醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)課件：第十五章免疫耐受

免疫耐受Immunetolerance4個概念免疫無應(yīng)答：機體免疫系統(tǒng)對“非己”物質(zhì)產(chǎn)生應(yīng)答并清除，而對“自己”物質(zhì)無應(yīng)答免疫耐受：機體免疫系統(tǒng)天然形成或后天獲得的，對某種抗原后形成的特異性無應(yīng)答狀態(tài)。而對其他抗原的反應(yīng)性正常。免疫缺陷：遺傳或疾病等因素→→→非特異性免疫抑制：使用免疫抑制劑→→→非特異性適應(yīng)性免疫范疇免疫耐受性與免疫抑制的區(qū)別

免疫耐受免疫抑制

immunetoleranceimmunosuppression

形成原因特異性T或B抑制或滅活用人工方法使免疫功能暫時抑制狀態(tài)

對耐受原的需要耐受原的持續(xù)存在無需特異性抗原存在

持續(xù)時間較長時間暫時

對抗原刺激的反應(yīng)性特異性無反應(yīng)性對所有抗原無反應(yīng)性

意義維持自身穩(wěn)定延長移植物存活時間

免疫耐受的意義免疫耐受具有高度特異性，不影響機體對耐受原外的其他抗原的適應(yīng)性免疫應(yīng)答，這一點與免疫抑制或免疫缺陷的對多種抗原的適應(yīng)性免疫應(yīng)答水平下降或缺失不同同一抗原物質(zhì)既可是耐受原，也可是免疫原，取決于一系列影響抗原免疫原性的因素（129頁）——每一疫苗的最佳免疫接種程序都是特定的（206頁）。什么是“自己”物質(zhì)？固有免疫系統(tǒng)無應(yīng)答適應(yīng)性免疫系統(tǒng)耐受固有免疫系統(tǒng)眼里的“自己”固有免疫細胞缺乏識別“自己”物質(zhì)的受體模式識別受體膜型：MR、SR、TLR分泌型：MBL、C反應(yīng)蛋白有限多樣性抗原識別受體：NKT、γδT、B1NK細胞存在抑制性受體（killerinhibitoryreceptor,KIR）來識別“自己”細胞表面的MHCI分子“自己”細胞表面表達有大量補體抑制因子叫免疫無應(yīng)答，而不叫免疫耐受適應(yīng)性免疫系統(tǒng)眼里的“自己”對“自己”物質(zhì)產(chǎn)生免疫耐受，移植不排斥1945，Owen發(fā)現(xiàn)的異卵雙生胎牛形成的紅細胞嵌合體（chimeras），互不排斥出生后皮膚移植亦不排斥，但移植無關(guān)小牛皮膚則排斥這種耐受具有特異性怎么形成的？假說：胚胎期接觸了同種異型抗原在胚胎期人工誘導(dǎo)的免疫耐受1953，Nature，Medawar等將一成年A系公鼠的組織混合物（睪丸、腎、脾）制備的懸液（包括小塊組織，分離的細胞和細胞碎片）接種在6只CBA（近交系）系胚鼠(15-16天)體內(nèi)（書上錯誤），出生5只出生后8周，3/5實驗組CBA系鼠（一公兩母）接受A系鼠的植皮，無急性排斥反應(yīng)5天后，1號再次接受A系鼠的植皮，無急性排斥反應(yīng)，75天后開始出現(xiàn)排斥現(xiàn)象，移植的A系鼠皮膚一共活了91天另2只可能未成功接種正常植皮的排斥反應(yīng)2-3天后明顯可見，11天左右移植的皮膚完全死亡為什么移植的A系鼠皮膚最后還是死了？是CBA系鼠免疫系統(tǒng)主動耐受還是移植的A系鼠皮膚無免疫原性？2、3號分別在初次移植后77天和101天接受了“被A系小鼠皮膚免疫過的同系CBA小鼠的淋巴結(jié)懸液”的腹腔注射14天后初次移植的A系鼠皮膚死亡說明開始的耐受不是因為A系鼠皮膚沒有免疫原性，而是CBA系鼠免疫系統(tǒng)的主動耐受這種主動耐受是特異性的嗎？被人工誘導(dǎo)對A系鼠皮膚耐受的CBA系鼠對AU系鼠的皮膚反應(yīng)正常，11天后移植的AU系小鼠皮膚壞死，說明受者CBA系鼠的免疫應(yīng)答正常，其胚胎期被誘導(dǎo)的對A系鼠的免疫耐受是特異性的這種耐受能遺傳嗎？1、2、3號小鼠的生殖系統(tǒng)未受影響，兄妹交配后，2只母鼠分別產(chǎn)了6、8只仔鼠成年后，各取2只，移植A系鼠皮膚11天后，移植物壞死不能遺傳驗證了Owen的發(fā)現(xiàn)，在胚胎期時，可人工誘導(dǎo)其對“非己”抗原產(chǎn)生特異性耐受，也就是說，把其當成了“自己”物質(zhì)人工誘導(dǎo)新生期小鼠免疫耐受A：白色CBA：野生色注：此圖非PeterBrianMedawar于1953年發(fā)表在Nature上原文的實驗新生期耐受的維持時間短于胚胎期總結(jié)：適應(yīng)性免疫系統(tǒng)如何區(qū)分“自己”和“非己”

（129頁）凡是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)對其耐受的，都是“自己”物質(zhì)，反之就是“非己”物質(zhì)未成熟淋巴細胞（胚胎期或新生期）接觸過的，無論是外來抗原還是自身抗原，都會形成免疫耐受，其本質(zhì)是淋巴細胞在中樞發(fā)育時的陰性選擇。這種天然免疫耐受長期持續(xù)，不易打破成熟淋巴細胞也可被誘導(dǎo)耐受，但這類后天誘導(dǎo)的免疫耐受維持時間短，易打破為克隆選擇學(xué)說提供了證據(jù)Burnet克隆選擇學(xué)說——胚胎發(fā)育期，未成熟的自身反應(yīng)性淋巴細胞接觸自身抗原后會被克隆清除，從而形成對自身抗原的耐受1960，Burnet和Medawar獲得Nobel醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎那些不再是“自己”的“自己”衰老細胞——紅細胞衰老死亡，唾液酸結(jié)構(gòu)消失，暴露N-乙酰葡糖胺，可被吞噬細胞SR識別吞噬損傷細胞——各種理化因素(如射線、藥物等)可使細胞結(jié)構(gòu)改變，可被吞噬細胞SR識別吞噬，也可誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫應(yīng)答腫瘤或病毒感染細胞——表達新抗原打破的免疫豁免區(qū)——局部免疫抑制狀態(tài)被打破，免疫細胞從未見過——應(yīng)答免疫耐受和免疫應(yīng)答保持平衡對維持免疫自穩(wěn)至關(guān)重要（129頁）人工誘導(dǎo)成年期小鼠后天免疫耐受

注射各種劑量的BSA成年小鼠

低劑量和高劑量均不出現(xiàn)對BSA的抗體應(yīng)答實驗證明，成年鼠也可誘導(dǎo)免疫耐受，但較胚胎期和新生期明顯困難，受抗原因素和機體因素的影響。后天接觸抗原導(dǎo)致的免疫耐受抗原因素抗原劑量抗原水平高時，不僅易誘導(dǎo)效應(yīng)細胞AICD，而且易誘導(dǎo)Treg等抑制性細胞的產(chǎn)生高帶耐受說明記記憶細胞的誘導(dǎo)需要相對較低水平抗原，記憶細胞的誘導(dǎo)都是在免疫應(yīng)答后期抗原被清除得差不多的時候T、B細胞后天免疫耐受的誘導(dǎo)TI-Ag需高劑量才能誘導(dǎo)B細胞耐受，無法誘導(dǎo)T細胞耐受TD-Ag低劑量和高劑量均可誘導(dǎo)耐受低劑量低帶耐受僅使T細胞耐受高劑量高帶耐受可同時使T、B細胞耐受T細胞耐受所需的抗原量比B細胞小得多，且發(fā)生快，持續(xù)時間長（130頁圖15-3）抗原類型及劑型可溶性抗原中非聚合的單體蛋白質(zhì)常為耐受原輔以佐劑不易引起免疫耐受抗原免疫途徑口服＞靜脈注射＞腹腔注射＞肌肉、皮下注射口服易導(dǎo)致“耐受分離”——局部黏膜免疫，全身免疫耐受抗原持續(xù)存在生理——自身抗原反復(fù)刺激，缺少共刺激信號病理——長期感染和腫瘤時，低劑量抗原長期存在易致耐抗原表位特點耐受原表位——誘導(dǎo)Treg細胞活化的抗原表位機體因素年齡及免疫系統(tǒng)發(fā)育狀態(tài)免疫系統(tǒng)發(fā)育不成熟的個體易致耐胚胎期＞新生期＞成年期——誘導(dǎo)耐受所需抗原量逐級增加，而耐受維持時間逐級降低半致死量輻照能模擬新生期狀態(tài)，利于誘導(dǎo)持久免疫耐受——放化療易復(fù)發(fā)，定點放療生理狀態(tài)——使用免疫抑制劑手段可誘導(dǎo)耐受，常用于器官移植遺傳背景與MHC有關(guān)，豚鼠對多糖抗原先天耐受靈長類、有蹄類動物誘導(dǎo)建立耐受性一般需要在胚胎期，而小鼠和大鼠在胚胎期和新生期都能誘導(dǎo)成功生理狀態(tài)下自身免疫耐受的機制中樞耐受——陰性選擇，達到克隆清除特殊的分布和循環(huán)模式——初始T、B細胞在二級淋巴器官中循環(huán)，不被允許滲出到組織中去，接觸不到自身抗原外周耐受——抑制錯誤進入組織中的突破了中樞耐受的自身反應(yīng)性淋巴細胞的活性機體的自身免疫耐受是多層次的，沒有哪個單獨的耐受誘導(dǎo)機制是百分之百有效的。這種多層次機制使得自身免疫病的發(fā)生概率被控制在最小。T細胞的中樞耐受胸腺髓質(zhì)中，未成熟T細胞的TCR若能與mTEC或胸腺DC表面的自身抗原肽-MHC復(fù)合物高親和力結(jié)合，則被克隆清除自身免疫調(diào)節(jié)因子（AIRE）驅(qū)使許多盡在外周表達的組織特異性抗原抗原在mTEC異位表達，可被mTEC遞呈或在mTEC凋亡后由胸腺DC交叉遞呈表達與自身抗原肽-MHC復(fù)合物親和力稍低（高于正常，說明有自身反應(yīng)性）TCR的未成熟T細胞有被誘導(dǎo)成nTreg細胞的傾向mTEC或胸腺DC遞呈了所有自身抗原嗎？B細胞的中樞耐受B細胞耐受是必需的嗎？B細胞耐受將被T細胞耐受所掩蓋——T細胞耐受后，自身反應(yīng)性B細胞無法充分活化產(chǎn)生自身反應(yīng)性抗體人們發(fā)現(xiàn)B細胞有時可以在無T細胞輔助的情況下激活，所以必須有某種機制使B細胞產(chǎn)生耐受B細胞中樞耐受的機制克隆清除至少25%的識別自身抗原的未成熟B細胞克隆啟動了受體編輯下調(diào)BCR表達水平，失能B細胞耐受似乎沒有T細胞耐受那么嚴格，目前對B細胞耐受的研究不如T細胞耐受清楚所有自身反應(yīng)性細胞了被清除了嗎？中樞耐受不是100%可靠的需要進行陰性選擇的未成熟淋巴細胞的數(shù)目是恐怖的（84頁——T：1016；B：1011），對這么多細胞逐個進行選擇是不可能的骨髓和胸腺中自身抗原表達的豐度與外周類似，那些識別外周高豐度表達的自身抗原的細胞被優(yōu)先清除，這樣就盡可能減少了自身反應(yīng)性淋巴細胞進入外周引起自身免疫病的機會攜帶對自身抗原具有低親和力受體或能識別骨髓和胸腺中極罕見或未表達的自身抗原的T、B細胞逃逸中樞耐受的幾率更大失能B細胞也具有潛在的自身反應(yīng)性需要有更多方法來抑制逃逸中樞耐受T/B細胞的活性生理狀態(tài)下外周環(huán)境的特點外周免疫器官中自身抗原的表達水平往往與中樞相似生理狀態(tài)因缺乏固有免疫系統(tǒng)提供的“危險信號”，所以第二信號普遍不足有Treg等抑制性細胞的存在細胞因子水平不高總的來說，與中樞環(huán)境相比變化性更大，所以外周耐受易被打破，導(dǎo)致自身免疫病自身抗原外周免疫耐受形成的機制克隆清除免疫忽視克隆失能免疫調(diào)節(jié)細胞的作用細胞因子的作用免疫豁免區(qū)克隆清除偶爾具有高親和力抗原識別受體的淋巴細胞會從中樞逃逸（不會持續(xù)）自身抗原水平高第二信號不足，被誘導(dǎo)凋亡APC能通過交叉遞呈等方式提供第二信號，由于高水平自身抗原的長期存在，被反復(fù)活化，F(xiàn)as表達量上調(diào)，易通過AICD被清除免疫忽視第一信號不足，不能有效活化自身反應(yīng)性T、B細胞自身抗原水平低抗原識別受體親和力低潛伏的自身反應(yīng)性細胞，可逆轉(zhuǎn)病原體感染、模擬自身抗原→APC活化→共刺激分子表達→誘導(dǎo)自身免疫應(yīng)答（打破耐受）克隆失能——正常水平第一信號在外周，自身反應(yīng)性T/B細胞常以克隆失能的狀態(tài)存在T細胞克隆失能→易凋亡，被克隆清除Th：iDC能提呈自身抗原，但低表達第二信號分子CTL：組織細胞能通過MHCI提呈自身抗原，但不表達第二信號分子B細胞失能——高表達Fas，故易凋亡自身TD抗原特異性T細胞無法接觸或失能時，對應(yīng)的B細胞失能可溶性抗原通常以單體形式存在，不易使BCR交聯(lián)，所以當B細胞長期暴露于可溶性抗原時，易導(dǎo)致B細胞失能免疫調(diào)節(jié)細胞的作用Treg——CD4+CD25+FoxP3+（91頁）自然調(diào)節(jié)性T細胞（nTreg）——胸腺中誘導(dǎo)誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)性T細胞（pTreg）——外周中誘導(dǎo)依賴細胞接觸（nTreg）和細胞因子（pTreg）→抑制DC成熟、抑制Th1、CTL功能Treg↓→失去抑制→自身免疫病Treg功能transcriptionfactorApproximately5–10%ofperipheralCD4T-cellpopulationBymeansofgranzymeandperforinCTLA-4mediatedinhibitionTreg的旁觀者效應(yīng)nTreg抑制T細胞在外周的自身反應(yīng)性細胞因子的作用低濃度細胞因子→自身反應(yīng)性T/B有限增殖→維持外周淋巴細胞庫容→免疫耐受高濃度細胞因子→自身反應(yīng)性T/B大量增殖→外周淋巴細胞庫容擴大→打破免疫耐受→自身免疫病免疫豁免部位的耐受機制：屏障作用免疫偏離FasLTGF-β（抑制性細胞因子）PD-1（抑制性共刺激分子）HLA-G（抑制性MHC分子，胎盤）化學(xué)物質(zhì)（胎盤）腦、眼前房、睪丸、胎盤等，通常不誘導(dǎo)移植排斥，所以角膜移植成功率高。但可因為外傷、感染等引起自身免疫病或流產(chǎn)生發(fā)中心內(nèi)B細胞耐受的維持B細胞接受抗原刺激后進入生發(fā)中心暗區(qū)進行增殖并發(fā)生體細胞高頻突變，而后進入明區(qū)。此時的B細胞及易凋亡，需要從FDC和Th那里分別獲得第一信號和第二信號才能存活。第一信號FDC高表達FcR和CR（113頁），只富集被調(diào)理過的抗原，而自身抗原通常沒有被調(diào)理過，所以高頻突變后能識別自身抗原的B細胞克隆因為無足夠第一信號都凋亡了。并且此時的B細胞不僅要求其BCR必須同抗原發(fā)生交聯(lián)，而且其共受體中的CD21也必須與調(diào)理抗原的補體片段相結(jié)合，進一步明確了只有能識別“異己”抗原（被調(diào)理過）的B細胞才能生存。