导图社区 医学免疫学
这是一篇关于第九版医学免疫学全书的思路梳理,介绍详细,描述全面,希望对感兴趣的小伙伴有所帮助!
编辑于2023-11-29 22:51:38医学免疫学
第一章.免疫学概论
免疫系统的组成和基本功能
组成
基本功能
免疫防御
防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体
过低或缺如
免疫缺陷病
过高
超敏反应
免疫监视
随时发现和清除体内出现的“非己”成分
功能低下
肿瘤
免疫自稳
通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要机制来达到机体内环境的稳定
免疫耐受打破
自身免疫病
过敏性疾病
免疫应答的种类
固有免疫
又称先天性免疫或非特异性免疫
适应性免疫
又称获得性免疫或特异性免疫
免疫学发展简史
中国是最早接种人痘苗的国家
英国Edward Jenner(詹纳)最早接种牛痘苗,开创人工免疫的先河
鸡的囊上腔富含B淋巴细胞,切除可导致抗体产生缺陷
第⼆章.免疫器官和组织
免疫器官
中枢免疫器官
骨髓
分类
红骨髓
有造血功能
黄骨髓
脂肪细胞,没有直接造血功能
功能
各类血细胞和免疫细胞发生的场所
B细胞和NK细胞分化成熟的场所
体液免疫应答发生的场所
胸腺
结构
皮质
深皮质区
浅皮质区
胸腺抚育细胞
髓质
胸腺小体(胸腺结构的重要特征)
组成
胸腺细胞
胸腺基质细胞
胸腺上皮细胞
巨噬细胞
树突状细胞
成纤维细胞
微环境
组成
胸腺基质细胞
细胞外基质
局部活性因子
作用方式
分泌细胞因子和胸腺肽类分子
细胞--细胞间相互作用
意义
决定T细胞分化、增殖和选择性发育的重要条件
功能
T细胞分化成熟的场所
免疫调节作用
细胞因子和胸腺肽类分子
自身免疫耐受的建立与维持
T细胞的阴性选择作用,除去自身免疫的T细胞
外周免疫器官
淋巴结
结构
皮质
浅皮质区
B细胞定居
淋巴小结
生发中心
初级次级淋巴滤泡
深皮质区
T细胞定居
高内皮 微静脉HEV
髓质
髓索
B细胞和浆细胞
髓窦
巨噬细胞
功能
T细胞和B细胞定居的场所
免疫应答场所
过滤作用
参与淋巴细胞再循环
脾
结构
外层结缔组织被膜,向内伸展成小梁
实质
红髓
脾索
脾血窦
白髓
动脉周围淋巴鞘
T细胞区,相当于胸腺依赖区
脾小结
B细胞区
边缘区
中央动脉在此处膨大成边缘窦,是淋巴细胞由血液进入淋巴组织的重要通道
功能
T细胞和B细胞定居场所
免疫应答发生的场所
合成生物活性物质
过滤作用
皮肤相关淋巴组织
黏膜相关淋巴组织MALT
组成
肠相关淋巴组织
派尔集合淋巴结
小肠黏膜淋巴滤泡组织
M细胞
上皮内淋巴细胞
鼻相关淋巴组织
韦氏环
支气管相关淋巴组织
生殖道相关的淋巴组织
功能和特点
行使黏膜局部免疫应答
参与黏膜局部免疫应答
与肠道正常菌群相互作用,维持肠道自稳
产生分泌型lgA
lgA是唯一一种不被肠道的酶消化的蛋白
发布
胃肠道
呼吸道
泌尿生殖道
免疫组织
呼吸道
胃肠道
泌尿生殖道
免疫细胞
固有免疫细胞
再生免疫细胞
免疫分子
分泌型免疫分子
膜型免疫分子
淋巴循环归巢与再循环
淋巴细胞归巢
从血液向外周免疫器官迁移
归巢受体
淋巴细胞再循环
血液-淋巴结循环
血液-脾循环
组织-淋巴结循环
淋巴细胞再循环的意义
使淋巴细胞在外周免疫器官和组织分布更为合理
使淋巴细胞不断的从淋巴池中得到新的淋巴细胞的补充
有助于增加TB和记忆细胞与抗原和APC接触的机会
使机体所有免疫器官和组织联系成-一个有机的整体
第三章.抗原
抗原
定义
抗原(antigen,缩写Ag)是指能引起抗体生成的物质,是任何可诱发免疫反应的物质。
特性
免疫原性
能引起免疫应答的性能
免疫反应性
与其所诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞特异性结合的能力
分类
根据诱生抗体是否需要Th细胞参与
TI-Ag
有重复B细胞表位
无需T细胞辅助
没有MHC限制性
激活B1细胞
体液免疫
IgM
没有免疫记忆性
TD-Ag
B细胞和T细胞表位
需要T细胞辅助
有MHC限制性
体液免疫和细胞免疫
激活B2细胞
IgM IgG IgA
有免疫记忆性
根据抗原与机体的亲缘关系分类
异嗜性抗原
异种抗原
同种异型抗原
自身抗原
独特型抗原
根据抗原递呈细胞内抗原的来源分
内源性抗原
外源性抗原
适应性免疫应答的抗原特异性
免疫原性特异性
抗原淋巴细胞
抗原性特异性
淋巴细胞-抗原
完全抗原与半抗原
区别在于有没有免疫原性
半抗原-载体效应
半抗原+蛋白质=完全抗原
抗原的性质与分子结构基础
抗原表位(抗原决定簇)
T细胞表位
TCR识别
降解加工后才能被识别
线性决定簇
任意位置
必须有MHC分子参与
B细胞表位
BCR识别
直接识别
构象或者线性决定簇
抗原分子表面
无需MHC分子参与
共同抗原表位与交叉反应
影响抗原免疫原性的因素
抗原分子的理化与结构性质-
异物性
是否是异物取决于胚胎时期是否接触过
化学属性
分子量
分子结构
分子构象
易接近性
宿主的特征
遗传因素
年龄性别与健康状态
抗原进入机体的方式
剂量
进入机体的途径
频率
免疫佐剂
第四章.抗体
概念
是介导体液免疫的重要效应分子,是免疫系统在抗原刺激下,是B细胞或记忆性B细胞增殖分化成的浆细胞所产生的、可与相应抗原发生特异性结合的免疫球蛋白(Ig)
基本结构
重链(H)和轻链(L)
V区
主要功能:结合和识别特异性
介导功能:中和外毒素;阻断病原入侵;B细胞膜上的lg构成B细胞的抗原识别受体
C区
激活补体IgM,lgG1,IgG3
结合细胞表面Fc受体,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用;介导1型超敏反应结合细胞表面Fc受体
穿过胎盘和黏膜
lgG是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白
铰链区
位于CH1和CH2间,含有丰富脯氢酸
易被蛋白酶水解;易伸展弯曲;暴露补体结合位点
lgM和lgE无铰链区
二硫键
辅助成分
J 链
由浆细胞合成
富含半胱氨酸
功能:将单体Ab分子连接为二聚体或多聚体:二聚体lgA;五聚体IgM
lgG,lgD, lgE 常为单体,无J链
分泌片
是分泌性IgA分子上的辅助成分
由黏膜上皮细胞合成和分泌,并结合于lgA二聚体成为分泌性lgA
作用
保护SIgA的铰链区免受蛋白水解酶降解的作用
介导SIgA二聚体从黏膜下通过黏膜上皮细胞转运到黏膜表面
水解片段
木瓜蛋白酶水解片段
将Ab水解为2个Fab和1个Fc
胃蛋白酶水解片段
将Ab水解为1个F (ab') 2片段和多个小片段pFc
免疫原性
同种性
是同一种属所有个体Ab分子共有的抗原特异性标志,为种属型标志,存在于Ab的C区
同种异型
是同一种属不同个体间Ab分子所具有的不同抗原特异性标志,个体型标志,存在于Ig的C区
分类与分型
lgG
占血清总lg的75%~80%,在血清和胞外液中含量最高
体内抗感染的主要抗体
唯一能通过胎盘的抗体
IgM
占血清免疫球蛋白总量的5%~10%
存在形式
膜结合型mIgM为单体IgM
分泌型sIgM为五聚体IgM
天然的血型抗体为lgM
个体发育过程中最早出现
lgA
存在形式
血清型:单体,无分泌片,占血清免疫球蛋白总量的10%~15%
分泌型:二聚体,含分泌片,由」链连接,肠道、呼吸道、乳腺、唾液腺和泪腺等是sIgA合成和分泌部位
功能
sIgA是外分泌液中的主要抗体类别
sIgA在局部抗感染中发挥重要作用
是一种重要的自然被动免疫,婴儿可从母亲初乳中获得slgA
新生儿易患呼吸道、胃肠道感染可能与sIgA 合成不足有关
lgD
在血清中的含量很低
存在形式
血清型lgD
膜结合型lgD(mlgD)
B细胞分化发育成熟的标志
易被蛋白酶水解
铰链区长
IgE
正常人血清中含量最少的lg
主要由黏膜下淋巴组织中的浆细胞分泌
可与肥大细胞、嗜碱性粒细胞上的高亲和力FceRI结合,引起型I型超敏反应
重要特征为亲细胞抗体
可能与机体抗寄生虫免疫有关
抗体的制备与应用
多克隆抗体
单克隆抗体
基因工程抗体
第五章.补体系统
概念
补体系统包括30余种组分,广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面,是一个具有精密调控机制的蛋白质反应系统。
补体的组成与生物学特性
组成
补体的固有成分
存在于血浆及体液中、参与补体激活的蛋白质,如B因子、D因子、p因子、MBL
补体调节蛋白
存在于血浆中和细胞膜表面、通过调节补体激活途径中关键酶而控制补体活化强度和范围的蛋白分子。
补体受体CR
存在于不同细胞膜表面、能与补体激活后所形成得活性片段相结合、众导多种生物效应的受体分子
生物学特性
均为糖蛋白
主要由肝细胞和巨噬细胞产生
对热不稳定
代谢率极快,血浆补体每天约有一半被更新
补体激活途径
经典途径
激活物主要是由!gG,或IgM结合膜型抗原或游离抗原所形成的免疫复合物(1C), C1q 识别抗原抗体复合物是该途径的起始步骤。
C3转化酶和C5转化酶分别是C4b2a和C4b2a3b.
其启动有赖于特异性抗体产生,故在感染后期(或恢复期)才能发挥作用,并参与抵御相同病原体再次感染机体
MBL途径
对经典途径和旁路途径具有交叉作用。
激活物非常广泛,主要是多种病原微生物表面的N氨基酸半乳糖或甘露糖,由MBL和FCN等识别。
无需抗体参与即可激活补体,可在感染早期或初次感染中发挥作用。
旁路途径
激活物是细菌、真菌、或病毒感染细胞等,为自发产生的C3b提供反应表面。
C3转化酶和C5转化酶分别是C3bBb和C3bBb3b。
存在正反馈放大环路。
无需抗体存在即可激活补体,故在抗体产生之前的感染早期或初次感染即可发挥作用。
生物功能
细胞毒作用
补体系统激活后,最终在靶细胞表面形成MAC,从而使细胞内外渗透压失衡,导致细胞溶破
调理作用
补体激活产生的C3b、C4b、iC3b 等片段直接结合细菌或其他颗粒物质表面,通过与吞噬细胞表面相应补体受体结合促进吞噬细胞对其吞噬。
炎症介质作用
C5a、 C3a和C4a等均可与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面相应受体结合,触发靶细胞脱颗粒,释放组胺和其他生物活性物质,从而众导局部炎症反应。
清除免疫复合物
C3b与免疫复合物(IC)结合, 同时黏附于CR1+红细胞、血小板,从而将IC运送至肝脏和脾脏被巨噬细胞吞噬、清除,此作用被称为免疫黏附。
补体与疾病的关系
遗传性补体缺损相关的疾病
遗传性补体缺损相关的疾病:多为常染色体隐性遗传。由于补体成分缺损,致使补体系统不能被激活,导致患者对病原体易感,同时由于体内免疫复合物清除障碍而易患相关的自身免疫病。
补体与感染性疾病
某些微生物与C3b、iC3b、 C4b 等补体片段结合,通过CR1、CR2 而进入细胞,使感染播散。
某些微生物可以补体受体或补体调节蛋白作为其受体而侵入细胞
某些微生物感染机体后,能产生一些与补体调节蛋白功能相似的蛋白抑制补体活化,从而逃避机体补体系统的攻击
补体与炎症性疾病
补体本系统激活后会产生炎症因子,参与炎症反应。
补体系统通过与凝血系统、激肽系统和纸溶系统间的相互作用,并与TNF-a、PAF、IL-1、 IL-6、 IL-8 等细胞因子彼此协同或制约,在体内形成极为复杂的炎症介质网络,扩大并加剧炎症反应,从而参与多种感染和非感染性炎症疾病的病理过程。
第六章.细胞因子
概念
免疫细胞及组织细胞分泌的在细胞间发挥相互调控作用的一类小分子可溶性蛋白质,通过结合相应受体调节细胞生长分化和效应,调控免疫应答,在一定条件下也参与炎症等多种疾病的发生。
细胞因子的共同特点
基本特征
小分子可溶性蛋白质,多为糖蛋白.
高效性,一般在较低浓度下即有生物学活性
通过结合细胞表面相应受体发挥生物学效应
可诱导产生,且合成具有自限性
半衰期短
效应范围小,绝大多数为近距离发挥作用
细胞因子的作用方式
自分泌
旁分泌
内分泌
细胞因子的功能
多效性
重叠性
协同性
拮抗性
网络性
细胞因子的分类
白细胞介素IL
由白细胞产生又在白细胞间发挥调节作用,临床上常用于增强免疫力及抗感染抗肿瘤治疗
集落刺激因子CSF
指能够刺激多能造血干细胞和不同分化阶段的造血祖细胞分化、增殖的细胞因子
干扰素IFN
I型
由病毒感染的细胞、pDC细胞产生
II型
活化的T细胞和NK细胞产生
III型
DC细胞产生
具有抗病毒、抗细胞增殖、抗肿瘤和免疫调节的作用
肿瘤坏死因子家族TNF
α
活化的单核巨噬细胞产生
β
活化的T细胞
调节免疫应答、杀伤靶细胞和诱导细胞凋亡
生长因子GF
促进相应细胞生化和分化的细胞因子
趋化因子CK
具有趋化功能的细胞因子,几乎所有的趋化因子都含有由2对或1对保守的半胱氨酸残基形成的分子内二硫键
细胞因子受体
均为均为跨膜分子,由胞膜外区、跨膜区和胞质区组成,具有一般膜受体的特性
I型
II型
肿瘤坏死因子受体家族
免疫球蛋白超家族受体
IL-17受体家族
趋化因子受体家族
细胞因子的免疫学功能
调控免疫细胞的发育、分化
调控免疫细胞在外周免疫器官的发育、分化、活化和功能
调控免疫细胞在中枢器官的发育、分化
调控机体的免疫应答
抗肿瘤
诱导细胞凋亡
抗感染作用
抗菌免疫
抗病毒免疫
细胞因子与临床
细胞因子风暴
致热与炎症病理损害
肿瘤的发生及免疫逃逸
免疫系统相关疾病
超敏反应
自身免疫病
免疫缺陷病
器官移植排斥反应
代谢性疾病
第七章.白细胞分化抗原和黏附分子
人白细胞分化抗原
主要指造血干细胞在分化为不同谱系、各个细胞谱系分化不同阶段成熟细胞活化过程中,细胞表面表达的标记分子。(也分布于多种细胞的细胞表面上)
分化群
国际专门]命名机构以单克隆抗体鉴定为主要方法,将来自不同实验室的单克隆体所识别的同- -种分化抗原归为同一个分化群。
分类(按功能)
黏附分子
共刺激分子、归巢受体、血管地址素
抗体+黏附分子
受体
特异性识别抗原的受体及其共受体、模式识别受体、细胞因子受体、补体受体、NK细胞受体、IgFc受体
黏附分子
免疫球蛋白超家族
参与淋巴细胞的抗原识别,免疫细胞间相互作用,并参与细胞的信号转导。
IgSF黏附分子在免疫细胞膜分子中最为庞大,配体多为IgSF黏附分子和整合素
整合素家族
主要介导细胞与细胞外基质的黏附,是细胞得以附着形成整体
结构:阿尔法和贝塔两条链经非共价键连接组成的异二聚体
组成:至少有18种阿尔法亚单位和8种贝塔亚单位,以贝塔亚单位的不同将整合素家族分为8个组。
分布:在体内广泛分布(白细胞黏附受体组主要分布于白细胞)
选择素家族
在白细胞与内皮细胞黏附、炎症发生以及淋巴细胞归巢中发挥作用
基本结构: C型凝集素结构域(结合某些碳水化合物,是选择素与配体结合的部位)、表皮生长因子样结构域(维持选择素分子的构象)和补体调节蛋白结构域
组成
L选择素
分布在白细胞,活化后下调
功能: 白细胞与内皮细胞黏附,参与炎症、淋巴细胞归巢到外周淋巴结和派尔集合淋巴结
P-选择素
分布在血小板、巨核细胞、活化内皮细胞
功能:白细胞与内皮细胞的黏附,参与炎症
E-选择素
分布在活化内皮细胞
功能:白细胞与内皮细胞黏附,参与炎症
钙黏蛋白家族
是同亲型结合、钙离子依赖的细胞黏附分子,对胚胎发育中的细胞识别、迁移和组织分化以及成体组织器官构成具有重要作用
分子结构:由单糖链蛋白,由胞质区,跨膜区,胞膜外区组成
家族组成
E-cadherin、 N-cadherin、 P-cadherin。 (E: 上皮N:神经 P:胎盘)
识别的配体:以独特的方式互相作用,其配体是与自身相同的钙黏蛋白分子。
功能
参与兔疫细胞之间的相互作用和活化
参与炎症过程中白细胞与血管内皮细胞之间的黏附
参与淋巴细胞归巢
参与细胞的发育,分化,附着和移动
参与多种疾病的发生
白细胞分化抗原及其单克隆抗体的临床应用
疾病预防和治疗: mAb作为免疫抑制剂在临床上用于防治移植排斥反应
疾病诊断:正常人外周血CD4+T细胞绝对数在500个/微升以上,当HIV感染患者CD4+T细胞降至200个/微升以下时,则为发病先兆
第八章.主要组织相容性复合体
主要组织相容性复合体(MHC/HLA复合体)
一组编码MHA的紧密连锁的基因群,与免疫应答密切相关、决定移植组织是否相容。人类称为HLA复合体。
主要组织相容性抗原(MHC/HLA)
能引起强烈而迅速的排斥反应的一组抗原
人类MHA被称为人白细胞抗原(HLA)
HLA
HLA结构
HLAI类,HLAII类,HLAIII类基因区
重要组成
经典的HLAI类基因(A、B、C)
经典的HLAII类基因(DP、DQ、DR)
免疫功能相关基因
补体编码基因
抗原加工相关基因
非经典|类基因(HLA-E、HLA-G)-
炎症相关基因(TNF、LT.MIC.HSP)
HLA遗传特点
多基因性和多态性
复等位基因和共显性遗传
HLA基因分型可用于移植配型、亲子鉴定等
单体型遗传
:有利于寻找HLA 相匹配的移植物供者;追溯、分析遗传
人种的迁移和进化规律;开展种群特定疾病的防治
连锁不平衡
HLA分子
1.HLAI、HLAII类分子比技(HLAI-CD8; HLAII-CD4)
HLA分子功能
作为调节分子参与固有免疫应答
如调节NK细胞的活性、炎症反应等
作为抗原呈递分子参与适应性免疫应答
决定疾病易感性的个体差异
参与T细胞在胸腺中的选择和分化
参与构成种群基因结构的异质性
作为抗原呈递分子参与适应性免疫应答:激活T细胞/MHC限制性(T细胞焦点放在MHC提供的抗原线索上)
HLA与临床医学
器官移植
亲子鉴定、法医学鉴定
HLA分子异常表达与相关疾病
HLA相关疾病:强直性脊注炎(AS)与 HLA-B27强关联;1型糖尿病(IDDM)和IDR3/DR4
第十一章.抗原提呈细胞与抗原的加工与提呈
概念
能够加工抗原并以抗原肽-MHC (p-MHC)分子复合物的形式将抗原肽呈递给T细胞的一类细胞。
分类
MHCII 类分子提呈
专职性APC
包括树突状细胞、单核/巨噬细胞、B细胞
组成性表达MHC 1分子/共刺激分子/黏附分子
能主动摄取、加工和提呈抗原肽给CD4+T
非专职性APC
内皮细胞、上皮细胞、 成纤维细胞等
诱导表达MHC工分子/共刺激分子/黏附分子
抗原提呈能力较弱
MHCI类分子提呈
靶细胞-胞内病原体感染和细胞突变细胞
能加工处理内源性抗原并提呈给CD8+T
专职性APC的生物学特性
树突状细胞(DC) -浆细胞样DC(PDC)
抗原提呈能力弱;激活后可快速产生大量I型IFN,抗原提呈能力弱;激活后可快速产生大量I型IFN,
经典DC (cDc)未成熟DC(朗格汉斯细胞/间质DC)
分布各组织器官
高表达PRR;低表达MHCII分子/共刺激分子
摄取、加工抗原/参与外周免疫耐受
迁移期DC
在趋化因子作用下发生迁移小
成熟DC (并指状DC)
主要分布在外周免疫器官
低表达PRR;高表达MHCI分子/共刺激分子
提呈抗原/参与中枢免疫耐受--激活初始T细胞,启动适应性免疫
单核/巨噬细胞
静息- -活化状态,MHC、共刺激分子表达升高,抗原提呈功能增强-激活效应T/记忆T细胞
B细胞
活化B细胞具有抗原提呈功能,浓集抗原效应使其在抗原农度极低时仍能够提呈抗原
在初次感染的相对晚期及再欠感染的早期,B细胞介导的流原提呈起着重要的作用-激活效应T/记忆T细胞
抗原的加工和提呈
加工(处理)
APC将外源性抗原/内源性抗原降解、加工成一定大小的多肽片段并与MHC分子结合、抗原肽-MHC分子复合物(p-MHC)再转运至APC表面的过程。
提呈
APC表面的p-MHC被T细胞识别、抗原肽提呈给T细抱,诱导T细胞活化的过程。
途径
MHCI类分子抗原提呈途径(内源性抗原提呈途径→CD8+CTL(I*8)
MHCII类分子抗原提呈途径(外源性抗原提呈途径)→CD4+Th(II*4)
MHC分子对抗原的交叉提呈途径(不是抗原提呈的主要方式)
脂类抗原的CD1分子提呈途径(CD1属MHCI类样分子,提呈磷脂或糖脂类抗原一NKT)
第十章.T淋巴细胞
T淋巴细胞来源于骨髓,发育于胸腺故称T细胞。成熟T细胞定居于外周免疫器官的胸腺依赖区,他们不但介导适应性免疫应答,在胸腺依赖性抗原诱导的体液免疫应答中也发挥重要的辅助作⽤,所以T细胞在适应性免疫应答中占据核⼼地位
T细胞的分化发育
在外周免疫器官中的增殖分化
在胸腺中的发育
T细胞在胸腺中的发育和TCR的重排
CD4CD8双阴性细胞阶段DN细胞
表达前TCR,在IL-7等细胞因⼦的诱导下,增值 活跃,并表达CD4和CD8,细胞进⼊DP细胞阶段
CD4CD8双阳性细胞阶段DP细胞
停⽌增殖,表达TCR,经过阳性选择分化为SP细 胞
CD4或CD8单阳性细胞阶段SP细胞
经历阴性选择后成为成熟T细胞,通过⾎液循环 进⼊外周免疫器官
T细胞发育过程中的α,βTCR基因重排
VDJ基因重排,先β,δ
多样性形成机制
重排多样性
α,β链配对多样性
不精确连接
核苷酸插⼊
T细胞发育过程中的阳性选择
DP细胞分化为SP细胞
与I类分⼦结合的CD8表达升⾼,与II类结合的 CD4表达升⾼
意义
获得MHC限制性
DP细胞分化为SP细胞
T细胞发育过程中的阴性选择
意义
清除⾃身反应性T细胞,保留多样性的抗原反应 性T细胞,以维持T细胞的中枢免疫耐受
T细胞的表⾯分⼦及其作⽤
TCR-CD3复合物
TCR的结构和功能
TCR识别pMHC 时具有双重特异性,即既要识别 抗原肽,⼜要识别⾃身MHC分⼦的多态性部分, 称为MHC限制性
TCR的V区中含有3个互补决定区,是TCR识别 pMHC的功能区
两条链的跨膜区具有带正电荷的氨基酸残基,通 过盐桥与CD3分⼦的跨膜区连接,形成TCRCD3复合体。
构成TCR的两条链的胞质区很短,不具备转导活 化信号的功能。TCR识别抗原所产⽣的活化信号 由CD3转导⾄T细胞内
CD3的结构和功能
CD3有五种肽链,均为跨膜蛋⽩,跨膜区具有带 负电荷的氨基酸残基,与TC R跨膜区带有正电荷 的氨基酸残基形成盐桥,胞质区含有ITAM
CD3分⼦的功能是转导TCR识别抗原所产⽣的活 化信号
CD4和CD8
主要功能是辅助TCR识别抗原和参与T细胞活化 信号的转导
CD4
单链跨膜蛋⽩,胞膜外区有四个Ig样结构域,其 中远膜端的两个结构域能够与MHCII类分⼦β2 结构域结合
是HIV的受体
CD8
由阿尔法和⻉塔肽链组成的异⼆聚体,2条肽链 均为跨膜蛋⽩,由⼆硫键连接,膜外区各含1个Ig 样结构域,能够与MHC I类分⼦重链的阿尔法3结 构域结合
共刺激分⼦
共刺激分⼦是指为T或B细胞完全活化提供共刺激 信号的细胞表⾯分⼦及其配体
初始T细胞完全活化需要两种活化信号的协同作 ⽤
第一信号
由TCR识别APC提呈的pMHC ⽽产⽣,经CD3转 导,CD4或CD8起辅助作⽤,第⼀信号使T细胞 初步活化,代表适应性免疫应答严格的特异性
第二信号
由APC或靶细胞表⾯的共刺激分⼦与T细胞表⾯ 的相应的共刺激分⼦相互作⽤⽽产⽣。共刺激信 号使T细胞完全活化
CD28
是由两条相同肽链组成的同源⼆聚体,表达于 90%CD4T细胞和50%CD8T细胞,配体是CD80 和CD86
诱导T细胞表达抗细胞凋亡蛋⽩,防⽌细胞凋 亡;刺激T细胞合成IL-2等细胞因⼦,促进T细胞 的增殖和分化
CTLA-4(CD152)
共抑制分⼦,表达于活化的CD4和CD8T细胞, 其配体也是CD80和CD86,但它与配体结合的亲 和⼒显著⾼于CD28
胞质区有ITAM基序,故传递抑制性信号
ICOS
表达于活化T细胞,配体为ICOSL
初始T细胞的活化主要依赖CD28提供共刺激信 号,⽽ICOS则在CD28之后起作⽤,调节活化T 细胞多种细胞因⼦的产⽣,并促进T细胞增殖
PD-1
共抑制分⼦,表达于活化T细胞,配体为PD-L1和 PD-L2
PD-1与配体结合后,可抑制T细胞的增殖以及IL2和IFN-gama等细胞因⼦的产⽣,并抑制B细胞的增殖、分化、和Ig的分泌。
CD2
⼜称LFA-2,配体为LFA-3或CD48
CD2表达于95%成熟T细胞、50~70%胸腺细胞 以及部分NK细胞,除介导T细胞与AP C或靶细胞 之间的黏附外,还为T细胞提供活化信号
CD40配体
主要表达于活化的CD4T细胞⽽CD40表达于 APC。⼆者的结合所产⽣的效应是双向的
⼀⽅⾯,促进APC活化,促进CD80/CD86表达 和细胞因⼦分泌。另⼀⽅⾯,也促进T细胞活化
LFA-1和ICAM-1
介导T细胞与靶细胞之间的黏附
丝裂原受体及其它表⾯分⼦
丝裂原可⾮特异性直接诱导静息T细胞活化和增 殖
T细胞的分类和功能
根据所处的活化阶段分类
初始T细胞
是指从未接受过抗原刺激的成熟T细胞,处于细 胞周期的G0期,存活期短,表达CD45RA和⾼⽔ 平的L-选择素,参与淋巴细胞再循环,主要功能 是识别抗原
在外周淋巴器官内接受DC提呈的pMHC 刺激⽽ 活化,并最终分化为效应T细胞和记忆T细胞
效应T细胞
存活期短,除表达⾼⽔平的⾼亲和⼒IL-2受体 外,还表达整合素,是⾏使免疫效应的主要细 胞
主要是向外周炎症部位或某些器官组织迁移,并 不再循环⾄淋巴结
记忆T细胞
可由效应T细胞分化⽽来,也可由初始T细胞接受 抗原刺激后直接分化⽽来。存活期⻓,可达数 年。再次接受相同抗原刺激后迅速活化,并分化 为效应T细胞,介导再次免疫应答
表达CD45RO和黏附分⼦,参与淋巴细胞再循 环。即使没有抗原或MHC分⼦的刺激,也能⻓期 存活,通过⾃发增殖维持⼀定数量
根据TCR类型分类
αβT细胞
是通常所称的T细胞,占脾脏、淋巴结和循环T细 胞的95%以上。
γδT细胞
主要分布于⽪肤和黏膜组织,其抗原受体缺乏多 样性,识别抗原⽆MHC限制性,主要识别CD1分 ⼦提呈的多种病原体表达的共同抗原成分
具有抗感染和抗肿瘤作⽤,可杀伤病毒或细胞内 细菌感染的靶细胞,表达热休克蛋⽩和异常表达 CD1分⼦的靶细胞,以及杀伤某些肿瘤细胞
根据CD分⼦分亚群
CD4T细胞
表达于60%~65%T细胞及部分NK T细胞,巨噬 细胞和树突状细胞亦可表达CD4,但表达⽔平较 低
CD4T细胞识别由13~17个氨基酸组成的抗原 肽,受⾃身MHCII类分⼦的限制,活化后,分化 为Th细胞,但也有少数CD4T细胞具有细胞毒作 ⽤和免疫抑制作⽤。
CD8T细胞
表达于30%~35%T细胞
CD8T细胞识别由8-10个氨基酸残基组成的抗原 肽,受⾃身MHCI类分⼦的限制,活化后,分化为 细胞毒性T细胞,具有细胞毒作⽤,可特异性杀 伤靶细胞
根据功能特征分亚群
Th
Th1
分泌IFN-gama、TNF-aerfa、IL-2,它们能促 进Th1的进⼀步增殖,进⽽发挥细胞免疫效应, 同时还能抑制Th2的增殖
Th2
分泌IL-4、5、6、10、13,能促进Th2细胞的增 殖,进⽽辅助B细胞活化,发挥体液免疫的作 ⽤,同时抑制Th1增殖。
主要效应是辅助B细胞活化,其分泌的细胞因⼦ 也可促进B细胞的增殖、分化和抗体的⽣成。Th2 在超敏反应及抗寄⽣⾍感染中也发挥重要作⽤
Th9
通过分泌其特征性细胞因⼦IL-9在过敏性疾病、 抗寄⽣⾍感染和⾃身免疫病中发挥重要作⽤
Th17
固有免疫和某些炎症的发⽣
Th22
参与上⽪细胞的⽣理功能和炎性病理过程,特别 是在炎性⽪肤疾病的免疫病理中发挥重要作⽤
Tfh
存在于外周免疫器官淋巴滤泡的CD4T细胞,其 产⽣的IL-21在B细胞分化为浆细胞、产⽣抗体和 Ig类别转换中发挥重要作⽤,是辅助B细胞应答的 关键细胞
CTL
表达CD8,通常所称的CD8T细胞是指CTL,⽽同 样具有细胞毒作⽤的伽⻢德尔塔T细胞和NKT细胞 不属于CTL
CTL的主要功能是特异性识别内源性抗原肽MHCI类分⼦复合物,进⽽杀伤靶细胞
Treg
nTreg
iTreg
其它调节性T细胞
CD4CD25Foxp3,Foxp3 是⼀种转录因⼦,不 仅是Treg的重要标志,也参与Treg的分化和功 能
通过两种⽅式负调控免疫应答:直接接触抑制靶 细胞活化;分化TGF-beita、IL-10等细胞因⼦抑 制免疫应答
第九章.B淋巴细胞
概述
由哺乳动物骨髓或 鸟类法氏囊中的淋巴样干细胞分化发育而来,成熟B细胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴滤泡内,具有产生抗体、参与免疫调节和抗原提呈等功能。
B细胞在中枢免疫器官中的分化发育过程中发生的主要事件
功能性B细胞受体的表达
B细胞间自身免疫耐受的形成
B细胞的分化发育
BCR 的基因结构及其重排
BCR 是表达于B细胞表面的免疫球蛋白,即模型免疫球蛋白(mlg)
基因重排
是在B细胞的分化发育过程中,BCR 基因片段发生重新排列和组合,从而产生数量巨大、能识别特异性抗原的BCR。
BCR 的胚系基因结构
人Ig重链由编码可变区的v基因片段(VH)、D基因片段(DH)、J基因片段(JH)以及编码恒定区的C基因片段组成。人Ig轻链基因群分为K基因和λ基因,轻链V区基因只有V、J基因片段。
BCR的基因重排机制
lg 的胚系基因是以被分隔开的基因片段的形式成簇存在的,只有通过基因重排形成V-D-J(重链)或V-J(轻链)连接后,再与C基因片段连接,才能编码完整的Ig多肽链,进一步加工、组装成有功能的BCR。IgV区基因的重排主要通过重组酶包括重组激活酶基因(RAG)和末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)来实现的。
作用:识别位于V(D)J基因片段两端的保守序列,切断、连接以及修复DNA等
等位排斥和同种型排斥
等位排斥
是指B细胞中-条染色体上的重链(或轻链)基因重排成功后,抑制另一条同源染色体上的重链(或轻链)基因的重排。
同种型排斥
是指k轻链基因重排成功后抑制λ轻链基因的重排。
抗原识别受体多样性产生的机制
组合多样性
指在免疫球蛋白V、(D)、J基因片段重排时,只能分别在众多V、(D)、J基因片段中各取用1个,因而可产生众多V区基因片段组合。
连接多样性
lg基因片段之间的连接往往有插入、替换或缺失核苷酸的情况发生,从而产生新的序列,称为连接多样性,包括:密码子错位、框架移位和N序列插入。
受体编辑
指一些完成基因重排并成功表达BCR(mIgM)的B细胞识别自身抗原后未被克隆清除,而是发生RAG基因重新活化,导致轻链VJ再次重排,合成新的轻链,代替自身反应性轻链,从而使BCR获得新的特异性。
体细胞高频突变
是在已完成Ig基因重排的基础上,成熟B细胞在外周淋巴器官生发中心接受抗原刺激后产生,不仅增加抗体的多样性,而且导致抗体的亲和力成熟。
B细胞在中枢免疫器官中的分化发育
祖B细胞(pro-B)
开始表达Iga/lgβ异二聚体,是B细胞的重要标记。lga/lgβ是BCR复合物的组成部分,主要介导抗原刺激后的信号传递。
未成熟B细胞
特征是可以表达完整BCR(mlgM),此时若受抗原刺激,则引发凋亡而导致克隆清除,形成自身免疫耐受。
成熟B细胞
特征是可同时表达mlgM和mlgD,其可变区完全相同.
前B细胞 (pre-B)特征是表达前B细胞受体(pre-BCR).
B细胞中枢免疫耐受的形成——B细胞发育过程中的阴性选择
一些识别自身抗原的未成熟B细胞可以通过受体编辑改变其BCR的特异性。
前B细胞在骨髓中发育至未成熟B细胞后,其表面仅表达完整的mlgM。此时的mlgM若与骨髓中的自身抗原结合,即导致细胞凋亡,形成克隆清除。
在某些情况下,未成熟B细胞与自身抗原的结合可引起mlgM表达的下调,这类细胞虽然可以进入外周免疫器官,但对抗原刺激不产生应答,称为失能。在骨髓中发育的未成熟B细胞通过上述的克隆清除、受体编辑和失能等机制形成了对自身抗原的中枢免疫耐受
第十二章.T淋巴细胞介导的适应性免疫应答
抗原加工提呈阶段
外源性Ag一溶酶体一MHCII类分子一CD4+T细胞
内源性Ag一蛋白酶体一MHCI类分子-CDB+T细胞
抗原识别
本质上是对pMHC的识别(CD4+、CD8+双识别)
T细胞的活化增殖和分化
CD4+的活化
必须由 DC为其提呈抗原,TCR 特异性识别pMHC产生第一活化信号,转运入胞内后由共刺激分子提供第二信号
CD8+的活化
CD4+Th非依赖性
提呈抗原的靶细胞为专职APC,可直接提供第二信号
CD4+Th依赖性
DC 刺激CD4+活化从而使自身表达大量B7为初始CD8+细胞提供足够刺激信号
分化
激活的T细胞分泌L-2经旁分泌诱导T细胞增殖分化
抗原清除阶段
CD4+介导
Th1
激活巨噬细胞,诱生并募集巨噬细胞,放大细胞免疫效应
Th2
通过表达CD40L辅助B细胞产生抗体,分泌细胞因子激活肥大、嗜酸性粒细胞参与超敏反应和抗寄生虫感染
Th17
介导炎症反应并清除细胞外真茵等病原体,分泌L-17在固有免疫中发挥作用
CD8+介导
效-靶细胞结合
CTL 的TCR特异性识别靶细胞表面pMHCI类分子,黏附素作用下紧密结合
CTL极化
CTL-靶细胞间形成 免疫突触,保证 CTL释放的效应分子定向作用于靶细胞
致死性攻击
穿孔素/颗粒酶途径,激活相关凋亡酶诱导靶细胞凋亡;死亡受体途径,CTL活化表达FasL分泌TNF-a、TNF-β 结合靶细胞表面相应死亡受体转导死亡信号使靶细胞凋亡
CTL杀死靶细胞后即与其分离并再次攻击表达相同抗原的靶细胞
生物学意义
抗感染
抗感染
免疫病理
4型超敏反应
免疫调节
活化T细胞的转归
抗原被清除,免疫系统须重新平衡
大部分- -被皮抑制或清除
Treg 的免疫抑制作用
活化诱导的细胞死亡(AICD)
小部分- -形成记忆性T细胞
记忆T细胞
特异性抗原有记忆能力、寿命较长
表面标志为CD45RA-CD45RO+
作用特点
对抗原浓度(第一-信号)要求更低
对共刺激信号(第二信号)依赖性更低
对细胞因子作用的敏感性更高
分泌更多细胞因子,发挥更强免疫功能
第十三章.B淋巴细胞介导的适应性免疫应答
B细胞对TD的识别
BCR特异性结合抗原,产生B细胞活化第一信号
B细胞内化BCR所结合的抗原,并对抗原进行加工,形成抗原肽-MHCII类分子复合物,提呈给抗原特异性Th识别,Th活化后通过表达CD40L与B细胞表面的CD40结合,又提供了B细胞的第二信号
BCR与TCR的不同点
BCR不仅能识别蛋白质抗原,多肽,核酸,多糖脂,脂类小分子化合物类抗原
BCR能特异性识别完整抗原的天然构象,也能识别抗原降解所暴露表位的空间构象
BCR对抗原的识别不需APC加工和提呈,亦无MHC限制性
B细胞活化所需信号
BCR活化的第一信号: BCR-CD79a/CD79b 和CD19/21/81共同传递
BCR活化的第二信号:CD40/CD40L
细胞因子作用
B细胞在接受活化后T细胞分泌的细胞因子作用下,大量繁殖。(细胞因子诱导B细胞增值是B细胞形成生发中心和继续分化的基础)
T、B细胞相互作用
T细胞表面的共刺激分子可提供B细胞活化所需的第二信号
T细胞分泌的细胞因子促进B细胞活化、增殖和分化
表现为
B细胞为Th细胞提供共刺激分子
B细胞提呈抗原给Th细胞
Th细胞为B细胞的增殖、分化提供细胞因子
Th细胞为B细胞活化提供共刺激分子
B细胞的增殖和终末分化
初级聚合灶
为活化后的B细胞在外周淋巴器官的T、B细胞区交界处形成的一个区域
B细胞滤泡外活化
初级聚合灶的形成(感染后5天形成)
生发中心的形成(次级淋巴滤泡)【受刺激抗原一周后】
体细胞高频突变
体细胞阳性选择
Ig类别的转换
浆细胞形成(抗体形成细胞/AFC)
记忆B细胞的产生
B细胞对TI抗原免疫应答
B细胞对TI-1抗原(B细胞丝裂原)的应答
TI-1能与BCR、B细胞上的丝裂原受体LPS结合;可以激活成熟B细胞和不成熟B细胞
B细胞对TI-2抗原的应答(主要是B1细胞)
TI-2抗原多为细菌胞壁与荚膜多糖,具有多个重复表位;仅能激活成熟的B细胞。
体液免疫应答产生抗体的一般规律
初次应答
潜伏期
对数期
平台期
下降期
再次应答
潜伏期短,大约为初次应答潜伏期的一半
血清抗体浓度增加快,快速到达平台期,抗体滴度高
抗体持续时间长
诱发再次应答所需抗原剂量小
再次应答主要产生高亲和力的抗体IgG,而初次应答中主要产生低亲和力的IgM
第十四章.固有免疫系统及其介导的应答
概念
指机体固有免疫细胞和分子在识别病原体及其产物或体内衰老损伤、畸变细胞等抗原性异物后,迅速活化有效吞噬杀伤、清除病原体或体内“非己”抗原性异物,产生非特异性免疫防御、监视、自稳等保护作用的过程,又称非特异性免疫应答
组成
组织屏障
皮肤黏膜屏障
物理屏障
化学屏障
微生物屏障
体内屏障
血脑屏障
血胎屏障
固有免疫细胞
功能
不表达特异性抗原识别受体
模式识别受体
病原体相关模式分子
不同类型模式识别受体识别结合的病原相关模式分子
胞膜型PRR
甘露糖受体
清道夫受体
胞膜型Toll样受体
内体膜型PRR
胞浆型PRR
NOD样受体
RIG样受体
分泌性PRR
经典固有免疫细胞
单核细胞
巨噬细胞
树突状细胞
粒细胞
肥大细胞
固有淋巴样细胞
ILC1亚群
ILC2亚群
ILC3亚群
自然杀伤细胞
固有淋巴细胞
自然杀伤T细胞
ΥδT细胞
B1细胞
固有免疫分子
补体系统
使参与固有免疫应答的重要免疫效应分子
细胞因子
是参与固有和适应性免疫应答的重要效应和调节分子
其他抗菌物质
抗菌肽、溶菌酶、乙型溶素
固有免疫应答的作用时相
即刻固有免疫应答阶段
早期诱导固有免疫应答阶段
适应性免疫应答启动阶段
固有免疫应答的作用特点
第十八章.超敏反应
I型超敏反应
概念
是指机体受到某些抗原刺激时,出现生理功能素乱或组织细胞损伤的异常适应性免疫应答
参与主要成分
变应原
药物化学性变应原
吸入性变应原
食物变应原
某些酶类物质
lgE及其受体
主要由黏膜固有层浆细胞产生
亲细胞抗体
FcER I/FCeRII
肥大细胞、嗜碱性粒细胞(高表达FCeRI)、嗜酸性粒细胞
发生机制
机体致敏
gE以其F段与肥大细胞或嗜诚性拉细抱表面的Fc结合,形成致致细胞
lgE受体交联引发细胞活化、脱颗粒
生物活性介质介导的效应
活性介质
血管活性胺类(组胺HA)脂类介质(前列腺素PGD2、白三烯LT、血小板活化因子 PAF等)细胞因子(IL-4.IL-5、IL-13.GM-CSF.TNF-Q ECF等)、酶类等
效应
速发相(发生快,消退也快)一毛细血管扩张,血管通透性增强,平滑肌收缩,腺体分泌增加
迟发相
局部以嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、Th2和嗜碱性粒细胞浸润为特征的炎症反应
遗传与环境因素
特应性个体
某些人接触环境中的普通抗原物质刺激后易发生[型超敏反应性疾病
遗传基因
环境因素:卫生假说
子主题
临床常见疾病
全身过敏性反应
药物过敏性休克
血清过敏性休克
局部过敏反应
呼吸道过敏反应
消化道过敏反应
皮肤过敏反应
防治原则
查明变应原(皮内注射、点刺试验)避免接触
脱敏治疗(特异性的免疫防治)药物防治(环节:抑制生物活性介质合成和释放、拮抗生物活性介质的作用、改善效应器官反应性)
免疫生物疗法
特点
由IgE介导,肥大细胞、嗜诚性粒细胞、嗜酸性粒细胞等泽放生物活性介质引起的局部或全身反应
发生快,消退亦快
常引起生理功能察乱,少部分可发生组织细胞损伤
具有明显个体差异和遗传倾向
II型超敏反应
靶抗原
正常、改变的和被抗原或抗原表位结合修饰的自身组织细胞及细胞外基质
损伤机制
AgAb(lgM/lgG类)复合物,激活补体、调理作用、ADICC→条伤靶细胞、炎症损伤
仅发挥刺激或阻断作用(数靶细胞功能改变)
病症
输血反应、新生儿溶血症(把一同种异型RBC)
自身免疫性溶血性贫血(靶一改变的RBC(药物/感染导致膜成分改变)
药物过敏性血细胞减少症(靶一药物修饰(结合)的血细胞,等同半抗原+载体)
风湿热(靶→与链球菌存在共同抗原的正常心肌、关节组织)
肺出血-肾炎综合征(靶一基底膜(感染、药物等其致损伤/改变)
甲状腺功能亢进、重症肌无力(靶细胞功能亢进或低下)
特点
由抗细胞表面和细胞外基质抗原的特异性IgG或IgM类抗体与相应抗原结合后,在补体、吞噬细胞和NK细胞参与下,引起的以细胞溶解或组织损伤为主的病理性免疫反应,发作较快。
III型超敏反应
发生机制
可溶性免疫复合物(IC),形成并沉积
IC特殊理化性质导致不被青除;机体清除IC能力降低:血管通透性增加、血管内高压及形成涡流
IC沉积引起的组织损伤
活化补体、中性粒细胞作用、血小板和嗜碱性拉细胞的作用一血管及其周围组织的炎症反应
临床常见疾病
全身性IC病
血清病
初次大呈注射抗毒素(异种动物血清)后1~2周发生,主要临床症状是发热、皮疹、淋巴结肿大、关节肿痛和一过性蛋白尿等
链球菌感染导致的骨小球骨炎(1C型骨炎)
局部IC病
Arthus反应与类Arthus反应
临床实例:同一部位反复注射药物、胰岛素
特点
AgAb结合形成中等大小的可溶性IC沉积于局部或全身多处毛细血管基底膜后激活补体,并在中性粒细胞、血小板、嗜诚性拉细胞等效应细胞参与下,引起的以充血水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为主要特征的炎症反应
IV超敏反应
发生机制
Th1/Th17等细胞介导的淡症反应和组织损伤:CTL介导的细胞毒作用
子主题
临床常见疾病
感染性迟发型超敏反应
胞内病原体感染:结核病、麻风病等
接触性皮炎
接触小分子半抗原物质如油漆、染料、农药、化妆品和、芒果等水果中刺激性物成分、药物(磺胺和青委素) 等引起接触皮肤局部红肿、皮疹和水疱,严重者可发生皮肤剥脱。
皮试检测
结核菌素试验(OT/PPD)
给受试者上臂皮内注射一定抗原(OT/PPD)48~72h观察注射部位的炎症反应。如出现红肿、硬结为皮试阳性,说明该机体存在针对受试抗原的特异性致敏Th1细胞。
用于判定卡介菌(BCG)接种诱导的细胞免疫效果或某个体是否患有结核病。
过敏原缔查
斑贴试验
特点
受抗原刺激产生的效应T细胞介导的以单个核细胞浸润为主要特征的炎症性免疫应答。发生较慢,通常在再次接触抗原后24~72小时出现。亦称迟发型招敏反应(DTH)