免疫技术与原理

（掌握免疫的概念、功能；理解免疫应答的类型及其各自的特点；了解免疫学发展简史、现状及发展前景。）免疫：是机体识别“自己”，排除“异己”过程中所产生的生物学效应的总和，正常情况下是维持内环境稳定的一种生理性防御功能。1、免疫防御（immunedefense）：指机体对外来微生物及其毒素的免疫保护作用；应答过强或持续过长→超敏反应；应答过低→免疫缺陷病。2、免疫自稳(immunehomeostasis)：免疫系统通过调节实现免疫系统功能相对稳定；自稳机制发生异常（应答过强或过弱）→自身免疫病。3、免疫监视（immunesurveillance）：指免疫系统识别畸变和突变细胞并将其清除的功能；免疫监视功能异常→肿瘤发生或持续病毒感染。免疫应答：抗原刺激机体免疫系统而发生的各种生理的或病理的过程。非特异性免疫：个体在长期进化过程中逐渐形成的防御功能，经遗传而获得，而并非针对特定抗原，属天然免疫。无特异性；无记忆性；作用快而弱。物理屏障；化学屏障；生物学屏障。EdwardJenner：牛痘疫苗；Pasteur：抗霍乱、狂犬病疫苗；Koch：病原微生物；ElieMetchnikoff：细胞免疫；PaulEhrlich：抗体（掌握抗原、半抗原、表位的概念；抗原的基本性质；抗原的异物性与特异性。熟悉影响抗原免疫应答的因素；抗原种类。）抗原：能够刺激机体产生免疫应答，并且能与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性结合的物质。（1）Immunogenicity（免疫原性)：能够刺激机体产生免疫应答，包括诱导产生抗体及效应淋巴细胞。（2）Immunoreactivity(反应原性)：能与抗体或效应T淋巴细胞特异性结合的能力。半抗原：具有反应原性,没有免疫原性的小分子物质。影响免疫原性的因素：1、抗原理化性质：化学性质（包括活化淋巴细胞）；分子量；化学结构；ProteinsPolysaccharides（具有免疫原性，较蛋白质弱）NucleicAcids（多无免疫原性）Lipids2、宿主因素：（1）异物性：抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构的差异越大，免疫原性越强。（2）宿主的遗传特性。（3）年龄、性别、健康状态。3、免疫方法：剂量、途径（皮内皮下肌肉腹腔注射和静脉注射口服）、免疫次数、免疫佐剂。抗原的特异性：抗原只和自己相应的抗体和致敏淋巴细胞相结合。表位(epitope)：抗原分子中具有一定组成和结构的，决定抗原特异性的特殊的化学基团，又称抗原决定簇（antigenicdeterminant）。抗原与特异性免疫反应产物结合的最小单位。按结构：构象表位：序列上不连续的多肽或多糖，有空间构象形成的决定簇，见于抗体识别的决定簇，一般位于分子的表面。线性表位：一段序列相连续的氨基酸片段，多位于抗原分子的内部，主要是T细胞决定簇。按性质：功能性表位：位于分子表面易被抗体结合隐藏性表位：位于分子内部的不能与抗体结合，可因理化因素而暴露在分子表面成为功能性表位，或因蛋白酶解或修饰（如磷酸化）产生新的表位，它们均可成为自身抗原，诱发自身免疫病。抗原的结合价（antigenicvalence）：能和抗体分子结合的功能性决定簇的数目。半抗原为一价，而天然抗原一般是大分子，由多种、多个抗原决定簇组成，是多价抗原，可以和多个抗体分子交互结合。抗原分类：1、根据产生抗体时需否Th细胞参与而分类胸腺依赖抗原（TD—Ag）；胸腺非依赖抗原（TI—Ag），均为完全抗原2、根据抗原与宿主的亲缘关系而分类（1）异种抗原（xenogenicAg）：来自另一物种的抗原称为异种抗原。（2）同种异型抗原（allogenicAg）：在同一种属不同个体之间所存在的抗原。（3）自身抗原（autoantigen）：在感染、外伤、服用某些药物等影响下，使隔离抗原释放，或改变和修饰了自身组织的抗原结构，诱发对自身抗原的应答。自身耐受：在正常情况下，机体对自身组织细胞不会产生免疫应答。（4）异嗜性抗原（hetorophilicantigen）又称Forssam抗原：是指一类与种属无关的存在于人、动物、植物和微生物之间的共同抗原。免疫佐剂(Adjuvant)：与抗原混合使用能够增强机体对抗原免疫反应强度的物质。（掌握免疫系统的概念及组成；掌握免疫细胞（概念、种类）；掌握T、B淋巴细胞的表面标志、功能及亚群；熟悉DC、M等免疫细胞的免疫生物学功能）免疫分子、免疫细胞、免疫器官（中枢、外周）淋巴细胞归巢(lymphocytehoming)：成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官后，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。淋巴细胞再循环（lymphocyterecirculation）：淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始循环的过程。淋巴细胞再循环意义：1、使淋巴细胞在淋巴组织和器官中分布更为合理；2、淋巴组织不断从循环池中补充新的淋巴细胞，有助于增强整个机体的免疫功能；3、有利于淋巴细胞与抗原和抗原递呈细胞接触；4、有利于动员效应淋巴细胞迁移至炎症部位；5、定居在外周免疫器官的记忆细胞也参与再循环，其接触相应抗原后进入淋巴组织，并迅速发生活化、增殖和分化，产生再次免疫应答。免疫细胞（Immunecell）：与应答有关的细胞，包括前体细胞。分为特异性免疫和非特异性免疫。一、粒细胞系（胞浆含有明显的胞浆颗粒）中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞二、树突细胞（骨髓衍生的专职提呈抗原至B或T细胞，启动初期免疫反应。）LC细胞（存在皮肤组织），上皮组织中的LC捕捉外来抗原后即进入淋巴结的T细胞区，成为IDC（存在于淋巴组织的胸腺依赖区），IDC表达高水平的II类MHC分子和共刺激分子B7，具有激活T细胞的能力。FDC定居于淋巴结淋巴滤泡，通过Fc受体和补体受体捕获被致敏的抗原，并将其递呈给B细胞三、单核巨噬细胞四、淋巴细胞T淋巴细胞：（一）TCR-CD3复合物（白细胞分化抗原：血细胞在分化成熟为不同谱系、分化的不同阶段及细胞活化过程中，出现或消失的细胞表面标记分子。）功能:(1)参与T细胞发育过程中的TCR的膜表面表达；(2)介导TCR与抗原接触后产生的活化信号的传递；(3)成熟T细胞表面的表面标志，用于成熟T细胞的检测。（二）T细胞其它主要表面膜分子CD4分子和CD8分子（三）T细胞亚群及其功能细胞亚群：按CD分子不同：CD4＋T和CD8＋T细胞；按功能不同：辅助性T细胞(Th)、细胞毒性T细胞(CTL或Tc)；按对抗原应答所处状态不同：初始T细胞、活化T细胞和记忆性T细胞。1、Th细胞（CD4＋T）功能性亚群：依据产生细胞因子的不同分为Th1和Th2。Th1细胞主要分泌IL-2（白细胞介素）、IFN-γ（γ干扰素）和TNF-β（肿瘤坏死因子）功能：主要辅助细胞免疫效应；免疫调节作用，如IFN-γTh2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10。功能：主要辅助体液免疫效应；免疫调节作用，如IL-4。2、CTL（CD8+T）功能性亚群：功能：具有细胞杀伤作用；免疫调节作用，如释放IFN-γ。作用特点：具有MHC-Ⅰ类限制性；杀伤靶细胞有抗原特异性。杀伤机制：释放细胞毒性蛋白质，使靶细胞裂解；诱导靶细胞程序死亡。3、记忆T细胞抗原（初次）—机体—初始T细胞活化—效应T细胞(大部分，短寿命)；记忆T细胞（小部分，长寿命），参与增强性的再次免疫应答。（掌握抗体和免疫球蛋白的概念，免疫球蛋白的结构（基本结构、恒定性、可变区、功能区、酶解片段）及其与功能的关系，掌握免疫球蛋白分子的血清型（Ig的同种型、同种异型及独特型），掌握免疫球蛋白的特性和功能特点，熟悉免疫球蛋白的生物学活性）抗体：B细胞识别Ag后增殖分化为浆细胞所产生的，具有与Ag特异性结合活性的球蛋白，主要存在于血清等体液中。免疫球蛋白：具有Ab活性及化学结构与抗体相似的球蛋白Ab=Ig,Ig≠Ab；Ab是功能描述，Ig是化学结构描述。抗体的存在形式：sIg存在于体液；mIg存在于B细胞膜表面Ig基本结构：1、二硫键连接的四肽链，重链（H）2条；轻链（L）2条2、两区：可变区（V区），H链N端的1/4和L链N端的1/2区域内，氨基酸的种类、排列顺序与构型的变化很大；恒定区（C区），H链C端的3/4和L链C端的1/2区域内，氨基酸的种类、排列顺序与构型相对恒定。可变区（V区）：①N-末端1/2L+1/4H；②高变区（HVR)：可变区中部分区域的氨基酸组成、排列顺序和构型更易变化形成Ag结合位点；③骨架区（FR):V区中除去超变区部分的氨基酸变化相对较小。维持高变区的空间构型。恒定区（C区）：在同一种属动物中，同一类别Ig重链和同一型轻链的C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定；同一种属的个体，所产生针对不同抗原的同一类别Ig，其C区氨基酸组成和排列顺序比较恒定，其免疫原性相同。3、铰链区：极富弹性，富含脯氨酸，对蛋白酶敏感；有利于Ab与Ag的结合，有利于Ab与补体的结合功能区：Ig分子每条多肽链折叠形成几个球形的结构域，具有不同的生物学功能，轻链包括VL和CL两个结构域，重链含有1个VH和3-4个CH结构域。VH+VL一个抗原结合位点CH1～3和CL同种异型的遗传标记(IgG)CH2C1q的结合位点(IgG)CH3结合FcR(MC,M,B,NK)酶解片段：木瓜蛋白酶作用于IgG分子重链间二硫键的N端侧，将其裂解为Fab段和Fc段。胃蛋白酶则切在该二硫键之C端侧，产生F(ab’)2和pFc段。抗体分子的生物学活性：V区：特异性结合抗原，中和作用（病毒、毒素），凝集细菌C区：1、激活补体；2、结合Fc受体，调理作用，介导ADCC；3.穿越胎盘和黏膜ADCC：抗体依赖性细胞介导的细胞毒性作用，表达Fc受体的细胞(NK、MΦ、中性粒细胞）通过识别抗体的Fc段直接杀伤被抗体包被的靶细胞。免疫球蛋白的特点和功能：IgG：主要以单体形式存在，抗原结合价为2价；出生后3个月开始合成，3～5岁接近成人，含量最多，占血清总Ig的75%，产生比较晚，是再次应答的主要抗体，半衰期最长(21-23天)，分布最广，血管外的主要抗体；为抗感染的主要抗体，调理介导ADCC，固定补体，中和病毒和毒素。IgM：血清中含量第三5～10%；出现最早的Ig，分布局限，主要在血管内，通过经典途径激活补体，分子量最大(900kd)，凝集细菌，结合细胞，抗菌作用最强。IgA：分泌型IgA（sIgA）是体液中的主要免疫球蛋白，参与黏膜免疫的主要Ig。血清中含量第二5～15%，主要以分泌型存在，sIgA通过初乳被动转移给新生儿，阻止病原体粘附于粘膜细胞，中和病毒和外毒素，粘膜局部抗感染的主要抗体。异质性：免疫球蛋白的特异性和类型的不同外源因素所致的异质性-Ig的多样性：不同抗原表位刺激所产生不同的抗体分子，其识别抗原的特异性不同（V区不同）；同一抗原表位诱生的不同类型的抗体，其识别抗原的特异性相同（C区不同）；免疫球蛋白同时可作为抗原，其具有不同的抗原特异性。内源因素所致的异质性-Ig的血清型：同种型(isotyope)：同一种系所有个体的Ig都含有的抗原决定簇，但与其它物种的有差别。存在于Ig恒定区。同种异型（allotype)：同一个种属，不同个体同类免疫球蛋白分子CH或CL一个或几个氨基酸不同而表现出具有不相同的免疫原性。独特型(idiotype)：同一个体，不同B细胞克隆产生的抗体，在其超变区具有不同的免疫原性，可诱导其它B细胞克隆产生抗独特型抗体。补体：补充抗体活性的不耐热血清成分。补体系统：一组由生物大分子（蛋白质）组成的连续而分级的激活反应系统。一旦激活，可介导一系列的对宿主重要的生物反应。补体的固有成分存在于体液，参与补体激活级联反应。补体调节蛋白为可溶性调节因子和膜结合性调节因子，调节补体活化。补体受体表达于各种细胞表面，与补体活性片段结合。补体系统一般性质：主要由肝细胞和巨噬细胞产生；多数组分为糖蛋白；血清中各成分含量不等，C3含量最多，因子最少；血清含量相对稳定，与抗原刺激无关。正常生理情况下，以非活化形式存在；性质不稳定：加热56