第一篇 免疫學(xué)概論
第一章免疫學(xué)發(fā)展簡史及其展望
第一節(jié) 免疫學(xué)簡介
一、免疫(Immunity)的基本概念
過去:指機(jī)體對病原生物有抵抗能力,即免除傳染病或瘟疫。
目前:指機(jī)體免疫系統(tǒng)對抗原性異物進(jìn)行識別與清除,從而保持機(jī)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(xì)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(xì)胞:吞噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、NK細(xì)胞
免疫分子:抗體、細(xì)胞因子、補(bǔ)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(jī)體內(nèi)環(huán)境中的突變細(xì)胞及腫瘤細(xì)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(jī)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(shí)期接觸過的抗原物質(zhì)視為自己,在胚胎發(fā)育時(shí)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(jī)體免疫系統(tǒng)識別,并刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生免疫應(yīng)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(yīng)答的特點(diǎn)
免疫應(yīng)答(Immune Response):
抗原性物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體后激發(fā)免疫細(xì)胞活化,并發(fā)生增殖分化,產(chǎn)生效應(yīng)的過程。這一過程是由許多免疫細(xì)胞共同完成的,它們的關(guān)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(jìn)化過程中逐漸形成的一系列防衛(wèi)機(jī)制,個(gè)體出生時(shí)即有,遇到病原體后,機(jī)體首先、迅速出現(xiàn)的免疫應(yīng)答。因其對病原體發(fā)生作用無嚴(yán)格選擇性,又稱非特異性免疫。
固有免疫是固有免疫細(xì)胞執(zhí)行的功能,這類細(xì)胞表面的受體可以識別表達(dá)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(yīng),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(xì)胞的payment-defi.com/rencai/克隆性擴(kuò)增。
固有免疫細(xì)胞:單核巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等
適應(yīng)性免疫(Adaptive immunity):
是在非特異免疫基礎(chǔ)上建立的,個(gè)體在生命過程中接受抗原刺激后主動(dòng)產(chǎn)生的、針對此抗原的特異性的免疫應(yīng)答,又稱特異性免疫應(yīng)答(specific immune response)。適應(yīng)性免疫是適應(yīng)性免疫細(xì)胞(淋巴細(xì)胞)的功能。
1)這類細(xì)胞表面有不同的識別抗原的受體,呈克隆性分payment-defi.com/shiti/布。
2)通過與相應(yīng)的抗原結(jié)合后被激活,該細(xì)胞克隆數(shù)目增加并活化,分化為效應(yīng)細(xì)胞或產(chǎn)生效應(yīng)分子,執(zhí)行功能,即適應(yīng)性免疫應(yīng)答。
3)這類應(yīng)答具有記憶性,再次接觸抗原時(shí)呈現(xiàn)與第一次接觸抗原不同的應(yīng)答
4)淋巴細(xì)胞:T、B淋巴細(xì)胞。它們的作用既有分工,也有合作:
T細(xì)胞 效應(yīng)T細(xì)胞 細(xì)胞免疫應(yīng)答
B細(xì)胞 漿細(xì)胞 抗體 體液免疫應(yīng)答
四、不適宜免疫應(yīng)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(yīng)
五、免疫學(xué)應(yīng)用及其研究范疇:
應(yīng)用:(舉例) 1、疾病預(yù)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(xué)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(yīng)答過程及機(jī)制),理解其對機(jī)體有益的防衛(wèi)功能和有害的病理作用及其機(jī)制,以及發(fā)展有效的免疫學(xué)措施,實(shí)施防御、治病目的的科學(xué)。
第二節(jié) 免疫學(xué)的發(fā)展史
一、 經(jīng)驗(yàn)免疫學(xué)時(shí)期
接種“人痘”預(yù)防天花:中國, 17世紀(jì)70年代
接種“牛痘”預(yù)防天花:英國,Jenner,18世紀(jì)
二. 科學(xué)免疫學(xué)時(shí)期
1.病原菌的發(fā)現(xiàn),推動(dòng)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(yīng)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(yù)防接種--“抗原”概念出現(xiàn)。
20世紀(jì)初,研究抗原結(jié)構(gòu)及特異性--ABO血型發(fā)現(xiàn)
20世紀(jì)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(xué)說:
1957年,免疫細(xì)胞是隨機(jī)形成的多樣性細(xì)胞克隆,每一克隆表達(dá)同一特異性的受體,受抗原刺激時(shí),受體特異識別并結(jié)合抗原,致細(xì)胞進(jìn)行克隆擴(kuò)增,產(chǎn)生大量后代細(xì)胞,繼而合成大量相同的特異性抗體。
克隆選擇學(xué)說的意義:
(1)解釋了多種重要的免疫生物學(xué)現(xiàn)象:特異性應(yīng)答的特點(diǎn),克隆清除與自身耐受,抗體的親和力成熟,獨(dú)特型網(wǎng)絡(luò)等。
(2)促使單克隆抗體的問世。
克隆選擇學(xué)說示意圖
4 .細(xì)胞免疫學(xué)的發(fā)展: 1960-1982年
1957年,發(fā)現(xiàn)B淋巴細(xì)胞
1961年,發(fā)現(xiàn)T淋巴細(xì)胞
1962、1964年,證明T、B淋巴細(xì)胞的不同效應(yīng)
1967年,證明了T、B細(xì)胞的協(xié)同效應(yīng)極其機(jī)制
1975年,單克隆抗體技術(shù)建立,得以鑒定細(xì)胞表面不同的蛋白分子,推動(dòng)了對T淋巴細(xì)胞的分群。
1976年,T細(xì)胞生長因子(IL-2)的發(fā)現(xiàn),使T細(xì)胞體外培養(yǎng)成功---相繼更多的細(xì)胞因子發(fā)現(xiàn),揭示了T-B細(xì)胞間、T細(xì)胞各亞群間的相互作用。
三. 現(xiàn)代免疫學(xué)時(shí)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(xì)胞抗原識別受體(BCR)多樣性產(chǎn)生的機(jī)制。
1984年,Davis及Mak證明T細(xì)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(dǎo)途徑的發(fā)現(xiàn):研究T細(xì)胞雙信號活化機(jī)制時(shí)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(xì)胞因子)---細(xì)胞增殖、分化---效應(yīng)細(xì)胞
3、細(xì)胞程序性死亡途徑的發(fā)現(xiàn):研究細(xì)胞毒T細(xì)胞(CTL)對靶細(xì)胞的殺傷機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)。這一過程是:CTL的FasL受體結(jié)合靶細(xì)胞Fas配基―――半胱天冬蛋白酶(Caspase)活化――DNA斷裂――細(xì)胞死亡――吞噬細(xì)胞清除(不致炎癥)又稱凋亡(Apoptosis)
4、造血及免疫細(xì)胞的發(fā)育:
證明多能干造血細(xì)胞(HSC)能分化為各種血細(xì)胞及免疫細(xì)胞,這項(xiàng)研究的推廣,導(dǎo)致神經(jīng)干細(xì)胞及分化各種組織干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)。
總之,免疫學(xué)的研究揭示了細(xì)胞生命活動(dòng)的基本規(guī)律,促進(jìn)了整個(gè)生命科學(xué)的發(fā)展。
第三節(jié) 現(xiàn)代免疫學(xué)的發(fā)展
現(xiàn)代免疫學(xué)的內(nèi)容
1、基礎(chǔ)免疫學(xué)
(1)免疫系統(tǒng): 涉及免疫器官、免疫細(xì)胞、免疫分子的結(jié)構(gòu)功能,以及相應(yīng)基因的結(jié)構(gòu)、表達(dá)特點(diǎn)。
(2)免疫應(yīng)答及免疫調(diào)節(jié):應(yīng)用細(xì)胞學(xué)及分子生物學(xué)突出免疫應(yīng)答及免疫性產(chǎn)生的細(xì)胞及分子基礎(chǔ)、相應(yīng)的作用機(jī)制。
2、臨床免疫學(xué)
(1) 免疫病理:
反映免疫功能失調(diào)及病理情況下的應(yīng)答特點(diǎn)及進(jìn)行免疫干預(yù)的原理。
(2) 臨床疾病免疫學(xué):
研究各系統(tǒng)疾病所涉及的免疫學(xué)問題及疾病發(fā)生的免疫學(xué)機(jī)制。
3、免疫學(xué)技術(shù)
是現(xiàn)代免疫學(xué)的重要組成部分,通過與其他技術(shù)的結(jié)合,得到了迅速的發(fā)展,成為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)及檢驗(yàn)學(xué)相互滲透的重要而活躍的領(lǐng)域。
應(yīng)用于免疫學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)
1、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)
動(dòng)物免疫、建立動(dòng)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(xì)胞和分子在體內(nèi)的功能。
2、生化分析技術(shù):對抗原、抗體、補(bǔ)體等免疫分子結(jié)構(gòu)及功能的分析。
3、細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù):淋巴細(xì)胞培養(yǎng)、雜交瘤技術(shù)。
4、分子生物學(xué)技術(shù):基因重組、限制性內(nèi)切酶應(yīng)用、PCR、噬菌體展示文庫、轉(zhuǎn)基因及基因敲除等。
免疫學(xué)技術(shù)應(yīng)用及前景
1、診斷及檢驗(yàn)學(xué):對免疫細(xì)胞及免疫分子的檢測,評估機(jī)體免疫狀態(tài)。
2、疫苗的研制及應(yīng)用:
滅活疫苗、減毒活疫苗---細(xì)胞疫苗、肽疫苗、基因工程疫苗、核酸疫苗。應(yīng)用范圍從傳染病---腫瘤、自身免疫病。
3、免疫制劑的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化:
基因重組技術(shù)的應(yīng)用,使細(xì)胞因子、免疫球蛋白、粘附分子等得以進(jìn)入臨床應(yīng)用,并具有產(chǎn)業(yè)化前景。
4、免疫細(xì)胞治療:造血干細(xì)胞、CTL、DC等,主要用于腫瘤治療。