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1、免疫学基础课程大纲 免疫学概论 免疫系统 免疫系统的构件及功能（免疫器官、免疫细胞和免疫递质）抗原 免疫应答 疫苗 免疫疾病 免疫与保健,第一章 免疫学概论1 免疫学及免疫1.1 天花和牛痘疫苗的发现免疫学的起源 早在中世纪前，人们就认识到有一些传染性疾病，当时统称为瘟疫，得病康复以后便不再感染此病，如天花（smallpox）。在10世纪，穆斯林医生Rhazes第一次对天花做了清楚的临床描述，他发现天花病人康复后对天花具有持续的抵抗（免疫）性，因此第一次提出获得性免疫免疫的概念。但当时对获得性免疫的原因并不了解。11世纪中国宋真宗时代，人们已经知道吸入天花脓泡的结痂可以预防天花，从而创立了人痘
2、接种预防天花的方法，不过这种方法比较危险。到18世纪这种方法在东方已很流行，并广泛传入邻国乃至于中东和英国。1798年，英国一位医学院学生Edward Jenner发表了他的开创新纪,元的牛痘（cowpox）疫苗的报告。他从挤奶人接触牛痘而不生天花这一现象得到了启发。他把牛痘的脓泡液接种于健康的男孩，待反应消退之后再用同样方法接种天花，男孩不再发病。这一创造性的发现引起人们极大的兴趣。当时称这种方法为Jenner牛痘疫苗接种（Jennerian vaccination）。然而当时对于为什么接种牛痘能防天花的原因并不清楚。Jenner似乎也从未设想过他的疫苗为什么有免疫性。当时关于流行病的病因存
3、在一些模糊的观念，这也限制了人们关于致病及免疫原因的正确思考。然而不管怎样，在免疫学科真正确立之前，Jenner的贡献是巨大的。他所创立的牛痘疫苗成为人们与天花奋斗长达200年之久的最重要的武器。1976年世界上仅剩了最后一例天花病人，3年后的1979年世界卫生组织郑重宣布天花已被消灭。所以人们通常把免疫学的起源归功于Jenner 1798年关于牛痘疫苗的发现。,1.2 免疫学的发展 19世纪末，随着科学医学的发展，越来越多的人们接受了病菌致病的理论。1880年法国科学家巴斯德（Louis Pasteur）关于鸡霍乱预防免疫作用的报道是科学免疫学诞生的重要标志。他使用老化的霍乱病菌培养物，即已
4、失去了致病能力的霍乱病菌作为疫苗，成功地防止了有致病能力的霍乱病菌的传染作用。1881年巴斯德更进一步证明杀死的霍乱菌以及病毒、炭疸菌（Bacillus anthracis）等都能成功地诱发免疫。为了纪念Jenner的伟大功绩，他将这类接种诱导免疫的制剂称为疫苗（vaccine）。此后，随着越来越多的减毒病菌的发现，人们开始对使用减毒或者杀死的病菌作为疫苗的方法以控制人类和其他动物传染性疾病树立了信心和希望。从此，免疫学才真正作为一门独立的科学进入了科学研究领域，并不断取得新的进展。,免疫学的发展大致经历了实验免疫学和近代免疫学两个发展阶段。20世纪50年代以前，免疫学的研究主要以实验免疫学为
5、主。而在这一时期中主要侧重于两个方面的发展：即体液免疫（humoral immunity）和细胞免疫（cellular immunity）。此时期提出了抗原抗体理论，同时发现了各种血型及其之间的相互关系。20世纪50年代以后，免疫学进入了近代发展阶段。此时期抗原抗体理论进一步完善，并且发现了各种免疫器官、免疫细胞及免疫分子。,1.3 免疫的概念 免疫的经典概念：免疫（immunity）又称免疫性、免疫力或抵抗力。是指机体免除疾病的能力。即抗感染免疫。免疫一词是来自于拉丁字“immunis”，意指“免除服役”或“免除课税”。而在微生物学和医学中引用时，是指“免除疫患”之意。这种运用，反映了人类与
6、疾病斗争的认识过程。一方面人类早已观察到免疫现象的普遍存在，机体对传染性病源微生物的感染具有抵抗能力；另一方面，它引导人们去探索这种抵抗能力产生的原因和如何对传染性疾病进行预防，最终找出战胜传染性疾病的方法。这种概念之所以是陈旧的，是由于在医学临床中所遇到的一些疾病和现象，仅用免疫防御是无法解释的。例如对青霉素过敏的患者，注射青霉素后，严重的会引起休克甚至死亡。这显然不是感染和抗感染造成的。当青霉素进入机体后形成青霉素酸，并与组织蛋白结合而,诱发IgE类抗体产生，造成组织和细胞的损伤和生理功能紊乱，所以是一种异常免疫反应，称之为变态反应。现已知道有不少药物会引起不同性质的变态反应，我们通常称之
7、为对药物的过敏。免疫的现代概念：近些年来，人们对免疫学进行不断的深入研究并了解到，体内一些异常细胞，如损伤细胞、衰老细胞等可以被各种免疫活性细胞清除，及时地消除这些异常细胞对机体正常生理功能的影响，维持自身内环境的稳定性。机体的这种能力称为免疫稳定（immunologic homeostasis）。但是，如果出现异常，就会伤及自身正常组织细胞，这种识别的紊乱引起的疾病称为自身免疫性疾病，也属于异常免疫现象。如自身产生的抗核抗体破坏自身的组织细胞的红斑狼疮就是一例。,在机体的生长发育过程中，DNA不断复制，细胞不断的分裂和繁殖。有人计算推断，DNA复制错误机率达10-710-5。这种由复制错误或
8、因突变而产生的异常细胞也要依靠免疫系统来清除，这种功能称为免疫监视（immunologic serveillance）。案综上所述，免疫的现代概念是：免疫是对异体、异种或“自身”物质的各种反应性，包括抗御、自我稳定和免疫监视等一整套生理功能。其主要内容如图1.1所示。,2机体的天然防御屏障天然免疫系统 在我们生活的环境中，存在着大量的病原体，如病毒、细菌、真菌、原生动物和多细胞寄生虫等等。一旦这些病原微生物进入到宿主体内并在体内不受限制地繁殖的话，就会引发疾病甚至导致宿主死亡。但实际上，这些病原生物体很难进入到宿主体内，少数进入体内的病原体生活周期很短，对宿主的危害也很小。这主要是由于天然免疫
9、系统能阻止病原体的入侵，时刻抵御病原微生物对机体产生的伤害的原故。天然免疫系统给我们提供了防御疾病的天然防御屏障。其主要由皮肤、粘膜（物理屏障）、某些免疫细胞和机体内正常分泌的一些活性成分如溶菌酶等（化学屏障）组成。,3天然免疫和获得性免疫3.1天然免疫（natural immunity）天然免疫又称先天性免疫（innate immunity），是机体在接触外来的侵染物之前就已经存在的免疫，所以天然免疫是机体先天就有的，而且始终存在的防御机制。这些起着天然免疫机制的成分，是机体表面上的如皮肤、粘膜、机体分泌的脂肪酸等有效的物理和化学屏障。在机体内部的免疫分子如干扰素（、）及其他白细胞分泌的白细
10、胞介素、血清中的补体成分和溶菌酶等，它们对病原物都具有抑制或杀伤作用。,另外，机体中有一些细胞在天然免疫中也是起着重要防御作用，如各种有吞噬作用和自然杀伤作用的细胞，如NK（natural killer cell）细胞和吞噬细胞等。当外来的侵害物一旦越过了外表的物理和化学屏障而进入机体后，这些细胞便起着破坏和清除外来物的作用。总之，这些物理的和化学的以及细胞的防御作用的一个共同特点是先天就有的，而不是病原物侵染后才产生的，而且它们的作用都没有特异性。,3.2获得性免疫（acquired immunity）获得性免疫是指当机体与外来侵害物接触（称为免疫作用）之后才获得的免疫特性。这种获得的免疫性
11、对诱发的抗原有特异性，所以获得性免疫又称为特异性免疫（specific immunity）或者适应性免疫（adaptive immunity）。获得性免疫的两大特点：特异性和记忆性 从生物进化系统来看，天然免疫是低等的无脊椎动物机体上就存在的，而获得性免疫是在脊椎动物中才有的，而且是随着进化渐趋完善的。,4免疫细胞 免疫细胞是机体免疫系统的重要组成部分，它在机体防御外来病原体的入侵及参与免疫应答方面占有重要的地位。根据其与免疫反应的机制不同分为两大类：执行天然免疫功能的细胞（如巨噬细胞、NK细胞等）和执行获得性免疫功能的细胞（如 T、B淋巴细胞）。各种免疫细胞均来源于多能造血干细胞（multi
12、ple hematopoietic stem cells，HPSC），见图1.2，其主要功能及其参与免疫反应的机制详见第三章。,5免疫递质 免疫递质是机体免疫系统中一类非常重要的活性分子。在免疫应答过程中，免疫细胞受激活后分泌出来的一类小分子活性物质，如溶菌酶和各种细胞因子等，这些小分子活性物质统称为免疫递质，它们在抗菌、抗炎、杀瘤及免疫应答中起着非常重要的作用。免疫递质包括抗体、补体系统、细胞因子，如干扰素（IFNs）、白细胞介素（Ils）、巨噬细胞集落因子（CSFs）和肿瘤坏死因子（TNFs）等。,6 抗原 抗原（antigen，Ag）又称免疫原（immunogen），是一类能刺激机体免疫
13、系统使之产生特异性免疫应答，并能与相应免疫应答产物（如抗体和致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性结合的物质。抗原的前一种性能称为免疫原性（immunogenicity），即抗原能刺激特异性免疫细胞，使之活化、增生和分化，最终产生免疫效应物质（抗体和致敏淋巴细胞）的特征；后一种性能称为反应原性（reactionogenicity），即抗原可在体内外与相应的免疫效应物质发生特异性结合的特性。,7 免疫应答 免疫系统的主要功能是识别自身和非自身的抗原物质，并对识别了的物质产生免疫应答，从而保证机体内环境的稳定。免疫应答的一般过程是由抗原引发的，由多种免疫细胞参与的一系列反应。免疫应答具体可分为三个步骤：
14、抗原递呈（启动阶段）、细胞活（增殖分化阶段）和效应阶段。,8 炎症反应 免疫细胞广泛分布于机体的各部分组织中，当机体的某部分受到感染时，免疫细胞及其产物就会聚集到感染部位，这一过程称为炎症反应。炎症反应具有三个主要特点：（1）感染部位供血量增加；（2）血管内皮细胞收缩，毛细血管通透性增强。此时免疫系统中的可溶性介质可通过毛细血管而到达感染部位。（3）大量的白细胞从血管中迁移到周围组织中。在炎症发生的早期以中性粒细胞的迁移为主，但随后单核细胞和淋巴细胞也开始向感染部位迁移。,9 疫苗（vaccine）在免疫学研究领域中，发展最快、应用最成功的是疫苗。疫苗主要是基于获得性免疫两大要素（特异性和记忆
15、性）的原则而发展起来的。当机体再次接触到同类抗原时，记忆细胞能启动免疫系统产生强烈的免疫反应，而且比第一次产生的反应速度更快，效果更强。其内容将在疫苗一章中详细介绍。,10免疫疾病 无容置疑，免疫系统是我们机体的一大财宝。但是，当免疫系统的某些部位受损或发生功能缺陷时，尽管其他部位的功能可以弥补这些缺陷，但机体仍处于巨大的被感染的危险之中。很显然，正是来自感染性微生物的巨大进化压力，才导致免疫系统发展成为如今这种比较完善的形式。然而，有时免疫系统本身也可“制造”一些麻烦。如免疫系统对抗原不适当的应答，或对自身组织抗原产生应答，均会导致免疫病理过程，进而发展为免疫疾病。按发病机制不同，免疫性疾病
16、可分为三大类：即超敏感反应病、免疫缺陷病及自身免疫病。,（1）超敏感反应病：由抗原特异应答的效应T及B细胞激发的过高的反应过程，导致疾病。（2）免疫缺陷病：免疫系统的先天性遗传性缺陷及后天因素所致缺陷，均致免疫功能低下或缺失，易发生严重感染及肿瘤。如艾滋病。（3）自身免疫病：在正常情况下，对自身抗原应答的T及B细胞不活化，不能致自身免疫病。但在长其感染，物理、化学因素刺激下，这些自身应答T及B细胞被活化，则致自身免疫病。,第二章 免疫器官 免疫系统（immune system）是人和高等动物中识别自我和危险信号，引发免疫系统应答、执行免疫效应和最终维持自身稳定的组织系统。免疫系统是在生物种发育
17、、进化过程中逐步建立和完善的，它主要由执行机体免疫功能的免疫器官、免疫细胞和免疫分子所组成。免疫器官依其功能不同可分为中枢免疫器官（central immune organ）及外周免疫器官（peripheral immune organ）。中枢免疫器官包括胸腺及骨髓，外周免疫器官包括淋巴结、脾脏和其他淋巴组织。本章重点介绍免疫器官的组成和功能。,第一节 中枢免疫器官 中枢免疫器官又称一级免疫器官或初级淋巴器官，是免疫细胞发生、分化和成熟的场所，对外周免疫器官的发育起着主导作用。哺乳动物的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺，而在鸟类中还包括法氏囊。1 胸腺（thymus）胸腺分为左右两叶，位于胸腔内，在
18、心脏及大血管上前方。在胚胎第二个月末时，胸腺已开始发育，分娩时已发育完全。其后，胸腺随着个体的发育而不断增大，2528岁达到顶峰，随后逐渐萎缩，有此老年人的胸腺甚至消失。,胸腺的功能：胸腺是T细胞分化成熟的场所：在胚胎期，前胸腺细胞（即前T细胞）持续地从卵黄囊及胚肝迁入胸腺，成年期从骨髓迁入。其后在胸腺中（受胸腺激素作用）继续发育成熟，然后随血液迁到各组织或器官中定居或发挥作用。胸腺具有重要的免疫调节作用：胸腺基质细胞可分泌胸腺激素和多种细胞因子，它们是促进T细胞成熟的必要条件。胸腺激素为一类具有一定生化特性的蛋白质，它在体外可诱导T细胞成熟，并增强T细胞的免疫应答能力。某些胸腺激素（如胸腺5
19、肽）临床上可用于治疗免疫缺陷症。,2 骨髓（bone marrow）骨髓是人和其他哺乳动物的造血器官，也是各种免疫细胞的发源地。骨髓虽非淋巴组织，但含有具强大分化潜力的多能干细胞（HPSC），它们可在某些因素作用下分化为不同的造血祖细胞，进而再分化为形态和功能不同的髓样干细胞和淋巴干细胞。前者发育为红细胞系、粒细胞系（白细胞）、巨噬细胞系等；后者发育成淋巴细胞系。骨髓主要由红骨髓和黄骨髓组成，其中红骨髓具有活跃的造血功能。,骨髓的功能：B细胞分化发育的场所：在胚胎期，B细胞分化部位是胚肝；出生后至成年期，B细胞仅在骨髓内发育成熟。如同T细胞在胸腺中的经历一样，B细胞分化成熟过程中也伴随着表面标
20、志的变化。再次体液免疫应答发生的场所：B细胞受到抗原刺激而分化为三种功能不同的B细胞，其中一种是记忆性B细胞，它主要定居在骨髓中，当再次受到同一种抗原作用时，记忆性B细胞就对其作出迅速的免疫反应（兼有外周免疫器官的功能）见图3.2。综上所述，骨髓是人体极为重要的免疫器官，它兼有中枢和外周免疫器官两者的功能。骨髓功能缺陷可导致细胞免疫和体液免疫均出现障碍，只有植入正常骨髓才能重建免疫功能。,3 法氏囊（bursa of fabricius）这是鸟类所特有的初级淋巴器官，也是鸟类B细胞分化成熟的特殊场所。法氏囊又称腔上囊，它位于鸟类泄殖腔的上方，是泄殖腔上皮淋巴器官。它主要是由初级滤泡组成，其中含
21、有的少数干细胞发育为淋巴细胞。在法氏囊中B细胞由前B细胞分化而来。切除法氏囊后便不能再生抗体。由此也证明法氏囊对鸟类体液免疫应答是非常重要的。当鸟类性成熟以后，法氏囊便消失了。哺乳动物的肠相关淋巴组织，如阑尾在组织学上与鸟类的法氏囊非常相似。,第二节外周免疫器官 外周淋巴器官（peripheral immune organ）又称二级免疫器官或次级免疫器官，是T细胞、B细胞定居的场所，也是它们识别外来抗原后发生免疫应答的所在位置。外周免疫器官包括淋巴结、脾脏及其他淋巴组织，后者指的是扁桃体、阑尾、肠道集合淋巴结、消化道和呼吸道粘膜下层的淋巴小结以及全身各处的弥散淋巴组织。,1、淋巴结及其功能 过
22、滤作用：侵入机体的病原微生物等，很容易进入毛细淋巴管，然后随淋巴回流入淋巴结内，可被淋巴结内巨噬细胞即时清除。进行免疫应答:致敏T淋巴细胞及特异性抗体都汇集于淋巴结内，由淋巴输出管输出，进入血循环，分布于全身发挥免疫作用。淋巴结内的巨噬细胞吞噬处理或捕获抗原后，可转递给皮质区淋巴细胞，淋巴细胞识别抗原，产生免疫应答，T、B细胞在免疫应答过程中生成的致敏T细胞及特异性抗体都汇集于淋巴结髓窦内，由淋巴输出管输出，进入血循环并分布生身，从而发挥免疫作用。,参与淋巴细胞再循环：淋巴结在淋巴细胞再循环中起重要的作用。淋巴细胞首先通过输入淋巴导管，离开血循环进入淋巴结，最终通过输出淋巴管引流到胸导管或右淋
23、巴管，从而再回到血循环。完成这一循环约需2448小时。淋巴细胞再循环的意义主要有两个方面：增加抗原与淋巴细胞的接触机会。淋巴细胞不断地从淋巴组织到外周血液，使更多的带有不同抗原受体的淋巴细胞有机会接触抗原，并引起免疫应答；充实淋巴组织，即淋巴组织可从反复循环的“细胞库”中补充新的淋巴细胞。,2、脾脏（spleen）脾脏是最大的外周淋巴器官，是成熟的T、B淋巴细胞及巨噬细胞定居的场所，也是它们识别外来抗原后发生免疫应答的所在位置。脾脏的免疫功能：脾脏是全身血液的滤过器 脾脏中所含的大量巨噬细胞可清除血中的异物、抗原及衰老的红细胞。,脾脏是发生免疫应答的重要器官 脾脏是各种免疫细胞居住的地方，当受
24、到抗原刺激时，能引起淋巴细胞增殖并进入免疫应答。当发生体液免疫应答时，脾脏中的浆细胞（能产生抗体的B细胞）大量增多，并产生抗体；当发生细胞免疫应答时，T细胞则分化出大量T效应细胞，它们将外来抗原进行加工处理后递呈给B细胞或巨噬细胞，进而将它们清除。脾脏是合成吞噬细胞增强激素的主要场所，从而增强巨噬细胞及（粒）白细胞的吞噬功能。即脾脏的免疫调节作用。,3、粘膜淋巴组织 人体中大多数的淋巴组织（50%以上）存在于粘膜系统，包括呼吸道、消化道和泌尿生殖道的内避。这是因为这些地方是微生物进入机体的主要部位。它们在免疫防御中发挥重要作用。如皮肤的粘膜上皮是机体内部和外界环境之间的屏障，构成重要的第一道防
25、线。,4淋巴细胞再循环 成熟的淋巴细胞进入外周免疫器官后，不同种类的淋巴细胞定位于淋巴器官的不同部位，其中某些淋巴细胞还可离开淋巴器官，进入淋巴结、血液，在体内游走，最后携带抗原再返回淋巴器官。淋巴细胞在淋巴组织之间和血液中反复循环交换的这一过程称为淋巴细胞的循环（circulation of lymphocytes）或淋巴细胞再循环。淋巴细胞进行再循环的意义在于：增加了抗原、侵染物接触的机会，淋巴细胞不断从淋巴组织分布到外周血液，保证更多的带有不同抗原受体的淋巴细胞有机会接触抗原，并引起免疫应答；充实淋巴组织，即淋巴组织可从反复循环的“细胞库”中补充新的淋巴细胞，从而能使T、B细胞和记忆细胞
26、很快地分布到全身的组织器官。,思考题 免疫器官有哪些主要成分？其主要功能是什么？中枢淋巴器官和外周淋巴器官在功能上有何区别？它们之间又有何联系？淋巴细胞循环在机体免疫防御上有何意义？如果骨髓发生功能性障碍而不能增殖，你认为这对机体会产生什么影响？如何解决这些影响？,第三章免疫细胞 免疫应答的发生需要免疫细胞的参与。免疫细胞是泛指所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前身，包括造血干细胞、淋巴细胞、巨噬细胞及白细胞、红细胞等。在免疫应答过程中起核心作用的是淋巴细胞，其中接受抗原后能发生特异性免疫反应的淋巴细胞称为抗原特异性淋巴细胞（antigen specific lymphocyte）或称
27、免疫活性细胞，即T细胞和B细胞。,第一节 淋巴细胞 淋巴细胞（lymphocyte）是构成免疫系统的主要细胞群体，是执行免疫功能的主要细胞成员。因此，可以说它是构成免疫器官的基本单位。淋巴细胞在体内广泛分布，除中枢神经系统、角膜和眼前房等血流达不到的组织中外，都有淋巴细胞存在。淋巴细胞大致可分为三类：即T淋巴细胞、B淋巴细胞和大颗粒淋巴细胞（如NK细胞等）。,1、T淋巴细胞 1.1 T细胞的来源：T细胞是胸腺依赖性淋巴细胞（thymus-dependent lymphocyte）的简称。T细胞主要由多能造血干细胞（PHSC）发育分化而来。PHSC有两个主要特征，即能分化成所有类型的血细胞以及具
28、有自我更新能力（self-renewal capacity）。PHSC进一步分化为髓样前细胞和淋巴样前细胞。前者最终分化为红细胞、巨噬细胞和（粒）白细胞；而后者则分别在胸腺和骨髓发育为成熟的T细胞和B细胞。成熟T细胞（其表面有特异性抗原受体）经血流分布至外周免疫器官的胸腺依赖区定居，并可经血流组织淋巴血流周游全身，以发挥免疫调节和细胞免疫功能（见图3.1）。,1.2 T细胞的功能 细胞免疫作用：T细胞可通过其表面的抗原受体和特异性抗原（如细菌或病毒等病源微生物表面的抗原）结合而产生特异性免疫反应，从而达到杀伤病源微生物的目的。抗原递（提）呈作用：T细胞和特异性抗原结合后，可将抗原加工处理，并将
29、其递呈给B细胞，从而引起B细胞发生免疫应答B细胞发生增殖，分化为浆细胞，产生特异性抗体并最终清除相应的抗原或病源微生物。参与免疫调节：T细胞本身或通过分泌许多活性分子（如淋巴因子）来刺激其它免疫细胞（如B细胞）的增殖和分化，从而增强免疫反应的作用。,2、B淋巴细胞 B淋巴细胞（B lymphocyte）简称B细胞，是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中的淋巴样前体细胞分化成熟而来。成熟B细胞主要定居于淋巴结和脾脏内。在外周血中，B细胞约占淋巴细胞总数的10%15%。B细胞是体内唯一能产生抗体（免疫球蛋白）的细胞。成熟B细胞的特征性表面标志为膜免疫球蛋白，后者由B细胞产生并镶嵌入细胞膜，其功能是作为特异
30、性抗原受体，以识别不同的抗原分子，使B细胞激活，分化为浆细胞，进而产生不同特异性的抗体，发挥体液免疫功能。,2.1B细胞的个体发育 B细胞发育分为两个阶段。第一阶段不需抗原刺激，在造血组织内进行，由前B细胞不成熟B细胞成熟B细胞（处女B细胞）；第二阶段成熟B细胞离开造血组织后，进入外周淋巴组织，并在抗原刺激下活化、增殖、分化为浆细胞，产生特异性抗体。浆细胞为B细胞的终末细胞，处于B细胞分化的终末阶段。B细胞个体发育全过程见图3.2。2.2B细胞的功能 产生抗体，执行体液免疫反应（主要功能）。抗原递呈作用。免疫调节作用。,（次要功能）,3、NK细胞（Natural killer cell）大颗粒
31、淋巴 细胞的主要代表 除T细胞和B细胞外，体内还存在一类不同于T、B细胞的淋巴细胞，其形态学特征为胞浆内有许多嗜苯胺颗粒，因此称其为大颗粒淋巴细胞（large granular lymphocyte，LGL）。NK细胞是其主要代表。此外，成熟的NK细胞表面没有抗原受体。这是NK细胞和T、B淋巴细胞的形态特征的主要区别。3.1 NK细胞的来源：NK细胞是由骨髓造血干细胞分化发育而来，其发育、成熟过程依赖骨髓微环境，而不依赖于胸腺。人类和小鼠NK细胞主要分,布于外周血和脾脏，在淋巴结以及其他组织内也有少量NK细胞存在。人外周血中，NK细胞占淋巴细胞总数的5%7%，临床上可采集外周血检测NK细胞的活
32、性。NK细胞是不同于T、B细胞而具有直接杀伤靶细胞效应的一个特殊淋巴细胞系。NK细胞对靶细胞的杀伤作用表现为一种速发效应，无需预先致敏，与靶细胞混合后4小时内即发挥杀伤效应。NK细胞杀伤靶细胞的机制主要是由穿孔素（perforin）介导。NK细胞杀伤效应的靶细胞包括肿瘤细胞、病毒或细菌感染的细胞以及机体某些正常细胞。因此，NK细胞具有抗肿瘤、抗感染和免疫调节功能。此外，NK细胞亦参与移植排斥反应、自身免疫病和超敏反应的发生。,3.2 NK细胞的主要生物学功能 直接杀伤靶细胞自然杀伤作用：NK细胞可直接杀伤靶细胞，从而发挥抗肿瘤、抗感染功能，并参与移植排斥反应等免疫病理过程。NK细胞具有广谱的抗
33、肿瘤作用，能杀伤同系、同种及异种的肿瘤细胞，尤其对淋巴瘤和白血病细胞最为有效。NK细胞的杀伤效应由其所释放的杀伤介质所介导，如穿孔素（主要）、NK细胞毒因子和肿瘤坏死因子（TNF）等。免疫调节作用：NK细胞是一类重要的免疫调节细胞，活化的NK细胞可释放IFN-及其他细胞因子（如IL-1、GM-CSF），调节免疫应答和造血过程。,第二节 单核吞噬细胞系统 单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocyte system，MPS）包括骨髓内的前单核细胞（pre-monocyte）、外周血中单核细胞（monocyte，Mon）和组织内的巨噬细胞（macrophage，M）。它们都具有粘附玻
34、璃及塑料表面的特性，故又称粘附细胞（adherent cell）。因此，通过贴壁培养可将这些细胞与其他非粘附细胞如红细胞、T细胞和B细胞等分离。,1、单核吞噬细胞的来源和个体发育 MPS是由骨髓干细胞衍生而来的。骨髓中的髓样干细胞受某些细胞因子（如单核细胞集落刺激因子及单核细胞生长因子）的作用发育成前Mon。前Mon在单核诱生因子刺激下，发育成Mon，并不断进入血流。Mon在血液中存留仅数小时至数日，即移行至全身各组织器官内，发育为成熟巨噬细胞（或树突状细胞）。巨噬细胞的寿命长达数月以上，具有较强的吞噬功能。定居在组织中的巨噬细胞，一般不再返回血流内。其发育过程如下：干细胞（HPSC）单核母细
35、胞前单核细胞（pre-Mon）单核细胞（Mon）巨噬细胞（M）。,2、巨噬细胞的主要生物学功能 2.1 非特异性免疫功能 巨噬细胞可作为效应细胞直接消除各种异物，杀伤细胞内寄生的病原体和肿瘤细胞。抗致病微生物：M通过吞噬和细胞内杀伤作用而发挥抗感染作用。抗肿瘤作用：M可直接或通过释放各种细胞因子（如肿瘤坏死因子等）来杀伤肿瘤细胞。清道夫作用：机体每天都有大量的细胞发生分裂、繁殖，同时也有大量的细胞因在正常和非正常情况下而发生退化、衰老和死亡，还有，因发生各种免疫应答而产生的免疫复合物。M可将这些体内“垃圾”清除，从而避免因大量积累而损伤机体。,2.2参与特异性免疫应答 抗原递呈作用：M是一类重
36、要的抗原递呈细胞，参与摄取、加工、处理、递呈抗原并激发免疫应答。M摄取抗原后在胞内加工，精选出免疫原性多肽。然后递呈给T细胞，引起特异性免疫反应。免疫调节作用：M通过递呈抗原和分泌各种细胞因子（如IL-1等）而激活或增强免疫应答。当免疫反应过于强烈时，M还能分泌有免疫抑制作用的活性物质如前列腺素E（PGE），从而抑制免疫应答，避免因反应过于激烈而对机体造成损伤。,第三节树突状细胞 树突状细胞（dendritic cell，DC）：是一类最重要的专职抗原递呈细胞，因其表面具有许多分支，形似树突（dendron）而得名。DC是一组非淋巴样单核细胞，来源于骨髓，并广泛分布于机体所有组织和器官中，其成
37、熟过程和巨噬细胞相似，主要由骨髓或外周血中的单核细胞受细胞因子的刺激后发育而来。DC的主要功能是：专职递呈抗原，启动免疫应答。DC的主要特点是：连接先天免疫系统和获得性免疫系统。,第四节红细胞与免疫 红细胞即红血细胞（red blood cell，RBC），是血液中的主要细胞系，呈双凹形，球状或椭圆状，成熟的红细胞没有细胞核。传统上认为，其主要功能是运输氧气，但随着人们对红细胞的进一步深入研究，近年来发现红细胞也是免疫系统中的一种重要的免疫细胞，它本身以及由它所分泌的一些活性物质在机体免疫应答中具有重要的作用。,1红细胞的起源 红细胞主要由多能造血干细胞（PHSC）发育而来。PHSC首先分化成
38、髓系干细胞和淋系干细胞，髓系干细胞进一步分化为红细胞系干细胞和粒/单核系干细胞等。前者最后经发育成熟，并将细胞核排出胞外，进入血流后最终成为成熟的红细胞。后者经终末分化成为粒/单核细胞系。红细胞发育过程见下图：,多能造血干细胞（PHSC）,髓系干细胞,淋系干细胞,T、B细胞等,红系干细胞,红细胞,粒/单核细胞系统,2 红细胞的生物学功能 除传统的输氧功能外，红细胞在机体免疫应答中也具有重要的作用，其中最重要而且了解最清楚的是红细胞的免疫粘附作用。所谓红细胞的免疫粘附是指抗原-抗体复合物与补体结合后可粘附到未致敏红细胞表面的过程。通过这种免疫粘附，红细胞可发挥以下功能：增强吞噬作用：红细胞与病毒
39、、细菌等微生物粘附后，可以使吞噬细胞作用增强46倍。在外周血中，肿瘤细胞遭遇红细胞的机会比白细胞大1000倍，因此结合有抗体和补体的肿瘤细胞可以通过红细胞表面的补体受体粘附到红细胞上，易被吞噬细胞捕获及吞噬。,清除血循环中的免疫复合物（IC）：血液中的各种抗体在循环中遇到相应抗原时发生反应而形成免疫复合物（IC），IC再通过补体与红细胞表面的补体受体结合而进入血液循环，当粘附有IC的红细胞在经过肝脏和脾脏时，IC可脱下来，而红细胞再次进入血循环。因此，红细胞可结合、固定、聚集IC或微生物，并将后者递交给吞噬细胞，IC被吞噬、降解而清除。或者是将IC递交给T、B淋巴细胞而产生特异性免疫反应（抗原
40、递呈作用）。红细胞的这种功能可避免血循环中IC的沉积而致病。吸附和携带抗原：红细胞也可以直接吸附和携带抗原，从而阻止抗原全部或同时接触免疫细胞，因此对调节机体免疫应答的强度发挥独特的缓冲作用。,增强T细胞依赖性应答（红细胞的抗原递呈作用）：红细胞有双重粘附特性，既可粘附IC，又可粘附到自身胸腺细胞和T细胞上，从而可将抗原递呈给胸腺细胞和T细胞，增强T细胞的免疫功能，并更有效地清除IC。已发现，在红细胞存在的情况下，胸腺细胞对抗原的粘附作用明显增强，因此红细胞能增强T细胞依赖性的免疫应答。红细胞除了具有免疫粘附作用外，还可分泌多种细胞因子和调节各种免疫细胞及其发生的免疫反应作用，即具有免疫调节功
41、能。,第五节其它免疫细胞 除了上述的三类最重要的免疫细胞外，机体还有其它许多细胞，它们也参与免疫应答过程，因此也属于免疫细胞。这类细胞主有：粒细胞、骨髓干细胞、血管内皮细胞以及肥大细胞等。粒细胞：粒细胞是白细胞的一种类型，根据胞内所含的各种内含物的性质及染色不同而将其分为中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞等。白细胞是单核/吞噬细胞和粒细胞系统的统称，是相对红细胞而言的，因其胞内无血红蛋白（因而不具红色）而得名。白细胞主要分布于血液中，其数量仅次于红细胞，它具有直接杀伤和吞噬抗原、病原微生物、体内衰老或死亡细胞、参与炎症反应和免疫调节的作用。,思考题 执行特异性免疫功能的细胞有哪些？其生物学
42、功能是什么？NK细胞属于哪类免疫细胞？其主要免疫学功能是什么？试述骨髓干细胞的发育方向？免疫细胞有哪些？它们在执行免疫功能时有没有相互联系？除输氧作用外，红细胞还有哪些生物学功能？哪些免疫细胞具有抗原递呈功能？免疫系统具有双重性功能（防御和致病），你如何理解？,第四章 免疫递质 免疫递质：是机体免疫系统中免疫组织或细胞所分泌的一类具有重要生物学活性的分子，包括抗体、补体系统和各种细胞因子。其在免疫应答和免疫调节过程中具有非常重要的作用。第一节 免疫球蛋白抗体 抗体（antibody，Ab）：是机体免疫系统受到抗原刺激后由B细胞产生的一类能与相应抗原发生特异性结合的球状蛋白质，因此又称为免疫球蛋
43、白。抗体主要存在于血清中，也存在于淋巴液及外分泌液中，因此，将抗体介导的免疫应答称为体液免疫。抗体的产生过程见图3.2。,抗体的种类及功能：所有的抗体按其结构的不同可分为五大类：IgG、IgM、IgA、IgD 和 IgE。每种类型都有多种不同的抗体，它们在获得性免疫系统中担任着不同的角色：IgG 和 IgM：这两类抗体是体液免疫中起主要作用的抗体。IgG是血清中Ig的主要成分，占血清Ig总量的75%，机体抗感染作用主要靠IgG，它是唯一的通过胎盘使婴儿被动获得体液免疫的抗体。抗毒素及大多数抗菌性抗体、抗病毒性抗体均属于IgG，临床上使用的丙种球蛋白和免疫球蛋白制剂中主要成分也是IgG。IgM：
44、是B细胞上的抗原受体，并且是免疫应答时产生的第一个抗体。,IgA：是防御通过粘膜表面（呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道）进入的微生物的第一道防线。此抗体防止病原体在粘膜表面定居并介导它们的吞噬作用。IgD：是B细胞上主要的抗原受体。IgE：主要由呼吸道和消化道粘膜固有层的浆细胞产生，这些部位是变应原入侵和超敏反应发生的场所。IgE的主要生物学功能是参与超敏反应和抗寄生虫感染。这类患者血清中IgE的含量很高。,第二节 补体系统 补体（complement，C）：是存在于人和动物血清中的、与免疫有关并具有酶活性的一组球蛋白。补体并非单一物质，而是由多种成分组成的一组蛋白质，故称为补体系统（complem
45、ent system）。补体主要由巨噬细胞、肠道上皮细胞和肝、脾细胞合成。正常情况下，补体各成分以非活化状态存在于血清中，当受到病原微生物入侵而感染或受到抗原刺激时，补体就被激活而发挥多种生物学功能，如趋化作用、调理作用和免疫粘附作用等。从而增强吞噬活性和溶解靶细胞的能力。,补体的免疫学功能 1、溶解或杀伤细胞 补体系统被激活后，可溶解或杀伤多种细菌，这是机抗感染的重要机制之一。此外，激活的补体还能溶解衰老或损伤的红细胞、粒细胞和某些肿瘤细胞等。2、中和及溶解病毒 病毒与其相应的抗体形成免疫复合物后，可激活补体，从而破坏病毒。此外，有此病毒表面具有补体的受体，可直接和激活的补体结合而被溶解。,
46、3、调理作用和免疫粘附作用 有此细菌或病毒等颗粒性物质可与被激活的补体结合，然后再通过补体与某些吞噬细胞如巨噬细胞上的补体的受体结合，这样，补体作为桥梁连接着靶细胞与吞噬细胞，使吞噬细胞更容易吞噬靶细胞，这种作用称为补体的调理作用。免疫粘附是指免疫复合物激活补体后，可与补体结合并粘附到表面具有补体受体的红细胞或某些淋巴细胞上，形成较大的复合物，从而有利于补吞噬。4、趋化作用 被激活的补体还具有趋化因子的作用，能吸引吞噬细胞向组织损伤或炎症部位集中，从而吞噬清除入侵的病原体。,第三节 细胞因子 细胞因子（cytokines，CK）：是指由免疫细胞和某些非免疫细胞（如血管内皮细胞和表皮细胞等）经刺
47、激而合成并分泌的一类生物活性分子，它们介导细胞之间的信息交换与相互调节，参与免疫应答、免疫调节和炎症反应过程。细胞因子种类繁多（如ILs、TNFs、IFNs、EPO等），功能广泛。一种细胞可产生多种细胞因子，同一种细胞因子对不同的靶细胞也可能具有不同的作用。其主要作用方式是通过与靶细胞表面的细胞因子受体结合而发挥各种生物学功能。,几类重要的细胞因子及其免疫学功能 1、白介素（interleukins，ILs）由白细胞分泌并作用于白细胞的一类细胞因子统称白细胞介素，中文简称白介素。目前知道的有23种，即IL-1IL-23。不同的IL有不同的功能，如IL-1能增强巨噬细胞功能和抗感染作用，IL-2
48、能促进T、B细胞的活化等。2、肿瘤坏死因子（Tumor necrosis factors，TNFs）肿瘤坏死因子有两种类型，即TNF-、TNF-。其中TNF-由巨噬细胞分泌，TNF-由活化的T细胞分泌。它们具有抗肿瘤和免疫调节作用。,3、干扰素（interfons，INFs）INFs是机体在病毒感染时由免疫细胞合成并释放的一类重要的细胞因子，它可阻断多种病毒对细胞的感染，具有抗病毒和免疫调节功能。INFs有三种类型，即INF-、INF-和INF-。INF-和INF-又称I型干扰素，其功能以抗病毒为主，故又称抗病毒干扰素；INF-则称II型干扰素，其功能以免疫调节为主，它对巨噬细胞、中性粒细胞和
49、NK细胞具有高效的活化作用，从而增强其吞噬或杀伤病原微生物的能力。INF-对天然免疫应答、体液和细胞免疫应答均具有重要性的调节作用，是体内最为重要的调节性细胞因子之一，因此又被称为“免疫干扰素”。,第五章 抗原 抗原（antigen，Ag）：又称免疫原（immunogen），是一类能刺激机体免疫系统使之产生特异性免疫应答，并能与相应免疫应答产物（如抗体或致敏淋巴细胞）在体内外发生特异性结合的物质。抗原具有两个基本性质：免疫原性：即抗原刺激机体产生特异性免疫应答的能力。反应原性：即抗原可在体内外与相应的免疫效应产物（抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。,第一节 构成抗原的首要条件异物性 异
50、物性：是指抗原与所刺激机体的自身物质的差异，这是构成抗原免疫原性的首要条件。在正常情况下，机体的自身物质不能刺激自身的免疫系统，诱发免疫应答。因此，抗原是指非已的异种物质或异体物质，例如病原微生物及动物血清对人体都是良好的抗原。免疫系统对异物的识别功能，是机体在个体发育中建立起来的。凡胚胎期淋巴细胞与之接触过的物质，免疫系统视其为“自身”物质，反之则视为“异已”物质。在正常情况下，机体自身成,分无免疫原性，但在长期感染或理化因素的作用下，其结构可能发生改变而成为自身抗原。此外，体内有些物质从胚胎发生时即处于隐蔽状态，从未与免疫细胞接触，若因外伤、感染等原因误入血流时，也可成为自身抗原，引起免疫
