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1、免疫系统的生理功能第一节 非特异性免疫非特异性免疫是机体在长期的种系发育和进化过程中逐渐建立起来的一系列天然防御功能。它的特点是同一种的所有个体都具有,大多是机体的“常备”因素,有些是异物入侵后很快就出现的反应(炎症),因而能迅速发生防御作用,对所有入侵的病原微生物均发生作用。一、机体的屏障结构(二)血-脑屏障(三)胎盘屏障(一)皮肤和黏膜机体的皮肤和粘膜等表面结构能起屏障作用可阻挡微生物从血流 进入脑组织或脑脊液。脑毛细血管内皮细胞层连接紧密及微弱的胞饮作用可阻挡微生物从血流进入脑组织或脑脊液。母体发生感染时的病原微生物和有害产物不能通过胎盘进入胎儿。二、非特异性免疫细胞病原体一旦感染正常组
2、织或细胞,就会引起机体的非特异性免疫反应。中性粒细胞中性粒细胞首先到达感染现场并阻止病原体的进一步侵入,同时释放信号物质。巨噬细胞巨噬细胞随后赶到并包围吞噬病原体,然后对病原体进行分解和处理加工,把抗原提交给淋巴细胞,为特异性免疫奠定了基础。同时巨噬细胞分泌各种细胞因子,参与免疫反应。(一)补体三、体液因素(二)干扰素吞噬细胞的溶酶体酶吞噬细胞的溶酶体酶释放会损伤自身组织成分,死亡的白细胞与破坏裂解的靶细胞共同形成脓液,细菌LPS是外源致热源,可导致机体发热,各种毒性产物与活性介质也将刺激正常机体组织,使发热过程伴有红、肿、热、痛和功能障碍等现象。炎症后期,有成纤维细胞、上皮细胞、巨噬细胞等多
3、种细胞因子参与修复过程。第二节 抗原免疫原性(抗原性):抗原进入机体后,能诱导免疫系统形成特异抗体或致敏淋巴细胞的能力。免疫反应性:抗原能与其所诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞发生特异性反应的能力。抗原又称免疫原,是一类能被机体特异性免疫系统所识别,能刺激机体产生免疫应答并能与应答产物发生反应的物质。基本特性 完全抗原:完全抗原:具有免疫原性和抗原性的物质,如:蛋白质、细菌、病毒等。半抗原(半抗原(hapten,又称不完全抗原),又称不完全抗原):无免疫原性,只有免疫反应性的物质,如:多糖,某些小分子药物载体(carrier):赋予半抗原以免疫原性的蛋白质。半抗原+蛋白质=完全抗原(抗原)一、抗原
4、的特性2.分子大小1.异物性(外源物质)分子形状一般不影响抗原性,球状、杆状和不规则构型的蛋白质和多肽都是免疫原。分子大小对抗原性影响很大。相对分子质量小于10000的物质一般是弱的免疫原,相对分子质量大于10000的物质是良好的免疫原。免疫系统具有区分自我和非我的能力,能“识别自己,排斥异己”。进入机体的抗原物质必须与该机体的组织和体液成分有差别看,才能诱导机体产生免疫应答。抗原的异物性包括:异种间的物质、同种异体间的不同成分、自体内隔绝成分和自体变异成分等。4.特异性3.化学组成与结构一个抗原的结构与组成对其抗原性影响很大,特别是芳香族氨基酸的存在与抗原性有关。抗原的特异性是由分散于抗原分
5、子上而具有免疫活性的抗原决定基或称抗原表位决定的。一个抗原分子可以带有不同的表位,抗原分子的相对分子质量越大,表位数量就越多。一个抗原上含有能与抗体分子相结合的表位的总数,称抗原结合价抗原结合价。(二)抗原的类别根据抗原性质根据抗原刺激B细胞产生抗体是否需要Th细胞辅助完全抗原半抗原胸腺依赖抗原胸腺非依赖抗原根据与人体的亲缘关系同种异型抗原自身抗原异种抗原天然抗原根据天然与人工合成人工抗原自己抗原人工结合抗原非己抗原人工合成抗原基因工程抗原自己抗原非己抗原正常自身组织成分及体液组分处于免疫耐受状态,不能激发免疫应答,但如打破自身正常自身组织成分及体液组分处于免疫耐受状态,不能激发免疫应答,但如
6、打破自身耐受,则可引起自身免疫应答;另一些自身组织成分虽具有免疫原性,但在正常情况耐受,则可引起自身免疫应答;另一些自身组织成分虽具有免疫原性,但在正常情况下,由于组织屏障,不能进入血流,因此不能与免疫细胞接触,也不能激发免疫应答,下,由于组织屏障,不能进入血流,因此不能与免疫细胞接触,也不能激发免疫应答,称此种抗原为称此种抗原为隐蔽性身抗原隐蔽性身抗原,如脑组织、眼晶状体蛋白及精子等。一旦因外伤或手术,如脑组织、眼晶状体蛋白及精子等。一旦因外伤或手术等原因,可使此种抗原进入血流时,则可引起自身免疫应答。受病原微生物的感染或等原因,可使此种抗原进入血流时,则可引起自身免疫应答。受病原微生物的感
7、染或应用某些化学药物,可与自身组织蛋白结合,改变其分子结构,形成修饰的自身抗原,应用某些化学药物,可与自身组织蛋白结合,改变其分子结构,形成修饰的自身抗原,也能引起免疫应答。也能引起免疫应答。异种抗原:异种抗原:来自异种动物的抗原物质称为来自异种动物的抗原物质称为异种抗原异种抗原。如来自外部侵入人体的各种病原。如来自外部侵入人体的各种病原微生物及其产物的外毒素,注射的异种动物免疫血清,以及吸入和食进的异种蛋白,微生物及其产物的外毒素,注射的异种动物免疫血清,以及吸入和食进的异种蛋白,例如花粉和食物均属异种抗原。例如花粉和食物均属异种抗原。同种异型抗原:同种异型抗原:在同种动物不同个体间也存在各
8、种组织成分抗原性的差异,称此种抗在同种动物不同个体间也存在各种组织成分抗原性的差异,称此种抗原为原为同种异型抗原。同种异型抗原。如人血型抗原不同输血时可引起输血反应,组织相容性抗原或移如人血型抗原不同输血时可引起输血反应,组织相容性抗原或移植抗原型不同可引起移植排斥反应。植抗原型不同可引起移植排斥反应。异嗜性抗原:异嗜性抗原:在不同种属动物组织间也可发现有共同抗原,称这种抗原为在不同种属动物组织间也可发现有共同抗原,称这种抗原为异嗜性抗原。异嗜性抗原。目前已发现多种异嗜性抗原,如大肠杆轿目前已发现多种异嗜性抗原,如大肠杆轿O86含有人的含有人的B血型物质,肺炎球菌血型物质,肺炎球菌14型含有型
9、含有人人A血型物质,它们与人血型抗体的产生有关。血型物质,它们与人血型抗体的产生有关。人工结合抗原人工合成抗原将编码免疫原性氨基酸序列的基因克隆化并与适当载体(如细菌粒或病毒)DNA分子相结合,然后引入受体细胞中(如原核细胞的大肠杆菌或真核细胞酵母菌及哺乳类动物细胞)使之表达,即能获得免疫原性之融合蛋白,经纯化后可做为疫苗,此即基因工程疫苗。将无免疫原性的简单化学基团与蛋白质载体偶联,或将无免疫原性的有机分子如二硝基苯(DNP)或三硝基苯(TNP)与蛋白质载体结合,形成载体-半抗原结合物,均属人工结合抗原。用化学方法将活化氨基酸聚合,使之成为合成多肽,基因工程抗原超抗原普通抗原超抗原:超抗原:
10、只需极低浓度(1-10ng/ml)即可激活大量的T细胞(2%20%某些亚型T细胞克隆)活化,产生极强的免疫应答的抗原因子,但其激活不需要提呈细胞的加工处理,而是以完整的蛋白质形式提呈给T细胞。根据是否为超抗原特点:特点:能与多数T细胞结合并为T细胞活化提供信号。而上述的普通抗原只能与少数对应T细胞结合并使之活化。因此称这种能与多数T细胞结合的抗原为超抗原。超抗原无需经APC加工可直接与MHC类分子非多态区外侧结合,而不是与肽结合沟结合,故无MHc 限制性。外源性超抗原:外源性超抗原:由细菌分泌的可溶性蛋白质,包括G+菌分泌的各种外毒素(如葡萄球菌的肠毒素)。内源性超抗原:内源性超抗原:由感染哺
11、乳动物细胞的某种病毒编码的细胞膜蛋白质。第三节第三节 免疫应答免疫应答一、免疫应答概述一、免疫应答概述免疫应答(IR)是指机体受抗原刺激后,免疫细胞对抗原分子识别、活化、增殖、分化,产生免疫物质发生特异性免疫效应的过程。(一)概念(二)免疫应答的类型但在某些情况下,会导致机体组织损伤和但在某些情况下,会导致机体组织损伤和/或功能障碍,甚至引或功能障碍,甚至引起免疫性疾病。起免疫性疾病。正常应答:正常应答:正常应答:正常应答:自身免疫耐受。自身免疫耐受。异常应答:异常应答:异常应答:异常应答:自身免疫疾病。自身免疫疾病。特异性免疫应答是机体清除异己物质以保持内环境稳定的重要特异性免疫应答是机体清
12、除异己物质以保持内环境稳定的重要机制,其本质是保护性的。机制,其本质是保护性的。正常应答:正常应答:正常应答:正常应答:抗感染、抗肿瘤。抗感染、抗肿瘤。异常应答:异常应答:异常应答:异常应答:超敏反应、反复感染、肿瘤。超敏反应、反复感染、肿瘤。根据机体受抗原刺激后的反应状态分:根据机体受抗原刺激后的反应状态分:负免疫应答负免疫应答正免疫应答正免疫应答根据参与细胞类型和效应机制分:根据参与细胞类型和效应机制分:B B细胞介导的体液免疫细胞介导的体液免疫T T细胞介导的细胞免疫细胞介导的细胞免疫(三)免疫应答的场所淋巴结、脾脏及黏膜相关淋巴组织等外周淋巴器官。淋巴结、脾脏及黏膜相关淋巴组织等外周淋
13、巴器官。(四)免疫应答的过程抗原提呈和识别阶段(感应阶段)抗原提呈和识别阶段(感应阶段)活化、增殖、分化阶段(反应阶段)活化、增殖、分化阶段(反应阶段)效应阶段效应阶段1.1.抗原提呈和识别阶段(感应阶段);抗原提呈和识别阶段(感应阶段);免疫细胞与抗原之间的相互作用。指抗原进入机体后,经克隆免疫细胞与抗原之间的相互作用。指抗原进入机体后,经克隆选择,被具有相应抗原受体的选择,被具有相应抗原受体的T、B细胞特异识别的阶段。感应细胞特异识别的阶段。感应阶段主要发生两个重要事件:阶段主要发生两个重要事件:抗原的加工和提呈抗原的加工和提呈T、B细胞特异识别抗原细胞特异识别抗原内源性抗原:内源性抗原:
14、内源性抗原:内源性抗原:内源性抗原是指肿瘤细胞、病毒感染细胞等自行内源性抗原是指肿瘤细胞、病毒感染细胞等自行内源性抗原是指肿瘤细胞、病毒感染细胞等自行内源性抗原是指肿瘤细胞、病毒感染细胞等自行合成的肿瘤抗原或病毒蛋白,在合成的肿瘤抗原或病毒蛋白,在合成的肿瘤抗原或病毒蛋白,在合成的肿瘤抗原或病毒蛋白,在胞浆蛋白酶体酶胞浆蛋白酶体酶的作用下被降的作用下被降的作用下被降的作用下被降解成长度约为解成长度约为解成长度约为解成长度约为8-138-13个氨基酸残基的免疫显性肽段,进入内质网,个氨基酸残基的免疫显性肽段,进入内质网,个氨基酸残基的免疫显性肽段,进入内质网,个氨基酸残基的免疫显性肽段,进入内质
15、网,在在在在内质网内质网中与新合成的中与新合成的中与新合成的中与新合成的MHCMHC分子的抗原结合成分子的抗原结合成分子的抗原结合成分子的抗原结合成AgAg肽肽肽肽-MHCMHC分子复合物,表达在肿瘤细胞或病毒感染细胞表面供分子复合物,表达在肿瘤细胞或病毒感染细胞表面供分子复合物,表达在肿瘤细胞或病毒感染细胞表面供分子复合物,表达在肿瘤细胞或病毒感染细胞表面供CD8CD8+细胞识别。细胞识别。细胞识别。细胞识别。抗原提呈抗原提呈外源性抗原外源性抗原外源性抗原外源性抗原(如病原菌、异种蛋白等如病原菌、异种蛋白等如病原菌、异种蛋白等如病原菌、异种蛋白等):被抗原提呈细胞通过吞被抗原提呈细胞通过吞被
16、抗原提呈细胞通过吞被抗原提呈细胞通过吞噬、吞饮和受体介导的内吞作用由胞浆包裹摄人胞内称为噬、吞饮和受体介导的内吞作用由胞浆包裹摄人胞内称为噬、吞饮和受体介导的内吞作用由胞浆包裹摄人胞内称为噬、吞饮和受体介导的内吞作用由胞浆包裹摄人胞内称为内体内体,内体与溶酶体内体与溶酶体(1ysosome)(1ysosome)融合。抗原在溶酶体酶作用下,被降融合。抗原在溶酶体酶作用下,被降融合。抗原在溶酶体酶作用下,被降融合。抗原在溶酶体酶作用下,被降解成长度为解成长度为解成长度为解成长度为13-1813-18个氨基酸残基的免疫显性肽段并与内质网中新个氨基酸残基的免疫显性肽段并与内质网中新个氨基酸残基的免疫显
17、性肽段并与内质网中新个氨基酸残基的免疫显性肽段并与内质网中新合成的合成的合成的合成的MHCMHC分子的抗原结合槽结合为分子的抗原结合槽结合为分子的抗原结合槽结合为分子的抗原结合槽结合为AgAg肽肽肽肽-MHC-MHC分子的分子的分子的分子的复合抗原,表达在复合抗原,表达在复合抗原,表达在复合抗原,表达在APCAPC细胞表面,供细胞表面,供细胞表面,供细胞表面,供CD4+CD4+细胞识别的过程。细胞识别的过程。细胞识别的过程。细胞识别的过程。T、B细胞特异识别抗原细胞特异识别抗原机机机机体体体体免免免免疫疫疫疫系系系系统统统统存存存存在在在在着着着着为为为为数数数数众众众众多多多多的的的的、具具
18、具具有有有有不不不不同同同同抗抗抗抗原原原原受受受受体体体体的的的的抗抗抗抗原原原原特特特特异异异异性性性性T T细细细细胞胞胞胞和和和和B B细细细细胞胞胞胞,它它它它们们们们能能能能够够够够对对对对进进进进入入入入机机机机体体体体的的的的各各各各种种种种各各各各样样样样抗抗抗抗原原原原作作作作出出出出相应的特异性识别。相应的特异性识别。相应的特异性识别。相应的特异性识别。2.活化、增殖、分化阶段(反应阶段):活化、增殖、分化阶段(反应阶段):免疫细胞与免疫细胞之间的相互作用,也称增殖分化阶段。免疫细胞与免疫细胞之间的相互作用,也称增殖分化阶段。免疫细胞与免疫细胞之间的相互作用,也称增殖分化
19、阶段。免疫细胞与免疫细胞之间的相互作用,也称增殖分化阶段。是指是指是指是指T T、B B细胞特异性识别抗原后,在多种细胞间粘附分子协细胞特异性识别抗原后,在多种细胞间粘附分子协细胞特异性识别抗原后,在多种细胞间粘附分子协细胞特异性识别抗原后,在多种细胞间粘附分子协同作用下被活化,增殖、分化,产生效应物质的阶段。同作用下被活化,增殖、分化,产生效应物质的阶段。同作用下被活化,增殖、分化,产生效应物质的阶段。同作用下被活化,增殖、分化,产生效应物质的阶段。3.效应阶段:效应阶段:效应阶段也可称抗原异物清除阶段(在病理免疫中是组织损伤效应阶段也可称抗原异物清除阶段(在病理免疫中是组织损伤效应阶段也可
20、称抗原异物清除阶段(在病理免疫中是组织损伤效应阶段也可称抗原异物清除阶段(在病理免疫中是组织损伤阶段)。是指免疫效应细胞或效应分子发挥效应清除抗原的阶阶段)。是指免疫效应细胞或效应分子发挥效应清除抗原的阶阶段)。是指免疫效应细胞或效应分子发挥效应清除抗原的阶阶段)。是指免疫效应细胞或效应分子发挥效应清除抗原的阶段段段段 。二、二、B细胞介导的体液免疫应答细胞介导的体液免疫应答B细胞接受抗原刺激,增殖分化形成浆细胞,浆细胞合成并分泌具有专一性的抗体。存在于血浆、淋巴和组织液等体液中的抗体与相应的抗原特异性结合,在补体参与下发挥免疫效应,称为体液免疫。(一)T非依赖性体液免疫应答非胸腺依赖抗原遇到
21、B细胞时,可与B细胞表面多个特意膜表面免疫球蛋白结合,并激活B细胞。被激活的B细胞迅速增殖、分化为具有分泌抗体能力的浆细胞。大量分泌IgM抗体,其特异性和该B细胞SmIg的特异性相同,分泌的IgM可与相应抗原结合,通过直接中和、调理、吞噬及激活补体等途径发挥免疫作用。(二)依赖于T细胞的体液免疫抗原呈递细胞(抗原呈递细胞(APC)加工处理胸腺依赖抗原()加工处理胸腺依赖抗原(TD),加工后产生的肽段与),加工后产生的肽段与MHCII类类蛋白分子结合在一起,再送到细胞的表面。接着,蛋白分子结合在一起,再送到细胞的表面。接着,APC将抗原将抗原-MHC复合物通过复合物通过TH细胞细胞受体(受体(T
22、CR)CD4呈递给呈递给TH。被激活的。被激活的TH细胞开始产生白细胞介素细胞开始产生白细胞介素IL-2,IL-2又作用又作用于其他于其他TH细胞,并使前细胞,并使前CTL细胞成为有活性的细胞成为有活性的CTL细胞。细胞。TH细胞分泌的细胞分泌的IL-2和其他细和其他细胞因子如胞因子如 IL-4,可刺激抗原活化的,可刺激抗原活化的B细胞增殖并成为抗体产生细胞即浆细胞。也有一些细胞增殖并成为抗体产生细胞即浆细胞。也有一些接触了抗原的接触了抗原的B细胞停止细胞分裂,形成记忆细胞。另外,巨噬细胞在加工抗原过程中细胞停止细胞分裂,形成记忆细胞。另外,巨噬细胞在加工抗原过程中也分泌白细胞介素也分泌白细胞
23、介素 IL-1,它可作用于不同类型的细胞,这是免疫应答的关键分子。,它可作用于不同类型的细胞,这是免疫应答的关键分子。可通可通过过 细胞上的细胞上的IL-1受体而激活受体而激活TH细胞。细胞。(三)抗体形成的一般规律及应用机体初次接触抗原后,需经过一段潜伏期后才能在血清中产生抗体,抗体量一机体初次接触抗原后,需经过一段潜伏期后才能在血清中产生抗体,抗体量一般不高,维持时间短,很快下降。般不高,维持时间短,很快下降。在对抗原发生初次应答后,再次注射相同的抗原,潜伏期明显缩短,抗体量迅在对抗原发生初次应答后,再次注射相同的抗原,潜伏期明显缩短,抗体量迅速上升到最大幅度,可达初次注射产生抗体的速上升
24、到最大幅度,可达初次注射产生抗体的10100倍,且在体内维持时间长,倍,且在体内维持时间长,抗体的类别主要为抗体的类别主要为IgG。2.二次应答当初次注射抗原后所产生的抗体在体内完全消失时,如再接触抗原时,又可使当初次注射抗原后所产生的抗体在体内完全消失时,如再接触抗原时,又可使该抗体突然上升,称为该抗体突然上升,称为回忆应答回忆应答。亦泛指第二次或二次后接触抗原引起的比第。亦泛指第二次或二次后接触抗原引起的比第一次较大的和较快的应答。一次较大的和较快的应答。若再接触的抗原与初次接触的抗原相同,所引起的若再接触的抗原与初次接触的抗原相同,所引起的 回忆反应称为回忆反应称为特异性回忆反特异性回忆
25、反应应。有时再接触的抗原是与初次接触的抗原不相同的另一种抗原,也可引起与。有时再接触的抗原是与初次接触的抗原不相同的另一种抗原,也可引起与初次抗原相对应的抗体的产生,称为初次抗原相对应的抗体的产生,称为非特异性回忆反应非特异性回忆反应。1.初次应答4.几类抗体出现的顺序意义制备抗体中,通常采用多次注射抗原的方法。预防接种中一般都采用二次或多次接种法,且第一次和第二次抗原刺激之间有时间上的间隔,使出现二次应答,从而产生大量抗体且维持时间长。疾病诊断中,根据几类抗体出现的先后规律,可作出早期快速诊断IgMIgGIgA(四)体液免疫的效应由于抗体分子有特异识别作用,它可与侵入机体的病毒或外毒素分子结
26、合,从而阻断了病毒进入细胞的能力或中和了外毒素分子的毒性作用。从而发挥抗体分子的保护作用。单核吞噬细胞系统以及中性粒细胞的表面,都带有IgG或IgM分子的Fc受体或补体分子受体。因此,由抗体与抗原形成的免疫复合物极易被这种具有吞噬功能的免疫细胞所吞噬杀伤或降解并被排除。2.抗体分子的调理作用 1.抗体分子的中和作用 3.补体介导的细胞溶解作用 4.抗体依赖细胞介导的细胞毒性作用 指具有杀伤性的细胞如NK细胞通过其表达的Fc受体识别包被于靶抗原上的抗体Fc段,直接杀死靶细胞,NK细胞是介导ADCC的主要细胞。凡是具有IgGFc段受体的吞噬细胞或具有杀伤活性的细胞都参予这种作用。因此参予抗体依赖细
27、胞介导的细胞毒性作用(ADCC)的细胞可有巨噬细胞、中性粒细胞和杀伤细胞(K细胞)等。补体分子可经第一活化途径或旁路活化途径溶解靶细胞。但补体分子在无抗体分子存时,不能被活化。因此,抗体分子可借补体的作用溶解细胞,被溶解的细胞再经吞噬细胞系统加以排除(五)体液免疫应答的调节 当抗体产生后,可不断与抗原结合,并被清除。这是抗原被清除的原因之一,因此可终止免疫应答发生。免疫系统内已证明有抑制性细胞存在,特别是抑制性T细胞,即TS细胞,对免疫应答有重要调节作用。当免疫应答发展到一定程度时,即能诱发抑制性T细胞的作用。其作用机制可能是它分泌的特异性抑制性因子(TSF)和它参予的网络调节。2.免疫抑制细
28、胞的作用 1.抗体的反馈调节 3.免疫网络调节 现已证明每一种特异性抗体分子(Ab1)都具有其独特型决定簇,并具有自己抗原性。当抗体分子产生至一定量时,其独特型决定簇可激发其自体产生抗独特型抗体(Ab2),并可连续发展下去。此种抗独特型抗体可促进或抑制免疫应答。Jerne根据抗独特型诱发的免疫调节作用,于1974年提出了他的独特型免疫网络学说(immune network theory)。细胞免疫应答是从初始细胞免疫应答是从初始细胞免疫应答是从初始细胞免疫应答是从初始T T T T细胞接受抗原刺激到分化效应细胞接受抗原刺激到分化效应细胞接受抗原刺激到分化效应细胞接受抗原刺激到分化效应T T T
29、 T细胞细胞细胞细胞并将抗原清除的过程。并将抗原清除的过程。并将抗原清除的过程。并将抗原清除的过程。免疫效应阶段免疫效应阶段过程过程过程过程三、三、T细胞介导的细胞免疫应答细胞介导的细胞免疫应答抗原识别阶段抗原识别阶段T细胞活化、增殖、分化阶段细胞活化、增殖、分化阶段CD8+TcCD8+TcCD8+TcCD8+Tc细胞介导的细胞毒作用细胞介导的细胞毒作用细胞介导的细胞毒作用细胞介导的细胞毒作用CD4+Th1CD4+Th1CD4+Th1CD4+Th1细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应类别类别类别类别(一)、(一)、(一)、(一)、CD8+TcCD8+Tc细胞
30、介导的细胞毒作用细胞介导的细胞毒作用细胞介导的细胞毒作用细胞介导的细胞毒作用CD8+TCD8+T细胞(细胞(细胞(细胞(TCTC或或或或CTLCTL细胞)能杀伤表达抗原的靶细胞,它细胞)能杀伤表达抗原的靶细胞,它细胞)能杀伤表达抗原的靶细胞,它细胞)能杀伤表达抗原的靶细胞,它在抗病毒感染、急性同种异型移植物排斥和对肿瘤细胞的杀在抗病毒感染、急性同种异型移植物排斥和对肿瘤细胞的杀在抗病毒感染、急性同种异型移植物排斥和对肿瘤细胞的杀在抗病毒感染、急性同种异型移植物排斥和对肿瘤细胞的杀伤作用是重要的效应细胞。伤作用是重要的效应细胞。伤作用是重要的效应细胞。伤作用是重要的效应细胞。1.1.CD8+CD
31、8+效应效应效应效应TcTc细胞(细胞(细胞(细胞(CTLCTL)的形成)的形成)的形成)的形成静息的静息的静息的静息的CD8+TcCD8+Tc细胞必须经抗原刺激,并在细胞必须经抗原刺激,并在细胞必须经抗原刺激,并在细胞必须经抗原刺激,并在ThTh细胞的协同作细胞的协同作细胞的协同作细胞的协同作用下,才能分化发育成效应用下,才能分化发育成效应用下,才能分化发育成效应用下,才能分化发育成效应TcTc细胞(细胞(细胞(细胞(CTLCTL)。)。)。)。胞浆内的抗原,经酶降解成小的肽片段,与胞浆内的抗原,经酶降解成小的肽片段,与MHC I类分子结类分子结合成复合物,然后转送到细胞膜表面,供合成复合物
32、,然后转送到细胞膜表面,供CD8+T细胞识别的细胞识别的过程。过程。2.CTL2.CTL杀伤靶细胞机制杀伤靶细胞机制杀伤靶细胞机制杀伤靶细胞机制杀伤杀伤杀伤杀伤T T细胞对靶细胞的杀伤作用是抗原特异性的,只杀伤相细胞对靶细胞的杀伤作用是抗原特异性的,只杀伤相细胞对靶细胞的杀伤作用是抗原特异性的,只杀伤相细胞对靶细胞的杀伤作用是抗原特异性的,只杀伤相应靶细胞而对其它细胞无损伤作用。杀伤应靶细胞而对其它细胞无损伤作用。杀伤应靶细胞而对其它细胞无损伤作用。杀伤应靶细胞而对其它细胞无损伤作用。杀伤T T细胞必需与靶细细胞必需与靶细细胞必需与靶细细胞必需与靶细胞直接触才有杀伤作用。当靶细胞被溶解时,胞直
33、接触才有杀伤作用。当靶细胞被溶解时,胞直接触才有杀伤作用。当靶细胞被溶解时,胞直接触才有杀伤作用。当靶细胞被溶解时,TCTC细胞本身不细胞本身不细胞本身不细胞本身不受损伤并与之解离,因此一个杀伤受损伤并与之解离,因此一个杀伤受损伤并与之解离,因此一个杀伤受损伤并与之解离,因此一个杀伤T T细胞可连续杀伤多个靶细胞可连续杀伤多个靶细胞可连续杀伤多个靶细胞可连续杀伤多个靶细胞,其杀伤机制可能是其分泌的多种细胞毒素所致。细胞,其杀伤机制可能是其分泌的多种细胞毒素所致。细胞,其杀伤机制可能是其分泌的多种细胞毒素所致。细胞,其杀伤机制可能是其分泌的多种细胞毒素所致。(1)(1)穿孔素蛋白(穿孔素蛋白(穿
34、孔素蛋白(穿孔素蛋白(perferinperferin)杀伤杀伤杀伤杀伤T T细胞活化后可诱发脱颗粒作用,排出其胞浆颗粒内已合成的一种蛋细胞活化后可诱发脱颗粒作用,排出其胞浆颗粒内已合成的一种蛋细胞活化后可诱发脱颗粒作用,排出其胞浆颗粒内已合成的一种蛋细胞活化后可诱发脱颗粒作用,排出其胞浆颗粒内已合成的一种蛋白质白质白质白质穿孔素。这种蛋白在颗粒内是单体,当与胞外高浓度穿孔素。这种蛋白在颗粒内是单体,当与胞外高浓度穿孔素。这种蛋白在颗粒内是单体,当与胞外高浓度穿孔素。这种蛋白在颗粒内是单体,当与胞外高浓度Ca2+Ca2+接触接触接触接触后即发生聚合。这种聚合多发生在靶细胞膜的脂质层,并形成离子
35、透过后即发生聚合。这种聚合多发生在靶细胞膜的脂质层,并形成离子透过后即发生聚合。这种聚合多发生在靶细胞膜的脂质层,并形成离子透过后即发生聚合。这种聚合多发生在靶细胞膜的脂质层,并形成离子透过通道,因之大量离子和水分可进入细胞造成细胞溶解。这种细胞溶解作通道,因之大量离子和水分可进入细胞造成细胞溶解。这种细胞溶解作通道,因之大量离子和水分可进入细胞造成细胞溶解。这种细胞溶解作通道,因之大量离子和水分可进入细胞造成细胞溶解。这种细胞溶解作用类似于补体的膜攻击复合物的作用,并且穿孔蛋白的结构也与用类似于补体的膜攻击复合物的作用,并且穿孔蛋白的结构也与用类似于补体的膜攻击复合物的作用,并且穿孔蛋白的结
36、构也与用类似于补体的膜攻击复合物的作用,并且穿孔蛋白的结构也与C9C9有同有同有同有同源性。此外,颗粒中的其它成分如丝氨酸酯酶和蛋白聚糖也有损伤细胞源性。此外,颗粒中的其它成分如丝氨酸酯酶和蛋白聚糖也有损伤细胞源性。此外,颗粒中的其它成分如丝氨酸酯酶和蛋白聚糖也有损伤细胞源性。此外,颗粒中的其它成分如丝氨酸酯酶和蛋白聚糖也有损伤细胞作用。作用。作用。作用。杀伤杀伤杀伤杀伤T T细胞可泌一种蛋白质毒素,它与颗粒内的物质不同,而类似于淋巴细胞可泌一种蛋白质毒素,它与颗粒内的物质不同,而类似于淋巴细胞可泌一种蛋白质毒素,它与颗粒内的物质不同,而类似于淋巴细胞可泌一种蛋白质毒素,它与颗粒内的物质不同,
37、而类似于淋巴毒素的物质。这种细胞毒素可活化靶细内的毒素的物质。这种细胞毒素可活化靶细内的毒素的物质。这种细胞毒素可活化靶细内的毒素的物质。这种细胞毒素可活化靶细内的DNADNA降解酶,导致靶细胞核降解酶,导致靶细胞核降解酶,导致靶细胞核降解酶,导致靶细胞核DNADNA的裂解,引起靶细胞的程序性死亡(的裂解,引起靶细胞的程序性死亡(的裂解,引起靶细胞的程序性死亡(的裂解,引起靶细胞的程序性死亡(Programmed cell death,PCDProgrammed cell death,PCD)。)。)。)。(2)(2)细胞毒素细胞毒素细胞毒素细胞毒素 (二)、(二)、(二)、(二)、CD4+T
38、h1CD4+Th1细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应细胞介导的炎症反应这是由这是由这是由这是由CD4+TCD4+T细胞激发的特异性细胞免疫应答细胞激发的特异性细胞免疫应答细胞激发的特异性细胞免疫应答细胞激发的特异性细胞免疫应答,它可引起组织的它可引起组织的它可引起组织的它可引起组织的慢性炎症慢性炎症慢性炎症慢性炎症,它是以淋巴细胞它是以淋巴细胞它是以淋巴细胞它是以淋巴细胞(主要是主要是主要是主要是T T细胞细胞细胞细胞)和单核吞噬细胞系细胞和单核吞噬细胞系细胞和单核吞噬细胞系细胞和单核吞噬细胞系细胞浸润为主的渗出性炎症。浸润为主的渗出性炎症。浸润为主的渗出性炎症。浸润为主的
39、渗出性炎症。由于免疫细胞的激活、增殖和分化以及其它炎症细胞的聚集需由于免疫细胞的激活、增殖和分化以及其它炎症细胞的聚集需由于免疫细胞的激活、增殖和分化以及其它炎症细胞的聚集需由于免疫细胞的激活、增殖和分化以及其它炎症细胞的聚集需要较长时间,所以炎症反应发生较迟,持续时间也长,故称此要较长时间,所以炎症反应发生较迟,持续时间也长,故称此要较长时间,所以炎症反应发生较迟,持续时间也长,故称此要较长时间,所以炎症反应发生较迟,持续时间也长,故称此种炎症的反应为种炎症的反应为种炎症的反应为种炎症的反应为迟发型超敏反应迟发型超敏反应迟发型超敏反应迟发型超敏反应(delayedtypehy delayed
40、typehy persensitiyty,DTHpersensitiyty,DTH)。诱发这种的反应的)。诱发这种的反应的)。诱发这种的反应的)。诱发这种的反应的T T细胞称为细胞称为细胞称为细胞称为迟发型超敏迟发型超敏迟发型超敏迟发型超敏性性性性T T细胞(细胞(细胞(细胞(TDTHTDTH)。)。)。)。1.CD4+T1.CD4+T细胞的活化细胞的活化细胞的活化细胞的活化CD4+TCD4+T细胞的活化需有抗原呈递细胞参予,主要为细胞的活化需有抗原呈递细胞参予,主要为细胞的活化需有抗原呈递细胞参予,主要为细胞的活化需有抗原呈递细胞参予,主要为巨噬细胞巨噬细胞(MM),),其次表皮内的其次表皮
41、内的其次表皮内的其次表皮内的LangerhansLangerhans细胞细胞和和和和血管内皮细胞血管内皮细胞亦可发亦可发亦可发亦可发挥抗原呈递细胞的作用。挥抗原呈递细胞的作用。挥抗原呈递细胞的作用。挥抗原呈递细胞的作用。巨噬细胞通过吞噬或吞饮作用,将外源性蛋白质抗原摄取进入巨噬细胞通过吞噬或吞饮作用,将外源性蛋白质抗原摄取进入巨噬细胞通过吞噬或吞饮作用,将外源性蛋白质抗原摄取进入巨噬细胞通过吞噬或吞饮作用,将外源性蛋白质抗原摄取进入胞内,经加工后产生的抗原肽片段与其自己胞内,经加工后产生的抗原肽片段与其自己胞内,经加工后产生的抗原肽片段与其自己胞内,经加工后产生的抗原肽片段与其自己MHCMHC
42、类分子结合类分子结合类分子结合类分子结合形成复合物,然后运送至细胞表面并呈递给形成复合物,然后运送至细胞表面并呈递给形成复合物,然后运送至细胞表面并呈递给形成复合物,然后运送至细胞表面并呈递给CD4+TCD4+T细胞,自此细胞,自此细胞,自此细胞,自此开始了开始了开始了开始了CD4+TCD4+T细胞活化的诱导期。细胞活化的诱导期。细胞活化的诱导期。细胞活化的诱导期。2.2.迟发型超敏反应的形成迟发型超敏反应的形成迟发型超敏反应的形成迟发型超敏反应的形成CD4+TCD4+T细胞经抗原识别、活化和克隆增殖并合成和分泌大量各种细胞经抗原识别、活化和克隆增殖并合成和分泌大量各种细胞经抗原识别、活化和克
43、隆增殖并合成和分泌大量各种细胞经抗原识别、活化和克隆增殖并合成和分泌大量各种细胞因子,其中最重要的有白细胞介素细胞因子,其中最重要的有白细胞介素细胞因子,其中最重要的有白细胞介素细胞因子,其中最重要的有白细胞介素-2-2(IL-2IL-2)、肿瘤坏死因子)、肿瘤坏死因子)、肿瘤坏死因子)、肿瘤坏死因子(TNFTNF)、淋巴毒素()、淋巴毒素()、淋巴毒素()、淋巴毒素(LTLT)和干扰素()和干扰素()和干扰素()和干扰素(IFN-IFN-)等,它们是产生)等,它们是产生)等,它们是产生)等,它们是产生DTHDTH反应的分子基础。反应的分子基础。反应的分子基础。反应的分子基础。四、细胞免疫的生
44、物学效应四、细胞免疫的生物学效应(一)生理意义(一)生理意义(一)生理意义(一)生理意义1.1.抗感染抗感染抗感染抗感染 主要清除胞内感染的病原体。主要清除胞内感染的病原体。主要清除胞内感染的病原体。主要清除胞内感染的病原体。2.2.抗肿瘤抗肿瘤抗肿瘤抗肿瘤 其机制包括其机制包括其机制包括其机制包括TcTc细胞的特异性杀伤作用、细胞的特异性杀伤作用、细胞的特异性杀伤作用、细胞的特异性杀伤作用、CD4Th1CD4Th1细胞细胞细胞细胞释放的细胞因子的直接溶解作用和经细胞因子活化的单核巨噬释放的细胞因子的直接溶解作用和经细胞因子活化的单核巨噬释放的细胞因子的直接溶解作用和经细胞因子活化的单核巨噬释
45、放的细胞因子的直接溶解作用和经细胞因子活化的单核巨噬细胞、细胞、细胞、细胞、NKNK细胞的杀伤效应等。细胞的杀伤效应等。细胞的杀伤效应等。细胞的杀伤效应等。(二)病理意义(二)病理意义(二)病理意义(二)病理意义 1.1.介导介导介导介导型超敏反应,引发移植排斥反应等。型超敏反应,引发移植排斥反应等。型超敏反应,引发移植排斥反应等。型超敏反应,引发移植排斥反应等。2.2.参与某些自身免疫性疾病的组织损伤。参与某些自身免疫性疾病的组织损伤。参与某些自身免疫性疾病的组织损伤。参与某些自身免疫性疾病的组织损伤。第四节 免疫耐受免疫耐受(免疫耐受(immunologic tolerance)是指免疫活
46、性细胞接触抗原性物质时所表现的一种特异性的无应答状态(a state of specific unresponsiveness)。它是免疫应答的另一种重要类型,其表现与前述的正相免疫应答相反。外来的或自身的抗原均可诱导免疫耐受,这些抗原称耐受原耐受原(tolerangen)。免疫耐受的程度 完全耐受 不完全耐受不完全耐受不完全耐受又有多种形式。如仅对T细胞或B细胞产生的耐受分别称T细胞耐受或细胞耐受或B细胞耐受细胞耐受。又如免疫活性细胞仅对抗原分子上的某一特定决定簇产生耐受而不涉及对其它决定簇的应答,这些现象称为分离耐受分离耐受(splittolerance)。不完全耐受尚可表现为抗体分泌细胞
47、在再次受抗原刺激后,产生低亲和力抗体或缺失抗体类别转换,是为免疫偏离免疫偏离(immune deviation)。免疫耐受形成的特点 天然耐受 获得耐受 分类分类免疫抑制:免疫抑制:免疫系统包括参与免疫反应的各种细胞、组织和器官,如胸腺、淋巴结、脾、扁桃体以及分布在全身体液和组织中的淋巴细胞和浆细胞。这些组分及其正常功能是机体免疫功能的基本保证,任何一方面的缺陷都将导致免疫功能障碍,丧失抵抗感染能力或形成免疫性疾病。免疫耐受免疫耐受免疫耐受免疫耐受免疫抑制免疫抑制免疫抑制免疫抑制原因原因原因原因细细细细胞系消失或不活化,胞系消失或不活化,胞系消失或不活化,胞系消失或不活化,TsTs细细细细胞的
48、抑胞的抑胞的抑胞的抑制作用制作用制作用制作用免疫活性免疫活性免疫活性免疫活性细细细细胞胞胞胞发发发发育缺育缺育缺育缺损损损损或增殖分化障碍或增殖分化障碍或增殖分化障碍或增殖分化障碍产产产产生条件生条件生条件生条件可先天或后天可先天或后天可先天或后天可先天或后天获获获获得,特得,特得,特得,特别别别别是在免疫是在免疫是在免疫是在免疫功能未成熟或减弱功能未成熟或减弱功能未成熟或减弱功能未成熟或减弱时时时时容易形成容易形成容易形成容易形成先天缺先天缺先天缺先天缺损损损损,或人,或人,或人,或人为产为产为产为产生,如生,如生,如生,如X-X-射射射射线线线线、免疫抑、免疫抑、免疫抑、免疫抑制制制制药药
49、药药物、抗淋巴物、抗淋巴物、抗淋巴物、抗淋巴细细细细胞血胞血胞血胞血清作用清作用清作用清作用特异性特异性特异性特异性高高高高无无无无持持持持续续续续性性性性长长长长期的,一期的,一期的,一期的,一时时时时性的或性的或性的或性的或终终终终生生生生一一一一时时时时性性性性临临临临床床床床应应应应用用用用实验实验实验实验治治治治疗阶疗阶疗阶疗阶段段段段已已已已应应应应用于用于用于用于变态变态变态变态反反反反应应应应,自,自,自,自身免疫病和移植身免疫病和移植身免疫病和移植身免疫病和移植合并症合并症合并症合并症无无无无感染与感染与感染与感染与肿肿肿肿瘤瘤瘤瘤一、免疫耐受现象的发现(一)天然耐受现象 1
50、945年Owen观察到异卵双生小牛胎盘血管融合,血液交流而呈自然的联体共生,可在一头小牛的血液中同时存在有两种不同血型抗原的红细胞,成为血型镶嵌体(chimeras)。这种小牛不但允许抗原不同的血细胞在体内长期存在,不产生相应抗体,而且还能接受双胞胎另一小牛的皮肤移植而不产生排斥反应。但是不能接受其他无关个体的皮肤移植。Owen称这一现象为天然耐受。Burnet等人认为异卵双生牛体内,对异型血细胞的耐受现象的产生是由于胚胎期免疫功能尚未成熟,异型血细胞进入胚胎牛体内,能引起对异型细胞产生抗体的免疫细胞克隆受抑制或被消灭,故此小牛出生后对胚胎期接触过的异型红细胞抗原不会发生免疫应答。根据这个理论