1绪论免疫系统1章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,医学免疫学,免疫教研室 尹晓琳,免疫学简介,主要内容,：,1、免疫的概念,2、免疫系统的基本功能,3、免疫系统的组成,4、免疫应答的种类及其特点,5、免疫性疾病,6、免疫学应用,Bacteria, Fungi, Parasites, Viruses,FUNGUS -Epidermophyton floccosum,(causes athletes foot),VIRUS- Polio,BACTERIA -Clostridium difficile (causes antibiotic-associated,colitis & antibiotic-associated diarrhea),PARASITE -,Tapeworm,免疫的传统概念,：,指机体对病原生物有抵抗能力，,即免除传染病或瘟疫。,免疫的现代概念：,是,免疫系统,抵御,抗原异物,的侵入，识别“自己”与“非己”抗原，对“自己”抗原形成天然免疫耐受，对“非己”抗原进行排除，维持机体内环境平衡和稳定的生理功能。,免除税赋，免除差役,immunitas,免,于,疫,患，,免,除瘟,疫,immunity,一、概念,并非体内之物即被免疫系统视为自身。,身外之物也可被免疫系统视为“自身”成份,因此：,“自身”,是指在胚胎发育时期与机体免疫细胞接触过的物质。,“非己”,是指在胚胎发育时期与机体免疫细胞未接触过的物质。,二、免疫系统的基本功能,1. 免疫防御（immune defense）,防止外界病原体的入侵及清除已入侵的病原体及有害的生物性分子。应答过强或持续过长超敏反应；应答过低或缺如慢性感染、免疫缺陷病。,2.免疫监视（,immune surveillance,）,随时发现和清除体内出现的突变细胞及衰老、凋亡细胞。,应答过低肿瘤发生。,3. 免疫自身稳定（immune homeostasis）,通过,自身免疫耐受,和,免疫调节,两种主要的机制来达到免疫系统内环境的稳定。免疫系统具有“区分自身及非己”功能。一般对自身组织细胞不产生免疫应答。若对自身应答会导致自身免疫病。免疫系统参与机体整体功能的调节，与神经系统及内分泌系统共同构成神经-内分泌-免疫调节网络。,免疫防御功能,：针对病原微生物,免疫监视功能,：针对机体内环境中的突变细胞,免疫自稳,免疫耐受功能：区别自己与非己,免疫调节功能：维持机体内环境的稳定,三、免疫系统及其组成,免疫系统（immune system),是人和高等动物体内识别自我和危险信号从而执行免疫功能的系统。,免 疫 分 子,膜型分子,：TCR、BCR、CD分子、黏附分子、,MHC、其他（受体）,分泌型分子,：免疫球蛋白、补体、细胞因子,免 疫 分 子,Resting cells,Activated cells,四、免疫应答的类型及其特点,免疫应答(immune response)：,是免疫系统,对抗原进行识别和清除的全过程。,根据免疫应答识别的特点、获得形式以及效,应机制可分为两种类型：,1、固有免疫（innate immunity）,2、适应性免疫 (adaptive immunity),（一）固有免疫,(innate immunity),是生物体在长期种系发育和进化过程中逐渐形成的一系列防卫机制，是机体抵御病原体入侵的第一道防线。个体,出生时即有,，遇到病原体后，机体首先、,迅速出现,的免疫应答。因其对病原体发生作用无严格选择性，又称,非特异性免疫,（non-specific immunity）或先天性免疫、天然免疫。,特点：,先天具有；无特异性；无记忆性；作用快,。,固有免疫细胞：,单核-巨噬细胞、自然杀伤细胞、粒细胞、树突状细胞和NK T细胞等。,这类细胞通过一类,模式识别受体,（pattern,recognition receptor, PRR）,识别表达于多种病原体表面的一种共有分子,称为,病原体相关模式分子,（pathogen associated molecule pattern, PAMP）,，并迅速被激活，很快发挥效应。,多发生于病原入侵的早期，不产生免疫记忆，无细胞的克隆性扩增。,（二）适应性免疫,(Adaptive immunity),是在非特异免疫基础上建立的，个体在生命过程中接受抗原刺激后主动产生的、针对此抗原的特异性的免疫应答，又称特,异性免疫（specific immunity)。,特点：,后天获得；有特异性；,有记忆性；作用慢而强。,适应性免疫细胞：,T、B淋巴细胞,T细胞 效应T细胞 细胞免疫应答,B细胞 浆细胞 抗体 体液免疫应答,这类细胞呈克隆性分布。每一克隆细胞表面,表达一种识别抗原的受体。特异识别一种抗原。,抗原,刺激机体,特异性免疫,产生抗体,致敏淋巴细胞,个体接触特定抗原而产生。,仅针对该特定抗原而发生反应,适应性免疫特点：,特异性,：指某一特定抗原可从免疫系统淋巴细胞库中选择出相应的T细胞或B细胞克隆，淋巴细胞与相应抗原的结合具有高度的特异性；,耐受性,：在胚胎期，凡自身组织成分与相应的淋巴细胞克隆相遇，这些淋巴细胞克隆被删除（deletion）或被禁忌（forbidden），出生后丧失了针对自身组织成分的反应性，即免疫耐受（immunological tolerance）。是免疫系统区别“自身”和“非己”的关键。,记忆性：,T细胞和B细胞在初次免疫应答过程中都会产生由经抗原刺激活化、增殖淋巴细胞分化而来的记忆细胞，这种记忆细胞与初始（或未致敏）淋巴细胞不同，当再次遇到相同抗原时，可出现应答的潜伏期短、强度大、持续时间长的再次免疫应答。,固有免疫和适应性免疫比较,固有免疫 适应性免疫,获得形式 固有性（或先天性） 获得性免疫,无需抗原激发 需接触抗原,发挥作用时相 早期，快速（数分钟,4天） 4,5天后发挥效应,免疫原识别受体 模式识别受体 特异性抗原识别受体,由于细胞发育中基因,重排产生多样性,免疫记忆 无 有，产生记忆细胞,举 例 抑菌、杀菌物质，补体， T细胞（效应T细胞）,炎症因子，吞噬细胞， B细胞（抗体）,NK细胞，NKT细胞,五、免疫性疾病,免疫应答是把双刃剑，适度的免疫应答对机体起保护作用，异常的免疫应答也可导致多种免疫相关疾病的发生。,六、免疫学的应用,应用免疫学理论和免疫学技术对疾病进行诊断、预防和治疗。,免疫学（immunology）,是研究机体免疫系统识别并消除有害生物及其成分（体外入侵、体内产生）的应答过程及机制的科学；是研究免疫系统对自身抗原耐受，防止自身免疫病发生的科学；是研究免疫系统功能异常与相应疾病发病机制及其防治措施的科学。,医学免疫学（Medical Immunology）,是研究人体免疫系统的结构和功能的科学，其阐明免疫系统识别抗原后发生免疫应答及其清除抗原的规律，并探讨免疫功能异常所致病理过程和疾病的机制。,通过掌握免疫学的基本理论和技术，为诊断、预防和治疗某些免疫相关疾病奠定基础。,免疫学发展简史,经验免疫学时期（17世纪,19世纪）,科学免疫学时期（19世纪中叶,20世纪中叶）,现代免疫学时期,第一章 免疫器官和组织,(immune organs and tissues),免疫器官按其发生和功能不同分为：,1、中枢免疫器官(,central immune organ),包括：胸腺、骨髓、鸟类的腔上囊。,发生较早，是多能造血干细胞发育为成熟免疫细,胞的场所。,2、外周免疫器官,(peripheral immune organ),包括：淋巴结、脾、黏膜免疫系统。,发生较晚，是成熟免疫细胞定居和接受抗原刺激,后发生免疫应答的场所。,是免疫系统的“黄埔军校”，也叫初级淋巴器官。人或哺乳动物的中枢免疫器官包括,骨髓和胸腺,，,鸟类,的,腔上囊,（法氏囊）,相当于,哺乳类动物的,骨髓,。多能造血干细胞在此发育为成熟免疫细胞，并通过血液循环输送到外周免疫器官。,包括：胸腺、骨髓、鸟类的腔上囊（法氏囊）,第1节 中枢免疫器官,一、胸腺,1、胸腺的结构,整体结构：分左右,两叶,，表面有结缔组织,被膜,，被膜伸入实质，将实质分成若干,小叶,。,每个小叶的结构：外层为,皮质,，内层为,髓质,，两者之间为,皮-髓质交界处,含有大量血管。,皮质：分为浅、深皮质区，由皮质浅层至深层，淋巴细胞由大变小，逐渐发育成熟。,髓质：散在分布着环状的,胸腺小体,，由上皮细胞、巨噬细胞和细胞碎片环抱而成，是胸腺正常发育的,标志,。,胸腺的解剖结构,胸腺的细胞组成,胸腺中的细胞主要包括,胸腺细胞,（thymocyte）,和,胸腺基质细胞,（thymus stromal cell，TSC）,。,1、胸腺细胞,：指骨髓来源的pre-T细胞，它们在胸腺分泌的细胞因子和激素引导下进入胸腺，根据胸腺细胞的,分化程度,，可分为三类：,（1）前T细胞,（pre-thymocyte， pre-T ）,：是,最早,出现的T细胞亚群，主要位于,被膜下区,，占胸腺细胞的10%。,（2）中等分化T细胞,：位于胸腺,皮质,内，占胸腺细胞的75%。,（3）成熟T细胞,：分布在胸腺,髓质,，占胸腺细胞的15%。成熟T细胞,迅速离开胸腺,，定居在外周免疫器官和组织。,2、胸腺基质细胞：,以胸腺上皮细胞为主，还包括巨噬细胞和并指树突状细胞（IDC）。,胸腺的微环境,（thymic microenvironment）,胸腺微环境由,胸腺基质细胞,、,胸腺激素,和,细胞因子,、,末梢神经,组成，直接决定了T细胞的分化发育。,1、胸腺基质细胞,：,2、胸腺激素,：是由,胸腺基质细胞分泌,的小分子蛋白质和多肽。,3、细胞因子,4、黏附分子,5、末梢神经,胸腺的功能,1、T细胞分化成熟的场所,：90%的成熟TCRT细胞来源于胸腺。,2、免疫调节,：胸腺不仅调节胸腺内T细胞分化和发育，也对外周免疫器官和免疫细胞具有调节作用。,3、自身耐受的建立与维持,：指的是中枢耐受。,骨髓,（bone marrow）,解剖结构,骨髓微环境,骨髓的功能,骨髓的解剖结构,骨髓主要由,红骨髓,和,黄骨髓,组成，红骨髓具有活跃的造血功能。红骨髓位于骨松质腔隙中，骨髓中有丰富的血管系统，血窦是其中最突出的结构，其内有成熟血细胞，骨髓实质位于血窦间，叫血索，即造血细胞。,黄骨髓 血窦,骨髓结构,红骨髓 造血组织：基质细胞和造血细胞,网状细胞 成纤维细胞 血管内皮细胞 巨噬细胞,造血诱导微环境,（hemopoietic inductive microenvironment, HIM）:,由基质细胞及其所分泌的多种细胞因子与细胞外基质共同构成了造血细胞赖以分化发育的环境，称为造血诱导微环境。,骨髓的功能,造血功能：,各种血细胞和免疫细胞发生的场所,B细胞、NK细胞分化成熟的场所,再次体液免疫应答发生的场所,骨髓既是中枢免疫器官，又是外周免疫器官,一、造血干细胞概述：,（一）概念,干细胞,（stem cell）,:指具有自我更新、高度增殖及多分化潜能的细胞，它能产生表型和基因型完全相同的子代细胞，是机体其他细胞的起源细胞。,干细胞分类,：,1. 按分化方向：神经干细胞，造血干细胞，上皮干细胞，视网膜干细胞等,2. 按功能分：全能干细胞，多能干细胞，定向祖细胞，前体细胞。,造血干细胞,（hemopoietic stem cell,HSC),:指具有高度,自我更新,能力和,多能分化,潜能的造血前体细胞。HSC在人胚胎2周出现于卵黄囊，4周至胚肝，5个月在骨髓，成人HSC主要在红骨髓、脾及淋巴结。其次外周血和脐带血。,第2节 造血干细胞,造血干细胞是血细胞的“,种子,”，体内所有血细胞均由其分化而来。,（二）造血干细胞的生物学特征,：,1、自我更新能力,：造血干细胞具有自我复制和自我更新能力，可不断产生新的造血干细胞以自我补充，生生不息。,2、多向分化能力,：,3、静止性,:造血干细胞具有巨大的功能储备，,多数,造血干细胞处于,静止,状态，在机体需要时进入细胞周期。,4、不均一性,：表型、分化水平和造血功能各异的多种细胞的混合物为HSC。包括：长期重建细胞（LTRC）和短期重建细胞（STRC）。,（三）造血干细胞的表面标记,人造血干细胞的主要表面标记为CD34和CD117，不表达谱系(lineage)特异性标记，即,CD34,+,、CD117,+,、Lin,-,。,二、造血干细胞的自我更新与分化,（一）HSC的自我更新,相关分子：,Notch-1,: 与配体Jagged-1结合抑制HSC分化,HOX因子,：与HSC增生和数量维持有关,Frizzled受体,：促进HSC自我更新,细胞周期依赖性蛋白激酶抑制因子,（CKI）：抑制HSC更新,（二）HSC的分化,HSC分化过程：,脾集落形成单位,分化为,LTRC,（有自我更新能力）；,STRC,（自我更新能力弱）；由STRC分化成的,多能祖细胞MPP,（无自我更新能力，有多向分化潜能；共同,淋巴样前体细胞,（CLP）可分化为,B细胞,、,T细胞和NK细胞,；,共同髓样前体细胞,（CMP）分化为各种血细胞系。,HSC的分化调控,第3节 外周免疫器官,-也叫次级淋巴器官,淋巴结,脾脏,黏膜免疫系统,成熟免疫细胞定居的场所 产生免疫应答的场所,一、淋巴结,（lymph node）：,（一）淋巴结的体内分布,：,人体全身约有500-600个淋巴结，是结构最完备的外周免疫器官。主要位于,非粘膜部位,，广泛分布于全身,淋巴通道上,，淋巴结分布处均为,易,受微生物或其他抗原异物侵入的部位。,-身体浅表部位：凹陷隐蔽处,-内脏：器官门附近，沿血管干排列,（二）淋巴结的结构,皮质,浅皮质：B细胞为主形成团状淋巴滤泡，B,细胞区；,深皮质（副皮质区）：T细胞为主，T细胞区,（有毛细血管后微静脉HEV，血循环中的淋巴细胞由此进入淋巴结）,髓质,髓索：细胞成分，包括B、巨噬、浆细胞及,一些T细胞；,髓窦：富含巨噬细胞，淋巴液通道，有较强,滤过作用。,淋巴结的结构,浅皮质区主要为B细胞，深皮质区主要为T细胞,（三）淋巴结的功能,1、免疫细胞定居的场所,T：75%，B：25%。,2、发生初次免疫应答的场所,3、参与淋巴细胞再循环,4、过滤作用,（过滤淋巴液，起作用的是巨噬细胞、抗体）,免疫应答发生的场所淋巴结,免疫应答发生的场所淋巴结,二、脾脏,（spleen）,（一）脾脏的结构：最大的外周免疫器官,白髓,：中央动脉周围淋巴鞘（PALS）：T细胞区;,淋巴滤泡（脾小结）：B细胞区（含少量FDC）,边缘区：T、B细胞及巨噬细胞,（活化后的T细胞由此,进入淋巴滤泡，进行T-B协同作用）,红髓,髓索：B细胞、浆细胞、巨噬细胞等，吞噬,、清除衰老的血细胞、抗原抗体复合,物或其它异物,髓窦：血液通道,1.白髓（white pulp）,由围绕中央动脉而分布的,动脉周围淋巴鞘,、,淋巴滤泡,和,边缘区,组成。,动脉周围淋巴鞘（PALS）主要由密集的T细胞构成，也含有少量DC及M。为,T细胞依赖区,。其旁侧有,淋巴滤泡,，又称脾小结，为,B细胞区,，内含大量B细胞及少量M和FDC。,白髓和红髓交界的狭窄区域为,边缘区,，内含T细胞、B细胞和较多的M。,2. 红髓,由,髓索,和,髓窦,组成。,髓索：主要含B细胞、浆细胞、M和DC。,髓窦（脾血窦）:窦内充满血液。,脾索和脾血窦中的M能吞噬清除衰老的血细胞、Ag-Ab复合物或其他异物，并有抗原提呈作用。,（二）脾脏的功能,1、免疫功能,（1）免疫细胞定居的场所,T：40% B：60%,（2）免疫应答的场所（血源性抗原）,（3）滤过作用（过滤血液，起作用的是巨噬细胞）,（4）合成免疫活性物质,（吞噬细胞增强激素、干扰素、补体、细胞因子等）,2、非免疫功能：贮存和调节血量。,三、黏膜免疫系统,（一）概述：,1、概念：粘膜免疫系统是指分布于呼吸道、消化道、泌尿生殖道等处粘膜及粘膜下的淋巴细胞，又叫黏膜相关淋巴组织。MIS内的淋巴细胞约占全身淋巴细胞总数的3/4。,2、MIS的结构：,应答诱导部位：MALT和局部粘膜引流淋巴结，此部位摄取抗原，引起T、B细胞应答。,应答效应部位：如粘膜固有层、外分泌腺基质、粘膜上皮细胞等，效应细胞和分子在此部位发挥效应。,3、MIS内的淋巴细胞,MIS内淋巴细胞数量具有抗原依赖性,弥散淋巴组织内淋巴细胞有如下特点：,（1）固有层T细胞：CD4/CD8比例约3：1,（2）上皮内淋巴细胞，位于粘膜上皮细胞之间，是体内数量最大的淋巴细胞群体，90%为T细胞，其中80%为CD8。,（二）MIS分类,鼻相关淋巴组织,（,nasal- associated lymphoid tissue , NALT）,支气管相关淋巴组织,（bronchial-associated tissue，BALT）,肠相关淋巴组织,（gut-associated lymphoid tissue, GALT）,肠系膜淋巴组织,（MLN）,颈淋巴结,肠相关淋巴组织（GALT）,GALT,包括派氏集合淋巴结、淋巴滤泡、上皮细胞间淋巴细胞和固有层中弥散分布的淋巴细胞等，其主要作用是抵御侵入肠道的病原微生物感染。,M细胞：一种特化的抗原转运细胞，是活化的吞噬细胞,。,M细胞将抗原以囊泡形式 凹腔中的DC等APC 淋巴C B细胞分化成幼浆细胞 大部分返回肠固有层转变成浆细胞，部分进入其他粘膜组织 生成抗体。,上皮细胞间淋巴细胞（IEL）:,(1)40的IEL为胸腺依赖型的细胞，主为,+,T细胞。,(2)60的IEL为胸腺非依赖型的细胞，主为,+,T细胞。,M细胞,在派氏集合淋巴滤泡处的粘膜上皮细胞间含有散在的M细胞（膜上皮细胞或皱褶细胞），是一种特化的Ag转运细胞，可将抗原转运给凹腔中的M和DC，再由他们把抗原传递给淋巴细胞。,上皮内淋巴细胞,鼻相关淋巴组织（NALT）,NALT包括咽扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体及鼻后部其他淋巴组织， 他们共同组成韦氏环（Waldeyers ring）。,NALT的主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。,支气管相关淋巴组织（BALT）,主要分布于各肺叶的支气管上皮下，结构与派氏集合淋巴结相似。,（三）MALT的功能特征,1.参与粘膜局部免疫应答,2.,产生分泌型,IgA,（SIgA）：MALT的B细胞多为产生SIgA的B细胞；派氏集合淋巴结含有更多可产生大量IL-5的Th2细胞，IL-5可刺激B细胞分化并产生IgA。这是粘膜局部抵御病原微生物感染的主要机制。,3.口服抗原介导免疫耐受：口服蛋白抗原刺激MIS后，常导致免疫耐受。,四、淋巴管道与淋巴细胞再循环,（一）淋巴管道,1.毛细淋巴管,2.淋巴管,3.淋巴导管,（二）淋巴细胞归巢与再循环,淋巴细胞归巢,：成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官，经血液循环趋向性迁移并定居于外周免疫器官或组织的特定区域。,不同功能的淋巴细胞亚群可选择性迁移至不同的淋巴组织,成熟T、B细胞进入外周淋巴器官后将定向分布于不同区域,淋巴细胞归巢的分子基础是淋巴细胞与淋巴内皮细胞黏附分子的相互作用。,物质基础,淋巴细胞表面的归巢受体（homing receptor）,HEV表面的血管地址素（addressin）,淋巴细胞结合于HEV,淋巴细胞再循环,（lymphocyte recirculation）,:淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官或组织间反复循环的过程称为淋巴细胞再循环。,途径：有多条通路,-淋巴结中淋巴细胞的再循环,-脾脏中淋巴细胞的再循环,-其他组织中淋巴细胞的再循环,淋巴细胞再循环途径,淋巴结：血中淋巴细胞HEV淋巴结深皮质区髓窦输出淋巴管胸导管左锁骨下静脉；,脾：血液淋巴细胞中央动脉边缘窦白髓髓索脾血窦脾静脉；,其他组织：血中淋巴细胞毛细血管壁组织间隙淋巴回流局部淋巴结输出淋巴管胸导管血液循环。,淋巴细胞再循环的意义,：,增加,抗原与淋巴细胞,接触机会,，使淋巴细胞不断从淋巴组织分布到外周血液，保证更多表达不同抗原受体的淋巴细胞有机会接触抗原，并产生免疫应答；,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；,保证淋巴细胞在组织中,均衡分布,；,调节淋巴细胞生长和功能，淋巴细胞在不同组织微环境作用下得以,更好发育,；,迁移过程给迁移群体施加强的进化压力，仅,竞争,到最适微环境的淋巴细胞才得以生存。,免疫系统-机体的“军队”,免疫细胞-担负免疫功能的主体,免疫分子-免疫细胞发挥功能的物质基础,免疫器官-免疫细胞成熟和工作的场所,“军队的士兵”,“士兵的武器”和“通讯设备”,“士兵的出生地、居住地、训练场、战场”,