导图社区 医学免疫学1
包含 蓝皮书 医学,医学免疫学,第一章至第十一章内容 绪论,免疫器官和组织,抗原,抗体,补体,细胞因子,白细胞分化抗原,主要组织相融性复合体,B淋巴细胞,T淋巴细胞,抗原呈递细胞与抗原的加工提呈。
编辑于2024-02-27 09:39:24医学免疫学1(与组胚10)
绪论
免疫immunity
机体对自己(self)和非己(non-self)识别和应答过程所产生的生物学效应的总和
自我的成分不会引起免疫应答,导致的是免疫耐受 非我的成分会引起免疫系统的攻击,导致的是免疫应答
分子基础: 1.细胞表面 主要组织相容性复合分子 MHC分子 (自身细胞的标志),同一个体MHC分子相同 2. T细胞和B细胞表面 特异性的抗原受体,每个细胞表面受体不同
免疫系统功能
免疫防御immune defence 清除病原微生物 超敏反应(强),免疫缺陷病(弱) 免疫监视immune surveillance 清楚病变肿瘤细胞,病毒感染细胞 恶性肿瘤,持续性感染 免疫自稳immune homeostasis 维持免疫耐受性 自身免疫疾病(强),免疫耐受(弱)
免疫系统的组成
免疫器官:中枢 骨髓,胸腺 外周 脾脏,淋巴结,黏膜淋巴组织,皮肤淋巴组织 免疫细胞:固有性免疫 吞噬c,树突状c,NKc,NKTc,其他(嗜酸性,嗜碱性粒c) 适应性免疫 T&Bc 免疫分子:膜型分子 TCR,BCR,CD分子,黏附分子,MHC分子,细胞因子受体 分泌性分子 免疫球蛋白,补体,细胞因子
免疫器官
骨髓:红骨髓和黄骨髓
红骨髓:活跃的造血功能,由造血组织(造血细胞和基质细胞<网状细胞、成纤维细胞、血窦内皮细胞、巨噬细胞等>)和血窦构成。由基质细胞所分泌的多种造血生长因子【IL-3、IL-4、IL-6、IL-7;SCF)与细胞外基质共同构成了造血细胞赖以生存成熟的环境,称为 造血诱导微环境(hematopoietic inductive microenvironment) 造血干细胞(HIM)
胸腺
由胸腺细胞(处于不同分化阶段的T细胞)和胸腺基质细胞(TSC,thymus stromal cell) TSC包括胸腺上皮细胞(TEC,thymus epithelial cell),巨噬细胞(M,macrophage),树突状细胞(DC,dendritic cell)和成纤维细胞等。 胸腺上皮细胞呈星形,其突起相互连接成网状,间隙充满胸腺细胞和小。少量巨噬细胞
胸腺微环境(thymic microenvironment)
主要由胸腺基质细胞、细胞外基质及局部活性因子组成,是决定T细胞分化、增殖和选择性发育的重要条件。胸腺上皮细胞是胸腺微环境最重要的组分,其以两种方式影响胸腺细胞的分化发育。
1.分泌细胞因子和胸腺肽类分子 产生SCF、IL-1、 IL-2 、IL-6、IL-7、TNF-a 、GM-CSF和趋化因子等多种细胞因子,这些细胞因子通过与胸腺细胞表面相应的一些因子受体结合 ,调节胸腺细胞的发育和细胞间相互作用。 胸腺上皮细胞分泌的胸腺肽类分子包括胸腺素( thymosin)、胸腺肽(thymulin)、胸腺生成素( thymopoietin)等,具有促进胸腺细胞增殖、分化和发育等功能。
2.细胞-细胞间相互接触 胸腺上皮细胞与胸腺细胞间可通过细胞表面分子的相互作用,诱导和促进胸腺细胞的成熟 细胞外基质( extraellular matrix)也是胸腺微环境的重要组成部分,包括多种胶原、网状纤维蛋白、葡萄糖胺聚糖等。它们可促进上皮细胞与胸腺细胞接触,并帮助胸腺细胞由皮质向髓质移行及成熟。
胸腺的结构.
1 . 皮质 胸腺皮质分为浅皮质区(outer cortex )和深皮质区(inter cortex ) 。大部分细胞为胸腺细胞(主要是未成熟T细胞),并含有TEC、Mφ和DC等。 胸腺浅皮质区内的胸腺上皮细胞可包绕胸腺细胞,称为胸腺抚育细胞(thymicnursingcell),产生促进胸腺细胞分化发育的激素和细胞因子。深皮质区内主要为体积较小的皮质胸腺细胞。
2. 髓质 含有大量胸腺髓质上皮细胞和疏散分布的较成熟的胸腺细胞、Mφ和DC.髓质内常见胸腺小体( thymic corpuscle),又称哈索尔小体( Hassall corpuscle),由聚集的上皮细胞呈同心圆状包绕排列而成,是胸腺结构的重要特征。【胸腺小体在胸腺发生炎症或肿瘤时消失】
淋巴结
局部淋巴结肿大或疼痛通常提示引流区域内的器官或组织发生炎症或其他病变
结构
皮质区
浅皮质区(非胸腺依赖区,B细胞区
大量B细胞聚集成初级淋巴滤泡(primary lymphoid follicle) 或淋巴小结( lymphoid nodule)。 初级淋巴滤泡主要含未受抗原刺激的初始B细胞,无生发中心。
受抗原剌激后,淋巴滤泡内出现生发中心(germinalcenter,GC),称次级淋巴滤(secondarylymphoidfollicle),内含大量增殖分化的B淋巴母细胞,后者可向内移至淋巴结中心部髓质的髓索,分化カ浆细胞并产生抗体。B细胞缺陷吋,皮质缺乏初级淋巴滤泡和生发中心。
深皮质区(副皮质区,T细胞区)
胸腺依赖区(thymus-dependent area)。副皮质区含有自组织迁移而来的DC , 高表达MHC II 类分子,是专职的抗原提呈细胞。
副皮质区有由内皮细胞组成的、呈非连续状的毛细血管后微静脉(post-capillary venule, PCV ) , 也称高内皮微静脉(high endothelial v enule, HEV ) , 是沟通血液循环和淋巴循环的重要通道,血液中的淋巴细胞由此可进入淋巴结实质。
髓质区
由髓索和髓窦组成 髓索由致密聚集的淋巴细胞组成,主要为B细胞和浆细胞,也含部分T细胞及MΦ。 髓窦内富含 MΦ,有较强的捕捉、清除病原体的作用。
脾
胚胎时期的造血器官 结构上不与淋巴管道相连 ,无淋巴窦,含大量血窦 外层—结缔组织被膜,被膜向内伸展成若干小梁,小梁形成纤维网状结构,对白髓(淋巴组织)和充满血液的红髓起支持作用
白髓
白髓(white pulp )为密集的淋巴组织,由围绕中央动脉而分布的动脉周围淋巴鞘(periarteriolar lymphoid sheaths,PALS )、脾小结(splenic nodule)和边缘区(marginal zone)组成,相当于淋巴结的皮质。脾动脉入脾后,分支成为小梁动脉, 小梁动脉继续分支进入脾实质,称为中央动脉。
1、包裹中央动脉的PALS是厚层弥散淋巴组织,由密集的T细胞、少量DC 及 M中构成,为T细胞区。2、PALS 的旁侧有脾小结,内含大量 B 细胞及少量 M中 和 FDC ,为 B 细胞区。 未受抗原刺激时脾小结为初级淋巴滤泡,受抗原刺激后中央部出现生发中心,为次级淋巴滤泡
红髓
红髓白髓和边缘区外侧的广大区域为红髓,由脾索和脾血窦( splenic sinus)组成。 脾索为索条状组织,主要含B细胞、浆细胞、Mφ和DC。脾索之间为脾血窦,其内充满血液。脾血窦汇入小梁静脉,再于脾门汇合为脾静脉出脾。脾索和脾血窦中的Mφ能吞噬和清除衰老的血细胞、抗原抗体复合物或其他异物,并具有抗原提呈作用。
边缘区
白髓与红髓交界的狭窄区域为边缘区,内含T细胞、B细胞和较多Mφ。中央动脉的侧支末端在此处膨大形成边缘窦(marginalsinus)。边缘窦内皮细胞之间存在间隙,是淋巴细胞由血液进人淋巴组织的重要通道。T细胞经边缘窦迁人PALS,而B细胞则迁入脾小结和脾索。白髓内的淋巴细胞也可进入边缘窦,参与淋巴细胞再循环
黏膜相关淋巴组织(mucosal-associated lymphoid tissue, MALT )
黏膜免疫系统(mucosal immuneem , MIS ) , 主要指胃肠道、呼吸道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的淋巴组织 ,以及带有生发中心的淋巴组织,如扁桃体、小肠派尔集合淋巴结(Peyer patches, PP )及阑尾等,是发生黏膜免疫应答的主要部位
MALT 主要包括肠相关淋巴组织、鼻相关淋巴组织和支气管相关淋巴组织等。
1. 肠相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue, GALT) 位于肠黏膜下的淋巴组织,由 PP、阑尾、孤立淋巴滤泡、上皮内淋巴细胞及固有层中弥散分布的淋巴细胞组成,主要作用是抵御肠道病原微生物感染。
(1)派尔集合淋巴结(PP):PP 属小肠黏膜淋巴滤泡组织,是发生肠黏膜免疫应答的重要部位。
在PP处,肠黏膜向肠腔呈圆顶状隆起,由一层滤泡相关上皮 (follicle-associated epithelium, FAE)将其与肠腔隔离。FAE 主要由肠上皮细胞构成,其中散在少数微皱褶细胞(mierofold cell, M 细胞)M细胞是一种特化的抗原转运细胞,无微线毛,不能分泌消化酶和黏液。这些结构特点使其很容易与小肠腔内微生物和颗粒接触,便于肠腔中的抗原由此进人派尔集合淋巴结。M细胞基膜向细胞内凹陷形成口袋,其内有T细胞、B细胞、M¢和DC。M细胞可通过吸附、胞饮和内吞等方式摄取肠腔内抗原性异物,并以囊泡形式转运给口袋内的 M中或 DC。 M¢或DC 识别抗原后进人 PP,激活工、B细胞,从而启动肠道黏膜免疫应答。激活的工、B细胞也可进人肠系膜淋巴结并最终进人血循环。因此,GALT 不仅参与肠道局部免疫,而且与全身免疫系统密切相关。
(2)上皮内淋巴细胞(intraepithelial Iymphocyte, IEL): IEL 位于肠黏膜上皮细胞之间,主要为T细胞。其中,约40%的IEL 为aBT 细胞,可能是PP中的T细胞受抗原刺激后增殖,然后通过淋巴循环和血液储环迁移至肠上皮。因此,其数量多少与抗原的刺激有关。另外,约60%的IEL 为yST细胞,这类T细胞为胸腺非依赖性,以造血前体的形式不经胸腺而直接由骨髓迁移至肠上皮,并在肠上皮提供的微环境中分化成熟。yoT细胞属固有免疫细胞,具有较强的细胞毒作用,并能分泌多种细胞因子。IL在免疫监视和细胞介导的黏膜免疫中具有重要作用。
2.鼻相关淋巴组织(nasal-associated lymphoid tissue, NALT) 包括咽扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体及身后部淋巴组织,其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。NAIT由淋巴小结及弥散的淋巴组织组成。NALT 表面發盖有上皮细胞,但无结缔组织被膜,也无输人淋巴管。抗原和异物陷人淋巴上皮隐窝中,然后被送至淋巴小结。淋巴小结主要由 B细胞组成,受抗原刺激后增殖,形成生发中心。
3. 支气管相关淋巴组织 支气管相关淋巴组织(bronchial-associated tissue, BALT)主要分布于各肺叶的支气管上皮下,其结构与派尔集合淋巴结相似,滤泡中的淋巴细胞受抗原刺激后增殖,形成生发中心,其中主要为B细胞。
免疫细胞
淋巴细胞
T细胞: 初始T细胞—效应T细胞(显著MHC限制性,只近距离起作用) 辅助性T(Th),分泌细胞因子辅助其他淋巴细胞发挥免疫活性 细胞毒性T(Tc),免疫杀伤效应,释放穿孔素perforin(致使细胞溶解死亡) 颗粒酶granzyme,诱发细胞凋亡 调节性T(Tr) ,对机体免疫应答的负调节功能 通过接触方式或分泌抑制性细胞因子抑制T细胞的增殖分化及其活性 诱导免疫无能和免疫抑制,进而通过下调机体的免疫应答 ,维持对抗原的免疫耐受 数量功能异常常导致自身免疫疾病
B细胞:初始B细胞迁移到外周淋巴器官组织初级淋巴小结—大淋巴细胞增值分化—效应B和记忆B B-1 ,对微生物的碳水化合物抗原,来源胚胎肝造血干细胞,分泌IgM,活化不需T参与,不形成记忆B细胞 B-2,对蛋白质抗原,分泌IgG,活化需要T参与(Th2)
NK细胞: 属固有免疫,来源于骨髓,大颗粒淋巴细胞,不表达T和B的膜受体无需抗原呈递细胞中介即可活化 无MHC限制性,是机体抗肿瘤和抗感染免疫的第一道天然防线
免疫增生病(immuno proliferative disease) 淋巴细胞具有很强的有丝分裂活性,易发生恶性突变,突变的淋巴细胞克隆可能逃脱正常的反馈控制机制而异常增殖。一旦淋巴细胞增殖失控出现异常增生时则表现为免疫病理状态
淋巴细胞归巢 (Iymphocyte homing)指血液中淋巴细胞选择性趋向迁移并定居于外周免疫器官的特定区域或特定组织的过程。淋巴细胞表面不同的黏附分子(又称归巢受体,homing receptor) 与特定组织 HEV 表面的黏附分子(又称地址素,addressin)的相互作用决定该细胞的去向(黏膜、皮肤或炎症
淋巴细胞再循环(lymphocyte recirculation)指定居在外周免疫器官的淋巴细胞,由输出淋巴管经淋巴 千、胸导管或右淋巴导管进人血液循环,经血液循环到达外周免疫器官后,穿越HEV,重新分布于全身淋巴器官和组织的反复循环过程
淋巴细胞再循环主要包括以下几条途径:①淋巴细胞经 HEV 离开血液循环进人淋巴结相应区域内定居,并通过输出淋巴管、胸导管返回血循环;②经脾动脉进人脾脏的淋巴细胞,穿过血管壁进人白髓区,然后移向脾索、脾血卖,最后经脾静脉返回血循环;③组织中的淋巴细胞经引流淋巴管进人相应的淋巴结,然后通过胸导管返回血循环;当通过组织局部的 HEV 时回到局部组织中
巨噬细胞及单核吞噬细胞系统
巨噬细胞由血液中单核细胞穿出血管进入结缔组织分化而成,为终末细胞,一般不返回血液 单核吞噬细胞系统:单核细胞和其分化而来的具有吞噬功能的细胞 巨噬细胞,破骨细胞,小胶质细胞,肝巨噬细胞(库普弗),肺巨噬细胞(尘)
抗原呈递细胞APC
捕获处理抗原,形成抗原肽/MHC分子复合物,并将抗原呈递给T 树突状细胞(DC),来源于骨髓造血干细胞 单核/巨噬细胞,B淋巴细胞
免疫类型
固有性免疫 :天然性免疫或非特异性免疫 机体在长期进化过程中逐渐建立起来的主要针对入侵病原体的天然防御功能 屏障作用,固有免疫分子的识别和杀伤,天然杀菌分子的生物学作用 非特异性,先天具有,可遗传,早期防御,无记忆性(每一次都是免疫应答) 适应性免疫:获得性免疫或特异性免疫 是个体出生后,接触到生活环境中的多种异物抗原,并在不断刺激中逐渐建立起来的后天免疫 抗体(抗细菌,抗毒素,抗病毒),致敏淋巴细胞 特异性,记忆性,耐受性(免疫耐受)
适应性免疫应答:两类应答(细胞免疫,体液免疫),基本过程(识别,活化增殖,效应)
抗原Antigen
概念:泛指所有能够激活和诱导免疫应答的物质
基本特性
免疫原性(immunogenicity) 指抗原能够刺激机体产生免疫应答,即诱导B细胞产生抗体,诱导 T细胞分化为效应性T细胞的能力 免疫反应性(immunoreactivity) 指抗原能与免疫应答产物结合,即相应抗体或效应性 T细胞特异性结合的能力。也称抗原性(antigenicity)
影响抗原免疫原性的因素 一、异物性 二、抗原的理化因素 三、机体因素 四、抗原进入机体得方式
异物性:抗原最重要的特征 构成抗原免疫原性的首要条件 1.来自体外的非己物质(如各种病原体、动物蛋白和同种异体移植物) 2.某些结构改变的自身物质和胚胎期未与免疫细胞(未成熟T、B淋巴细胞)接触或充分接触的正常自身物质(如眼晶状体蛋白、脑组织成分和精子)
亲缘关系越远异物性越强 自体移植=同系移植>同种异体移植>异种移植
理化因素: 大分子有机物质>无机物 蛋白质、糖蛋白和脂蛋白>多糖、多肽>脂类与核酸
机体因素: 1.遗传因素: 不同种属及同种不同个体对同一抗原产生不同强度的免疫应答,取决于个体MHC基因多态性及其他免疫调控基因的差异 2.年龄、性别、健康状态和应激刺激: 青壮年>幼年、老年 雌性 >雄性 身体虚弱、健康状态不佳、应激刺激时免疫应答能力下降
TCR多样性减少,初始T和记忆T比例的失衡,T细胞衰竭,效应T细胞可塑性丧失
据抗原的基本特性将抗原分成两类
完全抗原(complete antigen) 免疫原性+免疫反应性 半抗原(hapten) 只具有免疫反应性 载体(carrier) 与半抗原结合而赋予其免疫原性的物质
种类
根据抗原诱导抗体产生是否需要T细胞参与分类
一)胸腺依赖性抗原 (thymusdependentantigen,TD-Ag)指刺激B细胞产生抗体需要Th细胞协助的抗原 二)胸腺非依赖性抗原(thymusindependentantigen,TI-Ag)指刺激B细胞产生抗体无需Th细胞协助的抗原
TD-Ag 结构特点 结构复杂,含多种表位 表位组成 B细胞和T细胞表位 T细胞辅助 必需 MHC限制性 有 激活的B细胞 B2细胞 应答类型 体液免疫和细胞免疫 产生lg类型 lgG、lgM、lgA等 免疫记忆 有
TI-Ag 结构简单 重复B细胞表位 无需 无 B1细胞 体液免疫 lgM 无
根据抗原与机体的亲缘关系分类
异种抗原(xenogenicantigen) 来自不同种属的抗原物质,如病原微生物、动物的免疫血清等
同种异型抗原(allogenicantigen) 同一种属不同个体间所具有的抗原性物质 1.红细胞血型抗原: ABO血型抗原&Rh血型抗原 2.人类主要组织相容性抗原: 3.免疫球蛋白同种异型抗原:
自身抗原(antoantigen) 能够诱导机体发生自身免疫应答或自身免疫病的自身组织成分。 1.隐蔽抗原:脑组织、精子、甲状腺球蛋白和晶状体 2.改变/修饰的自身抗原:感染、烧伤、电离辐射、化学药物
异嗜性抗原(heterophilic antigen) 与种属无关,存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原,又称Forssam antigen
根据抗原是否在抗原提呈细胞内合成分类
(一)外源性抗原(exogenousantigen) 抗原提呈细胞通过吞噬、吞饮等作用从外界摄入胞内的抗原性物质,如异种动物血清等 (二)内源性抗原(endogenousantigen) 在抗原提呈细胞内新合成的存在于胞浆内的抗原性物质,如病毒蛋白和肿瘤抗原
特异性/专一性(antigenic specificity)
抗原表位(antigenic epitope) 又称抗原决定簇(antigenic determinant) 决定抗原特异性的分子基础 是决定抗原特异性的特殊化学基团
根据抗原表位的结构特点: 顺序表位(sequentialepitope): 指肽链上由一段序列相连续的线性氨基酸残基所形成的抗原表位,又称线性表位(linearepitope)。多位于天然蛋白质内部,不易接近抗体 构象表位(conformationalepitope) 指多肽或多糖链上由空间位置相邻,而序列上不相连续的氨基酸或多糖残基所形成的抗原表位
根据T/B细胞识别的抗原表位的不同: T细胞表位 B细胞表位
T细胞表位 表位受体 TCR MHC分子 必需 表位性质 线性多肽 表位大小 8~12个氨基酸(CD8+T细胞) 12~17个氨基酸(CD4+T细胞) 表位类型 线性表位 表位位置 抗原分子任意部位
B细胞表位 表位受体 BCR MHC分子 无需 表位性质 天然的多肽、多糖、脂多糖、有机化合物 表位大小 5~15个氨基酸、5~7个单糖 5~7个核苷酸 表位类型 构象表位;线性表位 表位位置 抗原分子表面
抗原结合价(antigen valence) 一个抗原分子上能与相应抗体分子结合的表位数目
共同抗原和交叉反应
共同表位存在于不同抗原物质上的相同或相似的表位
交叉抗原(共同抗原)带有共同表位的抗原 交叉反应的意义 研究疾病的病因 影响免疫诊断
非特异性免疫刺激剂(stimulator): 可非特异性激活多数或全部T或B淋巴细胞应答,不受TCR或BCR特异性的限制的某些物质
一、超抗原( superantigen,SAg) 只需极低浓度(1 ~10ng/ml)即可非特异性激活人体总T细胞库中2% ~20% 的 细胞克隆,产生极强的免疫应答 ,其实质为多克隆激活剂。
超抗原 化学性质 细菌外毒素、逆转录病毒蛋白等 MHC结合部位 抗原结合槽外部 TCR结合部位 Vβ链CDR3外侧区域无 MHC限制性 无 应答特点 直接激活大量T细胞 反应细胞 CD4*T细胞 T细胞库反应频率 1/50~1/5
普通抗原 普通蛋白质、多糖等 抗原结合槽内部(其氨基酸序列具高度多态性) Va、Ja及Vβ、Dβ Jβ 有 APC加工后激活特异性T细胞 T、B细胞 1/106 ~ 1/104
二、佐剂( adjuvant ) 指预先或与抗原同时注入体内,可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质。
特异性免疫增强性物质。佐剂可分为:①生物性佐剂,如卡介苗( BCG)、短小棒状杆菌( CP)、脂多糖(LPS)和细胞因子(如GM-CSF)等;②无机化合物,如氢氧化铝[ Al(OH),];③人工 合成物,如模拟双链 RNA的双链多聚肌苷酸-胞苷酸(polyI:C)和模拟细菌来源的低甲基化CpG寡核苷酸等;④有机物,如矿物油等;⑤脂质体,如免疫刺激复合物(ISCOMs)等。
佐剂的作用机制为: ①改变抗原物理性状,延缓抗原降解,延长抗原在体内潴留时间;②刺激抗原提呈细胞,增强其对抗原的加工和提呈;③刺激淋巴细胞的增殖分化,增强和扩大免疫应答。
三、丝裂原(mitogen) 亦称有丝分裂原属于非特异性淋巴细胞多克隆激活剂。
丝裂原通过与淋巴细胞表面丝裂原受体结合,刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞并进行有丝分裂,从而激活某一类淋巴细胞的全部克隆。 T、B淋巴细胞表面表达多种丝裂原受体(表3-6),可对相应丝裂原刺激产生强烈增殖反应,被广泛应用于体外机体免疫细胞活性的确证。
抗体antibody,Ab
定义
抗体(Ab): 在抗原刺激下,B细胞或记忆B细胞增殖分化为浆细胞所产生能与相应抗原特异性地结合的一种免疫球蛋白。 主要存在于血清中,也分布于组织液、外分泌液和某些细胞膜上 将具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白统称为免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig) 抗体都是免疫球蛋白,免疫球蛋白不一定是抗体 Ig分为: 分泌型: 存在于体液中,具有抗体的各种功能 膜型: B细胞膜上的抗原受体。
分子结构:重链和轻链
①Ab的两条长链称为重链(heavy chain, H链) 450-550个AA、分子量50KD-75KD, 由链间二硫键相连呈Y字形 重链可分为 μ、 γ、 a、 δ、 ε链 IgM IgG IgA IgD IgE
抗体中,铰链区与CH4不可兼得 Ig G/A/D : H链C区有3个结构域,CH1、CH2之间有铰链区 Ig M/E : H链C区有4个结构域,CH1、CH2之间无铰链区,有CH4 IgG/D/E →单体 Ig A →二聚体,存在于粘液,sIgA分泌片 Ig M →四,五(主)或六聚体,存在于血清中,可单体表达在B细胞膜上 B细胞膜上可表达mIgM/D,I类抗体分子
②Ab的两条短链称为轻链(Light chain, L链) K、入型,214个aa, 分子量25 kD, 在羧基末端以二硫键与相对的重链相连 k:入=2:1 每个Ig分子的两条重链和两条轻链完全相同。
V区,C区,铰链区
V区
(一)可变区 (V区) N 端重链1/4和轻链1/2组成,AA 序列变化很大。 超变区(HVR) : 氨基酸组成和排列顺序高度可变,形成与抗原表位互补的空间构象,也称互补决定区(CDR),
决定区(CDR):HVR3又CDR3 其中CDR3变化程度最高,VL 和VH各有3个超变区
骨架区(FR): V区中CDR以外的区域相对变化不大,VL 和VH各有4个骨架区,用于稳定CDR的空间构型,有利于抗体的CDR与抗原决定簇特异性结合
C区
(二)恒定区(C区) C 端重链3/4和轻链1/2组成,AA 的序列相对稳定。
(三) VL,VH: 位于轻链和重链上的可变区: CL, CH1: 同种异型的遗传标记: IgG CH2: 通过胎盘; CH2, CH3(IgG, IgM): 补体C1q结合点,激活补体; IgG CH3: 与单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、B细胞表面的FcgR结合。
免疫蛋白的结构域 IgG,IgA,IgD : L chain (VL,CL) H chain(CH1,CH2,CH3) IgM, IgE : L chain(VL,CL) H chain(CH1,CH2,CH3,CH4)
铰链区
铰链区(hinge region): 位于CH1和CH2之间,含大量脯氨酸,富有弹性和伸展性,使Ab的V区更适于同时结合两个相同的抗原表位,使Ab与不同距离的抗原决定簇结合,也利于暴露补体结合位点。注意: IgM、 IgE 无铰链区
免疫球蛋白的其他成分
Ig的J链和分泌片
连接链(J链) a. 由浆细胞合成的一种糖蛋白,富含半胱氨酸 b. IgA(血清中IgA为单体,sIgA为二聚体)& IgM(五聚体,通过二硫键与J链连接)含有J链 c. 可稳定Ig多聚体成分
分泌片SP a. 是分泌型IgA(sIgA)的一个辅助成分, 由黏膜上皮细胞合成分泌,属含糖的肽链 b. 保护sIgA的铰链区免受蛋白酶的水解破坏 c. 介导IgA二聚体的转运到黏膜表面
Ig的酶解片段
木瓜蛋白酶 2个完全相同的Fab段(抗原结合段)结合抗原表位 1个Fc段(可结晶片段)结合细胞或效应分子
胃蛋白酶 1个F(ab‘)2,是两个Fab加铰链区,双价,同时结合两个抗原表位 多个小片段pFc‘段,无生物活性,用于制备生物制品
抗体的多样性和免疫原性
独特型 idiotype 同种属同个体的抗体分子,CDR区的AA序列不同显示不同的免疫原性,存在于V区 独特性抗原决定簇=Ig的超变区=抗原结合部位
同种型 同种属内所有个体Ig共有的抗原特异性标记 种属型标志,在异种动物体内可诱导产生相应的抗体,同种型决定簇存在于C区
同种异型 同种属不同个体Ig所具有的不同抗原特异性标志,存在于C区
各类免疫球蛋白的特性及功能
IgG:“主力军” 分子量最小,含量最多,半衰期最长,4个亚类
1.单体形式存在于血清和其它体液中; 2.血清中含量最高,半衰期最长, 是再次体液免疫应答产生的主要抗体; 3.结合补体(IgG1-3),激活补体的经典途径(CH2); 4.唯一能穿过胎盘的抗体(IgG1、IgG3、IgG4) (借助CH2),介导新生儿抗感染免疫; 5.结合巨噬细胞、NK细胞的Fc受体,调理作用(借助CH3与Fcγ R结合), 吞噬和ADCC效应(唯一),引起II、II型超敏反应: 6.与葡萄球菌蛋白A结合,用于免疫诊断(产生慢、消失慢); 7抗感染的主要抗体。
IgA:“边防军”
1.分为两种类型: 血清型IgA: 单体,存在于血清中: 分泌型IgA (sIgA): 存在于胃肠道和支气管分泌液、母乳、唾液和泪液中。 婴儿可以从母乳中获得sIgA,提倡母乳喂养 2.sIgA是参与粘膜局部免疫的主要抗体,局部抗感染; 3.中和毒素、吞噬。
IgD 含量低,半衰期短
1.单体形式存在血清中,含量低,半衰期短 2.血清中的IgD功能不清; 3.表达在B细胞膜上的mIgD是成熟B细胞的重要标志,参与B细胞活化、增殖、分化, 未成熟的IgD表达mIgM,成熟的IgD表达mIgM和mIgD,称为初始B细胞,被活化后mIgD消失
IgM:“先头部队” 分子量最大
1.分子量最大,“巨球蛋白”,不能穿过血管壁和胎盘; 2.五聚体形式存在于血液中抗感染, 或单体表达于B细胞表面作为BCR(未成熟B细胞); 3.个体发育中合成最早的Ig,胎儿IgM水平升高提示宫内感染; 4.机体感染后最早出现的Ig是IgM,初次免疫应答中最早出现的抗体,但降解也快; 5.天然的血型抗体(ABO 血型系统)、类风湿因子: 6.结合和激活补体的能力最强(CH3); 7.调理吞噬和凝集作用比IgG强,但是中和病毒的能力不如IgG。
IgE 含量最低,半衰期最短
1.血清中含量最低的Ig;半衰期最短 2.黏膜下淋巴组织浆细胞产生,以单体形式存在; 3.属于亲细胞抗体,其CH2、CH3结构域结合肥大细胞和嗜碱性性粒细胞的Fc e R1,结合再次进入机体的抗原时,引起I型超敏反应的发生; 4.结合嗜酸性粒细胞Fc ε R2,有效杀伤寄生虫。
免疫球蛋白的功能
V区,Fab段 抗原结合片段
识别并特异性结合抗原(IgM,IgD构成BCR ) 中和作用:与毒素结合使之失去毒性,与中和表位结合,阻止病原体进入细胞 抗体结合抗原表位的数量称抗原结合价
一个抗体Fab段只与一个抗原表位结合,完整的Ig分子有两个抗原结合点 IgG/A/E/D 2 价 分泌型IgA 4价 IgM理论上10价,由于空间位阻,表现为5价
C区,Fc段 可结晶片段
激活补体 IgG1-3和IgM类抗体与抗原特异性结合后,其构型发生改变, 暴露IgG 的CH2和IgM 的CH3功能域的补体结合位点,通过结合补体激活补体经典途径 其余Ig抗原形成聚合物通过旁路途径激活补体
结合Fc受体(IgA,IgE,IgG)
1调理作用: opsonization IgG(主1&3)与巨噬细胞表面的Fc y R结合,介导吞噬细胞对细菌的吞噬 ②发挥 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(ADCC): antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity 抗体Fab段 与病毒感染的细胞或肿瘤细胞的抗原表位结合, 抗体Fc段 与NK细胞、巨噬细胞的FcR结合,介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。 ③介导I型超敏反应: IgE的Fc段与肥大细胞或嗜碱性粒细胞上的Fc e R结合,使其释放生物活性物质(脱颗粒),引起过敏反应
穿过胎盘: IgG1、3、4 独有,婴儿获得天然被动免疫的主要原因 与胎盘滋养层细胞表面的Fc g R
mAb(单克隆抗体,monoclonal antibody):由单一杂交瘤细胞产生,针对单一抗原表位的特异性抗体。
主要组织相容性复合体MHC
主要组织相容性复合体MHC: 哺乳动物某一染色体上(人是第6对染色体) 一组紧密连锁基因群,编码主要组织相容性抗原,决定了机体的组织相容性,控制同种移植排斥反应,调节免疫应答。 DNA →mRNA →多肽链→蛋白抗原 人 组织相容性抗原称人白细胞抗原 HLA: 人MHC称HLA复合体(第六号染色体短臂6p21.31) 小鼠MHC 称 H-2复合体 猪MHC称 SLA
HLA特点: 是人群中多态性最丰富的基因区域,与疾病关联最密切的基因区域,与群体免疫保护力最相关的基因区域
HLA分群
经典HLA-I和HLA-II类基因 产物具有抗原呈递功能,具有极为丰富的多态性, 直接参与T细胞的激活与分化,参与调控适应性免疫应答
(1) HLA-I类基因: 1.在远着丝点一端,包括B、C、A三个座位; 2.编码HLA-I类分子异二聚体的重链a链。 轻链为b2 微球蛋白,由第15号上染色体基因编码
(2)HLA-II类基因: 1. 在近着丝点一端,由DP、DQ、DR三个亚区组成; 2. 每个亚区又包括两种功能基因座位A和B (分别编码a和β链); 3. 编码HLA-II类分子
免疫功能相关基因
HLA- I类基因区: HLA- E(结合NK细胞,抑制NK对自身细胞杀伤作用)、HLA- G(参与母胎耐受)
HLA-II类基因区: TAP(转运)、HLA-DM(加工外源性抗原) 、蛋白酶体b亚单位、 HLA-DO(调节外源性抗原)
HLA- III类基因区: C4、C2、Bf等补体成分, TNF、LTA、LTB、MIC、HsP70(炎症相关基因)
HLA遗传特征
MHC多态性(polymorphism) 多态性: 群体中,染色体同一基因座位有两种以上等位基因的现象,即可编码两种以上的产物 人二倍体: 于不同个体而言,一个基因座位上只可选2个复等位基因 多基因性: 同一个体中HLA复合体基因座位数量(6*2)和结构多样性
多态性:MHC是共显性的复等位基因 HLA用于亲子鉴定-单元型遗传方式
连锁不平衡和单体型:
MHC限制性(MHC restiction):指T细胞以其TCR实现对抗原肽和自身MHC分子进行双重识别,即T细胞只能识别自身MHC分子提呈的抗原肽
HLA分子
1.HLA- I类分子: a.由重链(a链)和βzm组成; b.a1、a2结构域构成抗原肽结合槽(封闭), 识别8-10个氨基酸残基; c.分布于所有有核细胞以及网织红细胞、血小板表面,但神经细胞,成熟红细胞,滋养层细胞无。 MHC I类分子呈递抗原: 1 .呈递抗原类型:内源性抗原(来自细胞内); 2.发生部位:内质网腔内; 3.识别细胞: CD8+T 细胞。 CD8配体:MHC HLA- I类分子a3结构域
βzm微球蛋白,由15号染色体基因编码 肽结合区:a1、a2/a1、b1 Ig样区:a3、b2m/a2、b2 跨膜区:锚定 胞质区:信息传递
恶变肿瘤细胞HLA-I类分子表达缺失或密度降低,不能有效激活CD8+CTL,导致肿瘤的免疫逃逸 MHC I类限制性: Tc活化→Tc杀伤靶细胞
2. HLA-II类分子: a.由a链和β链组成:以非共中建速将而成、 b. a1 β1共同形成抗原肽结合槽(开放),识别13-17个氨基酸残基. c.仅表达于淋巴样组织中的各种细胞 (专职抗原呈递细胞APC-主要、胸腺上皮细胞、活化T细胞)表面 MHCII类分子呈递抗原: 1 .呈递抗原类型:外源性抗原(来自细胞外) ; 2.发生部位:内体、溶酶体; 3.识别细胞: CD4+T细胞. CD4配体:MHC HLA II类分子β2结构域
不表达MHC II类分子:中性粒细胞 MHC II类异常表达(表达过高)-自身免疫病 HLA- DR4 风湿性关节炎 HLA- DR2 多发性硬化症 HLA- DR2 系统性红斑狼疮 MHC II类限制性: APC-Th、Th-B
HLA生物学功能
作为抗原递呈分子参与适应性免疫应答
作为调节分子参与固有免疫应答 (炎症相关基因参与启动和控制炎症反应)
白细胞分化抗原LDA和粘附分子CAM
一、人白细胞分化抗原(HLDA) 造血干细胞在分化为不同谱系,各谱系分化的不同阶段及成熟细胞活化的过程中,细胞表面出现或消失的特征性分子,广泛分布于红细胞、血小板、血管内皮细胞、成纤维细胞等多种细胞表面,大多是跨膜蛋白或糖蛋白
2. 分化群(CD): 以单克隆抗体鉴定为主要方法,将不同实验室用单克隆抗体所鉴定的同一分化抗原,归为同一个CD。 CD分子即是细胞膜分子的命名编号。
3.功能: a. 受体:特异性识别抗原的受体,模式识别受体,细胞因子受体,补体受体,IgFc受体 b. 细胞黏附分子CAM 是介导细胞间或细胞与细胞外基质间相互结合的分子。
二、粘附分子(CAM) 是众多介导细胞间或细胞与细胞外基质间相互接触、结合与作用的分子的统称,以受体配体结合的形式发挥作用,参与细胞的识别、活化和信号转导、增殖和分化、伸展与移动。
2.分类: 免疫球蛋白超家族(IgSF, 包括Ig、TCR、 BCR、HLA)、整合素家族(a、β两条链以非共价连接形成的异源二聚体,以β亚单位分为8组)、 选择素家族(由CL结构域、EGF、 CCP 组成,其中CL结构域是与配体结合的部位) (分为L-选择素,分布于白细胞,P-选择素,分布于血小板、巨核细胞,E选择素,分布于活化的内皮细胞)、 钙黏蛋白家族( 钙离子依赖的同亲型结合,分为E上皮N神经P胎盘)
IgSF的配体: IgSF和整合素家族 整合素家族: 细胞外基质蛋白 选择素家族配体: 寡糖基团
3.功能: a、是免疫细胞识别的辅助受体和协同活化信号; b、炎症过程中介导白细胞和血管内皮细胞黏附; c、介导淋巴细胞归巢; d、参与细胞发育、分化、附着和移动; e、参与多种疾病的发生
适应性免疫应答: T淋巴细胞
T细胞:60~80% 依赖胸腺发育的淋巴细胞,负责细胞免疫功能, 参与抗肿瘤、抗细胞内感染微生物、移植排斥、迟发型超敏反应;对部分体液免疫应答发挥辅助功能。 T细胞 —脾2:3,淋巴结3:1
T细胞发育与分化
1. 双阴性阶段--TCR基因重排: BCR 和TCR基因结构以及发生重排的机制十分相似。 以a βTCR为例,先重排B)链(相当于重链),再排a, (相当于轻链)
2. 双阳性阶段:阳性选择与阴性选择
阳性选择: 在胸腺皮质中,同胸腺上皮细胞表面抗原肽-自身MHCⅠ类或Ⅱ类分子复合物以适当亲和力发生结合的DP细胞可继续分化为SP细胞,其中与Ⅰ类分子结合的DP细胞CD8表达水平升高,CD4表达水平下降直至丢失,而与Ⅱ类分子结合的DP细胞CD4表达水平升高,CD8表达水平下降最后丢失;不能与抗原肽-MHCⅠ/Ⅱ类分子结合或结合亲和力过高的DP细胞发生凋亡。 通过阳性选择,T细胞获得了对抗原识别的MHC限制性。
阴性选择: SP细胞在皮髓质交界处及髓质区,与胸腺树突状细胞、巨噬细胞表面自身抗原肽-MHCⅠ类或Ⅱ类分子复合物发生高亲和力结合者发生凋亡(少部分分化为调节性T细胞),而不能结合的SP细胞存活成为成熟T细胞并进入外周免疫器官。 通过阴性选择,清除自身反应性T细胞,使T细胞对自身抗原形成中枢免疫耐受。
(一) T细胞的膜表面分子
(二) TCR- CD3复合物的组成及结构
TCR- CD3复合物(以非共价键结合) 存在所有成熟T细胞表面,T细胞活化第一信号 结合抗原片段与MHC的复合物(pMHC) 2种形式的TCR异源双聚体: a-b:外周血大部分T细胞 γ-δ:皮肤、肠道上皮的T细胞
CD3分子: ➢CD3分子具有五种肽链y、δ、ε、5、η,均为跨膜结构,6条肽链,不同组合的CD3分子( γε; δε; ζζ; 三种二聚体的复合物80-90%; yε; δε; ζ η10-20%)。 ➢胞外区有lg样结构域。γε、 δε、 55、 ζη分别形成: 二聚体r、δ、8、5、η肽链胞浆区较长并有ITAM基序 ➢功能:转导TCR识别抗原所产生的活化信号,此即T细胞激活的第一信号
TCR共受体
CD4,CD8分子:不具有多态性 CD4配体:MHC I,HIV gp120 CD8配体: MHC II 的a3
共刺激分子
CD4 (T4) : 一条链4个结构域 主要与MHC II类分子结合, Th细胞表面,起信号转导作用,HIV受体。
CD8 (T8) : 两条链异二聚体 与MHC I类分子结合, Tc/Ts细胞表面,起信号转导作用
CD28: 同B7(CD80/86) 存在于大部分成熟T细胞, 提供细胞协同刺激信号。 ITAM, T细胞活化第二信号
CTLA-4(CD152):同B7 结合力高于CD28,竞争结合B7 抑制T细胞活化,避免过度激活 ITIM
CD2 (SRBC受体) : 存在于所有成熟T细胞表面的分子, 可以结合绵羊红细胞,形成玫瑰花环 配体:CD58(IFA-3)为T提供活化信号
ICOS: 表达于活化T细胞表面,与APC表面相应配体ICOSL(B7H2/CD275)结合后,调节活化T细胞多种细胞因子的产生,并促进T细胞增殖
CD40L : 存在于大部分成熟T细胞( CD4+、部分 CD8+、γδT细胞) , 属于TNF家族成员,II型膜蛋白. 起信号转导作用,B细胞活化第二信号
PD-1: 活化T细胞表面,配体是PD-L1和PD-L2, 主要表达于树突状细胞和巨噬细胞表面。 活化T细胞通过表面PD-1与PD-L1或PD-L2结合相互作用,可产生活化抑制信号,阻止T细胞增殖分化和细胞因子的合成分泌
丝裂原受体和细胞因子受体
丝裂原受体: 植物血凝素受体(PHA-R)、 刀豆蛋白A受体(ConA-R)、 美洲商陆受体(PWM-R)等
细胞因子受体: IL-1R、 IL-2R、 IL-4R、IL-6R等。
(三) T细胞亚群
表面TCR
γ-δ T细胞: 固有5% 皮肤、肠道上皮的T细胞~B1细胞,胚肝中成熟 经典MHC分子提呈的线性多肽 非特异性杀伤功能,免疫防御 无MHC限制性,无免疫记忆
a-B T细胞: 适应90% 外周血大部分T细胞~B2细胞,骨髓成熟 仅识别APC膜表面抗原肽- MHC复合物,不能直接识别抗原分子 有MHC限制性,有免疫记忆
抗原刺激后状态
Tn初始T细胞(native) 从未接受过抗原刺激的成熟T细胞 存活短,表达CD45RA、CD62Lhigh 参与淋巴再循环,主要功能识别抗原
Te效应T细胞(effector) 接受抗原刺激后能发挥免疫效应的T 存活短,表达CD45RO和高水平IL-2R 向外周炎症部位或某些器官组织迁移,不再循环至淋巴结。
Tm记忆性T细胞(memory) 由效应T细胞分化而来,或由初始T细胞接受抗原刺激后直接分化而来的介导再次免疫应答的T细胞。 ●CD45RO+; ●长期存活(数年); ●参与淋巴细胞再循环,介导再次免疫应答。
按功能分类: CD4+T细胞(60~65%) , CD8+T细胞(30~35%) 4:8=1.5~2
1 )细胞毒性T细胞(Tc,CTL) : 组成性表达TCR ab,CD8+ 特异性杀伤靶细胞( 肿瘤细胞或病毒感染的组织细胞)
特点:有Ag特异性、有MHC限制性、可连续杀伤; 杀伤机制: ●分泌穿孔素、颗粒酶、颗粒溶素及淋巴毒素等物质直接杀伤靶细胞; ●通过Fas/FasL途径诱导靶细胞凋亡。
2 )辅助性T细胞Th—CD4+T细胞: 组成性表达TCR ab,CD4+ CD4+Tn接受抗原刺激后先增殖分化为Th0,在局部微环境下中相关细胞因子作用下分化为Th1、Th2、Th17、Tfh等 具有辅助免疫细胞行使功能作用的T细胞,可进一步分为2种亚类:
Th1: 主要辅助T细胞,参与细胞免疫 释放IL-2、IFN-y、TNF-b等细胞因子, 引起炎症反应和IV型超敏反应(迟发性超敏反应)
●IL-2、IFN-和IL-12增强NK细胞的杀伤能力;
●IL-2、IFN-刺激CTL细胞的增殖和分化;
●TNF诱导靶细胞凋亡,促进炎症反应;
Th2: 主要辅助B细胞. 释放IL-4、5、6、10等细胞因子, 诱导B细胞增殖分化产生IgE抗体, 发挥体液免疫效应或引发I型超敏反应
分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等细胞因子促进B细胞的增殖、分化和抗体生成
分泌IL-4、IL-5诱导IgE的生成和嗜酸性粒细胞的活化,在变态反应和抗寄生虫感染中发挥重要作用
Th3细胞: 主要分泌大量TGF-b,发挥免疫抑制作用,也属于调节性T细胞。
Th17: IL-16、TGF-b刺激产生 产生IL-17、IL-22、IL-21 参与炎症反应
Tfh(滤泡辅助T细胞): IL-6、IL-21刺激产生 产生IL-21、IL-4 诱导B产生IgE抗体,诱导Ig类别转换 ●通过表达的CD40L和ICOS,辅助B细胞在生发中心的存活、增殖、分化为浆细胞、产生抗体以及抗体类别转换和抗体亲和力成熟。
3)凋节性T细胞(regulatory T cell, Treg) Treg是一类具有负向凋节作用的CD4+ Treg对抗原的识別具有特异性, 但活化后对其他免疫细胞的抑制作用是非特异性的,且不受MHC限制
自然凋节性T细胞(natural Treg, nTreg) CD4+CD25+Foxp3+ 诱导性凋节性T细胞(inducible Treg, iTreg) ●CD4+CD25+Foxp3+ iTreg ●CD4+CD25-Foxp3+ Th3 ●CD4+CD25-Foxp3- Tr1
(五) T细胞功能
对病毒感染细胞和肿瘤细胞的杀伤作用(Tc) 辅助免疫细胞行使功能(Th1,Th2 ) 抑制免疫细胞的功能(Ts) 迟发型超敏反应 TDTH(迟发性超敏反应T细胞Th1) 分泌细胞因子 记忆功能(Tm ) T细胞识别抗原的MHC限制现象 MHC:主要组织相容性复合体
抗原呈递细胞:APC
抗原提呈细胞(APC) antigen-presenting cell 能摄取、加工处理抗原,并将抗原以抗原肽-MHC分子复合物的形式提呈给T淋巴细胞的一类免疫细胞,在机体免疫应答中发挥重要作用。
专职APC: professional antigen-presenting cell 组成性表达MHC-II类分子和T细胞活化的共刺激分子、粘附分子,抗原递呈能力强。 单核巨噬细胞(Mφ)、树突状细胞(dendritic cell, DC)和B2细胞
1.树突状细胞DC dendritic cell 是体内功能最强的APC,可激活初始T细胞, 是机体适应性免疫应答的始动者,是连接固有免疫应答和适应性免疫应答的桥梁
分类: 经典DC (髓系DC,cDC, 后详述)、 浆细胞样DC (淋巴系DC,pDC, 参与抗病毒固有免疫应答)、 滤泡树突状DC (无抗原呈递能力,但可以富集抗原肽)
成熟过程: 未成熟DC,迁移期DC,成熟DC 大部分DC处于未成熟状态,接触抗原迁移期DC,迁移到外周免疫器官-成熟DC随成熟过程,摄取加工抗原能力减弱,提呈抗原的能力加强,MHCII类分子、共刺激分子、粘附分子表达增加
未成熟DC特点: 表达模式识别受体,能有效识别、摄取和加工外源性抗原; 低水平表达MHCⅡ类分子、共刺激分子和黏附分子。 成熟DC特点: 低表达模式识别受体,识别、摄取和加工外源性抗原能力弱。高水平表达MHCⅡ类分子等,能有效提呈抗原和激活T细胞;
DC的功能: a、识别、摄取和加工抗原, 参与固有免疫应答:通过PRR、FcR 等,发挥吞噬、胞饮、内吞作用,清除抗原; pDC 分泌I型干扰素,抗病毒感染。 b、加工提呈抗原,启动适应性免疫应答: 将抗原提呈给CD4+和CD8+T细胞;诱导Ig类别转换, 释放可溶性因子,促进B细胞增殖、分化; FDC 参与B细胞的阳性选择,促进抗体亲和力提高。 c、免疫调节作用: DC 可分泌多种细胞因子参与免疫功能的调节;分泌多种趋化因子,介导其他免疫细胞的趋化作用。 d、诱导与维持免疫耐受: 未成熟DC参与外周免疫耐受的诱导; 胸腺DC参与T细胞发育、分化和成熟,诱导中枢免疫耐受( 阴性选择)
2.单核巨噬细胞monocyte& macrophage,Mφ 来源于骨髓,随血液移动到全身, 通过胞饮、吞噬、受体介导的胞吞作用摄取抗原 表面标志和功能详见固有免疫应答
3. B2细胞 以BCR识别抗原,通过受体介导的胞吞作用进入细胞, 加工后能持续表达MHC-II类分子,能有效提呈抗原给CD4+Th细胞; 通常不表达CD80/CD86等共刺激分子,但在细菌感染或Th细胞辅助下可以表达,对活化CD4+T细胞有协同刺激作用。
非专职APC: 诱导性表达MHC-II类分子,抗原递呈能力弱。 内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞(胸腺上皮细胞)等。
抗原提呈(antigen presentation): 抗原提呈细胞将抗原加工处理、降解为抗原肽片段并与胞内MHC分子结合为抗原肽-MHC分子复合物,而转移至细胞表面,并与T细胞表面的TCR结合,从而被提呈给T淋巴细胞的全过程。
1、MHCI类途径(胞质溶胶途径)对抗原的加工处理 在内质网腔MHCⅠ类分子中的a链合成后,立即与伴侣蛋白(钙联蛋白、TAP相关蛋白tapasin等)结合,b2m取代钙联蛋白与链组装形成MHCⅠ类分子。 完整的内源性抗原( 如病毒)必须首先在胞浆中被泛素化,无小泡包被,在蛋白酶体/免疫蛋白 酶体作用下降解为多肽(抗原肽)Tap 1&2后, 转移至内质网腔内与新组装的MHC-I 类分子结合MHC-I类分子,形成MHC-I类分子复合物,经高尔基体转运至膜表面提呈给CD8+T细胞识别。
特点 胞质溶胶途径(内源性) 递呈抗原肽的MHC分子 I类分子 应答的T细胞 CD8+T细胞 抗原来源 内源性 抗原肽产生部位 胞质蛋白酶体 MHC荷肽部位 内质网腔 伴随蛋白 TAP1&2、tapasin、钙联素 递呈细胞 所有有核细胞
2、MHCII类途径(溶酶体途径)对抗原的加工处理: 在内质网腔新合成的MHCⅡ类分子,与Ii形成九聚体;MHCⅡ/Ii九聚体[(a βli)3]由内质网经高尔基体形成MⅡC;在MⅡC内Ii被降解,余下MHCⅡ类分子相关的恒定链多肽(CLIP)在抗原肽结合槽中。 外源性抗原(如细菌) 被摄取进入APC,与内体(一种膜性细胞器)融合;或形成吞噬体,与溶酶体融合为吞噬溶酶体; 内体或吞噬溶酶体与MⅡC融合,Ag在吞噬溶酶体和MⅡC中被经蛋白酶降解为小分子多肽片段。 CLIP在HLA-DM作用下与抗原结合沟槽解离,MHCⅡ类分子与抗原肽结合形成抗原肽-MHCⅡ类分子复合物,转运到细胞膜,提呈给CD4+T细胞。
特点 溶酶体途径(外源性) 递呈抗原肽的MHC分子 II类分子 应答的T细胞 CD4+T细胞 抗原来源 外源性 抗原肽产生部位 内体、溶酶体 MHC荷肽部位 MIIC . 伴随蛋白 Ii链、钙联素 递呈细胞 专职APC
Ii的主要功能: ①促进MHC-II类分子二聚体的形成,包括组装与折叠; ②促进MHC-II类分子二聚体在细胞内的转运; ③阻止MHC- II类分子在内质网与某些内源性多肽结合。
3、脂类抗原的CD1分子途径对抗原的加工处理: CD1a-d 有提呈功能,介导固有/适应性免疫应答。
适应性免疫应答:B淋巴细胞
B淋巴细胞10%~15%:由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样前体细胞分化成熟而来的免疫细胞 功能:介导体液免疫;APC; 分泌细胞因子;调节接免疫应答
B细胞的发育与分化
1. BCR 的基因重排 重链(H)VDJ 轻链 (L)C 等位排斥:B细胞中,一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基因的重排 同型排斥: K轻链基因重排成功后抑制λ轻链基因的重排 人入2: 1 | 鼠20:1
2. BCR 多样性产生的机制 a.组合引起的多样性(combinatorial diversity) 1.9x 10°6 b.连接引起的多样性(junctional diversity): ~3X 10' c.受体编辑(receptor editing) :前B细胞在骨髓中发育为不成熟B细胞。如其BCR与自身抗原结合,则发育阻滞或凋亡。受阻滞细胞的BCR的轻链基因在RAG基因活化后可发生二次重排和转换,从而改变受体的特异性 d.体细胞高频突变(somatic hypermutat ion)引起的多样性 BCR总的多样性:‘~5X 10^13
3. B细胞在骨髓中的发育分化 a.前B细胞(pre-B cell): 可以表达前-BCR, 无活性 b.未成熟B细胞:表达完整的BCR (mIgM), 此时受抗原刺激可凋亡,形成自身免疫耐受 c.成熟B细胞: 初始/幼稚B细胞,同时表达IgM和IgD, 受刺激活化后就仅有IgM
4. 免疫耐受的形成 a.阴性选择:未成熟B细胞表面表达mIgM,此时能识别自身抗原的B细胞克隆以其BCR(mIgM) 与骨髓中出现的自身抗原发生结合,产生负信号,发生细胞凋亡。这是B细胞自身耐受-中枢耐受产生的机制 b.阳性选择:成熟的B细胞受抗原刺激后,免疫球蛋白基因可发生体细胞高频突变,再加上抗原的选择,留下了表达高亲和力BCR的细胞克隆 双阳→单阳
B淋巴细胞表面分子及其作用
不成熟Bcell表达mIgM,成熟Bcell主要表达mIgM和mIgD, 浆细胞不表达mIg,记忆B有IgM 1. BCR复合物:mIg、CD79a、CD79 β mIg (识别和结合抗原) +2Iga+β (传递抗原刺激信号)→BCR复合物
①mIg功能: 识别抗原(无MHC限制性) 结构特征: a. 胞外区结构同可溶性抗体一样; b. 胞内区很短,不具信号传导功能。
②Iga/Igβ功能: 1. 转导激活B细胞的第一信号; 2.协助mIg的合成与转运。 结构特征: 1. 胞外区各含一个Ig折叠样区域; 2肽链间以二硫键相连; 3. 胞内区较长,含有具信号传导功能的免疫受体酪氨酸活化基序ITAM ( 免疫受体酪氨酸激活基序)结构;
(二)共受体 (1) CD19/CD21/CD81组成一个共受体, CD21 (CR2)是C3d (结合抗原)的受体,也是EB病毒的受体 CD19用于治疗B细胞白血病靶点的膜分子 功能:增强BCR与抗原结合的稳定性,增强B细胞对抗原刺激的敏感性。
(三)共刺激分子 [与Th细胞表面的协同刺激分子受体相互作用,提供激活B细胞的第二信号。]
a. CD40:表达于成熟B细胞表面, 其配体CD40L (CD154)表达于活化的Th cell, 二者结合是B细胞活化的重要信号
b. CD80/CD86: 即B7分子,在活化的B细胞中表达增强,与Th细胞表面的CD28和CTLA-4作用, CD28提供了T细胞活化的最重要的第二信号, CTLA-4提供抑制T细胞的信号
c.粘附分子: LFA-1、ICAM-1, 增强Th细胞与B细胞的黏附
(四)丝裂原结合分子: 如LPS受体,(脂多糖,B2) 结合后可直接诱导静息B细胞活化、增殖与分化。
(五)其他表面分子:
a. CD20: 只表达于B细胞,是B细胞的特征性标志, 调节跨膜钙离子流动,直接调节B细胞增殖分化。
b. CD22: 特异表达于B细胞,浆细胞不表达, 胞内段有ITIM (抑制性基序),是B细胞的抑制性受体
c. CD32:即Fcγ RII-b, 负反馈调节B细胞活化和抗体的分泌
B细胞的分类
B-1细胞: —表达CD5+ 5- 10%, 属于固有免疫细胞,分布于腹膜腔、胸膜腔和肠道固有层,在胚胎发育期即产生。 1.主要识别非蛋白质抗原,介导TI-Ag产生抗体; 2. B1介导的免疫应答不发生体细胞突变,无亲和力成熟,故产生低亲和力的IgM;以IgM和IgA为主 3.无免疫记忆; 4.参与抗细菌感染的黏膜免疫应答;能产生多种针对身抗原的抗体,与自身免疫病相关。
更新的方式 自我更新 自发产生Ig 高 针对的抗原 碳水化合物类 分泌的Ig类别 IgM>IgG 特异性 多反应性 体细胞高频突变 低/无 免疫记忆 少/无 产生时间 胎儿期 免疫学功能 固有免疫应答
B-2细胞:—不表达CD5 即成熟的B细胞,居于外周淋巴器官,是参与体液免疫应答的主要细胞,可分化为浆细胞或记忆B细胞 1.主要识别蛋白质抗原TD-Ag; 2.产生高亲和力抗体,有抗体类别转换,; 3.有免疫记忆 4.介导全身体液免疫应答。
更新的方式 由骨髓产生 自发产生Ig 低 针对的抗原 蛋白质类 分泌的Ig类别 IgG>IgM 特异性 特异性 体细胞高频突变 高 免疫记忆 有 产生时间 出生后 免疫学功能 适应性免疫应
B细胞功能
(一)产生抗体,介导体液免疫反应: 1. ADCC; IgG1 2.中和作用:抗体与病原体结合,阻断病原体与宿主细胞结合;中和细菌毒素; 3. 调理作用及补体参与的调理作用,激活补体。 4. 参与I型超敏反应 产生IgE
(二)提呈抗原APC: 活化B细胞以BCR结合可溶性抗原内化加工后以抗原肽-MHC复合物的形式提呈给T细胞。
(三)免疫调节: 1.通过直接的细胞接触或产生细胞因子参与免疫调节、炎症反应及造血过程; 2. Breg细胞分泌抑制性细胞因子 (IL-10、 TGF- β、IL-35)
细胞因子Cytokine,CK
免疫细胞及组织细胞分泌,在细胞间发挥调控作用的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 200多种
基本特性: 分子量少(8~30kD),可溶性蛋白质多糖蛋白 高亲和力, 高效性, 低浓度下(pmol/l)即有生物活性p=10^-12 半衰期短,可诱导产生且合成具有自限性 效应范围小,多数近距离发挥作用 自分泌,旁分泌,内分泌 多效性,高效性,重叠性,协同性,拮抗性,网络性, 由淋巴细胞产生为淋巴因子,由单核细胞产生为单核因子
分类
白细胞介素IL: 由白细胞产生(其他细胞也可)能介导白细胞间相互作用的细胞因子
IL-1: 由M¢产生活化T细胞 引起发热反应
IL-2: 由活化Th1细胞产生,自分泌或旁分泌 促进T,B细胞增殖分泌 增强NK杀伤活性
IL-4: 由Th2细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞 促进B增殖分化(IL-4,5,6,13) 诱导IgE(B细胞)和IgG1产生 Th0细胞→Th2分化 抑制Th1增殖分化 造血组细胞增殖分化
IL-7: 促进T,B细胞早期增殖成熟 IL-2,7,18促进T细胞活化增殖
IL-8:对中性粒细胞有趋化作用
IL-10: 抑制Th细胞产生细胞因子 唯三的抑制性细胞因子: IL-10、IL-35、TGF- b
IL-12: 同IFN- y→诱导Th0向Th1分化 细胞免疫
IL-15: 促进NK细胞发育分化
干扰素IFN:interferon 最早被发现,由活化Th1,Tc,NK 具有干扰病毒感染和复制的能力
IFN- a(I型): PDC(浆细胞样树突状细胞)、淋巴细胞、单核巨噬细胞 IFN- b(I型): 成纤维细胞 功能:抗病毒(感染&复制) TNF-a增加血管通透性,促使IgG、补体、效应细胞进入感染部位杀菌
TFN- y(II型): 与IL-12 活化Th1,NK,抑制Th2增殖分化 与IL-4拮抗作用 功能:激活巨噬细胞促进抗原递呈诱导T分化
肿瘤坏死因子TNF:tumor necrosis factor 使肿瘤发生坏死,杀伤靶细胞,诱导细胞凋亡
TNF- a: 单核巨噬细胞产生 TNF- b:又淋巴毒素(LT) 活化Th1细胞产生, 分为膜型和分泌型 常以三聚体发挥作用 香蕉越老TNF越多
集落刺激因子CSF: colony-stimulating factor 刺激多能造血干细胞和不同阶段造血祖细胞增殖分化形成相应细胞集落
G- CSF:粒细胞,M-CSF:巨噬细胞 GM-CSF:粒&巨噬 EPO:红细胞生成素,TPO:血小板生成素&IL-11 IL-3: 多向性 SCF:干细胞/肥大 (造血干细胞、粒、单核、红、巨噬、肥大)
趋化因子chemokine: 白细胞和造血微环境中基质细胞分泌,可结合在内皮细胞表面, 对中性粒、单核、淋巴、嗜酸性、嗜碱性的趋化和激活活性
IL-8,MCP-1
生长因子GF: 刺激细胞生长分化
TGF- b(抑制T细胞功能)促进Treg T分化 TGF b和IL-16共同诱导Th17的分化 TGF- b,IL-5诱导IgA产生 VEGF(VEG FR抗体,饥饿疗法) EGF(表皮生长因子) TGF(转化因子)
免疫学功能
抗细菌:IL-1,6,8,12,TNF-a 抗病毒:TFN 调节免疫反应:调控免疫细胞在外周和中枢免疫器官的发育分化活化 IL-2,4,6,12,13,15 刺激造血:CSF、EPO、TPO 促进血管生成:IL-8 抗肿瘤、诱导细胞凋亡 促进创伤恢复:TGF
促炎因子: IL-1 β IL-2 IL-5 IL-6 IL-8 IL-12p70 IL-17 TNF-a IFN-a IFN-y
抗炎因子: IL-1Ra IL-4 IL-10 IL-35 TGF-β
补体Complement,C
存在于人或脊椎动物血清与组织液中的一组具有 酶活性的糖蛋白(固有免疫的重要组分,参与适应性免疫) 不稳定,加热56^C,30min灭活 30多种可溶性蛋白和膜结合蛋白
命名原则: 1,经典激活途径的固有成分用C后加阿拉伯数字表示,如C1~C9,其中C1由C1q、C1r和C1s三个亚单位组成 2,旁路途径固有成分用英文大写字母表示,如B因子、D因子、P因子、H因子等 3,补体调节蛋白多以其功能命名,如C1抑制物、C4结合蛋白、衰变加速因子等 4,补体裂解片段 小片段用a表示,如C3a;大片段用b表示,如C3b(C2的裂解片段相反,大片段为C2a,小片段为C2b) 5,失活成分 前面加i,如:iC3b 6,具有酶活性成分在上画一条横线
含量最多: C3(1200mg/l) 含量最少:D分子(1~2mg/l) 分子量最大:C1q (400kD) 分子量最小:D分子(25kD)
补体理化性质: 糖蛋白,分子大小差异大 性质不稳定,66^C,30min灭活,0~10^C活性保持3-4天,应-20^C保存,怕酸碱紫外线震荡和酒精 含量相对稳定,占血清总蛋白量5~6%,与抗原刺激无关
补体的来源: 肝细胞(多数)、单核巨噬细胞(少数如C1) 补体的分解代谢: 代谢率快,血清中每天补体更新一半
补体的激活
旁路途径:C3b 非特异性免疫,初次感染或感染早期 激活物质:革兰氏阴性菌脂多糖、植物和细菌的多糖/肽聚糖、凝聚的IgA/IgG4 参与成分:C3,C5~C9,B、P、D因子 转化酶: C3转化酶:C3bBb, C5转化酶:C3bBb3b
MBL途径:(类经典)MBL/FAN 病原微生物感染早期 激活物质:细菌甘露聚糖残基、MBL 参与成分:C2~C9 转化酶: C3转化酶:C4b2a,C5转化酶:C4b2a3b
共同末端通路: 形成巩膜复合物MAC(membrane attack complex):由C5b~C9组成,附着于靶细胞表面,使内外渗透压失衡,最终细胞溶解破裂死亡
经典途径:C1q 特异性免疫,再次感染或感染后期 激活物质:IgG/IgM免疫复合物(immune complex,IC)—IgM最强,IgG4无激活补体能力 激活条件: C1q与IgM的CH3或IgG-3的CH2结合(2>Fc段)IgM>G3>G1>G2 参与成分:C1~C9 转化酶: C3转化酶:C4b2a,C5转化酶:C4b2a3b
C1: C1q、C1r、C1s C2血浆浓度低→限速成分 C3血浆浓度高
补体的生物学功能
细胞毒作用: MAC→靶细胞溶解 抗细菌、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤 病理状态下引起组织损伤如溶血和自身免疫病
调理作用: C3b、C4b等片段作用于颗粒性抗原表面,通过吞噬细胞表面相应补体受体结合促进吞噬细胞对其吞噬 抵御全身性细菌感染和真菌感染
IgG 调理作用
免疫黏附:/清除免疫复合物 C3b与IC结合,同时粘附于CRI+红细胞、血小板,从而将IC运送到肝脏和脾被巨噬细胞清除
引起炎症反应: C3a、C4a、C5a(过敏毒素) 与肥大细胞、嗜碱性粒细胞表面结合,触发靶细胞脱颗粒,释放组胺,白三烯等 C5a>C3a,可被抗组胺药物阻断
趋化作用: C3a、C5a、C567是趋化因子,借其浓度梯度吸引吞噬细胞发挥作用 C5a对中性粒细胞有强趋化活性
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