免疫学研究现状及发展前景

医学免疫学综述合肥学院HefeiUniversity医学免疫学题目:医学免疫学述系别:生物与环境工程系专业:_12级生物技术学号:1202021037姓名:戎晓娜指导教师:李甤2015年4月10日医学免疫学综述医学免疫学综述摘要:免疫(Immunity)的根本概念是机体识别自我与非我，产生免疫应答以清除异己抗原或者诱导免疫耐受以维持自身内环境稳定。免疫学(Immunology)是研究免疫系统的结构与功能的学科,涉及到免疫识别、免疫应答与免疫耐受免疫调节等的免疫学基本科学规律与机制研究以及免疫机制在相关疾病发生发展中的作用、免疫学技术在疾病诊断、治疗与预防中应用。关键词：免疫学；临床应用；发生机制；发展前景一．免疫学研究的主要内容免疫学研究内容包括：一是基础免疫学研究,二是临床免疫学研究和应用,三是免疫学技术的研发与应用。综合来看,基础免疫学研究主要包括以下10个方面:1：免疫系统的形成机制2：免疫器官与免疫细胞组成以及不同种类免疫细胞和亚群的形成与相互之间调控机制3：抗原的结构特性与免疫识别4：免疫应答的关系与机制5：免疫细胞感受外界危险信号、识别抗原的物质结构基础6：天然免疫应答的细胞与分子机制7：获得性免疫应答的细胞与分子机制8：免疫耐受及免疫负相调控的方式与机制9:免疫效应分子的结构、功能与作制医学免疫学综述10:免疫细胞的功能调控及其信号转导机制临床免疫学涉及的内容非常广泛,分支学科也很多,主要围绕着重大疾病如感染性疾病、肿瘤、自身免疫性疾病与过敏性疾病以及器官移植排斥等的发生发展机制、诊断与病程的动态观察和预后分析、治疗与预防措施开展应用性研究。具有挑战性的研究内容也很多,例如,肿瘤免疫逃逸机制与肿瘤防治新方法的设计以及肿瘤早期特异性免疫诊断如何提高,急性感染与免疫病理现象,慢性感染与免疫耐受现象,器官移植排斥的预警与免疫药物和免疫调节控制,自身免疫性疾病的诊断与治疗等等。临床免疫学研究的热点包括应用基础免疫学研究的成果阐明肿瘤、感染、移植排斥、自身免疫性疾病等重要疾病的发病机制的研究、特异性的预防和治疗措施的建立、新型疫苗的研制和开发、免疫相关生物制品的研制和应用等。基础免疫学与临床免疫学结合更加紧密,基础研究与应用研究并重且紧密结合,两者相辅相成；基础免疫学为众多免疫相关性疾病的发展机制和治疗的研究提供理论指导,如HIV疫苗研制、类风湿性关节炎的靶向药物治疗等。另一方面,临床免疫学的实际问题为基础免疫学发展提供新的需求。如Tetramer-peptide检测CTL技术的发展,实验性动物模型的建立,以研究人类疾病的发病。免疫学与其他多医学与生命学科的交叉极大地促进了免疫学和其他学科的发展:如免疫学和生物信息学、结构生物学的交叉在分子、原子水平研究免疫识别、免疫反应的发生机制将有助于加深在基础免疫学方面对经典免疫学理论的认识,这种交叉也医学免疫学综述带动了其他多医学与生命学科的发展。二．免疫学的发展趋势及现状免疫学的发展趋势体现在如下几个方面:基础免疫学研究更加深入和广泛:对免疫学的研究从原来的细胞水平深入到分子和基因水平,免疫学理论得到极大的丰富和完善。与此同时也产生了很多新的研究方向和热点,如免疫细胞的分化发育、功能调控及其信号机制、新型免疫细胞及其亚群的发现,其功能的调节作用、抗原识别、活化的分子结构基础、免疫特异性应答的细胞与分子机制包括免疫效应细胞与效应分子杀伤靶细胞的机制、免疫调节(负性)的方式及其机制、自身免疫耐受的机制、免疫记忆的细胞与分子机制、新型免疫分子的发现、结构和功能等。2.1免疫识别的结构与分子机制免疫识别是诱导和触发机体产生免疫应答反应或者决定免疫系统处于耐受状态的重要免疫过程,是免疫学研究中的一个关键科学问题。以往人们对于获得性免疫(T细胞与B细胞)的免疫识别的细胞与分子机制研究很多,研究了抗原结构包括蛋白抗原结构、多肽抗原、表位抗原结构对免疫识别的影响。对抗原结构的研究目前多集中于研究抗原表位(Epitope)的结构特点,根据其识别特征的不同,抗原表位包括B细胞表位、Th细胞表位、CTL细胞表位MHC限制表位等;根据其免疫效应的差异,抗原表位包括免疫保护性表位以及毒性或抑制性、优势非中和性、病理与自身抗原交叉反应性等不利于保护性免疫的表位结构;根据免疫刺激能力的不医学免疫学综述同,抗原表位包括优势表位和弱势表位。天然免疫反应是由能够识别病原相关分子模式(Pathogen-associatedmolecularatterns,PAMPs)的受体介导的,这些受体统称为模式识别受体(Patternrecognitionreceptor,PRR)。Toll样受体(Tol-llikereceptors,TLR)在识别PAMP中起重要作用,作为一种重要的模式识别受体,主要表侵的第一道屏障。目前至少已经报道了11种人TLR和13种小鼠TLR。根据不同的亚细胞定位,TLRs可以分为细胞表面的TLR和细胞内的TLR两大类。TLR经各自配体刺激后可通过大致相似的信号转导途径诱导目的基因活化表达,以完成一定的生物学功能,但每个TLR又因使用相对特异的接头蛋白而具有各自的特性。在此背景之下,CarmeloLuci等人以及StephanieLSanos等人几乎同时在人类和小鼠的肠道粘膜固有层定义了一群独特的NKp46+RORCt+NK1.1loCD3-细胞亚群。进一步研究证实肠道NKp46+RORCt+NK1.1loCD3-细胞高分泌IL-22,而非IL-17TomCupedo等人的研究表明人类淋巴样组织诱导细胞(LTicell)可作为定向的NK细胞前体,在体外分化成为RORC+CD127+NK样细胞。这三篇NI上的文章共同提示肠道NKp46+CD3-细胞在肠道环境的作用下有着独特的表型及功能特点,在淋巴组织生成、肠道免疫及组织修复中可能起着重要作用。可见,有关NK/NKT细胞及其亚群的特征与作用尚有许多空白点值得进一步研究。2.2免疫调节的细胞与分子机制研究在多数情况下机体能够在免疫调控机制的精密控制下,通过适度医学免疫学综述的免疫应答防止病原微生物的入侵、监视并清除机体内恶变的细胞同时保持内环境的稳定,但是,一旦这样的调控机制出现异常,将会导致免疫病理反应从而对机体造成伤害,如自身免疫性疾病等。长期以来,对于增强免疫应答效应的免疫调控机制即正相免疫调控机制的研究较多且较为深入,而对于免疫负相调控的机制则认识不足,因此近年来免疫学领域有关免疫负相调控机制的研究非常热门,其中最大的热点是CD4+CD25+Foxp3+调节性T细胞Treg的基础与应用研究。DC作为一种异质性的细胞群体,分布于不同的解剖部位,含有不同的细胞亚群、处于不同的成熟阶段,表达不同的表型和细胞因子,其功能也是多样性的。以往认为DC具有激活免疫的功能,但是,近年来愈来愈多的实验证明,DC具有负相调节免疫的功能,可通过诱导T细胞失能、使免疫反应偏移、促使活化的T细胞凋亡及诱导调节性T细胞形成等方式使机体达到免疫稳定。广义的调节性DC(regulatoryDC)是指那些具有负相免疫调控作用的DC,包括生理状态及病理状态下存在于体内的具有免疫负相调控作用的中枢和外周的DC以及在体外各种不同条件诱导下从成熟或不成熟DC转变为具有负相调控作用的DC。调节性DC通过诱导调节性T细胞或清除相应的T细胞克隆而达到免疫抑制或诱导免疫耐受,此外,研究表明调节性DC能够活化扩增体内已经存在的调节性T细胞,最近的研究提示DC上的共刺激分子CD80和CD86在通过CD28和CTLA-4调节Treg的抑制功能方面有相反的作用,阻断CD86能够有效地增强CD4+CD25+Treg所介导的抑制作用,而CD80的阻断会限制Treg细胞所医学免疫学综述介导的抑制,从而提示DC可能通过CD80和CD86的相关表达调节Treg细胞的功能,从而维持免疫激活和抑制的平衡。近年来也发现了许多能够负相调控RIG-I通路以及抑制RIG-I触发Ñ型干扰素产生的分子,例如LGP2、A20、Pin1、SIKE、Atg5-Atg12、RNF125、DURA、NLRX1、ISG15、DAK、CYLD等。2.3免疫治疗(Immunotherapy)医学免疫学基础理论研究的根本目的是为人类健康服务,是希望能够研制出对于重大疾病例如恶性肿瘤、传染性疾病等的有效治疗方法,也为自身免疫性疾病等难治性疾病的治疗带来曙光。通过增强或者抑制免疫功能的免疫治疗方法很多,其中,单抗、疫苗、基因工程细胞因子等的临床应用已经显示出良好疗效。2.4免疫记忆(Immunologicalmemory)免疫记忆是获得性免疫的一大特征,是疫苗研究的理论基础。。免疫记忆主要由记忆性B细胞与记忆性T细胞介导,近两年来记忆性T细胞研究取得了重要进展。关于记忆性T细胞的分化模式一直存有争议,最近的研究进一步证明记忆性CD4T细胞同记忆性CD8相似,也是由效应T细胞分化而来。另外有体外研究表明,高度活化的效应CD4T细胞可在体外短时间静息后转变成具有记忆性T细胞特征的细胞。各种细胞亚群对记忆性T细胞产生与功能的调控被广泛研究与报道,包括各种DC亚群、NK细胞以及CD4T细胞,基质微环境及调节性DC可能也在记忆性T细胞的产生中发挥各自的作用;另外CD4T细胞调控记忆性CD8T细胞产生的机制有CD27信号、T-bet下调、染色质重塑、医学免疫学综述TLR3配体作用等。抗原刺激强弱或TCR信号强度以及初始T细胞数量也是影响记忆性T细胞产生与性质的关键因素。近来的研究表明,转录因子FOXO3a在人中枢型记忆性CD4T细胞的存活中发挥了重要作用,这就提示各种关键转录因子可能在记忆性T细胞的产生与维持中占有重要地位。细胞因子、共刺激分子一直是调控记忆性T细胞产生与维持的重要因素,近来研究发现IL-15不仅是记忆性CD8T细胞的重要的维持因子,也是维持记忆性CD4T细胞的重要因子;另外共刺激信号OX40、趋化因子MCP-1、粘附分子ICAM-1依赖的成熟DC与T细胞的长时间相互作用也是调控记忆性T细胞产生的重要因素。总之,有关免疫记忆的细胞与分子机制尚有待于更加深入的研究,如何在病原体感染、肿瘤、移植及自身免疫性疾病等病理条件下正确地调控记忆性T细胞的产生具有重要的意义,对疫苗的研究更具有重要的指导意义。三.免疫学研究的发展前景我国早期的免疫学工作者多在医科院校的微生物教研室、病理教研室或者肿瘤学实验室、医院检验科,直到80年代末90年代初,免疫学教研室或者实验室才得以独立,90年代末本世纪初才成立免疫学研究所,直到近年来综合性大学和国立科研机构才成立免疫学研究所中心。由于学科发展的自身特点以及受到国家资助较弱等历史原因,使得过去我国免疫学研究的基础相当薄弱,受限于科研条件,很多优秀免疫学家只能以教学为主或者侧重于免疫学技术的建立、改良与应用,或者集中于血清学和免疫学诊断、免疫预防,较少涉及到关键性免疫医学免疫学综述学基本科学问题的理论研究,很少创建具有开拓性的免疫学技术,也很少具有自主知识产权的免疫制品过渡于临床应用或者经过SFDA正式批准上市的免疫产品。由于免疫学涉及的领域统计,只能以局部的数据作为简单的比较。美国在免疫学领域投入非常大,如美国国立卫生研究院的基金中,约15%用于免疫学研究,当然,其产出也是十分的惊人,在高级别免疫学杂志发表的论文中,在美国本领先地位。此外,加拿大、澳大利亚等国在免疫学领域内做出了不少高水平的研究,印度在生殖免疫学及疫苗。总结：免疫学技术的研发与应用在促进基础免疫学理论研究的同时,也极大地推动了生命科学、生物技术及其产业化的发展,特别是以疫苗、单克隆抗体、基因工程、细胞因子和免疫抑制药物等相关的免疫学技术的发展与应用,为生命科学和人类健康做出了巨大贡献,也催生了具有巨大市场效益的生物技术产业。参考文献：[1]冯俊彦综述，牛俊奇、姜艳芳审校滤泡性辅助性T细胞(Tfh)的研究进展中国免疫学杂志[2]杨学超综述石云、邹全明审校[3]慰峰主编．医学免疫学．[M]．第3版．北京：人民卫生出版社，2003：100-1