免疫毒理-第五版課件

免疫毒理學(xué)

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免疫毒理學(xué)（immunotoxicology）是研究外源化學(xué)物和物理因素等對(duì)機(jī)體免疫系統(tǒng)的損害作用、生物學(xué)機(jī)制及其危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)與管理，在免疫學(xué)和毒理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門毒理學(xué)分支學(xué)科。定義的提出

1984年，國(guó)際化學(xué)品安全規(guī)劃署（IPCS）和歐共體委員會(huì)（CEC）共同組織了“免疫系統(tǒng)是毒物損傷的靶”的研討會(huì)，會(huì)議對(duì)免疫毒理學(xué)進(jìn)行了上述定義，并達(dá)成共識(shí)。會(huì)議提出了免疫毒性評(píng)價(jià)必不可少的兩個(gè)步驟：※藥物和化學(xué)物對(duì)免疫系統(tǒng)毒性的鑒定

※免疫毒性的危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)2整理版ppt

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)概述3整理版ppt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。4整理版ppt免疫系統(tǒng)可以識(shí)別自身和非己抗原，對(duì)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。

5整理版ppt（一）免疫器官和組織6整理版ppt骨髓：B淋巴細(xì)胞發(fā)育成熟的場(chǎng)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αβ+T細(xì)胞發(fā)育的場(chǎng)所。胸腺基質(zhì)細(xì)胞與胸腺細(xì)胞的相互作用，對(duì)T細(xì)胞的發(fā)育是至關(guān)重要的。7整理版ppt脾臟

T：35%、B：55%

Mφ：10%淋巴結(jié)

T：75%、B：25%

8整理版ppt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(wú)包膜的淋巴組織。

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：αβ+T細(xì)胞——特異免疫應(yīng)答；

γδ+T細(xì)胞——固有免疫應(yīng)答9整理版ppt（二）免疫細(xì)胞免疫細(xì)胞（immunocyte）廣義地指對(duì)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。

10整理版ppt1．免疫活性細(xì)胞

（immunoconpetentcell,ICC）指能識(shí)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。11整理版ppt淋巴細(xì)胞（Lymphocyte）

分B細(xì)胞和T細(xì)胞，分別來(lái)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）12整理版ppt13整理版ppt人類T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+、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.14整理版pptB淋巴細(xì)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(lái)于骨髓淋巴樣干細(xì)胞，無(wú)smIg表達(dá)，CD19+無(wú)smIg表達(dá)，但胞漿中出現(xiàn)鏈，同時(shí)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(wú)免疫應(yīng)答功能smIgM同自身抗原結(jié)合可產(chǎn)生抑制信號(hào)，導(dǎo)致自身反應(yīng)性B細(xì)胞處于無(wú)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15整理版ppt16整理版ppt主要抗原呈遞細(xì)胞的比較APC主要特征分布簡(jiǎn)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（accessorycell，A細(xì)胞）

在免疫應(yīng)答中呈遞抗原，又稱抗原呈遞細(xì)胞（antigenpresentingcell；APC），主要有樹突細(xì)胞（DC）、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。B細(xì)胞是抗原特異性呈遞細(xì)胞。

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掃描電鏡顯示：在感染早期，M伸出長(zhǎng)長(zhǎng)的偽足去捕獲細(xì)菌M吞噬處理入侵細(xì)菌及提呈抗原的機(jī)制18整理版ppt來(lái)源：骨髓。

分布：外周血和淋巴組織。

標(biāo)志：CD16、CD56。

特征：胞漿中含豐富的嗜天青顆粒，又稱大顆粒細(xì)胞。

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(guò)程中發(fā)揮作用。其殺傷作用無(wú)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，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19整理版ppt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：IgGFc受體，包括高親和力的FcεRI、中親和力的FcεRII和低親和力的FcεRIII。

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)。20整理版ppt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(lái)的抗原性異物通過(guò)巨噬細(xì)胞的捕獲、加工和處理后，與胞內(nèi)合成的MHC-1/II類分子形成抗原肽－MHC分子復(fù)合物，并被呈遞到細(xì)胞膜表面，被TCR識(shí)別的作用。具有此作用的細(xì)胞叫抗原呈遞細(xì)胞（antigenpresentingcell,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(hào)。3、抗腫瘤作用：Mφ被某些細(xì)胞因子如IFN-γ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。21整理版ppt（三）免疫分子免疫球蛋白（immunoglobulin；Ig）補(bǔ)體（complement；C‘）細(xì)胞因子（cytokine；CK）HLA分子22整理版ppt二、免疫應(yīng)答過(guò)程及其病理反應(yīng)免疫應(yīng)答（immuneresponse）是機(jī)體非特異性和特異性的識(shí)別并排除異己成分以維持自身穩(wěn)定的全過(guò)程，因而免疫應(yīng)答是整個(gè)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)T／B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(huì)導(dǎo)致病理性損傷。23整理版ppt（一）免疫應(yīng)答的三個(gè)階段

1.啟動(dòng)階段指T細(xì)胞或B細(xì)胞對(duì)APC呈遞的抗原識(shí)別階段。主要包括抗原呈遞、T細(xì)胞對(duì)抗原和MHC的識(shí)別、B細(xì)胞雙識(shí)別、T細(xì)胞活化的雙信號(hào)和B細(xì)胞活化的雙信號(hào)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)24整理版ppt（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(guò)度的或不適當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)狀態(tài)。過(guò)度的或不適當(dāng)?shù)拿庖邞?yīng)答可導(dǎo)致機(jī)體各種病理?yè)p害，有關(guān)的疾病主要有超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病等。25整理版ppt1.超敏反應(yīng)指機(jī)體再次接觸同一抗原時(shí)所發(fā)生的不同形式的免疫病理?yè)p害過(guò)程。超敏反應(yīng)的發(fā)生往往取決于外來(lái)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26整理版pptComparisonofhypersensitivityreactions27整理版ppt28整理版pptI型超敏反應(yīng)的基本過(guò)程29整理版ppt30整理版ppt31整理版ppt32整理版ppt33整理版pptTypeIVhypersensitivitythethreeforms34整理版ppt2.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(duì)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?yè)p害甚至導(dǎo)致疾病的過(guò)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35整理版ppt第二節(jié)免疫毒性作用及其機(jī)制外源化學(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(guò)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(duì)抗原產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)膽?yīng)答，即過(guò)高或過(guò)低的應(yīng)答，或?qū)ψ陨砜乖膽?yīng)答，都會(huì)導(dǎo)致免疫病理過(guò)程，發(fā)展為免疫性疾病。應(yīng)答過(guò)低可引起免疫抑制(immunosuppression)，使宿主對(duì)病原體或腫瘤的易感性增加，嚴(yán)重時(shí)表現(xiàn)為免疫缺陷；應(yīng)答過(guò)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(duì)免疫系統(tǒng)的影響常常是復(fù)雜的。

36整理版ppt一、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)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。37整理版ppt外源化學(xué)物對(duì)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-κB）或活化的T細(xì)胞核因子（NF-AT）是免疫應(yīng)答過(guò)程中重要的免疫調(diào)節(jié)因子。外源化學(xué)物還可以通過(guò)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38整理版ppt二、超敏反應(yīng)外源化學(xué)物引起的超敏反應(yīng)同樣涉及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ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，可來(lái)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)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)39整理版ppt三、自身免疫很多能誘發(fā)Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ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(duì)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(duì)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）影響正常免疫調(diào)節(jié)功能，如激活對(duì)自身抗原處于耐受態(tài)的T細(xì)胞，或通過(guò)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40整理版ppt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(shí)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(huì)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(shí)或永久性地?fù)p傷機(jī)體的免疫系統(tǒng)。41整理版ppt第三節(jié)免疫毒性作用的試驗(yàn)方法與評(píng)價(jià)一、檢測(cè)方案（一）美國(guó)NTP推薦的嚙齒類動(dòng)物（多用雌性小鼠）免疫毒性檢測(cè)方案（二）WHO推薦的人群免疫毒性檢測(cè)方案（三）美國(guó)FDA/CDER的新藥免疫毒理學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范42整理版ppt美國(guó)NTP推薦的小鼠免疫毒性檢測(cè)方案（USNTP,1988）

檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)內(nèi)容篩選（一級(jí)）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)體液免疫對(duì)T淋巴細(xì)胞依賴抗原（RBC）IgM抗體生成細(xì)胞數(shù)對(duì)有絲分裂原LPS的反應(yīng)細(xì)胞免疫對(duì)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(yàn)（二級(jí)）免疫病理脾臟T、B淋巴細(xì)胞數(shù)體液免疫對(duì)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(duì)不同腫瘤和感染因子的抗性（選擇2～3種）43整理版pptWHO推薦的人群免疫毒性檢測(cè)方案（WHO，1992）

檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)內(nèi)容全血細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類體液介導(dǎo)免疫（檢測(cè)一項(xiàng)或多項(xiàng)）對(duì)蛋白抗原的初次抗體反應(yīng)；血清中免疫球蛋白水平（IgM、IgA、IgG、IgE）對(duì)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(duì)回憶抗原的增殖反應(yīng)。細(xì)胞免疫用試劑盒檢測(cè)皮膚遲發(fā)型過(guò)敏反應(yīng)對(duì)蛋白抗原（KLH）的初次DTH反應(yīng)對(duì)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(duì)過(guò)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(cè)

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(cè)44整理版ppt美國(guó)FDA/CDER的新藥免疫毒理學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范(2002)

提出要考慮藥物對(duì)免疫系統(tǒng)五個(gè)方面的影響，除了免疫抑制、超敏反應(yīng)和自身免疫外，還有免疫原性（immunogenecity）和不良免疫刺激（adverseimmunostimulation）。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(duì)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(diǎn)和具體情況靈活選擇合適的參數(shù)項(xiàng)目和評(píng)價(jià)。45整理版ppt二、檢測(cè)方法

（一）免疫病理學(xué)檢查

觀察免疫器官的大?。ㄖ亓浚┖痛篌w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(shí)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46整理版ppt（二）免疫功能檢測(cè)

固有性免疫應(yīng)答評(píng)價(jià)

1．NK細(xì)胞活性測(cè)定觀察NK細(xì)胞對(duì)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(cè)同位素鉻標(biāo)記雞紅細(xì)胞（51Cr-cRBCs）吞噬法

炭粒廓清試驗(yàn)、巨噬細(xì)胞溶酶