免疫毒性

免疫毒理学主要内容概述免疫系统对外源化学物的毒性反应与机制免疫毒性检测方案免疫毒性试验方法与评价免疫系统在机体中的作用免疫防御：清除入侵的病原微生物及其产物免疫监视：清除体内衰老和受损伤的细胞、突变细胞等效应Ｔ细胞（左）与肿瘤细胞（右）密切接触血液中的Ｔ淋巴细胞。1、免疫器官中枢免疫系统(胸腺、骨髓)外周免疫系统(脾、淋巴结、扁桃体)2、免疫细胞淋巴细胞（T细胞、B细胞等）吞噬细胞（巨噬细胞等）3、免疫物质：体液中的各种抗体和淋巴因子免疫系统的组成：免疫：机体受到抗原物质刺激而产生特异性免疫应答的过程。先天性（非特异性）免疫：机体依赖自身天然存在的屏障结构来防御有害物质或病原微生物，这些结构包括皮肤、黏膜、血液和淋巴组织中的巨噬细胞、自然杀伤细胞及各种细胞因子等。获得性（特异性）免疫：指非遗传所致，个体通过与外源性物质接触而被诱导和激活的特异性的免疫能力。特异性免疫天花病毒天花病人接种牛痘特异性免疫：可分为体液免疫和细胞免疫；及主动免疫和被动免疫。体液免疫：以B细胞产生抗体来达到保护目的的免疫机制。属后天的免疫机制。细胞免疫：凡是由免疫细胞发挥效应以清除异物的作用即称为细胞免疫。由T细胞介导。体液免疫作用机制抗原吞噬细胞T细胞B细胞效应B细胞记忆细胞体液免疫抗体与抗原结合抗体细胞免疫作用机制体液免疫和细胞免疫的关系•体液免疫与细胞免疫之间，既各自有其独特的作用，又可以相互配合共同发挥免疫效应。•进入体内尚未进入细胞的抗原（如细菌的外毒素、少量的细菌或病毒等）主要由体液中的抗体发挥体液免疫作用；而这些抗原一旦进入细胞内部，就要靠细胞免疫来将它们消灭、清除了。获得性免疫：也可分为主动免疫和被动免疫。主动免疫：打预防针被动免疫：注射丙种球蛋白免疫毒理学概念：免疫毒理学（immunotoxico1ogy）是毒理学与免疫学间的边缘学科，也是毒理学的一个新分支。它主要研究外源化学物和物理因素对机体免疫系统的有害作用及其机制。免疫毒理学是在免疫学和毒理学的基础上发展起来的，是一门十分年轻的学科。研究内容：•免疫毒性机理研究•建立和改进免疫毒性检测与评价方法•免疫毒性的危险度评价•对有拮抗外源化学物致免疫毒性的药品和保健品的研究外来化合物对免疫系统作用的特点：反应的灵敏性反应的复杂性反应的选择性免疫毒理学的开篇之作•Immunesuppressionasrelatedtotoxicology.JosephG.Vos.CRCCritRevToxicol.1977May;5(1):67-101.•GordonG,GibsonR.Immunotoxicology.England:AcademicPress,1983免疫毒理学的里程碑•TheinternationalseminaronImmunotoxicology:theImmuneSystemasaTargetforToxicDamage,inLuxembourgin1984.(CEC-IPCS)化学物对免疫系统的影响：免疫抑制超敏反应自身免疫反应免疫抑制作用的靶部位：细胞免疫体液免疫非特异性免疫宿主抵抗力具有免疫抑制作用的外源化学物：多卤代芳烃：PCB、PBB、TCDD多环芳烃：DMBA、B（a）P、农药：DDT、PCP、敌百虫、甲基对硫磷金属：铅、镉、砷、汞气体污染物：NO2、SO2、臭氧、CO工业污染物：氯乙烯、苯、石棉治疗药物：CP、5-FU、MechanismsofSuppression:DisruptionofinnateimmunityOxidantgasesOzoneNO2Phosgene二恶英的免疫毒性•靶器官：免疫系统（胸腺）•低剂量二恶英即可攻击免疫系统。猴子暴露二恶英的浓度仅为10ng/Kg时，白细胞数量就会降低；•啮齿类动物，围产期暴露于TCDD会影响胸腺的发育，导致细胞免疫的持续性抑制。而且在围产期暴露比成人暴露引起的T细胞功能减弱更大、更持久。•直接作用：对体液免疫和细胞免疫均有抑制作用，能减少B细胞的数量；•间接作用：通过影响内分泌系统发挥作用（TCDD和相关化合物能干扰内分泌系统，改变糖皮质激素、性类固醇激素、甲状腺激素、生长激素等的活性）。二恶英的作用机制金属的免疫抑制作用•铅、汞、镍和镉等金属与CD4+细胞的激活或引起抗体反应和细胞免疫抑制有关：铅：降低对感染性疾病的抵抗力砷化物：患病毒性带状疱疹的发病率较高缺锌影响机体免疫功能•影响淋巴细胞增殖分化•影响免疫记忆•影响免疫细胞分泌细胞因子•影响吞噬细胞和NK活性铅对免疫功能的影响•铅具有免疫毒性，在较低剂量可引起免疫功能改变，增加机体对内毒素和病原体的易感性•体液免疫：抗体减少、B细胞表面受体减少、免疫记忆丧失•细胞免疫：增殖分化障碍•非特异性免疫：巨噬细胞数量减少，功能降低汞对免疫功能的影响•中枢神经系统的不可逆损伤•大剂量导致免疫功能下降和免疫抑制•小剂量引起自身免疫性疾病–与遗传因素和个体敏感性关系密切–与TH1/TH2失衡有关–以肾炎为主•抑制巨噬细胞分泌TNF、NO•引起细胞凋亡凡具有免疫抑制的化学物均能降低机体对细菌、病毒、肿瘤及寄生虫的抵抗力。本表列举能改变宿主抵抗力的一些化学物质及药物等外源化学物免疫抑制的机制：外源化学物引起免疫抑制的机制并未完全明了，而且不同的外源化学物可通过不同的机制影响免疫功能，总的来说可以分为直接作用和间接作用两大类。直接作用•细胞毒作用外源化学物直接作用于免疫细胞和免疫器官，引起细胞死亡，免疫细胞数目减少，免疫器官萎缩，免疫功能抑制。•对淋巴细胞成熟过程的影响外源化学物骨髓干细胞•对淋巴细胞增殖、分化的影响•内分泌素TCDD和乙醇都可引起糖皮质激素升高•环境因素•营养障碍间接作用超敏反应•是指机体受同一抗原再次刺激后产生的一种异常或病理性免疫反应。超敏反应与免疫反应本质上都是机体对某些抗原物质的特异性免疫应答，但超敏反应主要表现为组织损伤和/或生理功能紊乱，免疫反应则主要表现为生理性防御效应。分类根据发生机制和临床特点，可分为：•Ⅰ型超敏反应—速发型或过敏反应型•Ⅱ型超敏反应—细胞毒型或细胞溶解型•Ⅲ型超敏反应—免疫复合物型或血管炎型•Ⅳ型超敏反应—迟发型或细胞介导型RobinCoombs1921--CarlPrausnits-Giles1876-1963变应原（allergens）是指能够选择性地激活CD4+Th2细胞，诱导产生特异性IgE抗体应答，引起变态反应的抗原性物质。天然变应原：相对分子量较小（10-20kDa）可溶性蛋白质抗原临床常见的变应原：花粉颗粒、尘螨或其排泄物、真菌或其孢子、昆虫或其毒液、动物皮屑或羽毛，牛奶、鸡蛋、鱼虾、蟹贝等食物青霉素、磺胺、普鲁卡因、有机碘化合物等药物一、I型超敏反应（速发型）吸入性变应原花粉尘螨或其排泄物真菌或其孢子动物皮屑或羽毛药物青霉素磺胺普鲁卡因有机碘化物食入性变应原能够诱导变态反应的抗原性物质。昆虫肥大细胞参与I型超敏反应的细胞嗜硷性粒细胞嗜硷性颗粒嗜酸性粒细胞静息肥大细胞激活后5分钟激活后60分钟常见的I型超敏反应一、全身性过敏反应1、药物过敏性休克2、血清过敏性休克二、呼吸道过敏反应1、过敏性哮喘2、过敏性鼻炎三、消化道过敏反应：过敏性肠炎四、皮肤过敏反应：荨麻疹SkinPrickTestInthistestasmallneedleisusedtogentlypricktheskinthroughadropoffluidcontainingaknownallergen.Itisusuallydoneontheforearm,althoughwithyoungchildrenitmaybedoneonthebacksotheydon'thavetoseewhatishappening.Anegativereactionmeansthatyoudonothaveanallergytothatparticularallergen.皮试ImmediateandDelayedPhasesofTypeIHypersensitivityImmediateDelayedII型超敏反应（细胞毒性）•是由IgG或IgM类抗体与靶细胞表面相应抗原结合后，在补体、吞噬细胞和NK细胞参与作用下，引起的以细胞溶解或组织损伤为主的病理性免疫反应。III型超敏反应（免疫复合物型）•是由中等大小可溶性免疫复合物沉积于局部或全身毛细血管基底膜后，通过激活补体和血小板、嗜碱性、嗜中性粒细胞参与作用下，引起的以充血水肿、局部坏死和中性粒细胞浸润为主要特征的炎症反应和组织损伤IV型超敏反应（迟发型）•即迟发型超敏反应（delayedtypehypersensitivity，DTH）•Ⅳ型超敏反应是由效应T细胞与相应抗原作用后，引起的以单个核细胞浸润和组织细胞损伤为主要特征的炎症反应。接触性皮炎传染性迟发型超敏反应PatchtestThistestisusedtodiagnosedelayedallergicreactionssuchasContactDermatitis.Itinvolvestapingtracesofvariousknowncontactallergensontheskinunderneathspecialaluminiumdiscsandkeepingthemtherefor48hours.ItcantestforallergytoRubber,Nickel,Lanolin,dyes,cosmetics,solvents,preservatives,andmedication.接触性皮炎MaybeduetoeitherTH1orCTLmediatedhypersensitivity自身免疫：自身免疫是指机体免疫系统对自身成分发生免疫应答的现象，自身免疫性疾病是因机体免疫系统对自身成分发生免疫应答而导致的疾病。自身免疫性疾病的临床表现很复杂，可分为器官特异性和器官非特异性两大类。自身免疫性疾病以女性为多见，女性的发病率大约是男性的2.7倍诱导体内自身抗原刺激机体免疫活性细胞产生自身抗体，免疫复合物沉积激活补体，组织损伤Systemiclupuserythematosus全身性红斑狼疮免疫毒性检测方案日本推荐的免疫毒性检测方案大鼠免疫毒性检测方案(NIPHEP)美国国家研究委员会推荐的人群免疫方案美国食品与药品管理局（FDA）及其药品评价和研究中心（CDER）于2002年10月正式公布了新药研究中的免疫毒理学评价规范。提出要考虑药物对免疫系统五个方面的影响，除了免疫抑制、超敏反应和自身免疫外，还有免疫原性（immunogenecity）和不良免疫刺激（adverseimmunostimulation）一、免疫抑制：二、免疫原性：三、超敏反应（药物过敏）：（一）Ⅰ型超敏反应：（二）Ⅱ型和Ⅲ型超敏反应：（三）Ⅳ型超敏反应：（四）假过敏或类过敏反应：四、自身免疫：五、不良免疫刺激：免疫毒性试验方法免疫毒性试验方法与评价免疫学方法：（一）常规毒理学检查：（二）免疫功能评价：1、NK细胞活性测定：2、巨噬细胞功能试验3、体液免疫功能评价：4、细胞免疫功能评价：5、宿主抵抗力试验：常规毒理学检查•血液学检测•临床生化检测•病理学组织检查免疫细胞功能的测定1.T细胞功能测定：(1)细胞增殖(转化)试验(2)混合淋巴细胞反应(MLR)(3)T细胞介导的细胞毒试验：CTL(4)分泌功能检测(5)T细胞功能的体内检测法放射性测定3H-TdR丝裂原（抗原）刺激淋巴细胞转化试验原理示意放射性测定细胞毒试验原理示意靶细胞效应细胞分离上清2.B细胞功能判定(1)B细胞增殖(转化)试验：(2)溶血空斑形成试验（PFC）(3)反向溶血空斑试验(RHPA)(4)酶联免疫斑点法(ELISPOT)体液免疫功能评价EPAHealthEffectsTestGuidelines:OPPTS870.7800Immunotoxicity(TSCA,FIFRA)InjectSRBCMeasurerelativeorabsoluteantibodycon