免疫学思考题

一、DescribethedifferentgeneticandproteinstructureofIgGandIgM.DescribetwoadvantagesandtwodisadvantagesthatIgGhasincomparisonwithIgM.ExplainwhyserumIgMcannotactivatecomplementbyitself.1.描述IgG和IgM的基因结构和蛋白质结构的不同。（1）基因结构：两者轻链基因相同。对于重链基因，当V区基因重组完成后，若C区基因未发生重组而正常转录，Cμ表达出来，产生IgM；而若C区基因转录时发生基因重组，使Cμ，Cσ以环状DNA缺失，此时Cγ表达出来，产生IgG（类型转换）。（2）蛋白质结构：①IgG重链为γ链，IgM重链为μ链。②IgG以单体形式存在，IgM以单体（B细胞膜上）或五聚体（分泌抗体，血浆中）的形式存在。③IgG有四种亚类（IgG1—IgG4），而IgM无亚类。④IgG有铰链区，而IgM无铰链区。铰链区指免疫球蛋白重链CHl和CH2功能区之间的区域。其含大量脯氨酸，具有弹性。⑤IgM有J链，IgG无。J链是由浆细胞分泌的一种糖蛋白，富含半胱氨酸，可连接Ig单体形成二聚体、五聚体。2、描述IgG和IgM所具有的特点。（1）IgG特点：①IgG浓度大，溶解性好，有助于其与抗原结合发挥作用。②IgG半衰期相对更长，在血液中能更稳定存在。③IgG能够穿过胎盘，保护胎儿免受病原侵害（IgM不能）。④IgG能够更好地与吞噬细胞上的Fc受体结合，从而产生调理作用和ADCC（IgM相对弱）。（2）IgM特点：①IgG为单聚体，相对于分泌IgM效价低，结合力更弱，因此一般试验更多用IgM进行。②IgG激活补体的功能没有IgM（Fc段距离更近，有助于激活补体）强。③IgM能通过黏膜转运至黏膜表面杀害病原微生物，而IgG不行。3、解释为什么血清中的IgM不能够通过自身去激活补体。只有当抗体与抗原（游离型或细菌表面）结合形成复合物后，其Fc段才发生构象变化，而暴露出C1补体成分的结合位点，C1q能识别抗体上的补体结合点，并与之结合。由于与免疫复合物结合后C1q的构型发生改变，可激活与其结合的C1r，活化的C1r又激活与其结合的C1s，在Ca2+存在下，形成具有酶活性的C1s。C1s将C4分解成小碎片的C4a和大碎片的C4b，C4b可与细胞膜结合；C1s激活C4后，再激活C2（分解成C2a和C2b）；C2a与C4b结合，形成有酶活性的C4b2a（C3转化酶）。C3被C4b2a裂解成C3a和C3b两个片段，C3b与C4b2a相结合产生的C4b2a3b（经典途径的C5转化酶），C5在C4b2a3b的作用下裂解为C5a和C5b，C5b与细胞膜和C6、C7结合，形成C5b67复合物，暴露膜结合位点，与附近的细胞膜非特异性结合，结合在膜上的C5b67与C8结合，形成C5b678，促进C9分子聚合形成C5b6789复合体，即为攻膜复合体（MAC），使细胞内外的渗透压失衡，造成细胞膜溶解，起细胞毒作用，抵抗细菌，病毒及寄生虫等的感染。此外，补体激活产生的C3b、C4b、iC3b等片段，一端能与靶细胞（或免疫复合物）结合；另一端能与细胞表面有这些片段受体的细胞（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等）结合，从而促进吞噬细胞的吞噬，起调理作用。补体活化的过程中会产生多种具有炎症介质作用的片段（C5a、C3a、C4a等），均可与肥大细胞或嗜碱性粒细胞表面受体结合，使肥大细胞或嗜碱性粒细胞释放组胺和其他生物活性物质，引起血管扩张，增加毛细血管通透性以及平滑肌收缩等，介导炎症反应。此外，C5a有趋化作用，能吸引具有C5a受体的吞噬细胞游走到补体被激活的部位发挥作用。补体激活产生的C3b可与免疫复合物结合，并可通过C3b而粘附到表面有C3b受体的红细胞、血小板上，形成较大的聚合物，随血液运送至肝脏和脾脏，有助于被该处的巨噬细胞捕捉，吞噬而被清除，起清除免疫复合物的作用。而当无抗原结合时，Fc段的补体结合位点关闭，C1补体无法与其结合，因而无法激活补体，产生上面所述的一系列生物学效应。若其可通过自身激活补体，那么血液中的补体就会在没有抗原的情况下被激活，从而对正常细胞产生损害。二、WhatarethedifferencesbetweenTcellandBcell?Howtoseparatethemfromtheblood?1、区别：（1）基因差异（主要是抗原结合受体不同）：T细胞B细胞基因结构TCR基因由α链基因（Vα，Jα）和β链基因（Vβ，Dβ，Jβ）构成BCR基因由L链（κ/λ）基因（VL，JL）和H链基因（VH，DH，JH）构成重排过程先重排β链基因（从Dβ和Jβ中选1片段重排成D-J，然后与Vβ重排成V-DJ，再与Cβ重排成完整β链），再重排α链（从Vα和Jα中选1片段重排成V-J，再与Cα重排成完整α链），最后表达αβTCR先重排H链基因（从DH和JH中选1片段重排成D-J，然后与VH重排成V-DJ，再与Cμ重排成完整μ链），再重排L链（从VL和JL中选1片段重排成V-J，再与CL重排成完整L链），最后表达BCR多样性机制组合多样性，连接多样性组合多样性，连接多样性，受体编辑，体细胞高频突变选择过程阳性选择（未能与胸腺上皮细胞表面MHCⅠ或MHCⅡ分子发生有效结合的双阳性细胞发成凋亡）+阴性选择（与胸腺树突状细胞，巨噬细胞表面MHCⅠ或MHCⅡ类—自身抗原肽复合物结合力高的发生凋亡）阴性选择（能识别自身抗原的B克隆细胞，其BCR可与骨髓中出现的自身抗原发生相互作用而诱使其凋亡）+亲和力成熟（成熟的B细胞受抗原刺激后，Ig基因发生体细胞高频突变，在抗原选择下，高亲和力BCR的细胞保留）（2）位置差异：T细胞B细胞发育场所来源于骨髓，成熟于胸腺来源于骨髓或肝脏，成熟于骨髓定居场所淋巴结副皮质区浅皮质区脾白髓的动脉周围淋巴鞘和边缘区白髓的脾小结和边缘区及红髓脾索（3）细胞表面标志差异：T细胞B细胞抗原受体TCR（一般为α,β两条链）+CD3分子BCR（两条H链+两条L链）+CD79a/bMHC均有MHCⅠ，但只有活化的T细胞有MHCⅡ均有MHCⅠ，且作为APC，所有B细胞均有MHCⅡCD分子CD4/CD8（与APC的MHC作用）CD19，CD21，CD81（辅助受体）CD28B7（与CD28结合为T细胞活化第二信号）CD40CD40L（与CD40结合为B细胞活化第二信号）补体受体无有（促进B细胞活化和捕获抗原）Fc受体无有（促进B细胞捕获抗原）（4）功能差异：T细胞B细胞抗原提呈无可以作为APC提呈给T细胞，使T细胞活化抗原识别TCR识别APC提呈的抗原，有MHC限制性BCR可以直接识别抗原，无MHC限制性增殖分化APC提呈的抗原与T细胞作用，使其增殖分化为效应T细胞（Th，CTL）和记忆T细胞Th细胞辅助下，B细胞与抗原作用，增殖分化为效应B细胞（浆细胞）和记忆B细胞生物学效应细胞免疫。其中CD8+T细胞分化为CTL，通过释放穿孔素和颗粒酶或通过Fas和FasL作用杀死细胞。CD4+T细胞分化为Th细胞，通过分泌细胞因子来活化其他免疫细胞。Treg可抑制其他T细胞生长，调控免疫体液免疫。B细胞与抗原作用分化为浆细胞并产生抗体，通过中和病毒和毒素，激活补体形成攻膜复合物，调理作用，ADCC作用等方式来消灭抗原物质终末分化无亲和力成熟和类型转换（IgM—IgG）记忆性对所有抗原均有只对TD抗原有，TI抗原没有2、分离方法：（1）分离出淋巴细胞和单核细胞：葡聚糖-泛影葡胺密度梯度离心法（根据各种血细胞比重不同使不同密度的细胞梯度分离）（2）T细胞和B细胞的分离：①免疫吸附法：将抗TCR（抗BCR）的抗体包被后，加入上面分离的淋巴细胞液，则表达有TCR的T细胞（BCR的B细胞）被贴附于培养板上，从而与其他细胞分离开来。②免疫磁珠法：将抗TCR（抗BCR）的抗体吸附于磁珠上，加至上面分离的淋巴细胞液中，则表达有TCR的T细胞（BCR的B细胞）与磁珠上的抗体结合。再将其置于磁场中，则T细胞（B细胞）因携有磁珠而靠近管壁，其他细胞则沉淀下来，从而与其他细胞分离开来。③流式细胞仪：将淋巴细胞液与荧光标记的抗TCR（抗BCR）的抗体反应后，使细胞一个个从喷嘴中喷出，液滴受激光照射后，表达有TCR的T细胞（BCR的B细胞）则会因为其上面有荧光物质而产生荧光信号并被检测。同时分选器使细胞赋予不同电荷，从而在电场作用下使各种细胞分离。④亲和层析：利用各种细胞的抗原性不同，与亲和柱上的抗体[抗TCR（抗BCR）的抗体]的结合力不同，从而各种细胞在层析柱中的移动速率不同，最终使T、B细胞分离开来。⑤尼龙毛分离法：利用B细胞和单核细胞具有易粘附于尼龙纤维表面的特性而T细胞不具有该特性，从而使T、B细胞分离开来。三、Howimmunesystemidentifiedandresponsetotumorcells?1、鉴别：肿瘤细胞存在与正常细胞不同的抗原成分，而正是这种抗原成分成为免疫系统鉴别的标志，并诱导机体免疫系统产生抗肿瘤应答。具体来说，其分为两类：一类为肿瘤特异性抗原（TSA），这种抗原为肿瘤细胞所特有或只存在于某种肿瘤中；另一类为肿瘤相关性抗原，其在肿瘤细胞和正常细胞中均表达，但肿瘤细胞内含量急剧增加（如胚胎抗原）。2、免疫应答：（1）固有免疫①NK细胞：由于肿瘤细胞表面MHCⅠ减少，因而其不能和NK细胞上的抑制性受体结合，使得NK细胞抑制性减弱，但肿瘤细胞表面的糖配体可与NK细胞上的激活性受体结合，从而激活NK细胞，使其通过一系列方式杀死肿瘤细胞。（ADCC作用，释放穿孔素和颗粒酶，TNF直接杀死肿瘤细胞，通过Fas和FasL作用诱导肿瘤细胞死亡）②巨噬细胞：参与肿瘤免疫的巨噬细胞分为M1和M2两类。具体来说，M1类巨噬细胞可以做为抗原提呈细胞（APC）提呈肿瘤抗原诱导特异性免疫应答，同时活化的M1巨噬细胞可以非特异性吞噬肿瘤细胞，或者通过ADCC作用，分泌TNF、NO等细胞毒性因子杀灭肿瘤细胞。M2类巨噬细胞不仅无法提呈肿瘤抗原诱导特异性免疫应答，反而其会表达多种细胞因子，蛋白质水解酶和生长因子/促血管生成因子，有助于肿瘤的生长和转移。（2）特异性免疫①DC细胞：其作为APC，提呈肿瘤抗原诱导特异性免疫应答。②CTL（细胞毒性T淋巴细胞）：APC加工肿瘤抗原并将其提呈给CD8+T细胞，使其活化增殖，产生具有杀伤作用的CTL，CTL通过释放穿孔素、颗粒酶或通过Fas和FasL相互作用杀死肿瘤细胞。③Th细胞：APC加工肿瘤抗原并将其提呈给CD4+T细胞，使其活化增殖，产生Th细胞。其不仅可以分泌细胞因子激活CTL来杀死肿瘤细胞，还可以分泌趋化因子招募淋巴细胞，分泌IFN激活淋巴细胞，辅助B细胞产生抗体，分泌TNF直接杀死肿瘤细胞。④B细胞：在Th细胞的辅助作用下，肿瘤抗原可以激活B细胞，使其分化为浆细胞，产生抗体。而抗体可以通过激活补体形成攻膜复合物，ADCC作用，调理作用和封闭转铁蛋白受体等方式来杀伤肿瘤细胞。但相对于T细胞而言其效果较弱。四、Designexperimentstoprovetherejectionofskingraftisanadaptiveimmuneresponse.1、A系小鼠皮肤移植给B系小鼠，B系小鼠产生排斥，但用B系小鼠自己的皮肤进行移植则无排斥反应发生。（说明移植排斥反应有异己性）2、A系小鼠皮肤再移植给同一B系小鼠，B系小鼠更快产生排斥。（说明移植排斥反应有记忆性）3、C系小鼠皮肤移植给曾接受过A系小鼠皮肤移植的B系小鼠，发现其产生排斥时间与实验1中相近。（说明说明移植排斥反应有特异性）4、取已移植过A系小鼠皮肤移植的B系小鼠的T细胞，将其注入未接受过皮肤移植的B系小鼠中，再将A系小鼠皮肤移植给该B系小鼠，发现其产生排斥时间与实验2中相近。（说明移植排斥反应的记忆性由T细胞产生）5、用免疫学方法抑制B系小鼠的特异性免疫功能（产生免疫耐受，抑制T、B细胞生长等），再将A