授課-10-2014免疫耐受

1、免免 疫疫 學學Immunology 程程 曉曉 東東同同 濟濟 大大 學學生生 命命 科科 學學 與與 技技 術術 學學 院院 分分 子子 細細 胞胞 免免 疫疫 學學 實實 驗驗 室室免免 疫疫 耐耐 受受 (Immune Tolerance)一、一、 免疫耐受的概述免疫耐受的概述二、二、 免疫耐受形成和維持的因素免疫耐受形成和維持的因素三、三、 免疫耐受的機制免疫耐受的機制四、四、 免疫耐受與臨床醫(yī)學免疫耐受與臨床醫(yī)學免疫耐受免疫耐受是指機體免疫系統(tǒng)接觸抗是指機體免疫系統(tǒng)接觸抗原后導致的原后導致的特異性特異性免疫無應答性和免疫無應答性和低應答性。低應答性。不同于免疫缺陷和藥物對免疫系統(tǒng)不

2、同于免疫缺陷和藥物對免疫系統(tǒng)的普遍抑制。的普遍抑制。一、一、 免疫耐受概述免疫耐受概述n免疫耐受免疫耐受：是指免疫活性細胞接觸抗原時所是指免疫活性細胞接觸抗原時所表現(xiàn)的對該抗原的表現(xiàn)的對該抗原的特異性免疫無應答或低應特異性免疫無應答或低應答狀態(tài)答狀態(tài)。即抗原不能有效激活。即抗原不能有效激活T T、B B淋巴細胞，淋巴細胞，完成免疫應答，產(chǎn)生免疫效應。完成免疫應答，產(chǎn)生免疫效應。負免疫應答負免疫應答n抗原特異性、記憶性、可轉移性和非遺傳性抗原特異性、記憶性、可轉移性和非遺傳性n固有免疫耐受和獲得性免疫耐受固有免疫耐受和獲得性免疫耐受1 1、胚胎期及新生期接觸抗原所致免疫耐受、胚胎期及新生期接觸抗

3、原所致免疫耐受 -天然免疫耐受現(xiàn)象天然免疫耐受現(xiàn)象 不成熟不成熟T T、B B接觸自身和外來接觸自身和外來AgAg發(fā)生耐受，終生發(fā)生耐受，終生2 2、后天接觸抗原導致的免疫耐受、后天接觸抗原導致的免疫耐受 -獲得性免疫耐受現(xiàn)象獲得性免疫耐受現(xiàn)象 T T、B B因多種因素對原本應答的因多種因素對原本應答的AgAg發(fā)生耐受，發(fā)生耐受， 非終生非終生 Owen Owen 的觀察的觀察19451945年年 異卵雙生牛：血型嵌合體異卵雙生牛：血型嵌合體(chimeras)(chimeras)，皮片移植互不排斥，無關牛皮片排斥皮片移植互不排斥，無關牛皮片排斥1945年年Owen免疫耐受的免疫耐受的研究簡史

4、研究簡史天然免疫耐受 Medawar Medawar等的實驗證實等的實驗證實-實驗性免疫耐受實驗性免疫耐受 19531953年，年，MedawarMedawar：獲得性免疫耐受：獲得性免疫耐受 MedawarMedawar胚胎胚胎誘導耐受誘導耐受實驗實驗(1953(1953年年) )人工免疫耐受Medawar的人工免疫耐受實驗 免疫原免疫原耐受原耐受原免疫原免疫原耐受原耐受原免疫反應免疫反應 +4-6周周4-6周周7-14天天7-14天天免疫正應答免疫正應答免疫負應答免疫負應答免疫正應答和免疫耐受的異同免疫正應答和免疫耐受的異同 免疫正應答免疫正應答 免疫耐受免疫耐受抗原刺激抗原刺激 需要需要

5、 需要需要潛伏期潛伏期 有有 有有抗原特異性抗原特異性 + + +免疫記憶免疫記憶 + + + + 免疫反應免疫反應 強強 無或弱無或弱效效 應應 排斥異己排斥異己 保護自身保護自身 自身耐受兩個技術問題一、不可能通過功能分析來鑒定自身反應性淋巴細胞，因為自身反應性淋巴細胞或被清除或是無反應性；二、在正常動物和人類非常困難或不可能知道自身抗原的性質、分布及表達水平，特別是那些和T細胞相關的MHC抗原肽。 過去研究免疫耐受的方法 將抗原或外來細胞植入動物體內，觀察在不同情況下，T、B細胞的反應情況。 這些方法主要用于研究人工誘導的免疫耐受，但不完全適用于闡明自身免疫耐受現(xiàn)象。 轉基因技術研究自身

6、耐受 將重排的抗原受體基因轉入小鼠，在小鼠的T、B淋巴細胞中表達，由于等位基因排斥的作用，轉入的抗原受體基因就會抑制內源性基因的重組，從而在轉基因小鼠體內就有很大一部分T、B淋巴細胞表達導入的由轉基因編碼的抗原受體，因此就可對那些已知特異性的淋巴細胞進行檢測和定量分析。 轉基因技術的另一應用是在不同組織中表達已知蛋白，這些轉基因編碼的抗原在動物一生中均存在，因而這些抗原對小鼠來說是有效的自身抗原。二、免疫耐受形成和維持的因素二、免疫耐受形成和維持的因素一、抗原方面1. 抗原的結構和性質抗原的結構和性質耐受原：小分子、可溶性、單體耐受原：小分子、可溶性、單體免疫原：大分子、顆粒性、聚合體免疫原：

7、大分子、顆粒性、聚合體2. 抗原劑量抗原劑量T I 抗原：高劑量抗原：高劑量 B細胞耐受細胞耐受TD抗原：高劑量抗原：高劑量 T、B細胞耐受（高帶耐受）細胞耐受（高帶耐受） 低劑量低劑量 T細胞耐受（低帶耐受）細胞耐受（低帶耐受）T細胞耐受易于誘導，所需抗原量低，耐受持續(xù)細胞耐受易于誘導，所需抗原量低，耐受持續(xù)時間長（數(shù)月時間長（數(shù)月數(shù)年）數(shù)年）B細胞耐受的誘導，需要較大劑量的抗原，細胞耐受的誘導，需要較大劑量的抗原，B細細胞耐受持續(xù)時間短（數(shù)周胞耐受持續(xù)時間短（數(shù)周）T T 細胞耐受細胞耐受 和和 B B 細胞耐受細胞耐受3. 抗原免疫途徑抗原免疫途徑靜脈注射靜脈注射/口服口服 腹腔注射腹腔

8、注射 皮下皮下/肌肉注射肌肉注射4. 其他因素其他因素用佐劑：刺激輔助性用佐劑：刺激輔助性T細胞，促進引起免疫應答細胞，促進引起免疫應答無佐劑：無免疫原性或耐受原性，促進引起免疫無佐劑：無免疫原性或耐受原性，促進引起免疫 耐受耐受一、抗原方面二、機體方面* * 免疫系統(tǒng)的成熟程度（年齡）免疫系統(tǒng)的成熟程度（年齡） 胚胎期胚胎期 新生期新生期 成年期成年期* * 動物的種屬和品系（遺傳）動物的種屬和品系（遺傳） 大鼠、小鼠大鼠、小鼠 兔、有蹄類、靈長類兔、有蹄類、靈長類* * 機體生理狀態(tài)機體生理狀態(tài) 用用免疫抑制劑破壞成熟淋巴細胞，造成類似新生期免疫抑制劑破壞成熟淋巴細胞，造成類似新生期免疫不

9、成熟狀態(tài)，有利于誘導免疫耐受。免疫不成熟狀態(tài)，有利于誘導免疫耐受。* * 中樞免疫耐受中樞免疫耐受 胚胎期免疫系統(tǒng)未成熟的胚胎期免疫系統(tǒng)未成熟的T T、B B細胞在細胞在中樞中樞 免疫器官接觸抗原免疫器官接觸抗原所形成的免疫耐受。所形成的免疫耐受。* * 外周免疫耐受外周免疫耐受 成熟的成熟的T T、B B細胞細胞在外周淋巴器官接觸在外周淋巴器官接觸 抗原抗原所形成的免疫耐受。所形成的免疫耐受。三、三、免疫耐受的機制免疫耐受的機制T細胞免疫耐受細胞免疫耐受（一）中（一）中 樞樞 耐耐 受受（二）外（二）外 周周 耐耐 受受免疫耐受機制的克隆清除學說 （一）（一）T T細胞細胞中樞免疫耐受中樞免

10、疫耐受（一）（一）T T細胞細胞中樞免疫耐受中樞免疫耐受（二）（二）T T細胞外周免疫耐受細胞外周免疫耐受* *自身反應性淋巴細胞克隆清除自身反應性淋巴細胞克隆清除* *自身反應性淋巴細胞克隆無能自身反應性淋巴細胞克隆無能* *自身反應性淋巴細胞克隆忽視自身反應性淋巴細胞克隆忽視* *自身反應性淋巴細胞克隆抑制自身反應性淋巴細胞克隆抑制1 1、克隆清除克隆清除 Clonal deletion Activation-induced cell death (AICD)2 2、克隆無能克隆無能 Clonal anergy T T細胞無能反應細胞無能反應a. a. 缺乏第二信號缺乏第二信號 CD28-

11、B7CD28-B7或信號弱或信號弱b. b. 增殖活化信號傳遞受阻增殖活化信號傳遞受阻c. c. 抗原濃度低不能激活免疫細胞抗原濃度低不能激活免疫細胞T細胞活化細胞活化T細胞失能細胞失能MHC- IIMHC- IITCRTCR共刺激信號共刺激信號APCAPCT細胞細胞T細胞細胞克隆失能的機制 3 3、克隆忽視克隆忽視 Clonal ignoranceT T細胞克隆的細胞克隆的TCRTCR對組織特異性自身抗原的親對組織特異性自身抗原的親和力低和力低, , 或這類自身抗原濃度很低或這類自身抗原濃度很低, , 經(jīng)經(jīng)APCAPC提提呈呈, ,不足以活化相應的初始不足以活化相應的初始T T細胞細胞, ,

12、這種這種自身應自身應答答T T細胞克隆與相應組織特異性抗原并存細胞克隆與相應組織特異性抗原并存, ,在在正常情況下正常情況下, ,不引起自身免疫病的發(fā)生不引起自身免疫病的發(fā)生, ,稱為稱為克隆忽視克隆忽視。 4 4、調節(jié)性、調節(jié)性T T細胞的作用細胞的作用細胞因子在抑制細胞免疫應答中的作用細胞因子在抑制細胞免疫應答中的作用B細胞免疫耐受細胞免疫耐受（一）中（一）中 樞樞 耐耐 受受（二）外（二）外 周周 耐耐 受受（一）中樞免疫耐受（一）中樞免疫耐受1 1、克隆清除機制、克隆清除機制 （陰性選擇）（陰性選擇）自身反應性自身反應性B B細胞在骨髓發(fā)育細胞在骨髓發(fā)育過程中，其過程中，其BCRBCR

13、與微環(huán)境基質與微環(huán)境基質細胞表面表達的細胞表面表達的多價自身抗多價自身抗原結合原結合，使，使SmIgSmIg發(fā)生交聯(lián)，發(fā)生交聯(lián)，導致導致未成熟未成熟B B細胞凋亡細胞凋亡。2、克隆無能克隆無能骨髓中未成熟細胞骨髓中未成熟細胞之之BCRBCR與可溶性自身與可溶性自身抗原的抗原的親和力低親和力低，不，不足以引起克隆清除，足以引起克隆清除，而轉變?yōu)槎D變?yōu)椤盁o能無能”細細胞，不表達胞，不表達SmIgMSmIgM，雖能，雖能表達正常水平表達正常水平SmIgDSmIgD，但，但由于存在信號傳導障礙，由于存在信號傳導障礙，也也不能誘導不能誘導B B細胞激活細胞激活。（二）外周免疫耐受（二）外周免疫耐受1

14、1、未進入淋巴濾泡而凋亡、未進入淋巴濾泡而凋亡2 2、缺少刺激信號而凋亡、缺少刺激信號而凋亡3 3、AICDAICD致致B B細胞凋亡細胞凋亡4 4、成熟、成熟B B細胞處于無能狀態(tài)細胞處于無能狀態(tài)1 1、未進入淋巴濾泡而凋亡、未進入淋巴濾泡而凋亡nCysterCyster等提出等提出B B細胞競爭進入淋巴濾泡的概細胞競爭進入淋巴濾泡的概念：只有念：只有進入淋巴濾泡的進入淋巴濾泡的B B細胞才能繼續(xù)分細胞才能繼續(xù)分化成抗體生成細胞和記憶性細胞化成抗體生成細胞和記憶性細胞。當。當B B細胞細胞在外周淋巴器官在外周淋巴器官與自身抗原相遇時，失去與自身抗原相遇時，失去進入淋巴濾泡的能力進入淋巴濾泡的

15、能力，而不能產(chǎn)生針對自，而不能產(chǎn)生針對自身抗原的抗體。未進入的身抗原的抗體。未進入的B B細胞只能在胸腺細胞只能在胸腺依賴區(qū)停留依賴區(qū)停留1-31-3天，然后死亡。天，然后死亡。2 2、缺少刺激信號而凋亡、缺少刺激信號而凋亡n 無能無能B B細胞在缺少細胞因子細胞在缺少細胞因子 （如（如IL-2IL-2、IL-4IL-4）或）或 CD4CD4+ +T T細胞細胞 提供的提供的CD40LCD40L協(xié)同刺激信號時，協(xié)同刺激信號時， 則發(fā)生則發(fā)生凋凋亡。亡。3 3、AICDAICD致致B B細胞凋亡細胞凋亡n 活化的活化的CD4CD4+ +T T細胞能表達細胞能表達FasLFasL， 與與B B細胞

16、上的細胞上的FasFas分子結合，分子結合， 啟動了啟動了B B細胞凋亡信號細胞凋亡信號4 4、成熟、成熟B B細胞處于無能狀態(tài)細胞處于無能狀態(tài)n 成熟成熟B B細胞與大量可溶性自身抗原細胞與大量可溶性自身抗原 接觸后，可導致接觸后，可導致SmIgMSmIgM表達的下調，表達的下調， 成為成為“無能無能”B B細胞。細胞。n“無無能能”B B細胞對抗原抗原受體細胞對抗原抗原受體 信號的傳遞能力顯著下降。信號的傳遞能力顯著下降。T T細胞細胞耐受與耐受與B B細胞耐受的區(qū)別細胞耐受的區(qū)別T細胞耐受細胞耐受 B細胞耐受細胞耐受誘導耐受的誘導耐受的 胸腺；外周胸腺；外周 骨髓；外周骨髓；外周 主要部

17、位主要部位對耐受敏感對耐受敏感 CD4+CD8+雙陽性胸腺細胞雙陽性胸腺細胞 未成熟未成熟B細胞（細胞（IgM + IgD-）的成熟階段的成熟階段耐受誘導耐受誘導 中樞：在胸腺對抗原的高親和力識別中樞：在胸腺對抗原的高親和力識別 中樞：在骨髓對多價抗原的高親和力識別中樞：在骨髓對多價抗原的高親和力識別刺激刺激 外周：外周：APC提呈抗原缺乏共刺激分子提呈抗原缺乏共刺激分子 外周：抗原識別時缺乏外周：抗原識別時缺乏T細胞輔助細胞輔助 自身抗原反復刺激自身抗原反復刺激耐受的主要機制耐受的主要機制 中樞耐受：克隆清除（凋亡）中樞耐受：克隆清除（凋亡） 中樞耐受：克隆清除（凋亡），克隆無能中樞耐受：克

18、隆清除（凋亡），克隆無能 外周耐受：克隆無能，外周耐受：克隆無能，AICD，抑制，抑制 外周耐受：克隆無能，未進入淋巴濾泡外周耐受：克隆無能，未進入淋巴濾泡* * 誘導口服耐受誘導口服耐受* * 阻斷免疫應答誘導免疫耐受阻斷免疫應答誘導免疫耐受* * 移植骨髓及胸腺移植骨髓及胸腺, ,建立或恢復免疫耐受建立或恢復免疫耐受免疫耐受與臨床醫(yī)學免疫耐受與臨床醫(yī)學( (一一) )建立免疫耐受建立免疫耐受* * 誘導調節(jié)性誘導調節(jié)性T T細胞細胞* * 耐受性耐受性DCDC* * 基因改造基因改造* * 主動免疫激發(fā)和增強免疫應答主動免疫激發(fā)和增強免疫應答* * 細胞因子的合理使用細胞因子的合理使用( (二二) )打破免疫耐受打破免疫耐受 掌握掌握T細胞亞群及其相互調節(jié)機制細胞亞群及其相互調節(jié)機制 掌握獨特型網(wǎng)絡和抗原內影象概念掌握獨特型網(wǎng)絡和抗原內影象概念 掌握免疫耐受的概念掌握免疫耐受的