专题十二免疫系统

北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·1专题十二：免疫系统[竞赛要求]1．免疫性2．抗原、抗体[知识梳理]一、免疫的特点免疫是机体识别、排斥“非我”抗原的能力、机制、过程。免疫的类型有非特异性免疫（先天免疫、天然免疫）和特异性免疫（获得性免疫）两种类型。特异性免疫的特点是：（1）识别能力：识别自我、非我；记忆能力；特异性。二、两种（特异性）免疫机制（一）抗原1.抗原的定义任何体外物质进入人或动物体内，能和抗体或和淋巴细胞的表面结合，引起人或动物的免疫瓜的都称抗原。如病原体、移植器官、疫苗等。抗原物质是蛋白质或多糖类大分子。2.抗原性(1)具抗原性的物质：分子量大于10,000才具有抗原性，小于6,000则无抗原性；抗原性强弱为蛋白质大于多糖，但复杂多糖抗原性强。具抗原性的物质有细菌，细胞膜表面多糖分子（抗原）；细菌毒素（蛋白质）；病毒（表面蛋白质）；外来细胞、移植组织、器官（细胞表面具蛋白质、糖蛋白大分子）；输血（红细胞表面凝集原）；花粉（细胞）引起的过敏反应。(2)无抗原性的物质—小分子物质如短链糖类、低聚糖、脂类、核糖。(3)半抗原（不完全抗原）物质：无抗原性物质与载体蛋白结合后，具有了抗原性，这类物质称为半抗原，如吗啡是半抗原。吸毒者的鉴定可用特异性抗体与鉴定者的血液是否有免疫的应。3.抗原决定子（决定簇）定义：抗原分子上的化学基团，分子构相与抗体、淋巴细胞表面受体互补（嵌合、结合）。每个抗原分子的决定簇数量在2-200个之间。（二）B细胞和T细胞1.淋巴细胞类型B细胞T细胞作用体液免疫细胞免疫北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·2来源骨髓或腔上囊胸腺Thy-1糖蛋白（细胞表面）无有寿命几~十几天几~十几年形态稍大、绒毛多分布淋巴器官血液、淋巴液（三）淋巴细胞的发生和发育1.淋巴细胞的发生和发育骨髓造血干细胞淋巴母细胞B细胞（骨髓）（哺乳类）腔上囊B细胞（鸟类）胸腺T细胞（哺乳类、鸟类）2.淋巴器官能产生淋巴细胞的淋巴器官为中心淋巴器官，如胸腺、红骨髓；鸟类腔上囊等。不能产生淋巴细胞的淋巴器官为外周淋巴器官，如淋巴结等。（四）免疫系统识别“自我”和“非我”1.自身耐受性淋巴细胞只攻击非我的细胞，不侵犯（攻击）自身细胞，即具识别“自我”和“非我”的能力，称为自身耐受性。自身免疫疾病的发生是由于识别能力异常而攻击自身。2.自身耐受性的形成(1)MHC（主要组织相溶性复合体）任何细胞表面都镶嵌有MHC，是一组、特异的糖蛋白分子，具有抗原性。MHC种类极多，分子构相变化极多；表面具沟可容纳其他分子；MHC是遗传决定的，除同卵双胞胎外，不同的人，MHC均不相同。(2)受体分子淋巴细胞的表面带有受体，能与抗原决定子互补、结合，产生免疫反应；所以也能与MHC分子（具抗原）结合，产生免疫反应。(3)自身耐受性的形成胚胎早期的淋巴细胞，具有各种各样的受体分子，其中能与自身细胞MHC抗原结合的淋巴细胞，全部分被消灭，不能与自身细胞MHC抗原结合的淋巴细胞被保存，形成自身耐受性。3.MHC的类型MHCI：存在于几乎所有细胞的表面，沟较小，只能容纳较小的肽链（20-30AAs）。MHCII：仅存在于B细胞、巨噬细胞的表面，沟较长，可容纳较长的肽链。（五）体液免疫B细胞产生抗体的免疫反应，为体液免疫。引起体液免疫的抗原有细胞性的和非细胞性的，如蛋白质大分子、多糖大分子、细菌、病毒等。体液免疫的机制如下：北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·3B细胞（表面具受体）与抗原（决定子）结合B细胞激活、增殖（长大、分裂）无性繁殖系（克隆）分化浆细胞+记忆细胞1.B细胞产生浆细胞和记忆细胞(1)情况I特点：无巨噬细胞、助T细胞参与，作用弱，极为少见。(2)情况II特点：巨噬细胞、助T细胞参与，作用强烈，普遍存在的形式。2.浆细胞产生抗体浆细胞：多位于淋巴结，产生抗体：能力极强，每一个浆细胞第秒中能产生2000个抗体分子。但浆细胞寿命短，只有几天。3.记忆细胞与二次免疫反应(1)记忆细胞特点记忆细胞也分泌抗体。它们的特点是：①寿命很长，甚至终生，决定了免疫时间长短；②有记忆性，对抗原十分敏感，能记住入侵过的抗原，产生二次免疫反应。(2)二次免疫反应同一种抗原入侵，记忆细胞迅速克隆分化，产生新的记忆细胞和浆细胞，浆细胞产生抗体，消灭抗原。成人患病少的原因就是具有长寿的记忆细胞。终生免疫的实质是记忆细胞寿命长终身存在，如天花、麻疹、伤寒、白日咳等。巨噬细胞（MHCII）吞噬抗原、处理抗原信息（抗原分子巨噬细胞表面与MHCII结合）巨噬细胞（MHCII+抗原结合物）+助T细胞（表面的受体识别、结合巨噬细胞表面的MHCII+抗原结合物）助T细胞激活、增殖大量助T细胞（克隆，具相同特异性）+B细胞（MHCII+抗原）激活、克隆、分化（见下细胞免疫）浆细胞+记忆细胞北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·44.抗体体液中游离的一类γ-球蛋白。抗体的结构呈Y形分子，由4条肽链构成，以-S-S-键结合成Y形，2条相同的长链称为重链（H链），2条相同的短链称为轻链（L链）。每链分两段，恒定部和变异部：重链恒定部CH、轻链恒定部CL；重链变异部VH、轻链变异部VL。5.免疫球蛋白（抗体）的类别(1)免疫球蛋白在脊椎动物中的进化过程中逐渐发生，原口纲七鳃鳗仅1种（Ig），哺乳类具有5类。(2)类别IgM：起源最早、最古老，存在于所有脊椎动物中，由5个亚单位组成，1个结合蛋白（JP）；分子中有大量（10个）结合部。抗原入侵后最早发挥作用的抗体；是免疫力最强的高效抗体。IgG：是唯一可通过胎盘的抗体（新生儿）；是单一抗体分子（1个亚单位）。IgA：具有外分泌性质，使粘膜抗感染。由2个亚单位构成，IgD：调节其它免疫球蛋白的合成，B细胞表面受体。IgE：参与过敏反应。6.抗体的作用(1)少数情况下，抗体与抗原直接结合，使抗原失去结合寄主细胞受体的能力，无法进入细胞。(2)多数情况如下，有4个主要方面：A.使抗原沉淀和凝聚抗体分子：每个抗体分子有1-5个亚单位，2-10个结合点，可结合2-10个抗原分子；而每个抗原分子有2-200个抗原决定子，可结合2-200个抗体分子。这样抗体与抗原可结合成大而复杂的结合网。当抗原是大分子可溶性蛋白质时，抗体的结合可使抗原分子失运河溶解性而沉淀；当抗原附于细胞上时，可使细胞凝集沉淀。沉淀、凝集的细胞最终被巨噬细胞吞噬。B.补体反应补体存在于体液中（包括血清）的一系列（非单一）的蛋白质分子，包括C1~C9、B因子（酶原分子）、D因子（酶原分子）。补体不是抗体（不含Ig），正常情况下无活性；破膜复合体的产生过程如下：C.激活K细胞（杀伤细胞）：抗体的作用还可激活杀伤细胞，杀死抗原。D.激活具吞噬能力的细胞：抗体可使吞噬活跃起来，吞噬抗原。7.单克隆抗体(1)被动免疫，即用注射抗血清的方法来防治疾病，这是由于抗血清含有抗体如白喉抗毒素、破伤风抗毒素等。(2)单克隆抗体：指同一种B细胞（克隆）,产生的同一类抗体。优点是纯净、制取简单、价格便宜。单抗主要应用在理论研究、临床诊断（如受孕的检测）、治疗。北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·5(3)“生物导弹”的设想：利用癌细胞表面具有的特异性抗原，制造特异性的单克隆抗体，称为生物导弹。生物导弹可作为运载工具，将杀死癌细胞的药物定向的送到病灶，达到杀死癌细胞的目的。(4)单克隆抗体制取用特定抗原诱导小鼠，从小鼠体内提取B细胞；用骨瘤细胞与B细胞融合，得杂交瘤细胞（杂交瘤细胞的双重特性，即可长期培养，又可能产生相应特异性的单克隆抗体）。（六）细胞免疫定义（特点）是不产生抗体、T细胞直接进行（攻击抗原）。过程如下：1.细胞免疫的机制和过程(1)细胞免疫的抗原细胞性抗原如寄生性原生动物、真菌、被病毒感染的自身细胞、外来细胞团块（移植的器官、组织）而产生的排斥作用称细胞免疫。(2)T细胞几乎所有的T细胞表面都有糖蛋白分子，即第I类MHC，T细胞能识别不同于自身的MHC，故移植的器官被排斥。但T细胞不能识别入侵的病毒等抗原，只有当病毒侵入细胞，细胞表面出现了来自病毒的小分子蛋白质抗原，并与细胞表面的MHC结合成复合物时，T细胞才能识别。T细胞有三大类型：胞毒T细胞、助T细胞、和抑T细胞。胞毒T细胞：作用是消灭抗原，过程如下：免疫系统（细胞免疫）对癌症的抑制作用：病毒入侵细胞癌细胞（表面具特殊分子标记—MHCI+抗原结合物；胞毒T细胞识别攻击癌细胞。病毒细胞（靶细胞）合成病毒特有的蛋白质（抗原）细胞表面与细胞表面MHCI结合MHCI-抗原结合物+互补结合胞毒T细胞（表面受体）激活过敏胞毒T细胞克隆、分化胞毒T细胞+记忆细胞分泌穿孔素（蛋白质）靶细胞溶解、死亡病毒游离被抗体消灭北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·6助T细胞（诱导T细胞）：助T细胞不直接攻击抗原；帮助B、T和巨噬细胞发挥作用，故对细胞免疫、体液免疫都极为重要。助T细胞作用如下：抑T细胞：又称特殊的助T细胞，作用于外来抗原被清除干净时，被助T细胞激活，作用是抑制淋巴细胞（B细胞、T细胞）。2.细胞免疫与器官移植：器官移植中存在的问题如下：(1)排斥反应原因是移植的器官细胞表面具MHC（抗原），要产生细胞免疫，排斥移植的器官；但同卵双胞胎的基因组相同，MHC也完全相同，故无排斥反应。(2)外来移植器官反过来排斥受体当患者缺乏免疫功能，如患免疫缺乏症时，进行移植骨髓，就会造成外来器官“反客为主”现象，外来骨髓全面攻击受体组织，使受体死亡。四、克隆选择学说（一）教导学说淋巴细胞最初都相同，在接触某种抗原分子后，分化出与之互补的受体，成为特化的淋巴细胞。这种学说为教导说。（二）克隆选择学说种类众多的淋巴细胞是天生具有的，即无需抗原的诱导作用就已存在。当某种抗原入侵时，相应的淋巴细胞（受体与此抗原互补），被激活、增殖，产生大量、具同种受体的淋巴细胞群（克隆），发挥免疫作用。实验证明，其它种类的淋巴细胞不能转化为与此抗原互补的淋巴细胞，即否定了教导学说，克隆选择学说是正确的。五、免疫系统疾病（一）自身免疫病助T细胞（表面受体）+巨噬细胞（吞噬细菌等抗原表面具MHCII+抗原结合物）分泌白细胞介素（淋巴细胞激素）白细胞介素I刺激助T细胞——————分泌(正反馈)活化、增殖白细胞介素II刺激助T细胞刺激刺激B细胞胞毒T细胞克隆、分化克隆、分化浆细胞+记忆细胞胞毒T细胞+记忆细胞（体液免疫）（细胞免疫）北京英才苑网站·版权所有·盗版必究·71.自身免疫病原因淋巴细胞失去识别能力，攻击自身细胞的一种疾病。当外物（抗原）所含的某种物质与自身所含的某种物质两者十分相似时，抗体消灭抗原的同时，也攻击自身，如风湿性心脏病、风湿热、类风湿性关节炎、溶血性贫血等。风湿性心脏病发病如下：酿脓链球菌感染引起的咽炎、扁桃体炎是小毛病，但免疫反应启动后，产生抗体，不但消灭细菌，同时，由于酿脓链球菌表面抗原决定子与心脏瓣膜细胞上的一种物质表面结构十分相似，结果抗体同时攻击两者，导致心脏瓣膜不可修复的伤害。（二）过敏1.过敏原引起过敏反应的物质外物、抗原，称为过敏原，如花粉、枯草；青霉素、蜂毒；食物如菌类、草莓、虾蟹、牡蛎、海鲜等；挥发性物质如油漆、酒精等。2.过敏反应：是一种免疫反应过敏反应的第一步是与过敏原互补的体液抗体IgE（亲细胞抗体）大量增生，并附着嗜碱性淋巴细胞、肥大细胞表面，使这些细胞变为敏感细胞。当敏感细胞再遇过敏原时，激活的敏感嗜碱性粒细胞、肥大细胞与过敏原结合，导致肥大细胞分泌大量组织胺，使血管舒张出现红肿、灼热、流涕、喷嚏等症状。通过注射抗组织胺药物如氯化钙等可缓解。但过敏性哮喘是另一种类型的过敏反应：敏感