺基質(zhì)細(xì)胞和胸腺細(xì)胞組成。是t淋巴細(xì)胞尤其是+t細(xì)胞發(fā)育的場所。胸腺基質(zhì)細(xì)胞與胸腺細(xì)胞的相互作用，對t細(xì)胞的發(fā)育是至關(guān)重要的。脾臟 t：35%、b：55%m：10%淋巴結(jié) t：75%、b：25%粘膜相關(guān)淋巴組織粘膜相關(guān)淋巴組織 在呼吸道、腸道及泌尿生殖道的黏膜上皮細(xì)胞下，均聚集有無包膜的淋巴

3、組織。在小腸黏膜上皮細(xì)胞間存在一類t細(xì)胞稱上皮淋巴細(xì)胞。即： +t +t細(xì)胞細(xì)胞特異免疫應(yīng)答；特異免疫應(yīng)答； +t+t細(xì)胞細(xì)胞固有免疫應(yīng)答固有免疫應(yīng)答（二）免疫細(xì)胞（二）免疫細(xì)胞 免疫細(xì)胞（immunocyte）廣義地指對抗原物質(zhì)產(chǎn)生特異性和非特異性免疫應(yīng)答的各種細(xì)胞。大體上分為免疫活性細(xì)胞、輔佐細(xì)胞和其它細(xì)胞三類。 1免疫活性細(xì)胞（immunoconpetent cell, icc）指能識別特異性抗原以及受抗原刺激后向母細(xì)胞轉(zhuǎn)化、分裂增殖并分化為能產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)（如抗體、淋巴因子）的淋巴細(xì)胞群，包括t淋巴細(xì)胞和b淋巴細(xì)胞。淋巴細(xì)胞（淋巴細(xì)胞（lymphocyte） 分b細(xì)胞和t細(xì)胞，分別來

4、源于骨髓和胸腺。在機(jī)體免疫應(yīng)答中起核心作用。b淋巴細(xì)胞：表面的bcr及分泌的抗體均為免疫球蛋白。由b細(xì)胞介導(dǎo)的免疫稱為體液免疫。t淋巴細(xì)胞：tcr為雙鏈分子。細(xì)胞毒性t細(xì)胞、調(diào)節(jié)性t細(xì)胞（輔助性t細(xì)胞和抑制性t細(xì)胞）人類人類t細(xì)胞亞群及其功能細(xì)胞亞群及其功能亞群mhc限制表面標(biāo)記主要功能th1mhc-ii類限制tcr+、cd3+、cd4+分泌以il-2、 ifn-和tnf-為主的細(xì)胞因子，引起炎癥反應(yīng)或遲發(fā)行超敏反應(yīng)th2mhc-ii類限制tcr+、cd3+、cd4+分泌以il-4、5、6、10等為主的細(xì)胞因子，誘導(dǎo)b細(xì)胞增殖、分化、合成、分泌抗體，引起體液免疫反應(yīng)。tcmhc-i類限制tcr

5、+、cd3+、cd8+可特異性的殺死帶有致敏抗原的腫瘤或病毒感染的細(xì)胞，發(fā)揮細(xì)胞免疫效應(yīng)。tsmhc-i類限制tcr+、cd3+、cd8+釋放抑制性細(xì)胞因子(如il-4、il-10等)和ifn- ，抑制體液和細(xì)胞免疫發(fā)生和發(fā)展.b 淋淋 巴巴 細(xì)細(xì) 胞胞始祖b細(xì)胞前b細(xì)胞不成熟b細(xì)胞成熟b細(xì)胞來于骨髓淋巴樣干細(xì)胞，無smig表達(dá)， cd19+無smig表達(dá)，但胞漿中出現(xiàn)鏈，同時有mhc-ii表達(dá)，cd19+、20+膜表面出現(xiàn)單體igm，開始表達(dá)cd21，cd19、20、mhc-ii類分子表達(dá)量增多表達(dá)smigm、 smigd、iggfc-r、c3br、絲裂原受體及cd19、20、21等無免疫應(yīng)

6、答功能smigm同自身抗原結(jié)合可產(chǎn)生抑制信號，導(dǎo)致自身反應(yīng)性b細(xì)胞處于無功能抑制狀態(tài)，產(chǎn)生自身耐受具有接受抗原的刺激并發(fā)生增殖分化的能力，是抗體產(chǎn)生的源泉細(xì)胞；其中部分可成為記憶性b細(xì)胞主要抗原呈遞細(xì)胞的比較apc主要特征分布分布簡稱簡稱c3brfcrmhc分子吞噬b細(xì)胞朗罕氏細(xì)胞并指狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞巨噬細(xì)胞bclcidcdcm外周血、淋巴結(jié)、脾表皮組織某些上皮層淋巴組織、胸腺依賴區(qū)淋巴濾泡全身細(xì)胞和組織+-+-2輔佐細(xì)胞（accessory cell，a細(xì)胞） 在免疫應(yīng)答中呈遞抗原，又稱抗原呈遞細(xì)胞（antigen presenting cell；apc），主要有樹突細(xì)胞（dc）、單核細(xì)胞和

7、巨噬細(xì)胞。b細(xì)胞是抗原特異性呈遞細(xì)胞。 掃描電鏡顯示：掃描電鏡顯示：在感染早期，在感染早期，m 伸出長長的伸出長長的偽足去捕獲細(xì)菌偽足去捕獲細(xì)菌m 吞噬處理入侵細(xì)菌及提呈抗原的機(jī)制吞噬處理入侵細(xì)菌及提呈抗原的機(jī)制 來源來源：骨髓。 分布分布：外周血和淋巴組織。 標(biāo)志標(biāo)志：cd16、cd56。 特征特征：胞漿中含豐富的嗜天青顆粒，又稱大顆粒細(xì)胞。 功能功能：非特異性殺傷某些腫瘤細(xì)胞和病毒感染細(xì)胞，在早期抗病毒感染、清除突變細(xì)胞的免疫監(jiān)視和免疫調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮作用。其殺傷作用無需抗原致敏，不受mhc限制。3其他免疫細(xì)胞nk細(xì)胞 lak細(xì)胞 在il-2的作用下，體外培養(yǎng)的淋巴細(xì)胞才能發(fā)揮強(qiáng)烈的殺傷功能

8、，也叫淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞。能殺傷tc、nk不敏感的腫瘤細(xì)胞單 核 吞 噬 細(xì) 胞 包括骨髓中的前單核細(xì)胞、外周血中的單核細(xì)胞和組織內(nèi)的巨噬細(xì)胞，具有重要的抗感染、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)的作用。（一）表面標(biāo)志：表面抗原：高表達(dá)mhc-i/ii類分子表面受體：igg fc受體，包括高親和力的fcri、中親和力的fcrii和低親和力的fcriii。作用：參與調(diào)理和adcc。補(bǔ)體受體（cri），為c3b受體，與吞噬和免疫黏附作用有關(guān)。單核吞噬細(xì)胞生物學(xué)功能 1、吞噬殺傷作用：直接吞噬、調(diào)理吞噬作用2、抗原提呈作用：即外來的抗原性異物通過巨噬細(xì)胞的捕獲、加工和處理后，與胞內(nèi)合成的mhc-1/ii類分子形成

9、抗原肽mhc分子復(fù)合物，并被呈遞到細(xì)胞膜表面，被tcr識別的作用。具有此作用的細(xì)胞叫抗原呈遞細(xì)胞（antigen presenting cell,apc）。 巨噬細(xì)胞表面還表達(dá)多種共刺激分子，如b7、icam-1、lfa-1,3等分別與t細(xì)胞上的cd28、lfa-1(cd11)、lfa-2(cd2)等相互作用，為t細(xì)胞的活化提供第二信號。3、抗腫瘤作用：m被某些細(xì)胞因子如ifn-激活后能有效殺傷腫瘤等靶細(xì)胞，其吞噬殺菌能力也顯著提高。4、分泌生物活性介質(zhì)，產(chǎn)生免疫應(yīng)答和其它免疫效應(yīng)：如il-1,12、ifn、tnf、pge等;以及某些補(bǔ)體成份和凝血因子、組織修復(fù)因子等。（三）免疫分子（三）免疫

10、分子免疫球蛋白（immunoglobulin；ig）補(bǔ)體（complement；c）細(xì)胞因子（cytokine；ck）hla分子二、免疫應(yīng)答過程及其病理反應(yīng)二、免疫應(yīng)答過程及其病理反應(yīng)免疫應(yīng)答（immune response）是機(jī)體非特異性和特異性的識別并排除異己成分以維持自身穩(wěn)定的全過程，因而免疫應(yīng)答是整個免疫學(xué)的核心。非特異性免疫應(yīng)答指吞噬作用和炎癥反應(yīng)，特異性免疫應(yīng)答是指細(xì)胞免疫應(yīng)答和體液免疫應(yīng)答?？乖碳b細(xì)胞產(chǎn)生致敏t細(xì)胞和或抗體稱正應(yīng)答，未產(chǎn)生致敏t細(xì)胞或抗體的為負(fù)應(yīng)答即耐受，抗原還可誘導(dǎo)tb細(xì)胞凋亡。免疫應(yīng)答維護(hù)了內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，因而是保護(hù)性的，但不適當(dāng)?shù)膽?yīng)答也會導(dǎo)致病理性損傷。

11、（一）免疫應(yīng)答的三個階段 1.啟動階段 指t細(xì)胞或b細(xì)胞對apc呈遞的抗原識別階段。主要包括抗原呈遞、t細(xì)胞對抗原和mhc的識別、b細(xì)胞雙識別、t細(xì)胞活化的雙信號和b細(xì)胞活化的雙信號等重要環(huán)節(jié)。2.誘導(dǎo)階段（1）t細(xì)胞活化、增殖和分化 （2）b細(xì)胞活化、增殖和分化 3.效應(yīng)階段（1）t細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫效應(yīng) （2）抗體介導(dǎo)的免疫效應(yīng) （二）免疫應(yīng)答的病理反應(yīng)（二）免疫應(yīng)答的病理反應(yīng)異常的免疫反應(yīng)主要包括免疫抑制與免疫增強(qiáng)兩種情況。免疫增強(qiáng)是指機(jī)體過度的或不適當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)狀態(tài)。過度的或不適當(dāng)?shù)拿庖邞?yīng)答可導(dǎo)致機(jī)體各種病理損害，有關(guān)的疾病主要有超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病等。1.超敏反應(yīng)指機(jī)體再次接觸同

12、一抗原時所發(fā)生的不同形式的免疫病理損害過程。超敏反應(yīng)的發(fā)生往往取決于外來物質(zhì)作為抗原的特異性和機(jī)體反應(yīng)的特性兩大因素。超敏反應(yīng)的類型comparison of hypersensitivity reactionsi型超敏反應(yīng)的基本過程type iv hypersensitivity the three forms2.自身免疫反應(yīng)自身免疫反應(yīng)是指機(jī)體免疫系統(tǒng)對自身抗原發(fā)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生自身抗體或/和自身致敏淋巴細(xì)胞，引起機(jī)體病理損害甚至導(dǎo)致疾病的過程。器官特異性自身免疫性疾病 器官非特異性自身免疫性疾病又叫全身性或系統(tǒng)性自身免疫性疾病 第二節(jié)第二節(jié) 免疫毒性作用及其機(jī)制免疫毒性作用及其機(jī)制 外源

13、化學(xué)物和物理因素可以直接損傷免疫器官和組織、免疫細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，影響免疫分子的合成、釋放和生物活性，或通過干擾神經(jīng)內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)等間接作用，使免疫系統(tǒng)對抗原產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膽?yīng)答，即過高或過低的應(yīng)答，或?qū)ψ陨砜乖膽?yīng)答，都會導(dǎo)致免疫病理過程，發(fā)展為免疫性疾病。應(yīng)答過低可引起免疫抑制(immunosuppression)，使宿主對病原體或腫瘤的易感性增加，嚴(yán)重時表現(xiàn)為免疫缺陷；應(yīng)答過高則表現(xiàn)為超敏反應(yīng)（hypersensitivity）；自身抗原應(yīng)答細(xì)胞被激活則引起自身免疫(autoimmunity)外源化學(xué)物對免疫系統(tǒng)的影響常常是復(fù)雜的。 一、免疫抑制免疫抑制 免疫抑制的結(jié)果是機(jī)體抵抗力降低，主要表現(xiàn)

14、為抗感染能力降低和腫瘤易感性增加。 具免疫抑制作用的外源化學(xué)物種類繁多 外源化學(xué)物引起免疫抑制的機(jī)制較為復(fù)雜，僅就其作用方式而言，通常分為直接作用和間接作用兩大類。 外源化學(xué)物對神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)某一環(huán)節(jié)的損害，都可能影響正常的免疫功能。 外源化學(xué)物免疫損傷的分子機(jī)制: 轉(zhuǎn)錄核因子（nf-b）或活化的t細(xì)胞核因子（nf-at）是免疫應(yīng)答過程中重要的免疫調(diào)節(jié)因子。 外源化學(xué)物還可以通過氧化應(yīng)激反應(yīng)、破壞細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)、抑制camp等機(jī)制影響淋巴細(xì)胞的正常功能，引起免疫抑制 二、超敏反應(yīng)二、超敏反應(yīng)外源化學(xué)物引起的超敏反應(yīng)同樣涉及、和型反應(yīng)類型。能引起超敏反應(yīng)的外源化學(xué)物或混合物有數(shù)百種，可

15、來自食物、藥物，也可以從職業(yè)或生活環(huán)境中接觸?；瘜W(xué)物引起超敏反應(yīng)機(jī)制 u 外源性化學(xué)物本身作為抗原或半抗原引發(fā)超敏反應(yīng) u 改變抗體免疫應(yīng)答的敏感性或強(qiáng)度而導(dǎo)致超敏反應(yīng) 三、自身免疫三、自身免疫很多能誘發(fā)型、型和型超敏反應(yīng)的外源化學(xué)物都可以引起自身免疫，尤以藥物多見。 外源化學(xué)物引起自身免疫的機(jī)制 （1）引發(fā)機(jī)體針對自身抗原產(chǎn)生自身抗體進(jìn)行免疫應(yīng)答 （2）引發(fā)機(jī)體產(chǎn)生針對自身抗原的自身應(yīng)答性t細(xì)胞進(jìn)行免疫應(yīng)答 （3）造成自身隱蔽抗原的暴露或釋放、改變自身抗原或形成新的自身抗原，從而引起自身免疫。 （4）改變血細(xì)胞或其他組織細(xì)胞的抗原性，這種改變了的抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生自身抗體。 （5）影響正常免疫

16、調(diào)節(jié)功能，如激活對自身抗原處于耐受態(tài)的t細(xì)胞，或通過apc表面輔助刺激因子異常表達(dá)，或引起th1和th2功能失衡，引起自身免疫 免疫缺陷（immunodeficiency, id），是指因先天性或繼發(fā)性免疫系統(tǒng)功能不全的疾病。這主要源于抗體缺陷、細(xì)胞免疫缺陷、巨噬細(xì)胞缺陷或補(bǔ)體系統(tǒng)缺陷。發(fā)生免疫缺陷的主要原因是先天性免疫系統(tǒng)遺傳基因異常 能引起免疫抑制作用的外源化學(xué)物多數(shù)可能導(dǎo)致機(jī)體免疫缺陷的發(fā)生。影響其發(fā)生的主要因素是化學(xué)毒物作用的劑量、持續(xù)時間和機(jī)體免疫應(yīng)答狀況等。妊娠期或圍生期接觸外源化學(xué)物會嚴(yán)重影響胎兒出生后t細(xì)胞、b細(xì)胞、吞噬細(xì)胞的發(fā)育、遷移、歸巢及其功能，可能暫時或永久性地?fù)p傷機(jī)體

17、的免疫系統(tǒng)。 第三節(jié)第三節(jié) 免疫毒性作用的試驗方法與評價免疫毒性作用的試驗方法與評價一、檢測方案一、檢測方案（一）美國（一）美國ntp推薦的嚙齒類動物（多用雌性推薦的嚙齒類動物（多用雌性小鼠）免疫毒性檢測方案小鼠）免疫毒性檢測方案（二）（二）who推薦的人群免疫毒性檢測方案推薦的人群免疫毒性檢測方案（三）美國（三）美國fda/ cder的新藥免疫毒理學(xué)評價的新藥免疫毒理學(xué)評價規(guī)范規(guī)范美國ntp推薦的小鼠免疫毒性檢測方案（usntp,1988） 檢 測 項 目檢 測 內(nèi) 容篩選（一級） 免疫病理血液學(xué)白細(xì)胞總數(shù)及分類臟器重量體重、脾臟、胸腺、腎臟、肝臟細(xì)胞學(xué)脾臟組織學(xué)脾臟、胸腺、淋巴結(jié) 體液免疫

18、對t淋巴細(xì)胞依賴抗原（rbc）igm抗體生成細(xì)胞數(shù)對有絲分裂原lps的反應(yīng) 細(xì)胞免疫對有絲分裂原cona的反應(yīng)及混合淋巴細(xì)胞反應(yīng) 非特異性免疫nk細(xì)胞活性全面試驗（二級） 免疫病理脾臟t、b淋巴細(xì)胞數(shù)體液免疫對t淋巴細(xì)胞依賴抗原（srbc）igg抗體生成細(xì)胞數(shù)細(xì)胞免疫細(xì)胞毒t細(xì)胞的溶細(xì)胞作用（ctl）遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)（dth）非特異性免疫巨噬細(xì)胞功能宿主抵抗力對不同腫瘤和感染因子的抗性（選擇23種）who推薦的人群免疫毒性檢測方案（who，1992） 檢 測 項 目檢 測 內(nèi) 容全血細(xì)胞計數(shù)及分類 體液介導(dǎo)免疫（檢測一項或多項） 對蛋白抗原的初次抗體反應(yīng)；血清中免疫球蛋白水平（igm、iga、i

19、gg、ige）對蛋白抗原的二次抗體反應(yīng)（白喉、破傷風(fēng)或脊髓灰質(zhì)炎）對回憶抗原的增殖反應(yīng)。細(xì)胞免疫 用試劑盒檢測皮膚遲發(fā)型過敏反應(yīng)對蛋白抗原（klh）的初次dth反應(yīng)對血型抗原的天然免疫（如抗a、抗b）自身抗體和炎癥c-反應(yīng)蛋白自身抗體滴度對過敏原產(chǎn)生的ige水平流式細(xì)胞儀分析淋巴細(xì)胞表型 分析淋巴細(xì)胞表面標(biāo)記cd3、cd4、cd8、cd20 非特異性免疫的檢測 nk細(xì)胞數(shù)（cd56或cd60）或?qū)52細(xì)胞的溶解活性吞噬作用（nbt或化學(xué)發(fā)光）臨床化學(xué)指標(biāo)檢測 美國fda/ cder的新藥免疫毒理學(xué)評價規(guī)范(2002) 提出要考慮藥物對免疫系統(tǒng)五個方面的影響，除了免疫抑制、超敏反應(yīng)和自身免疫外

20、，還有免疫原性（immunogenecity）和不良免疫刺激（adverse immunostimulation）。前者指藥物及其代謝產(chǎn)物引起免疫反應(yīng)的能力，后者指藥物對免疫系統(tǒng)某些成分的任何抗原非特異性的、不適當(dāng)?shù)幕螂y以控制的活化作用，并指出可根據(jù)不同藥物的特點和具體情況靈活選擇合適的參數(shù)項目和評價。 二、檢測方法二、檢測方法 （一）免疫病理學(xué)檢查（一）免疫病理學(xué)檢查 觀察免疫器官的大小（重量）和大體形態(tài)，然后進(jìn)行組織病理學(xué)檢查 主要觀察胸腺、脾臟、淋巴結(jié)和骨髓的組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞類型，同時要注意檢查局部粘膜相關(guān)淋巴組織一般先用常規(guī)染色法染色，根據(jù)需要再選擇免疫組化等特異性方法利用熒光標(biāo)記單克隆

21、抗體和流式細(xì)胞儀觀察淋巴細(xì)胞表面標(biāo)記是目前檢查淋巴細(xì)胞表型的可靠方法，而以往多采用直接或間接免疫熒光法（二）免疫功能檢測（二）免疫功能檢測固有性免疫應(yīng)答評價固有性免疫應(yīng)答評價 1nk細(xì)胞活性測定細(xì)胞活性測定 觀察nk細(xì)胞對敏感的腫瘤細(xì)胞的溶解作用 ldh釋放法 2巨噬細(xì)胞功能檢測巨噬細(xì)胞功能檢測 同位素鉻標(biāo)記雞紅細(xì)胞（51cr-crbcs）吞噬法 炭粒廓清試驗、巨噬細(xì)胞溶酶體酶測定、巨噬細(xì)胞促凝血活性測定、巨噬細(xì)胞表面受體檢測 適應(yīng)性或獲得性免疫應(yīng)答評價3體液免疫功能檢測體液免疫功能檢測 用特異性抗原免疫動物，刺激脾b細(xì)胞活化并分泌抗體，然后觀察抗體生成量或抗體形成細(xì)胞數(shù) 前者可用elisa、免疫電泳法、血凝法等直接測定血清