第一篇 免疫學概論
第一章免疫學發(fā)展簡史及其展望
第一節(jié) 免疫學簡介
一、免疫(Immunity)的基本概念
過去:指機體對病原生物有抵抗能力,即免除傳染病或瘟疫。
目前:指機體免疫系統(tǒng)對抗原性異物進行識別與清除,從而保持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的作用。
二、免疫系統(tǒng)及基本功能
免疫系統(tǒng):由免疫組織和器官、免疫細胞以及免疫分子組成。
免疫組織:淋巴組織
免疫器官:胸腺、骨髓、脾、淋巴結(jié)
免疫細胞:吞噬細胞、淋巴細胞、NK細胞
免疫分子:抗體、細胞因子、補體
生理功能:
1、免疫防御功能:針對病原微生物
2、免疫監(jiān)視功能:針對機體內(nèi)環(huán)境中的突變細胞及腫瘤細胞
3、免疫耐受功能:區(qū)別自己與非己
4、免疫調(diào)節(jié):參與機體的整體功能的調(diào)節(jié)
自己與非己:
免疫系統(tǒng)將其在胚胎發(fā)育時期接觸過的抗原物質(zhì)視為自己,在胚胎發(fā)育時期未接觸過的抗原物質(zhì)視為非己。
抗原(Antigen,Ag):
是一類能被機體免疫系統(tǒng)識別,并刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應答的、具有特殊結(jié)構(gòu)的小分子物質(zhì),包括:蛋白質(zhì)、多肽寡糖、脂酸、核苷酸等。
三、免疫應答的特點
免疫應答(Immune Response):
抗原性物質(zhì)進入機體后激發(fā)免疫細胞活化,并發(fā)生增殖分化,產(chǎn)生效應的過程。這一過程是由許多免疫細胞共同完成的,它們的關系為相互協(xié)同、相互制約。
固有免疫(Innate immunity):
生物體在長期種系發(fā)育和進化過程中逐漸形成的一系列防衛(wèi)機制,個體出生時即有,遇到病原體后,機體首先、迅速出現(xiàn)的免疫應答。因其對病原體發(fā)生作用無嚴格選擇性,又稱非特異性免疫。
固有免疫是固有免疫細胞執(zhí)行的功能,這類細胞表面的受體可以識別表達于多種病原體表面的一種共有分子,并迅速激活,很快發(fā)生效應,吞噬殺滅病原體。多發(fā)生于病原侵入的早期,不產(chǎn)生記憶,無細胞的quanxiangyun.cn/rencai/克隆性擴增。
固有免疫細胞:單核巨噬細胞、NK細胞、中性粒細胞等
適應性免疫(Adaptive immunity):
是在非特異免疫基礎上建立的,個體在生命過程中接受抗原刺激后主動產(chǎn)生的、針對此抗原的特異性的免疫應答,又稱特異性免疫應答(specific immune response)。適應性免疫是適應性免疫細胞(淋巴細胞)的功能。
1)這類細胞表面有不同的識別抗原的受體,呈克隆性分quanxiangyun.cn/shiti/布。
2)通過與相應的抗原結(jié)合后被激活,該細胞克隆數(shù)目增加并活化,分化為效應細胞或產(chǎn)生效應分子,執(zhí)行功能,即適應性免疫應答。
3)這類應答具有記憶性,再次接觸抗原時呈現(xiàn)與第一次接觸抗原不同的應答
4)淋巴細胞:T、B淋巴細胞。它們的作用既有分工,也有合作:
T細胞 效應T細胞 細胞免疫應答
B細胞 漿細胞 抗體 體液免疫應答
四、不適宜免疫應答所致的免疫性疾病
過敏性疾病
腫瘤
自身免疫性疾病
免疫缺陷病
移植排斥反應
五、免疫學應用及其研究范疇:
應用:(舉例) 1、疾病預防(疫苗)
2、疾病治療(腫瘤治療、病毒感染治療)
3、免疫診斷(利用抗原-抗體結(jié)合原理)
免疫學研究范疇:
是研究宿主免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能(識別并清除非己成分的應答過程及機制),理解其對機體有益的防衛(wèi)功能和有害的病理作用及其機制,以及發(fā)展有效的免疫學措施,實施防御、治病目的的科學。
第二節(jié) 免疫學的發(fā)展史
一、 經(jīng)驗免疫學時期
接種“人痘”預防天花:中國, 17世紀70年代
接種“牛痘”預防天花:英國,Jenner,18世紀
二. 科學免疫學時期
1.病原菌的發(fā)現(xiàn),推動了抗感染免疫的發(fā)展,疫苗被廣泛使用與推廣。
2.抗體的發(fā)現(xiàn)、應用:
1980年,白喉桿菌外毒素--抗毒素(Ab);
1890年,用抗毒素治療--類毒素及預防接種--“抗原”概念出現(xiàn)。
20世紀初,研究抗原結(jié)構(gòu)及特異性--ABO血型發(fā)現(xiàn)
20世紀30年代,電泳結(jié)果表明Ab是球蛋白
1959年,Ab四肽結(jié)構(gòu)的確定。
3. Burnet克隆選擇學說:
1957年,免疫細胞是隨機形成的多樣性細胞克隆,每一克隆表達同一特異性的受體,受抗原刺激時,受體特異識別并結(jié)合抗原,致細胞進行克隆擴增,產(chǎn)生大量后代細胞,繼而合成大量相同的特異性抗體。
克隆選擇學說的意義:
(1)解釋了多種重要的免疫生物學現(xiàn)象:特異性應答的特點,克隆清除與自身耐受,抗體的親和力成熟,獨特型網(wǎng)絡等。
(2)促使單克隆抗體的問世。
克隆選擇學說示意圖
4 .細胞免疫學的發(fā)展: 1960-1982年
1957年,發(fā)現(xiàn)B淋巴細胞
1961年,發(fā)現(xiàn)T淋巴細胞
1962、1964年,證明T、B淋巴細胞的不同效應
1967年,證明了T、B細胞的協(xié)同效應極其機制
1975年,單克隆抗體技術建立,得以鑒定細胞表面不同的蛋白分子,推動了對T淋巴細胞的分群。
1976年,T細胞生長因子(IL-2)的發(fā)現(xiàn),使T細胞體外培養(yǎng)成功---相繼更多的細胞因子發(fā)現(xiàn),揭示了T-B細胞間、T細胞各亞群間的相互作用。
三. 現(xiàn)代免疫學時期:
1、免疫球蛋白編碼基因的重排的發(fā)現(xiàn):
1978年,Tonegawa從基因水平揭示了抗體及B細胞抗原識別受體(BCR)多樣性產(chǎn)生的機制。
1984年,Davis及Mak證明T細胞抗原識別受體(TCR)的編碼與Ig基因相似,也是經(jīng)基因重排。
2、信號轉(zhuǎn)導途徑的發(fā)現(xiàn):研究T細胞雙信號活化機制時發(fā)現(xiàn),這一過程是:
激酶間的級聯(lián)活化---轉(zhuǎn)錄因子活化---移位核內(nèi)---結(jié)合在基因的調(diào)控區(qū)---基因活化---編碼產(chǎn)物(細胞因子)---細胞增殖、分化---效應細胞
3、細胞程序性死亡途徑的發(fā)現(xiàn):研究細胞毒T細胞(CTL)對靶細胞的殺傷機制時發(fā)現(xiàn)。這一過程是:CTL的FasL受體結(jié)合靶細胞Fas配基―――半胱天冬蛋白酶(Caspase)活化――DNA斷裂――細胞死亡――吞噬細胞清除(不致炎癥)又稱凋亡(Apoptosis)
4、造血及免疫細胞的發(fā)育:
證明多能干造血細胞(HSC)能分化為各種血細胞及免疫細胞,這項研究的推廣,導致神經(jīng)干細胞及分化各種組織干細胞的發(fā)現(xiàn)。
總之,免疫學的研究揭示了細胞生命活動的基本規(guī)律,促進了整個生命科學的發(fā)展。
第三節(jié) 現(xiàn)代免疫學的發(fā)展
現(xiàn)代免疫學的內(nèi)容
1、基礎免疫學
(1)免疫系統(tǒng): 涉及免疫器官、免疫細胞、免疫分子的結(jié)構(gòu)功能,以及相應基因的結(jié)構(gòu)、表達特點。
(2)免疫應答及免疫調(diào)節(jié):應用細胞學及分子生物學突出免疫應答及免疫性產(chǎn)生的細胞及分子基礎、相應的作用機制。
2、臨床免疫學
(1) 免疫病理:
反映免疫功能失調(diào)及病理情況下的應答特點及進行免疫干預的原理。
(2) 臨床疾病免疫學:
研究各系統(tǒng)疾病所涉及的免疫學問題及疾病發(fā)生的免疫學機制。
3、免疫學技術
是現(xiàn)代免疫學的重要組成部分,通過與其他技術的結(jié)合,得到了迅速的發(fā)展,成為基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學及檢驗學相互滲透的重要而活躍的領域。
應用于免疫學的實驗技術
1、實驗動物技術
動物免疫、建立動物模型(近交系、同交系小鼠,裸鼠、聯(lián)合免疫缺陷小鼠)研究免疫細胞和分子在體內(nèi)的功能。
2、生化分析技術:對抗原、抗體、補體等免疫分子結(jié)構(gòu)及功能的分析。
3、細胞培養(yǎng)技術:淋巴細胞培養(yǎng)、雜交瘤技術。
4、分子生物學技術:基因重組、限制性內(nèi)切酶應用、PCR、噬菌體展示文庫、轉(zhuǎn)基因及基因敲除等。
免疫學技術應用及前景
1、診斷及檢驗學:對免疫細胞及免疫分子的檢測,評估機體免疫狀態(tài)。
2、疫苗的研制及應用:
滅活疫苗、減毒活疫苗---細胞疫苗、肽疫苗、基因工程疫苗、核酸疫苗。應用范圍從傳染病---腫瘤、自身免疫病。
3、免疫制劑的應用及產(chǎn)業(yè)化:
基因重組技術的應用,使細胞因子、免疫球蛋白、粘附分子等得以進入臨床應用,并具有產(chǎn)業(yè)化前景。
4、免疫細胞治療:造血干細胞、CTL、DC等,主要用于腫瘤治療。