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文檔簡(jiǎn)介
1、醫(yī)學(xué)(yxu)免疫學(xué)筆記第一(dy)章 免疫學(xué)概論(giln)(Immunology)第一節(jié) 免疫概念的演變一、免疫(Immune)免疫是immunis衍生而來(lái)的,在微生物學(xué)和病毒學(xué)上是指免除瘟疫。在醫(yī)學(xué)上,免疫(Immunity)是指機(jī)體接觸抗原性異物的一種生理反應(yīng)。免疫的現(xiàn)代定義是:機(jī)體針對(duì)外源物質(zhì)的一種反應(yīng),其作用是識(shí)別和排除抗原性異物,以此維持機(jī)體的生理平衡。 二、免疫學(xué)(Immunology)免疫學(xué)是研究抗原性異物,進(jìn)入機(jī)體后發(fā)生的細(xì)胞和分子的反應(yīng),以及各種免疫現(xiàn)象、理論規(guī)律及其相關(guān)技術(shù)的一門生物科學(xué)。免疫學(xué)的基礎(chǔ)方面的研究免疫學(xué)在應(yīng)用方面的研究三、免疫的功能機(jī)體的免疫功能體現(xiàn)在對(duì)抗
2、原特異性的識(shí)別和消除,保持機(jī)體相對(duì)的自身穩(wěn)定(homeostasis)(生物體對(duì)自己和非已的識(shí)別)。第二節(jié) 免疫學(xué)的發(fā)展史一、免疫學(xué)的經(jīng)驗(yàn)時(shí)期二、經(jīng)典免疫學(xué)時(shí)期1牛痘苗的發(fā)明1798年,英國(guó)E Jenner確立接種牛痘疫苗后可以預(yù)防天花2減毒疫苗的發(fā)明1880年,L Pasteur發(fā)現(xiàn)雞霍亂桿菌的接種方法1881年,L Pasteur制備了炭疽桿菌減毒疫苗1885年,L Pasteur制備了狂犬病疫苗3抗毒素1890年,德國(guó)E von Behring 日本的北里(S Kitasato)應(yīng)用免疫血清治療白喉患者的被動(dòng)免疫治療獲得成功。1902年,獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。4補(bǔ)體的發(fā)現(xiàn)1894年,R Pf
3、eiffer觀察到溶菌現(xiàn)象1895年,J Bordet 發(fā)現(xiàn)溶菌現(xiàn)象中補(bǔ)體和抗體的作用5血清學(xué)方法的建立1900年,P Ehrlich 抗體形成概念,1897年,P Kraus 沉淀反應(yīng)1896年,M von Gruber,HE Durham 凝集反應(yīng)1906年,AP von Wassermann 補(bǔ)體結(jié)合反應(yīng)6免疫化學(xué)的研究(ynji)1917年,K Landsteiner 應(yīng)用人工抗原研究(ynji)抗原抗體反應(yīng)的特異性1929年,M Heidelberger 抗原抗體(kngt)反應(yīng)的定量研究1934年,JR Marrack 抗原抗體反應(yīng)格子學(xué)說(shuō)1938年,AW Tiselius, EA
4、 Kabat 血清蛋白電泳技術(shù) 丙種球蛋白1942年,JT Freund 佐劑1941年,AH Coons 免疫熒光技術(shù)1955年,P Grabar 免疫電泳 抗體分子不均一性7抗體生成理論1897年,P Ehrlich抗體生成學(xué)說(shuō)抗毒素分子存在于細(xì)胞表面上,當(dāng)外毒素進(jìn)入體內(nèi)后與之特異結(jié)合,并刺激細(xì)胞產(chǎn)生更多的抗毒素分子,自細(xì)胞表面脫落入血流,既是抗毒素。1930年,F(xiàn) Haurowitz 抗體形成的模板學(xué)說(shuō)抗體分子結(jié)構(gòu)是在抗原直接影響下形成的,抗原是通過(guò)干擾細(xì)胞核DNA而間接影響抗體分子的構(gòu)型。第三節(jié) 近代免疫學(xué)時(shí)期1細(xì)胞轉(zhuǎn)移遲發(fā)型超敏性的成功 1942年,MW Chase證明除體液免疫外細(xì)
5、胞免疫的存在2免疫耐受現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1945年,RD Owen 發(fā)現(xiàn)天然耐受現(xiàn)象1953年,RE Billingham,PB Medawar免疫耐受證明,使免疫學(xué)進(jìn)入生物學(xué)時(shí)期3抗體生成克隆選擇學(xué)說(shuō)1958年,澳大利亞FM Burnet提出抗體生成克隆選擇學(xué)說(shuō):1) 機(jī)體內(nèi)存在識(shí)別多種抗原的細(xì)胞系,其細(xì)胞表面具有識(shí)別抗原的受體。2) 抗原進(jìn)入體內(nèi)后,選擇相應(yīng)受體的免疫細(xì)胞使之活化。增殖形成抗體產(chǎn)生細(xì)胞及免疫記憶細(xì)胞。3) 胎生期免疫細(xì)胞與自己抗原相接觸則可被破壞,形成耐受狀態(tài)。4) 免疫細(xì)胞系可突變,產(chǎn)生出同自己抗原發(fā)生反應(yīng)的細(xì)胞因子,可形成自身免疫。第四節(jié) 現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)期一、 60年代的重要發(fā)
6、現(xiàn)1在此期間證明了胸腺和淋巴細(xì)胞的免疫功能,建立了高等動(dòng)物體內(nèi)免疫系統(tǒng)的組織學(xué)和細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)。1957年,Glick 早期摘除雞的腔上囊組織可影響抗體的產(chǎn)生1961年,Miller,Good 胸腺與細(xì)胞免疫1965年,Gowan 淋巴細(xì)胞的免疫功能1969年,Claman,Mitchell T和B細(xì)胞亞群的概念2在此期間對(duì)抗體分子的結(jié)構(gòu)的研究取得了突破性進(jìn)展。40年代(nindi),抗體的血清球蛋白性質(zhì)(集中研究抗體的分子結(jié)構(gòu)(fn z ji u)與生物功能)50年代,RR Porter木瓜(m u)蛋白酶水解抗體球蛋白分子 抗體活性片段 GM Edelman 證明球蛋白是多肽鏈組成的60年代,
7、統(tǒng)一抗體名稱和分類 IgG,IgM,IgA,發(fā)現(xiàn)了IgD,IgE二、 70年代的重要發(fā)現(xiàn)1. 免疫應(yīng)答細(xì)胞機(jī)體的免疫應(yīng)答是由多細(xì)胞相互作用的結(jié)果,使免疫學(xué)進(jìn)入了細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)領(lǐng)域。Pernis 淋巴細(xì)胞在抗體產(chǎn)生中的協(xié)同作用Feldman T和B細(xì)胞在抗體產(chǎn)生中的協(xié)同作用Unanue 巨噬細(xì)胞在免疫應(yīng)答中作用 2. T細(xì)胞亞類的發(fā)現(xiàn) 研究T細(xì)胞的發(fā)生,分化與功能,對(duì)T細(xì)胞亞類的鑒別,對(duì)T細(xì)胞抗原識(shí)別受體的研究。Mitchison 輔助性T細(xì)胞Gershon 抑制性T細(xì)胞Cantor 膜抗原分析法,鑒定不同T細(xì)胞亞類。3. 免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)1974年,NK Jerne提出免疫網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)1) 抗原
8、刺激發(fā)生之前,機(jī)體處于一種相對(duì)的免疫穩(wěn)定狀態(tài)。2) 抗原進(jìn)入機(jī)體后,打破了這種平衡,產(chǎn)生特異性抗體分子。3) 當(dāng)達(dá)到一定量時(shí)將引起抗Ig分子獨(dú)特型的免疫應(yīng)答,即抗獨(dú)特型抗體。4) 使受增殖的克隆受到抑制,而不是無(wú)休止的增殖,藉以維持免疫應(yīng)答的穩(wěn)定平衡。三、80年代的重要發(fā)現(xiàn):1. 抗體多樣性遺傳控制日本,利根川進(jìn)等 應(yīng)用分子雜交技術(shù)證明并克隆出Ig分子V區(qū)和C區(qū)基因。 同時(shí)應(yīng)用克隆cDNA片段為探針,證明了B細(xì)胞在分化發(fā)育過(guò)程中編碼Ig基因結(jié)構(gòu),闡明了Ig抗原結(jié)合部位多樣性的起源,以及遺傳和體細(xì)胞突變?cè)诳贵w多樣性形成中的作用。1987年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。2. T細(xì)胞抗原受體的證明1983年 M
9、eur證明小鼠和人T細(xì)胞表面受體的存在(異二聚體肽鏈組成)1984年 Davis分離出小鼠T細(xì)胞受體基因3. 細(xì)胞因子研究進(jìn)展細(xì)胞因子是一組異質(zhì)性肽類細(xì)胞調(diào)節(jié)因子。它包括淋巴因子,單核因子,白細(xì)胞介素,干擾素,腫瘤壞死因子,集落刺激因子,轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子等。1. 經(jīng)典免疫學(xué)時(shí)期對(duì)人體(rnt)免疫功能的認(rèn)識(shí)首先從抗感染免疫開(kāi)始,從18世紀(jì)末至20世紀(jì)中葉,隨著微生物學(xué)的發(fā)展,人們對(duì)免疫功能的認(rèn)識(shí)從人體現(xiàn)象的觀察進(jìn)入了科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)期。2. 近代(jndi)免疫學(xué)時(shí)期20世紀(jì)中葉60年代,由于近代免疫生物學(xué)的進(jìn)展和細(xì)胞系選擇學(xué)說(shuō)的提出,否定了長(zhǎng)期以來(lái)機(jī)體免疫反應(yīng)是對(duì)外源抗原(kngyun)的特有反應(yīng),是
10、單純的化學(xué)過(guò)程的學(xué)說(shuō),認(rèn)為免疫反應(yīng)是機(jī)體識(shí)別“自己”和“非己”的普遍生物學(xué)現(xiàn)象。3. 現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)期發(fā)現(xiàn)了胸腺的免疫功能,確認(rèn)了淋巴細(xì)胞系是重要的免疫細(xì)胞,闡明了免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)與功能,從器官,細(xì)胞和分子水平揭示了機(jī)體另一重要生理系統(tǒng),即免疫系統(tǒng)的存在。4. 免疫學(xué)已發(fā)展成為一門獨(dú)立的生物學(xué)科第五節(jié) 免疫學(xué)在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的作用一、免疫學(xué)與醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的發(fā)展及其向醫(yī)學(xué)各學(xué)科的滲透,產(chǎn)生了許多相關(guān)學(xué)科和交叉學(xué)科,如免疫病理學(xué),神經(jīng)免疫學(xué),臨床免疫學(xué),免疫遺傳學(xué),腫瘤免疫學(xué),免疫藥理學(xué),移植免疫學(xué),免疫毒理學(xué),生殖免疫學(xué)等。免疫學(xué)的發(fā)展必將在惡性腫瘤的防治、器官移植、傳染病的預(yù)防、免疫性疾病的防
11、治、生殖的控制,以及延緩衰老等方面推動(dòng)醫(yī)學(xué)的進(jìn)步。二、免疫學(xué)與生物學(xué)1. 免疫系統(tǒng)對(duì)自己與非己的識(shí)別,都涉及到細(xì)胞間的信息傳遞,細(xì)胞內(nèi)信息的傳導(dǎo),能量轉(zhuǎn)換等生命過(guò)程的基本特征。2. 免疫系統(tǒng)的功能受遺傳因子控制。3. 免疫細(xì)胞在發(fā)育成熟過(guò)程中伴隨有膜表面標(biāo)志的變化4. 免疫細(xì)胞及其分子的結(jié)構(gòu)與功能,免疫球蛋白基因表達(dá)與調(diào)控的研究豐富了分子生物學(xué)研究?jī)?nèi)容,基因及其表達(dá)產(chǎn)物的定量、定性、定位的研究中免疫學(xué)發(fā)揮重要作用。三、免疫學(xué)與生物技術(shù)的發(fā)展1. 免疫學(xué)在抗感染方面的巨大成功,促進(jìn)了生物制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2. 主動(dòng)和被動(dòng)免疫的應(yīng)用,控制了多種傳染病的傳播。3. 細(xì)胞工程產(chǎn)生的單克隆抗體,基因工程產(chǎn)
12、生的細(xì)胞因子為臨床醫(yī)學(xué)提供了一類新型免疫調(diào)節(jié)藥物。現(xiàn)代免疫學(xué)技術(shù)的熱點(diǎn)一、細(xì)胞融合技術(shù)(雜交瘤技術(shù))1975年,Kohler和Milstein應(yīng)用小鼠骨髓瘤細(xì)胞和綿羊細(xì)胞致敏的小鼠脾細(xì)胞融合,得到的一部分融合雜交細(xì)胞既能繼續(xù)生長(zhǎng),又能分泌抗羊紅細(xì)胞抗體,將這種雜交細(xì)胞系統(tǒng)稱為雜交瘤,應(yīng)用這種方法可制備單一抗原決定簇的單克隆抗體。二、T細(xì)胞(xbo)克隆技術(shù)1976年,Morgan證明T細(xì)胞生長(zhǎng)因子在體外培養(yǎng)條件(tiojin)下可以刺激T細(xì)胞克隆長(zhǎng)期生長(zhǎng),應(yīng)用該技術(shù)建立了一系列抗原特異T細(xì)胞克隆用以研究T細(xì)胞受體,淋巴因子的分泌以及細(xì)胞間協(xié)同作用。三、基因工程抗體(kngt)技術(shù)應(yīng)用基因工程技
13、術(shù)改造現(xiàn)有優(yōu)良的鼠單抗的基因,著眼點(diǎn)在于盡量減少抗體中的鼠源成分,保留原有的抗體特異性。1. 嵌合抗體(Chimeric antibodies) 1984年,Morrion,從雜交瘤細(xì)胞從分離出功能性可變區(qū)基因,與人Ig恒定區(qū)的基因連接,插入適當(dāng)質(zhì)粒,構(gòu)建質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)宿主細(xì)胞表達(dá)鼠人嵌合抗體。2. 改形抗體(reshaped antibody,Rab) Rab是指利用基因工程技術(shù),將人抗體可變區(qū)(V)中互補(bǔ)決定簇(Complementarity determinative region,CDR)序列改換成鼠源單抗CDR序列,又稱為CDR移植抗體(CDR grafting antibody)四、轉(zhuǎn)
14、基因動(dòng)物技術(shù)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(transgenic animal)是指基因組中整合有外源基因的一類動(dòng)物,整入動(dòng)物基因的外源基因被稱為轉(zhuǎn)基因(transgcne)。1. 只有部分組織細(xì)胞的基因組中整合有外源基因的動(dòng)物,稱為嵌合體動(dòng)物(chimera mosaic animal)。2. 動(dòng)物所有細(xì)胞均整合有外源基因,則具有將外源基因遺傳給子代的能力,通常被稱為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物。第二章 抗原第一節(jié) 抗原的概念1 抗原(Antigen):抗原是指能與相應(yīng)克隆的淋巴細(xì)胞上獨(dú)特的抗原受體特異性結(jié)合,透導(dǎo)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答的物質(zhì)。抗原既具有免疫原性,又具有免疫反應(yīng)性(Immunoresponse)。2 免疫原性(im
15、munogenicity):免疫原性是指引起免疫應(yīng)答的性能。3 免疫反應(yīng)性(immuno reactivity):免疫反應(yīng)是性指能與免疫應(yīng)答產(chǎn)物相互作用起反應(yīng)的性能。4 半抗原(hapten):小分子(fnz)本身不能引起免疫應(yīng)答(yngd),但能與產(chǎn)生的相應(yīng)抗體的結(jié)合。這種物質(zhì)只有與載體蛋白(carrier protein)結(jié)合(jih)后,才能具備免疫原性。這種只具有免疫反應(yīng)性而無(wú)免疫原性的物質(zhì)稱為半抗原或不完全抗原(incomplete antigen)。第二節(jié) 決定免疫原性的因素一、化學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)復(fù)雜性多數(shù)抗原是蛋白質(zhì),其中含有大量芳香族氨基酸,尤其是含酪氨酸的蛋白質(zhì)抗原性更強(qiáng)。多糖中
16、只有復(fù)雜多糖才具有抗原性。核酸的免疫原性很低,但若與蛋白質(zhì)載體連接則能刺激抗體產(chǎn)生。類脂一般無(wú)抗原性。二、分子大小 凡具有抗原性的物質(zhì),其分子量都較大,一般在10kD以上,個(gè)別超過(guò)100kD。低于4kD 者一般不具有抗原性。三、分子構(gòu)象和易接近性抗原分子的特殊化學(xué)基團(tuán)的三維結(jié)構(gòu)(構(gòu)象,conformation)決定此分子是否能與淋巴細(xì)胞的抗原受體吻合,而啟動(dòng)免疫應(yīng)答。易接近性(accessibility):是指抗原分子的特殊化學(xué)基團(tuán)與淋巴細(xì)胞表面對(duì)應(yīng)抗原受體相互接觸的難易程度四、異物性(foreignness):異物性是指抗原與所刺激的機(jī)體的自身物質(zhì)的差異。五、免疫途徑和抗原劑量多數(shù)抗原是非經(jīng)
17、口進(jìn)入機(jī)體(皮內(nèi),皮下,肌肉,靜脈,腹腔),才具有抗原性,一般情況下,顆粒性抗原(細(xì)菌,紅細(xì)胞,大的多聚體)不論皮下或靜脈注射可引起良好的抗體應(yīng)答,而可溶性蛋白或糖類需較嚴(yán)格的免疫程序,包括用量較大,多次注射以及與佐劑同時(shí)使用。六、機(jī)體方面的因素 宿主與抗原來(lái)源的種類有關(guān),宿主的遺傳背景也明顯的影響,在近交系的一些品系是具有高應(yīng)答的品系。第三節(jié) 特異性和交叉反應(yīng)特異性(specificity):是指物質(zhì)之間的相互吻合的針對(duì)性,是免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)中的一個(gè)重要要素。抗原的特異性既表現(xiàn)在免疫原性上,也表現(xiàn)在免疫反應(yīng)性上。* 免疫學(xué)鑒定、診斷和防治之所以能廣泛應(yīng)用和行之有效就是基于免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)
18、具有特異性。一、抗原決定簇(epitope)1 抗原決定簇(antigenic determinant),又稱表位是指抗原性物質(zhì)表面決定該抗原特特的特殊化學(xué)基團(tuán),是免疫應(yīng)答和免疫反應(yīng)具有特異性的物質(zhì)基礎(chǔ)。2 抗原(kngyun)決定簇是很小的,其大小相當(dāng)于相應(yīng)抗體的結(jié)合部位,它們可由5-7個(gè)氨基酸,單糖(dn tn)或核苷酸殘基組成,其中有些殘基在與抗體結(jié)合時(shí),比其它殘基起更大作用,因而具有免疫優(yōu)勢(shì)(Immunodominance)3 抗原結(jié)合價(jià)(Antigenic valence):是指能與抗體(kngt)分子結(jié)合的抗原決定簇的總數(shù)。每一種半抗原可理解為單一的抗原決定簇,而天然抗原含有很多不
19、同的抗原決定簇,它是帶有大量多種“天然”半抗原的大分子。 二、抗原抗體反應(yīng)的特異性直接法 間接法 三、交叉反應(yīng)(Cross reaction)抗原除與其相應(yīng)的抗體發(fā)生特異性反應(yīng)外,還與其他抗體發(fā)生反應(yīng)稱為交叉反應(yīng),引起交叉反應(yīng)的原因:1. 抗原異質(zhì)性(Antigen heterogeneity)相同的抗原分子。2. 共同決定簇3. 決定簇相似第四節(jié) 抗原的分類一、根據(jù)抗原來(lái)源與機(jī)體的親緣關(guān)系分類1. 異種抗原(xenoantigen)來(lái)自另一物種的抗原性物質(zhì)(動(dòng)物血清,各種微生物及其代謝產(chǎn)物)。2. 同種異型抗原(alloangtigen)來(lái)自同種而基因型不同的個(gè)體的抗原(人的紅細(xì)胞抗原,白細(xì)
20、胞抗原)。3. 自身抗原(antoantigen)能引起自身免疫應(yīng)答的自身組織成分(晶狀蛋白,腦組織)。4. 異嗜性抗原(heterophile antigen)在不同種屬動(dòng)物,植物,微生物細(xì)胞表面上存在的共同抗原。二、根據(jù)引起免疫應(yīng)答依賴T細(xì)胞的關(guān)系分類1 胸腺依賴性抗原(thymus-dependent antigen, TD):絕大多數(shù)抗原需T細(xì)胞輔助才能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體,可引起回憶應(yīng)答。產(chǎn)生細(xì)胞和體液免疫,為IgG抗體。如血細(xì)胞,細(xì)菌血清成分。2 非胸腺依賴性抗原(thymus-independent antigen, TI):不需T細(xì)胞輔助或依賴程度較低的抗原,不引起回憶應(yīng)答。多數(shù)為
21、多聚體,有重復(fù)性的抗原決定簇,如多糖類物質(zhì),可刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體。不產(chǎn)生細(xì)胞免疫,為IgM抗體。三、其他分類方法:內(nèi)源性抗原 (endogenous antigen)外源性抗原 (exogenous antigen)天然抗原 (natural antigen)人工抗原 (artificial antigen)合成(hchng)抗原 (synthetic antigen)完全(wnqun)抗原 (complete antigen)不完全(wnqun)抗原 (incomplete antigen)第五節(jié) 醫(yī)學(xué)上的重要抗原一、各種微生物及其代謝產(chǎn)物細(xì)菌、病毒都是良好的抗原,能引起機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)抗體。細(xì)
22、菌的代謝產(chǎn)物多數(shù)為良好的抗原,其中有些如外毒素抗原性很強(qiáng)。二、動(dòng)物的抗血清臨床上常用抗毒素治療外毒素所致疾?。ò缀?,破傷風(fēng))以及毒蛇咬傷。三、異嗜性抗原有些病原微生物與人體某些組織有共同抗原成分,是引起免疫病理的物質(zhì)基礎(chǔ)。四、同種異型抗原1. ABO血型系統(tǒng)(ABO blood group system)根據(jù)人類紅細(xì)胞表面血型抗原A和B的有無(wú),可分為A,B,AB和O型。人類ABO血型系統(tǒng)的分類表型 基因型 紅細(xì)胞表面抗原 血清中抗體ABABO A/A,A/OB/B,B/OA/BO/O ABA,B無(wú)A,無(wú)B 抗B抗A無(wú)抗A,無(wú)抗B抗A,抗BABO血型抗原是由復(fù)雜的寡糖和多肽組成2. Rh血型系統(tǒng)
23、 Landsteiner和Wiener(1940)發(fā)現(xiàn)將恒河猴(Macacus rhesus)紅細(xì)胞免疫家免后所得的免疫血清可與多數(shù)人的紅細(xì)胞反應(yīng),說(shuō)明這些人的紅細(xì)胞與恒河猴的紅細(xì)胞有共同的抗原,故稱此抗原為Rh抗原,根據(jù)紅細(xì)胞表面有無(wú)Rh抗原,而區(qū)分為Rh陽(yáng)性和Rh陰性。第六節(jié) 免疫學(xué)研究中常用的抗原牛血清白蛋白 (bovine serum albumin, BSA)卵白蛋白 (ovalbumin, OA)牛丙種球蛋白 (bovine -globulin, BGG)鑰孔嘁血藍(lán)蛋白(keyhole limpet hemocyanin, KLH)鞭毛蛋白 (flagellin)綿羊(minyng
24、)紅細(xì)胞 (sheep red blood cell, SRBC)第七節(jié) 佐劑(adjuvant)能增強(qiáng)機(jī)體(jt)免疫應(yīng)答的物質(zhì),一般應(yīng)用時(shí)是與抗原同時(shí)或預(yù)先注射于機(jī)體。1. 無(wú)機(jī)佐劑 Al(OH)32. 有機(jī)(yuj)佐劑 微生物及其產(chǎn)物,結(jié)核桿菌,卡介菌,內(nèi)毒素。3. 合成佐劑 合成的雙鏈多聚核苷酸。弗氏佐劑 弗氏完全佐劑 (complete freunds adjuvant, CFA)弗氏不完全佐劑(incomplete freunds adjuvant, IFA)佐劑的作用:1 形成抗原儲(chǔ)存庫(kù)。2 形成局部肉芽腫。3 刺激淋巴細(xì)胞增殖和分化。第三章 免疫球蛋白分子抗體第一節(jié) 抗體的發(fā)
25、展及其特征一、抗體的發(fā)現(xiàn)血清中存在一種能特異性中和外毒素的組分稱為抗毒素,使細(xì)菌發(fā)生特異性凝集的組分稱之為凝集素。其后將其稱為抗體(antibody,Ab),將能刺激機(jī)體產(chǎn)生抗體的物質(zhì)稱為抗原(antigen)。二、抗體的理化性質(zhì)40年代初期Tiselius和Kabat用肺炎球菌多糖免疫家兔,證實(shí)了抗體活性與血清丙種球蛋白組分相關(guān)。圖1. 兔血清電泳分離 圖2.不同類免疫球蛋白的電泳分離離心常數(shù)7S (16, IgG) ; 19S,2(2M,90,IgM); 2A(IgA)三、抗體的生物學(xué)活性1 抗體與抗原的特異性結(jié)合。2 抗體與補(bǔ)體的結(jié)合。3 抗體的調(diào)理作用。第二節(jié) 免疫球蛋白的分子結(jié)構(gòu)(f
26、n z ji u)與功能一、免疫球蛋白的基本(jbn)結(jié)構(gòu)Porter對(duì)血清IgG抗體的研究證明,Ig分子基本(jbn)結(jié)構(gòu)是由四個(gè)肽鏈組成的,二條較小的輕鏈和二條較的重鏈,輕鏈與重鏈?zhǔn)怯啥蜴I連接形成,分為氨基端(N端),羧基端(C端)。(一)輕鏈和重鏈1輕鏈(light chain,L鏈)214氨基酸殘基組成,通常不含碳水化合物,分子量為24KD,有兩個(gè)由鏈內(nèi)二硫鍵組成的環(huán)肽,可分為:Kappa()與lambda()2個(gè)亞型。2重鏈(heavy chain,H鏈)450-550氨基酸殘基組成,分子量55或75KD,含糖數(shù)量不同,4-5個(gè)鏈內(nèi)二硫鍵,可分為5類,、鏈,不同的H鏈與L鏈(或)組
27、成完整的Ig分子。分別稱為:IgM,IgG,IgA,IgD和IgE。(二)可變區(qū)和恒定區(qū)1可變區(qū)(Variable region,V區(qū))L鏈N端 1/2處(VL)108-111個(gè)氨基酸殘基,H鏈N端1/5-1/4處(VH)118個(gè)氨基酸殘基,V區(qū)有一個(gè)肽環(huán) 65-75個(gè)氨基酸殘基。 高變區(qū)(hypervariable region, HVR)可變區(qū) 骨架區(qū)(framework region, FR)VL的HVR在24-34,50-56,89-97氨基酸位置。VH的HVR在31-35,50-56,95-102氨基酸位置。分別稱為VL和VH的HVR1,HVR2,HVR3。? 高變區(qū)為抗體與抗原的結(jié)
28、合位置,稱為決定簇互補(bǔ)區(qū)(complementarity-determining region, CDR),VL和VH的HVR1,HVR2,HVR3又分別稱為CDR1,CDR2,CDR3,其中CDR3具有更高的高變程度,H鏈在與抗原結(jié)合中起重要的作用。2恒定區(qū)(constant region,C區(qū)) L鏈C端1/2處,105個(gè)氨基酸, H鏈C端3/4-4/5處,331-431個(gè)氨基酸。? 在同一種屬動(dòng)物中是比較恒定的,是制備第二抗體進(jìn)行標(biāo)記的重要基礎(chǔ)。(三)功能區(qū)鏈內(nèi)二硫鍵折疊成球形區(qū)稱為功能區(qū)(domain)約由110個(gè)氨基酸組成。氨基酸的順序具有高度的同源性。1 L鏈功能區(qū):2個(gè),(VL,
29、CL各一個(gè))2 H鏈功能區(qū):IgG,IgA,IgD,4個(gè)(V區(qū)1個(gè),C區(qū)3個(gè)) IgM,IgE,5個(gè)(V區(qū)1個(gè),C區(qū)4個(gè))3 功能區(qū)的作用:(1) VL和VH是抗原結(jié)合(jih)的部位(FV區(qū))。(2) CL和CH上具有(jyu)同種異型的遺傳標(biāo)記。(3) CH2具有(jyu)補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)。(4) CH3具有結(jié)合單核細(xì)胞,巨噬細(xì)胞,粒細(xì)胞,B細(xì)胞, NK細(xì)胞,F(xiàn)c段受體的功能。4 鉸鏈區(qū)(hinge region)位于CH1和CH2之間為非獨(dú)立功能區(qū)。(1) 當(dāng)VL,VH與抗原結(jié)合時(shí),此區(qū)發(fā)生扭曲,使抗體分子上兩個(gè)抗原結(jié)合點(diǎn)更好地與兩個(gè)抗原決定簇發(fā)生互補(bǔ)。(2) 因CH2和CH3構(gòu)型變化,顯示出
30、活化補(bǔ)體,結(jié)合組織細(xì)胞等生物學(xué)活性。(四)J鏈和分泌成分1 J鏈(joining chain):存在于IgA,IgM中,在其組成和體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)中具有一定作用。2 分泌成分(secretory component,SC):分泌成分是IgA上的一個(gè)輔助成分,對(duì)抵抗外分泌液中的蛋白水解酶的降解具有重要作用。(五)單體,雙體,五聚體1 單體:由一對(duì)L鏈和H鏈組成的基本結(jié)構(gòu)2 雙體:分泌型的IgA由J鏈連接的兩個(gè)單體3 五聚體:是由J鏈和二硫鍵連接的五個(gè)單體IgG IgA IgM(六)酶解片段1木瓜蛋白酶(papain)水解片段(1) 裂解部位,鉸鏈區(qū)H鏈間二硫鍵(N端)(2) 裂解片段,2個(gè)Fab(54K
31、D),一個(gè)Fc(50KD) Fab與抗原結(jié)合,不發(fā)生凝集反應(yīng)。2胃蛋白酶(pepsin)水解片段(1)裂解部位,鉸鏈區(qū)H鏈間二硫鍵(N端)(3) 裂解片段,F(xiàn)(ab)2,無(wú)Fc片段與抗原結(jié)合可發(fā)生凝集反應(yīng) 二、免疫球蛋白的分子功能(一)特異性結(jié)合抗原Ig最顯著的生物學(xué)特點(diǎn)就是能夠特異性地與抗原結(jié)合,這種特異性結(jié)合抗原特性是由其V區(qū)(HVR)的空間構(gòu)型決定的。Ig的抗原結(jié)合點(diǎn)由L鏈和H鏈超變區(qū)組成,與相應(yīng)抗原上的表位互補(bǔ),借助靜電力,氫鍵以及范德華力等次級(jí)鍵相結(jié)合,這種結(jié)合是可逆的,并受到pH、溫度和電解質(zhì)濃度的影響。不同的抗原可能有相同的抗原決定簇,一種抗體可以與兩種或兩種以上的抗原發(fā)生反應(yīng),
32、此稱為交叉反應(yīng)(cross reactoion)。(二)活化補(bǔ)體1 IgM,IgG1,IgG2和IgG3可通過(guò)經(jīng)典途徑活化補(bǔ)體。2 IgA1,IgG4,IgE等可以通過(guò)替代途徑活化補(bǔ)體。(三)結(jié)合Fc受體不同細(xì)胞表面具有不同Ig的Fc受體(FcR,F(xiàn)cR,F(xiàn)cR),當(dāng)Ig與相應(yīng)抗原結(jié)合(jih)后,由于構(gòu)型改變,促使Fc同相應(yīng)的細(xì)胞結(jié)合。由IgE抗體Fc段的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可在游離情況下與細(xì)胞受體結(jié)合(jih),稱為親細(xì)胞抗體(cytophilic antibody)。1介導(dǎo)I型變態(tài)反應(yīng)(bin ti fn yng)IgE誘導(dǎo)的細(xì)胞脫顆粒,釋放組胺,合成由細(xì)胞質(zhì)來(lái)源的介質(zhì),如:白三烯,前列腺素,血小
33、板活化因子等引起的I型變態(tài)反應(yīng)。2調(diào)理吞噬作用調(diào)理作用(opsonization)是指抗體,補(bǔ)體等調(diào)理素(opsonin),促進(jìn)吞噬細(xì)胞吞噬細(xì)胞等顆粒性抗原。由于補(bǔ)體對(duì)熱不穩(wěn)定,稱熱不穩(wěn)定調(diào)理素(heat-labile opsonin),抗體又稱為熱穩(wěn)定調(diào)理素(heat-stable opsonin)??贵w的調(diào)理機(jī)制: 在抗原和吞噬細(xì)胞之間搭橋。 改變抗原表面電荷。 中和細(xì)菌表面的抗吞噬物質(zhì)。 溶化吞噬細(xì)胞(抗原抗體復(fù)合物結(jié)合細(xì)胞表面Fc受體)3 發(fā)揮抗體依賴的細(xì)胞介導(dǎo)細(xì)胞毒作用(antibody dependent cell-mediated cytotoxicity, ADCC)(二)通過(guò)
34、胎盤IgG是唯一可通過(guò)胎盤從母體轉(zhuǎn)移給胎兒的Ig。是一種重要的自然被動(dòng)免疫,對(duì)于新生兒的抗感染有重要作用。三、免疫球蛋白分子的抗原性(一)同種型同種型(isotype)指同一種屬內(nèi)所有個(gè)體共有Ig抗原、特異性的標(biāo)記,在異種體內(nèi)可誘導(dǎo)產(chǎn)生相應(yīng)的抗體,同種型的抗原性主要位于CH和CH上,同種型主要包括Ig的類、亞類、型和亞型。1免疫球蛋白的類和亞類(Classes and subclasses)(1) 類,決定Ig不同類的抗原性差異存在于H鏈的恒定區(qū)(CH)。(2) 亞類,同一類Ig中,存在于鉸鏈區(qū)氨基酸組成和二硫鍵數(shù)目的差異。2免疫球蛋白的型和亞型(types and subtypes)(1)
35、型,決定(judng)Ig型的抗原性差異存在于L鏈的恒定區(qū)(CL)。(2) 亞型,按鉸鏈恒定區(qū)(C2)個(gè)別(gbi)氨基酸的差異又可分為1,2,3,4,四個(gè)亞型。(二)同種(tn zhn)異型 同種異型(allotype)是指同一種屬不同個(gè)體的Ig分子抗原性的不同,在同種異體間免疫可誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。1 鏈上的同種異型(重鏈上)。2 2鏈上的同種異型。(三)獨(dú)特型獨(dú)特型(idiotype)為每一種特異性IgV區(qū)上的抗原特異性。四、免疫球蛋白分子的超家族許多細(xì)胞膜表面和機(jī)體某些蛋白分子,其多肽鏈折疊方式與Ig折疊相似,在DNA水平上和氨基酸序列上與IgV區(qū)或C區(qū)有較高的同源性,它們可能從同一原始祖先
36、基因經(jīng)復(fù)制突變衍生而來(lái)。編碼基因稱為免疫球蛋白基因超家族,基因表達(dá)產(chǎn)物稱為免疫球蛋白超家族(Immunogloblin superfamily, IGSF)。抗原識(shí)別受體,信號(hào)傳導(dǎo)因子,MHC相關(guān)分子,Ig受體等第三節(jié) 各類免疫球蛋白的生物學(xué)活性IgG IgA IgM IgD IgE重鏈名稱 重鏈功能區(qū)數(shù)目 4 4 5 4 5主要存在形式 單體 單體雙體 五聚體 單體 單體分子量(KD) 146-170 160; 400 970 175 188碳水化合物(%) 4 10 12 18 12血清濃度(mg/dl) 1150300 21050 150 0.3-4 0.002血清總IgG (%) 75
37、 10 5-10 1 0.001外分泌液 - + + - -經(jīng)典途徑活化補(bǔ)體 + - + - -代替途徑活化補(bǔ)體 + + ? + +半衰期(天) 20-23 5.8 5.1 2.8 2.5合成部位 脾淋巴漿細(xì)胞 粘膜淋巴組織 脾淋巴漿細(xì)胞 扁桃體脾漿細(xì)胞 粘膜漿細(xì)胞通過(guò)胎盤 + - - - -第四節(jié) 免疫球蛋白基因的結(jié)構(gòu)和抗體多樣性1965年,Dreyer和Bennet首先提出Ig的V區(qū)和C區(qū)是由分隔存在的基因所編碼,在淋巴細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中,這兩個(gè)基因發(fā)生易位而重排在一起。1976年日本學(xué)者根川應(yīng)用DNA重組技術(shù)證實(shí)了這一假說(shuō),1987年獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎(jiǎng)。Ig分子是由三個(gè)不連鎖的Ig,I
38、g和IgH基因所編碼的,分別(fnbi)位于不同的染色體上。編碼多肽鏈 基因(jyn)符號(hào) 基因染色體定位人 小鼠輕鏈輕鏈重鏈 IgIgIgH 22214 61612一、Ig重鏈基因(jyn)的結(jié)構(gòu)和重排(一)重鏈V區(qū)基因H鏈V區(qū)基因是由V,D,J三種基因片段經(jīng)重排組成,首先發(fā)生D與J基因片段的連接形成DJ,然后再與V片段連接,是通過(guò)七聚體間隔序列九聚體識(shí)別信號(hào)和重組酶而完成的。(二)重鏈C區(qū)基因1C基因片段小鼠H 鏈區(qū)基因片段從5端到3排列的順序是CCC3C1C2bC2aCC,人H鏈C區(qū)基因的順序?yàn)镃CC3C1C2(Psendo基因)C1C2C4CC2。(三)膜表面Ig重鏈基因 膜表面Ig(
39、SmIg)是B細(xì)胞識(shí)別抗原的受體。二、Ig輕鏈基因的結(jié)構(gòu)和重排在IgH鏈基因重排后,L鏈可就區(qū)基因片段隨之發(fā)生重排。在L鏈中,鏈基因先發(fā)生重排,如果基因重排無(wú)效,隨即發(fā)生基因的重排。L鏈的CDR1,CDR2和大部分CDR3由V或V基因片段所編碼,J或J基因片段編碼CDR3的其余部分和第四個(gè)骨架區(qū)。L鏈無(wú)D基因片段。三、抗體多樣性的遺傳基礎(chǔ)機(jī)體對(duì)外界是環(huán)境中種類眾多抗原刺激可產(chǎn)生相應(yīng)的特異性抗體,推算抗體的多樣性在107以上。多肽鏈 基因片段數(shù) V區(qū)基因重組方式 重排和隨機(jī)配對(duì)后推算的多樣性數(shù)目V D J H鏈鏈 1000 12 4250 - 4 VDJVJ 4.81044.81071.0103
40、* 多樣性數(shù)目不包括VDJ連接(linji)多樣性,N區(qū)插入和體細(xì)胞突變所增加的多樣性數(shù)目。第五節(jié) 抗體(kngt)的制備一、多克隆(k ln)抗體(ployclonal antibody,第一代抗體)天然抗原物質(zhì)往往具有多種不同的抗原決定簇,而每一決定簇都可刺激機(jī)體,一種抗體形成細(xì)胞產(chǎn)生一種特異性抗體。在機(jī)體淋巴組織內(nèi)可存在多種抗體形成細(xì)胞(B細(xì)胞),當(dāng)受刺激后,對(duì)應(yīng)一個(gè)抗原決定簇,每種B細(xì)胞可增殖化化為一種細(xì)胞群(克隆Clone),并分泌合成在理化性質(zhì),分子結(jié)構(gòu),遺傳標(biāo)記,以及生物學(xué)特性等方面相同的均一性抗體(單克隆抗體),多種抗原決定簇可刺激多種細(xì)胞克隆合成分泌各種不同的抗體(多克隆抗體
41、)。二、單克隆抗體(monoclonal antibody, McAb,第二代抗體)1975年德國(guó)學(xué)者Kohler和美國(guó)Milstein將小鼠骨髓瘤細(xì)胞和綿羊紅細(xì)胞(sheep red bloot cell)免疫的小鼠脾細(xì)胞在體外進(jìn)行兩種細(xì)胞融合,形成的部分雜交瘤細(xì)胞(hybridoma),既具有骨髓瘤細(xì)胞能大量無(wú)限生長(zhǎng)繁殖的特性,又具有抗體形成細(xì)胞合成和分泌抗體的能力。它們是由識(shí)別一種抗原決定簇的細(xì)胞克隆所產(chǎn)生的均一性抗體。三、基因工程抗體(第三代抗體)目前大多數(shù)單克隆抗體是鼠源的,在臨床應(yīng)用上受到限制,80年初,人們開(kāi)始對(duì)Ig基因結(jié)構(gòu)功能研究的深入,利用DNA重組技術(shù),在基因水平上對(duì)Ig分
42、子進(jìn)行切割,拼接或修飾,產(chǎn)生新型抗體,也稱為基因工程抗體。第四章 補(bǔ)體系統(tǒng)(Complement system) 19世紀(jì)人們?cè)谛迈r免疫血清中加入相應(yīng)的細(xì)菌,無(wú)論進(jìn)行體內(nèi)或體外實(shí)驗(yàn),均可以發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的溶解,稱之為免疫溶菌現(xiàn)象,如將免疫血清加熱60,30min則可喪失溶菌能力。證明免疫血清中含有二種物質(zhì)與溶菌現(xiàn)象有關(guān)。一種對(duì)熱穩(wěn)定的抗體,另一種對(duì)熱不穩(wěn)定的稱為補(bǔ)體,單獨(dú)的抗體或補(bǔ)體均不能引起細(xì)菌的溶解現(xiàn)象。第一節(jié) 補(bǔ)體(bt)系統(tǒng)的組成和理化性質(zhì)一、補(bǔ)體分子的組分(zfn)和理化性質(zhì)補(bǔ)體分子是分別由肝細(xì)胞、巨噬細(xì)胞以及腸粘膜(zhn m)上皮細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生的,均為多糖蛋白,大多數(shù)電泳遷移率屬、
43、球蛋白。補(bǔ)體系統(tǒng)是由將近20多種血清蛋白組成的多分子體系,具有酶的活性和自我調(diào)節(jié)作用,它至少有兩種不同的活化途徑,其生物學(xué)意義不僅是抗體分子的輔助和增強(qiáng)因子,也具有獨(dú)立的生物學(xué)作用,對(duì)機(jī)體的防御功能,免疫系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)以及免疫病理過(guò)程都發(fā)揮重要意義。1968年世界衛(wèi)生組織對(duì)其進(jìn)行了統(tǒng)一命名, 分別以C1-C9命名。1981年對(duì)新發(fā)現(xiàn)的成分和因子也進(jìn)行了統(tǒng)一命名。如C1, C2, C3C9,其中C1又分為3個(gè)亞單位,分別為C1q, C1r, C1s。1. 每一分子的酶解片段用小寫的英文字母表示,如C3a; C3b。2. 具有酶活性的可在其上面劃一橫線,如C1。3. 對(duì)滅活的補(bǔ)體成分加i表示,如C
44、2ai。4. 對(duì)具有酶活性的復(fù)合物則應(yīng)用其片段表5. 補(bǔ)體系統(tǒng)的其他因子以英文大寫字母表示,如B因子, P因子等。示,如C3轉(zhuǎn)化酶,可以用C4b,2a表示。補(bǔ)體系統(tǒng)各成分的理化性質(zhì) 補(bǔ)體成分 分子量(KD) 電泳區(qū)帶 血清含量(g/ml) 裂解片段 產(chǎn)生部位第一組 C1qC1rC1s 3909585 2 703535 小腸上皮細(xì)胞, 脾, 巨噬細(xì)胞C2 117 1 30 C1aC2b 巨噬細(xì)胞C3 190 1 1300 C3aC3bC3cC3d 巨噬細(xì)胞,肝C4(A因子) 180 2 430 C4aC4bC4cC4d 巨噬細(xì)胞,肝C5 190 1 75 C5a,C5b 巨噬細(xì)胞C6 128 2
45、 60 肝C7 120 2 55 ?C8 163 1 55 肝C9 79 200 肝第二組 B因子D因子(ynz)P因子(ynz) 9525220 2 240225 Ba,Bb 巨噬細(xì)胞,肝巨噬細(xì)胞,血小板巨噬細(xì)胞第三組 C1INHC4bpI因子(ynz)H因子S蛋白 10511009315080 18025050400500 噬細(xì)胞噬細(xì)胞噬細(xì)胞,細(xì)小板血清中:C3含量最高1300g/ml,其次為C4,S蛋白,H因子各約C3,含量的1/3,其他成分僅為C3的1/10以下。第二節(jié) 補(bǔ)體系統(tǒng)的激活補(bǔ)體系統(tǒng)各成分通常多以非活性狀態(tài)存在于血漿中,當(dāng)其被激活物質(zhì)活化之后,才表現(xiàn)出各種生物學(xué)活性,補(bǔ)體系統(tǒng)
46、激活可從C1開(kāi)始,也可以越過(guò)C1,C4,C2從C3開(kāi)始,前一種稱為經(jīng)典途徑(classical pathway),后一種激活途徑稱為替代途徑(alter native pathway)或旁路途徑。一、經(jīng)典(jngdin)激活途徑按其在激活(j hu)過(guò)程中的作用,分為三組:識(shí)別單位(recognition unit) 包括C1q,C1r,C1S;活化單位 (activation unit) 包括C4,C2,C3;膜攻擊單位(membrane attack unit) 包括C59。(一)識(shí)別(shbi)階段C1是由三個(gè)亞單位C1q,C1r,C1S依賴于Ca2+結(jié)合成牢固的非活性大分子,C1與抗原
47、抗體復(fù)合物中免疫球蛋白的補(bǔ)體結(jié)合點(diǎn)結(jié)合至C1酯酶形成。C1q:有6個(gè)Ig結(jié)合點(diǎn)。C1r:起著連接C1q和C1S的作用。 C1q啟動(dòng)后可引起C1r活化,C1r進(jìn)一步使C1S活化,C1S具有酯酶活化,即C1的活性,此酶可被C1INH滅活。(二)活化階段1 C4是C1的底物,在Mg2+的存在下,裂解為C4a,C4b兩個(gè)片段。2 C2也是C1的底物,在Mg2+的存在下裂解為C2a,C2b。3 C4b與C2b結(jié)合成C4b2b(C42)成為C3轉(zhuǎn)化酶。4 C3在C3轉(zhuǎn)化酶作用下,裂解成C3a和C3b。5 C3b與C42相結(jié)合產(chǎn)生C423(C4b2b3b)為經(jīng)典途徑的C5轉(zhuǎn)化酶。 活化階段為C1作用后續(xù)的補(bǔ)
48、體成分,至形成C3轉(zhuǎn)化酶和C5轉(zhuǎn)化酶。(三)膜攻擊階段1 C5在C423的作用下裂解為C5a,C5b。2 C5b不穩(wěn)定,當(dāng)與C6結(jié)合成C56時(shí)成為較為穩(wěn)定的復(fù)合物。3 C56與C7結(jié)合成C567既可吸附于已致敏的細(xì)胞膜上,插入膜的磷脂雙分子層中,為細(xì)胞膜受損傷的一個(gè)關(guān)鍵組分。4 C567雖無(wú)酶活性,但進(jìn)一步同C8,C9結(jié)合后形成C59,即補(bǔ)體的膜攻擊單位,可使細(xì)胞膜穿孔受損。 C5轉(zhuǎn)化酶裂解C5后,作用于后續(xù)的其他補(bǔ)體成分,最終導(dǎo)致細(xì)胞膜受損,細(xì)胞裂解的階段。二、旁路激活途徑 旁路激活的激活物質(zhì)為非抗原抗體復(fù)合物,如細(xì)菌的細(xì)胞壁成分(脂多糖,肽聚糖,磷壁酸和凝聚的IgA和IgG等物質(zhì),旁路激活
49、途徑在細(xì)菌性感染早期,尚無(wú)產(chǎn)生特異性抗體時(shí),發(fā)揮重要作用。(一)生理情況下的準(zhǔn)備階段在正常生理情況下,C3與B因子,D因子等相互作用,可產(chǎn)生極少量的C3b和C3bBb,但迅速受H因子和I因子的作用,不再能夠激活C3和后續(xù)的補(bǔ)體成分,只有當(dāng)H因子和I因子的作用被阻擋之際,旁路途徑方得以激活。(二)旁路途徑(tjng)的激活當(dāng)細(xì)菌的脂多糖,肽聚糖,病毒,腫瘤細(xì)胞(xbo)等激活物質(zhì)出現(xiàn)時(shí),H因子,I因子不能滅活C3b,C3bBb時(shí)使旁路途徑被激活。(三)激活(j hu)效應(yīng)的擴(kuò)大 當(dāng)C3被激活后,裂解為C3b,C3b又可在B因子和D因子的參與作用下合成新的C3bBb,進(jìn)一步促使C3裂解,血漿中有豐
50、富的C3、B因子、Mg2+就可能在激活部位產(chǎn)生顯著的擴(kuò)大效應(yīng),又稱為正反饋途徑。三、兩條激活途徑的比較共同點(diǎn):(1) 兩條途徑都是補(bǔ)體各成分的連鎖反應(yīng);(2) 許多成分在相繼活化后被裂解成一大一小的兩個(gè)片段;(3) 不同的片段或其復(fù)合物可在靶細(xì)胞表面向前移動(dòng),在激活部位就地形成復(fù)合物。兩條激活途徑的主要不同點(diǎn):比較項(xiàng)目 經(jīng)典激活途徑 旁路激活途徑激活物質(zhì)參與的補(bǔ)體成分所需離子C3轉(zhuǎn)化酶C5轉(zhuǎn)化酶作用 抗原抗體復(fù)合物C1C9Ca2+,Mg2+C42C423參與特異性體液免疫的效應(yīng)階段 細(xì)菌脂多糖,凝聚IgG,IgAC3,C5-9,B因子(ynz),P因子Mg2+C3bBbC3bnBb參與非特異性
51、免疫(miny)在感染早期發(fā)揮(fhu)重要作用四、補(bǔ)體激活過(guò)程的調(diào)節(jié)C3b的正反饋途徑可擴(kuò)大補(bǔ)體的生物學(xué)效應(yīng),但補(bǔ)體的過(guò)度激活,不僅無(wú)益地消耗大量補(bǔ)體成分,使機(jī)體抗感染能力下降,而且在激活過(guò)程中產(chǎn)生的大量生物活性物,會(huì)使機(jī)體發(fā)生劇烈的炎癥反應(yīng),造成組織損傷,引起病理過(guò)程,這種過(guò)度激活及其造成的不良后果,可以通過(guò)調(diào)控而避免。(一)自行衰變的調(diào)節(jié)某些補(bǔ)體成分的裂解產(chǎn)物極不穩(wěn)定,易于自行衰變,成為補(bǔ)體激活過(guò)程中的一種自控機(jī)制。例如:C42復(fù)合物中的C2b自行衰變,使其不能持續(xù)激活C3,限制了后續(xù)補(bǔ)體成分的連鎖反應(yīng)。(二)體液中滅活物質(zhì)的調(diào)節(jié)(1)C1抑制物(C1 inhibitor,C1INH)可
52、與C1不可逆地結(jié)合,使后者失去酯酶活性,不再裂解C4和C2,不再形成C42(C3轉(zhuǎn)化酶),從而阻斷或削減后續(xù)補(bǔ)體的反應(yīng)。(2)C4結(jié)合蛋白(C4 binding protein,C4bp)能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制C4b與C2b結(jié)合,因此能抑制C42的形成。(3)I因子(又稱C3b滅活因子,C3b inactivator,C3bINA)能裂解C3b,使其成為無(wú)活性的C3bi,因而使C42及C3bBb均失去與C3b結(jié)合成C5轉(zhuǎn)化酶的機(jī)會(huì)。(4)H因子(factor H)H因子不僅能促進(jìn)I因子滅活C3b的速度,更能競(jìng)爭(zhēng)性地抑制B因子與C3b的結(jié)合,還能使C3b從C3bBb中置換出來(lái),加速其滅活。(5)S蛋白(
53、S protein) S蛋白能干擾C5b67與細(xì)胞膜結(jié)合。(6)C8結(jié)合蛋白(C8 binding protein,C8bp)(又稱同源性限制因子,homologous restriction factor,HRF) C8bp可阻止C5678中的C8與C9的結(jié)合,從而避免危及自身細(xì)胞膜的損傷作用。第三節(jié) 補(bǔ)體受體及其功能補(bǔ)體成分激活后產(chǎn)生的裂解片段,能與免疫細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)構(gòu),稱為補(bǔ)體受體(Complement receptor,CR),分為CR1,CR2,CR3和CR4。補(bǔ)體受體的特征名稱 別名 CD分類 配體特異性 細(xì)胞分布CR1 IA受體C3b受體C4b/C3b受體 CD35 C3
54、b、iC3bC4b、iC4bC3c 紅細(xì)胞,中性(zhngxng)粒細(xì)胞單核細(xì)胞,巨噬細(xì)胞B細(xì)胞(xbo),樹(shù)突狀細(xì)胞腎小球上皮細(xì)胞CR2 C3b受體EB病毒(bngd)受體 CD21 iC3b、C3dgC3d、EB病毒IFN- B細(xì)胞樹(shù)突狀細(xì)胞鼻咽部上皮細(xì)胞CR3 iC3受體Mac-1抗原 CD11b/CD18 iC3b,植物凝集素細(xì)菌多糖 中性粒細(xì)胞單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞樹(shù)突狀細(xì)胞NK細(xì)胞CR4 Gp150/95 CD11C/CD18 iC3b,C3b,C3dg 中性顆粒細(xì)胞單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞,血小板一、CR1(CD35) CR1作為免疫粘附(immune adherent,IA)受體,引起免疫粘
55、附現(xiàn)象,主要免疫功能為:(1) 中性粒細(xì)胞,單核,巨噬細(xì)胞上的CR1,可與結(jié)合在細(xì)菌或病毒上的C3b結(jié)合,促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬作用。(2) 促進(jìn)兩條激活途徑中的C3轉(zhuǎn)化酶的滅活。(3) 作為I因子的輔助因子,促使C3b和C4b滅活。(4) CR1在體內(nèi)有運(yùn)送免疫復(fù)合物的作用。(5) B淋巴細(xì)胞膜上的CR1與CR2協(xié)同作用下,可促進(jìn)B細(xì)胞活化。二、CR2(CD21)CR2是B細(xì)胞上的EB病毒受體,推測(cè)與二次抗體應(yīng)答有關(guān)。三、CR3(CD11b/CD18) CR3與吞噬功能密切相關(guān),亦稱為iC3b受體。四、CR4(gp150/95,CD11c/CD18)中性粒細(xì)胞,單核-巨噬細(xì)胞高度表達(dá)受體,與吞噬
56、功能有關(guān)。第四節(jié) 補(bǔ)體的生物學(xué)活性補(bǔ)體系統(tǒng)是人和某些動(dòng)物種屬,在長(zhǎng)期的種系進(jìn)化過(guò)程中獲得的非特異性免疫因素,大多補(bǔ)體系統(tǒng)激活時(shí)產(chǎn)生的各種活性物質(zhì),發(fā)揮著多種生物學(xué)作用。補(bǔ)體成分及其裂解產(chǎn)物的活性補(bǔ)體成分或裂解產(chǎn)物 生物活性 作用機(jī)制C5-C9C3bC3bC1,C4C2aC3a,C5aC3a,C5a 細(xì)胞毒作用(zuyng),溶菌,殺菌作用調(diào)理(tio l)作用免疫(miny)粘附作用中和病毒作用補(bǔ)體激肽過(guò)敏毒素趨化因子 嵌入細(xì)胞膜的雙磷脂分子層中,使細(xì)胞膜穿孔,細(xì)胞內(nèi)容物滲漏。與細(xì)菌或細(xì)胞結(jié)合使之易被吞噬。與抗原抗體復(fù)合物結(jié)合后,粘附于紅細(xì)胞或血小板,使復(fù)合物易被吞噬。增強(qiáng)抗體的中和作用,或直
57、接中和某些RNA腫瘤病毒。增強(qiáng)血管透性。與肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞結(jié)合后,釋放出組胺等介質(zhì),使毛細(xì)血管擴(kuò)張。借其梯度濃度吸引中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞。一、細(xì)胞毒素及溶菌殺菌作用補(bǔ)體能溶解紅細(xì)胞、白細(xì)胞及血小板等。補(bǔ)體還能溶解殺傷某些革蘭氏陰性菌(霍亂弧菌),沙門氏菌,嗜血桿菌)。二、調(diào)理作用補(bǔ)體裂解產(chǎn)物C3b與細(xì)菌或其他顆粒結(jié)合,可促進(jìn)吞噬細(xì)胞的吞噬稱為調(diào)理作用。三、免疫粘附作用免疫復(fù)合物激活補(bǔ)體之后,可通過(guò)C3b而粘附到表面有C3b受體的紅細(xì)胞,血小板或某些淋巴細(xì)胞上,形成較大的聚合物,有助于被吞噬清除。四、中和及溶解病毒作用補(bǔ)體可明顯增強(qiáng)抗體對(duì)病毒的中和作用,阻止病毒對(duì)宿主細(xì)胞的吸附和穿入。五、
58、炎癥介質(zhì)作用 炎癥也是免疫防御反應(yīng)的一種表現(xiàn):(一)激肽樣作用 C2a能增加血管通透性,引起炎癥性充血。(二)過(guò)敏毒素作用C3a,C5a均有過(guò)敏毒素作用,可使肥大細(xì)胞或嗜堿性粒細(xì)胞釋放組胺引起血管擴(kuò)張,增加毛細(xì)血管通透性,以及使平滑肌收縮。(三)趨化作用 C5a能吸引具有C5a受體的吞噬細(xì)胞,到補(bǔ)體被激活的部位。第五節(jié) 血清補(bǔ)體水平與疾病人血清補(bǔ)體含量相對(duì)穩(wěn)定,只有患某些疾病(jbng)時(shí),血清補(bǔ)體總量或各成分含量才可能發(fā)生變動(dòng),惡性腫瘤等少數(shù)疾病的人血清(xuqng)補(bǔ)體總量較正常人高2-3倍。血清(xuqng)補(bǔ)體總量低于正常值者,稱為低補(bǔ)體血癥,原因?yàn)椋海?) 補(bǔ)體成分的大量消耗(血清病
59、,腎小球炎,免疫性溶血性貧血,類風(fēng)濕)(2) 補(bǔ)體大量丟失(外傷,手術(shù)的失血)(3) 補(bǔ)體合成不足(肝病人)。第五章 細(xì)胞因子第一節(jié) 細(xì)胞因子的概述一、細(xì)胞因子的概念機(jī)體的免疫細(xì)胞和非免疫細(xì)胞能合成和分泌小分子的多肽類因子,它們能調(diào)節(jié)多種細(xì)胞生理功能,稱為細(xì)胞因子(Cytokines)。細(xì)胞因子包括淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的淋巴因子和單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的單核因子等。研究細(xì)胞因子有助于闡明分子水平的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制,有助于疾病的預(yù)防、診斷和治療,特別是利用細(xì)胞因子治療腫瘤、感染、造血功能障礙以及自身免疫病等已收到初步療效,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。 二、細(xì)胞因子的種類(一) 白細(xì)胞介素(interleukin,IL
60、)將介導(dǎo)白細(xì)胞間相互作用的一些細(xì)胞因子命名白細(xì)胞介素(IL)。許多IL不僅介導(dǎo)白細(xì)胞相互作用,還參與其它細(xì)胞的相互作用,如:造血干細(xì)胞,血管內(nèi)皮細(xì)胞,纖維母細(xì)胞,神經(jīng)細(xì)胞,成骨和破骨細(xì)胞的相互作用。目前已發(fā)現(xiàn)IL-1,IL-2,IL-315,有15種以上。白細(xì)胞介素的主要作用是:1. 促使T和B細(xì)胞增殖和分化;2. 增強(qiáng)NK細(xì)胞以及單核細(xì)胞的殺傷活性;3. 刺激造血細(xì)胞參與炎癥反應(yīng);4. 誘導(dǎo)抗體的產(chǎn)生;5. 促進(jìn)血小板的生成等(二) 集落刺激因子(colony stimulating factor,CSF)一些細(xì)胞因子可刺激不同的造血干細(xì)胞在半固體培養(yǎng)基中形成細(xì)胞集落,被稱為集落刺激因子(C
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