第 15 章. 免疫学
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1. 动物免疫系统概述
2. 先天免疫
4. 免疫反应概述
5. 适应性免疫:T 淋巴细胞
6. 适应性免疫:B 淋巴细胞
7. T 细胞与 B 细胞
8. 免疫系统疾病
a. 微细胞毒性实验
1.动物免疫系统概述
⑴ 先天免疫(非特异性免疫):存在于所有动物中
① 使用少量受体识别特定病原体群共有的特征
② 快速响应
○ 白细胞的作用顺序:NK细胞→中性粒细胞→单核细胞→T淋巴细胞
○ 干扰素和免疫球蛋白比 NK 细胞作用更快
③类型:屏障防御、内防
○ 屏障防御(第一线):皮肤、粘膜、分泌物、正常菌群
○ 内部防御(第二线):吞噬细胞、自然杀伤细胞、抗菌蛋白、炎症反应、补体系统
⑵ 适应性免疫(获得性免疫、特异性免疫):仅存在于脊椎动物中
① 使用多种受体识别特定病原体的非常具体的特征
② 反应变慢
③免疫记忆:由于适应性反应缓慢,在初次免疫反应后产生记忆细胞,增强反应的幅度和速度
○ 初次免疫反应:首次接触特定抗原
○ 二次免疫反应:第二次接触特定抗原
④ 类型:细胞免疫、体液免疫
○ 细胞免疫:细胞毒性T淋巴细胞对感染宿主细胞的外来分子做出反应
○ 体液免疫:抗体对体液中的外来分子做出反应
⑶ 主动免疫和被动免疫
①主动免疫=获得性免疫
○ 通过感染自然形成的免疫力或通过疫苗接种人工形成的免疫力
○ 疫苗:为了激活针对传染病的免疫功能而施用的抗原
○ 例如:细菌毒素、减毒细菌、微生物成分、非病原微生物等。
② 被动免疫
○ 将免疫个体的抗体或细胞转移至未免疫个体而形成的免疫
○ 实施例1. IgG通过胎盘转移至胎儿
○ 示例 2. IgA 通过母乳转移至新生儿
○ 实施例3. 施用抗D抗体以预防胎儿成红细胞增多症(Rh不相容)
⑷ 细胞因子:调节免疫反应的化学物质
① 白细胞介素(IL)
○ IL-1
○ 由巨噬细胞分泌,激活Th1细胞
○ 又称前列腺素 (PG)
○ IL-1β:促炎趋化因子
○ IL-2
○ 由 Th1 细胞与 IFN-γ 和 TNF-β 一起分泌,激活细胞毒性 T 细胞 (Tc)
○ CD4+ T 淋巴细胞标记物
○ 调节白细胞
○ IL-3
○ 刺激骨髓干细胞和肥大细胞增殖
○ IL-4
○ 将 Th0 细胞分化为 Th2 细胞(参与体液免疫)
○ Th2 和 B 淋巴细胞相互分泌 IL-4,导致相互激活。
○ 额外促进 IgE 抗体产生
○ 激活 Tc 细胞»> ○ 用作炎症标记物
○ IL-5
○ 由 Th2 细胞分泌,与 IL-4 一起激活 B 淋巴细胞
○ 激活 Tc 细胞
○ 也可作为嗜酸性粒细胞的化学引诱剂并促进嗜酸性粒细胞分化。
○ IL-6
○ 由 Th2 细胞分泌,与 IL-4 一起激活 B 淋巴细胞
○ 激活T淋巴细胞
○ 巨噬细胞标记物
○ 促炎细胞因子
○ 抗 IL6R:托珠单抗 (Actemra)
○ IL-8
○ 促炎趋化因子
○ 吸引中性粒细胞
○ 小鼠或大鼠中不存在
○ IL-10
○ 由 Th2 细胞分泌,与 IL-4 一起激活 B 淋巴细胞
○ 抗炎标记物/趋化因子
○ 与 TGF-β1 一起在调节 Treg 细胞中发挥重要作用
○ IL-12
○ 与 IFN-γ 一起将 Th0 细胞分化为 Th1 细胞
○ Th1:参与细胞免疫。
○ 树突状细胞标记、巨噬细胞标记
○ IL-17A
○ 由 Th17 产生并参与 M1 巨噬细胞的分化
○ IL-23
○ 在 Th17 分化中发挥重要作用
② 肿瘤坏死因子(TNF)
○ TNF-α
○ 增加血管通透性并诱发炎症
○ NK 细胞标志物
○ 促炎细胞因子
○ 炎症反应标志物
○ 抗 TNF-α 抗体:阿达木单抗(Humira)、依那西普、英夫利昔单抗、戈利木单抗、赛妥珠单抗
○ TNF-β
③ 干扰素(IFNs)
○ IFN-α:由浆细胞样树突状细胞(pDC)、巨噬细胞、白细胞等分泌,激活T淋巴细胞和自然杀伤细胞
○ IFN-β-1a:用于治疗多发性硬化症的细胞因子
○ IFN-γ:激活巨噬细胞。 CD8+ T 细胞标记物
④ 分化簇(CD)
○ CD3:指CD3D、CD3E、CD3G等。
○ CD11c:树突状细胞标记物
○ CD80:巨噬细胞、树突状细胞的标记物
○ CD86:巨噬细胞、树突状细胞的标记物
⑤ GM-CSF:促进中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞的增殖和分化
⑥ C反应蛋白(CRP)
○ 肝脏来源的急性期蛋白
○ 巨噬细胞和T淋巴细胞产生的IL-6增加CRP的分泌
○ CRP 水平越低,预后越好
⑦ 髓过氧化物酶(MPO)
○ 对病原体发挥防御作用
⑧ 【其他细胞因子】(https://jb243.github.io/376)
⑨ 【如何记忆细胞因子】(https://bio-kcs.tistory.com/402)
2.先天免疫
⑴防御壁垒:外防
① 皮肤、昆虫外骨骼、内上皮:初级先天防御屏障
○ 病原体随皮肤逸出
○ 皮肤:低pH值抑制微生物生长,分泌延缓细菌生长的化学物质
② 正常菌群(正常微生物群)
○ 通过与病原体竞争栖息地和营养物质,有助于先天防御
○ 分泌对病原体有毒的物质
○ 示例:肠道优势菌群,如大肠杆菌
③ 粘液
○ 粘液捕获病原体
○ 溶菌酶:对眼泪、鼻粘液、唾液等中的病原体有毒的物质。
○ 汗腺和油腺的分泌物具有酸性pH值
○ 排出粘液(打喷嚏、咳嗽):捕获空气中的异物 → 通过纤毛运动通过呼吸道排出
④ 消化系统:胃(盐酸、蛋白质消化酶)、小肠(细菌密集、胆汁)、大肠(随粪便排出)
⑵ 细胞先天防御
① 侵入体内的病原体被具有吞噬活性的白细胞清除
② 吞噬细胞的种类
○ 嗜碱性粒细胞:分泌组胺,促进T淋巴细胞分化» ○ 嗜酸性粒细胞:杀死抗体包被的寄生虫
○ 中性粒细胞:杀死抗体包被的病原体
○ 肥大细胞:受伤时分泌组胺。
○ 单核细胞:分化为巨噬细胞。
○ 巨噬细胞:清除老化细胞、消化外来分子、刺激白细胞生成、激活T淋巴细胞
○ 树突状细胞:跟随吞噬细胞的作用,在淋巴结中呈递抗原,为T淋巴细胞提供抗原
③ 巨噬细胞的类型
○ 分类1. 根据功能
○ 1-1. M1 巨噬细胞(经典活化巨噬细胞)
○ 炎症细胞:参与细胞死亡、抗肿瘤活性
○ 伸长系数:长轴与短轴之比接近1。
○ 诱导M1型的细胞因子:TLR、TNF-α、IFN-γ、CSF2、LPS、STAT1、IRF5、IL-17A
○ M1型分泌的细胞因子:IL-6、IL-8、IL-23p40、TNF-α、IL-1β、IL-12p70、IL-12p40、IFN-γ
○ M1型遗传标记:HLA-DR、CD11c、CD86、iNOS、pSTAT1、IL-12、MHC-II、CD80、27E10、CCL2、S100A8、S100A9
○ 1-2. M2 巨噬细胞(替代激活的巨噬细胞)
○ 抗炎细胞:参与细胞修复、促肿瘤活性
○ 伸长率:长轴与短轴之比大。
○ 诱导 M2 型的细胞因子:IL-4、IL-10、IL-13、TGF-β、PGE2、STAT3、STAT6、IRF4
○ M2型分泌的细胞因子:IL-10
○ M2型遗传标记:CD68、CD163、CD204、CD206、VEGF、cMAF、ARG1、YM1、CCL20、CCL22、IDO1
○ 大多数肿瘤相关巨噬细胞 (TAM) 是 M2 巨噬细胞
○ 分类 2. 基于组织
○ 枯否细胞
○ 肝窦中存在巨噬细胞
○ 与内在免疫系统相关,RES(网状内皮系统)
○ 库普弗细胞是唯一位于血管中的巨噬细胞
○ 脾细胞:位于脾脏中
○ BMDM(骨髓源性巨噬细胞):位于骨骼中
○ 尘埃细胞:位于肺部
○ 小胶质细胞:位于大脑中
○ TAM(肿瘤相关巨噬细胞)
| 类似 M1 的 TAM | 类似 M2 的 TAM | ||
| –○ | –○ | –○ | –○ |
| 免疫激活(Th1 和 NK) | TNF-α、NO、IL-23、IFN-γ、MHC II 类、IL-1β、CXCL10 | 血管生成 | VEGF、FGF、CXCL8、Tie2、缺氧 |
| 肿瘤细胞的吞噬作用 | EMT(上皮间质转化) | 转化生长因子-β | |
| 肿瘤细胞凋亡 | TNF-α、FasL | 免疫抑制(Treg 或 Th2) | PD-1、PD-L1、IL-10、TGF-β、IDO 1/2、精氨酸酶 |
| 组织损伤 | ROS、iNOS | 组织重塑转移 | MMP、uPAR、组织蛋白酶 |
| APC的成熟 | IL-12 | 肿瘤生长因子 | EGF、FGF、TGF-β、PDGF |
④ 吞噬细胞对病原体的识别和清除过程
○ TLR(Toll 样受体)的类型
○ TLR-1:识别多种三酰基脂肽
○ TLR-2:识别脂磷壁酸并激活先天免疫
○ TLR-3:识别病毒中存在的 dsRNA
○ TLR-4:识别革兰氏阴性菌中存在的 LPS(脂多糖)
○ TLR-5:识别鞭毛蛋白,细菌鞭毛的一个组成部分
○ TLR-6:识别多种二酰基脂肽
○ TLR-7:识别单链 RNA
○ TLR-8:识别小型合成化合物和单链 RNA
○ TLR-9:识别未甲基化的 CpG DNA 序列和寡脱氧核苷酸 DNA
○ 第一第一。吞噬细胞吞噬与 TLR(Toll 样受体)结合的外来分子(吞噬细胞的吞噬作用)
○ 第二第二。当 TLR 与抗原结合时,会分泌与炎症相关的细胞因子
○ 第三第。含有病原体的吞噬体与溶酶体融合» ○ 第 4。吞噬体内的外来分子被溶酶体(例如一氧化氮)和病原体降解酶(例如溶菌酶)中的有毒气体消除
○ 第五th。残留病原体通过细胞外排泄排出体外
⑤ 自然杀伤细胞(NK细胞)
○ 识别并消除不表达 MHC I 类分子的细胞
○ 消除MHC I类表达水平低的细胞,如患病细胞、感染细胞和癌细胞
○ MHC I 类表达水平低的癌细胞表现出较高的增殖能力。
○ 具有高水平 MHC I 类表达的癌细胞被细胞毒性 T 细胞破坏
○ 细胞毒能力:CTL > NK细胞
○ 与 ADCC(抗体依赖性细胞介导的细胞毒性)、IgG、穿孔素和颗粒酶相关
○ 干扰素α和β激活NK细胞并诱导干扰素γ的分泌
⑶ 内部防御系统:血细胞(昆虫免疫细胞)
①吞噬细胞的激活,抗菌肽的合成和分泌(针对霉菌和细菌病原体)
② 拥有酚氧化酶 → 形成酚聚合物 → 抑制寄生虫传播到其他部位
③ 根据病原体类型发生选择性免疫反应
○ 例:感染红面包霉菌的果蝇 → 霉菌细胞壁成分与昆虫识别蛋白结合 → 激活 Toll 受体 → 诱导和分泌特异性抗真菌肽
○ 仅存在于革兰氏阴性菌中的 LPS(脂多糖)也可作为 Toll 受体的靶标
⑷ 抗菌蛋白分子
① 补体蛋白:脊椎动物血液中存在的一组约 20 种抗菌蛋白。在肝脏中产生
○ 机制:三种,但均类似地形成MAC(膜攻击复合体)
○ 类型 1: 经典途径
○ 2 型: 凝集素-甘露糖途径
○ 类型 3: 替代途径
○ 功能 1: 中和 → 防止抗原穿透宿主细胞。中和抗原的攻击
○ 功能 2: 调理作用 → 通过暴露的抗体 Fc 区与吞噬细胞上的 Fc 受体结合,促进吞噬作用
○ 涉及 IgG
○ 介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒性 (ADCC),导致细胞死亡
○ 抗原表面越疏水,调理素吸附越多 → 被网状内皮系统 (RES) 过滤掉
○ 调理作用类似于聚合
○ 功能3: 诱导吞噬作用:补体蛋白的趋化性、毛细血管通透性增加、血管舒张
○ 功能 4: 诱导中性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞脱颗粒(例如组胺)
○ 功能5:补体系统 → IgG和IgM激活补体,形成MAC和膜攻击复合物(C5b-C9)
○ 也称为补体依赖性细胞毒性 (CDC)
○ 补体系统的激活由C1q、C1r、C1s等进行。
○ 5-1. 穿孔素
○ 在靶细胞膜上形成孔的分子
○ 癌细胞可以利用 ESCRT 复合物修复穿孔素诱导的膜孔
○ 5-2. 颗粒酶 → 一种蛋白水解酶,通过内吞作用进入靶细胞并诱导细胞凋亡,导致细胞核和细胞质破碎
○ 功能6: 抗体的激活
○ 功能 7: IgG 和 IgM 激活补体蛋白
② 干扰素:先天抗病毒蛋白
○ 干扰素α:白细胞产生,激活自然杀伤细胞» ○ β干扰素:在成纤维细胞中产生,激活巨噬细胞和自然杀伤细胞
○ IFN-β-1a:一种用于治疗多发性硬化症的细胞因子
○ 干扰素α、β
○ 第一第一。细胞被病毒感染
○ 第二第二。细胞向周围细胞分泌干扰素
○ 第三第。干扰素作为信号诱导周围细胞产生抗病毒蛋白,抑制病毒复制
○ 干扰素γ:在淋巴细胞中产生,激活细胞毒性T细胞和巨噬细胞
○ 激活巨噬细胞 → 分泌防御素并增加吞噬细胞的吞噬活性 → 消除外来分子
○ CD8+ T 细胞标记物
③ 激肽:引起血管舒张的强效肽
⑸ 炎症反应
图 1. 炎症反应
① 反应顺序
○ 第一第一。组织(通常是上皮组织)损伤
○ 第二第二。肥大细胞分泌组胺,活化巨噬细胞分泌热原
○ 第三第。组胺的作用:扩张毛细血管、增加血管通透性、增加受伤部位的血流量(增加补体蛋白的流入)、松弛平滑肌
○ 第 4。前列腺素:炎症反应(发热)、粘液形成、头痛、凝血、平滑肌收缩(例如女性子宫收缩)
○ 几乎所有细胞都会产生前列腺素
○ 由于其不稳定的分子结构,可作为局部调节剂
○ 环加氧酶 → 花生四烯酸活化 → 前列腺素活化
○ 阿司匹林:抑制环氧合酶 → 抑制前列腺素的产生
○ 阿司匹林是最具代表性的非甾体类抗炎药(NSAID)。
○ 阿司匹林的主要作用:解热、镇痛、预防心脏病、抗血栓
○ 阿司匹林的副作用:胃溃疡(与粘液形成有关)、手术出血导致死亡的病例、消化道出血、脑出血
○ 第五th。招募更多的吞噬细胞,通过中性粒细胞和巨噬细胞去除外来分子
○ 第六th。脓液积聚(白细胞、细菌尸体)(吞噬细胞也可能吞噬脓液)
○ 7th。减轻炎症症状(发烧、发红、肿胀)
○ 促进T细胞活化
○ 促进细胞内化学反应
○ 血浆铁浓度降低,抑制细菌生长
○ 第八th。伤口愈合
② 全身炎症反应
○ 心内膜炎、阑尾炎:受损细胞和感染性微生物分泌增加骨髓中中性粒细胞生成的物质
○ 发烧产生:细菌毒素 → 活化巨噬细胞分泌 PG → 下丘脑设定点升高 → 延迟细菌生长和增强细胞代谢
○ 败血症:严重发烧、低血压状态(由于血管舒张)→死亡
3。适应性免疫:抗原、淋巴细胞、MHC
⑴抗原:被淋巴细胞特异性识别并诱导免疫反应的外来分子。
① 表位(抗原决定簇):诱导免疫反应的抗原片段。
○ 单一抗原上可以存在多个表位。
○ 抗体与抗原结合的结合位点称为互补位。
○ 可以针对特定抗原产生多种类型的抗体(多克隆抗体)↔ 单克隆抗体。
② 条件» ○ 大小:低于 1,000 Da 的分子很少发生免疫反应。
○ 抗原特异性:淋巴细胞不会通过选择过程识别与自身分子相似的分子。
○ 适用于抗原降解和呈递(例如 D-氨基酸)。
③ 分类1
○ 内部抗原:MHC I 类相关病毒、癌细胞。
○ 外部抗原:与MHC II类相关的细菌、寄生虫。
④ 分类2
○ 蛋白质抗原:T 细胞依赖性(与 MHC I 类相关)。可能发生二次免疫反应。具有抗原性和免疫原性。
○ 非蛋白质抗原:不依赖于 T 细胞。仅与抗体发生反应。仅具有抗原性。
⑤ 半抗原与免疫增强剂
○ 半抗原:
○ 通过与内源性蛋白质结合而提供抗原性(体液免疫)的有机物质。
○ 诱导体液免疫,但不诱导细胞免疫。
○ 诱导抗体介导的超敏反应。
○ 例如:青霉素、阿司匹林、二硝基苯酚。
○ 免疫增强剂:可诱导体液免疫和细胞免疫。
⑵ 淋巴细胞生成:“(卵黄囊干细胞)→(胎肝)”→骨髓中的造血干细胞→淋巴祖细胞→各种淋巴细胞。
① 注:“ ”代表开发过程中发生的过程。
② 自然杀伤(NK)细胞:攻击并裂解受感染的细胞或癌细胞。
○ Tc细胞对癌细胞的细胞毒性比NK细胞更强。
③ B细胞:分化为浆细胞和记忆细胞。
○ 浆细胞:分泌抗体。
④ 细胞毒性T淋巴细胞(Tc):对感染细胞具有细胞毒性。
⑤ 辅助性T淋巴细胞(Th):协助其他淋巴细胞的激活。
⑥ 调节性T淋巴细胞(Treg):调节其他淋巴细胞的活性。
⑶淋巴器官:红细胞和白蛋白不进入淋巴器官。
① 原发性淋巴器官:淋巴细胞受体结合的部位。
○ 胸腺:T淋巴细胞在骨髓中产生,然后迁移到胸腺成熟。
○ T淋巴细胞的起源是胸腺的起始。
○ 骨髓:产生淋巴细胞。 B淋巴细胞在骨髓中生成并成熟。
○ B淋巴细胞的起源是骨髓的最初。
○ 胎肝。
② 次级淋巴器官:淋巴细胞遇到抗原的部位。参与感染过程中的细胞储存、异物过滤和炎症反应。
○ 脾
○ 腺样体
○ 附录
○ 其他淋巴管、淋巴结:与组织中的抗原发生反应。
③ 淋巴结的结构:
○ 传入淋巴管、传出淋巴管、髓质、皮质。
○ T细胞主要分布于淋巴结髓质。
○ 淋巴结皮质中活化的B细胞分化为浆细胞。
④脾脏:最大的淋巴结。
○ 特点:
○ 储存和净化血液。
○ 含有高浓度的淋巴细胞和抗体。
○ 成熟淋巴细胞聚集地
○ 对全身感染有反应。
○ 由小梁分隔的多个隔室。
○ 两种果肉:内层白果肉和相对外层的红果肉。
○ 边缘区位于白髓与红髓的交界处。
○ 红髓(RP):
○ 存在巨噬细胞(老化红细胞的降解)、红细胞、少量淋巴细胞。
○ 由于红细胞的存在而呈现红色。
○ H&E 染色时呈粉红色(由于细胞核数量较少)。
○ 白浆(WP):
○ 丰富的B细胞、T细胞等
○ 动脉周围淋巴鞘(PALS):主要含有T淋巴细胞,包围动脉。»> ○ 在 H&E 染色中呈现紫色(由于细胞核数量较多)。
○ 第一。抗原和淋巴细胞通过脾动脉进入。
○ 第二。移动到边缘区域。
○ 第三。抗原被边缘区的树突状细胞吞噬。
○ 第四。转移至 PALS 并呈递给 T 细胞。
○ 第五。 Th 细胞的激活。
○ 第六。与 B 细胞一起移动至初级卵泡。
○ 7 号。 B细胞在生发中心成熟并分化为次级卵泡。
○ 边缘区(MZ):包含淋巴细胞和巨噬细胞。
⑷ 主要组织相容性复合物 (MHC)
① 存在于细胞膜上的糖蛋白,可以将随机肽附着在末端并进行抗原呈递。
○ 注意:MHC 上不能呈现脂质和碳水化合物。
② MHC I类
○ 由除红细胞以外的所有细胞呈递。
○ 源自降解细胞蛋白的肽被转运至细胞膜并呈递给 Tc 细胞。
○ 正常状态:呈现自肽。
○ 感染状态:非自身肽(抗原)也呈现→感染细胞的识别(抗原识别)。
○ 呈现非自身肽的情况:癌细胞、病毒。
③ MHC II类
○ 由具有抗原呈递能力的抗原呈递细胞呈递。
○ APC(抗原呈递细胞): B细胞、巨噬细胞、树突状细胞
○ B 细胞:在 MHC II 类上呈递带有 BCR 的特异性抗原。由Th2激活。
○ 巨噬细胞、单核细胞:吞噬抗原并将其呈递到 MHC II 类上。可以呈递各种类型的抗原。激活Th1。
○ 树突状细胞:识别细菌特异性分子并迁移至淋巴结时增加流动性。 T 淋巴细胞阴性选择过程中的抗原呈递。激活 Th 和 Tc 细胞。
○ 胸腺上皮细胞
○ HLA II 类也存在于活化的 T 细胞、未成熟的造血细胞、某些上皮细胞和某些癌细胞中。
○ 向 Th 细胞提供溶酶体降解产生的抗原。
○ 呈现非自肽时:细菌、寄生虫
④ MHC III 类
○ 补体系统中的一些蛋白质与抗原抗体复合物作用以裂解外来细胞。
⑤ MHC多态性
○ 人类MHC基因:人类白细胞抗原(HLA)群,位于6号染色体上,共显性表达。
○ 也称为人类白细胞抗原(HLA)。
○ MHC I 类:HLA-A、HLA-B、HLA-C
○ MHC II 类:HLA-DR、HLA-DP、HLA-DQ
○ 小鼠MHC基因:H-2组
○ MHC I 类:H-2-K、H-2-D、H-2-L
○ MHC II 类:H-2-IA、H-2-IE
○ 由于每个 MHC 位点有数百个等位基因,除了同卵双胞胎外,MHC 组合无法匹配。
○ 根据MHC限制的T淋巴细胞增殖实验
○ 成熟红细胞没有 HLA 抗原。
○ 输血时不需要考虑MHC的原因
⑸ MHC I 类抗原呈递机制> ① 第一第一。正常细胞中的细胞内抗原(例如病毒、癌细胞)被蛋白酶体进行蛋白水解切割。
○ 切割成 9 至 15 个氨基酸片段。
② 第二第二。 MHC I 类分子在粗面内质网中产生。
③ 第三第。抗原通过与抗原加工(TAP)相关的转运蛋白,从细胞质移动到粗面内质网。
④ 第 4。肽-MHC 结合发生在粗面内质网中。
⑤ 第 5。抗原呈递在细胞膜上并表达 MHC I 类。
⑥ 第六th。被 CD8+ T 细胞识别。
⑹ MHC II 类抗原呈递机制
① 第一第一。抗原呈递细胞吞噬外部抗原(例如细菌、寄生虫)。
○ 巨噬细胞:吞噬作用
○ B 细胞:受体介导的内吞作用
② 第二第二。外部抗原被内溶酶体蛋白水解切割。
○ 切割成 12 至 15 个氨基酸片段。
③ 第三第。 MHC II 类分子在粗面内质网中产生。
④ 第 4。抗原肽囊泡和 MHC II 类囊泡合并形成内体囊泡(溶酶体的一种)。
⑤ 第 5。 内体囊泡经历肽-MHC 结合。
⑥ 第六th。抗原呈递发生在 MHC II 类细胞膜上。
⑦7th。被 CD4+ T 细胞识别。
⑺ 交叉呈递:本应属于 MHC II 类的表位最终却属于 MHC I 类的现象。
4。免疫反应概述
⑴ 第一名。主要抗原暴露。
⑵ 第二第二。巨噬细胞捕获抗原并通过 MHC II 类呈递抗原,激活 Th1。
⑶ 第三第三。 B 淋巴细胞捕获抗原并通过 MHC II 类呈递抗原,激活 Th2。
⑷第4次。树突状细胞捕获抗原并通过 MHC II 类呈递抗原,从而激活 Tc 细胞。
⑸第五th。 Th1 细胞进一步激活 Tc 细胞,导致 I 类 MHC 识别抗原并消除感染细胞。
⑹第六th。 Th2 细胞重新激活 B 淋巴细胞。
⑺7th。激活的 B 淋巴细胞会产生抗体。
⑻第 8。二次抗原暴露。
⑼第9次。由于记忆细胞的作用,进展迅速。
① 一旦 Tc 细胞接收到来自激活的记忆 Th1 细胞、树突状细胞或通过 MHC I 类呈递抗原的感染细胞的激活信号,它就会启动细胞介导的免疫反应。
○ 在⑵至⑻中,没有描述,但Tc细胞也可以接收来自MHC I类抗原呈递感染细胞的激活信号。
② 对于B淋巴细胞,记忆B淋巴细胞一旦与抗原结合就分化为浆细胞(不需要单独的信号)。
5.适应性免疫:T淋巴细胞(T细胞)
⑴TCR(T细胞受体):存在于T细胞膜上的T淋巴细胞上的受体,识别与MHC结合的抗原肽。
①结构:工字形。
② 四级结构:α链和β链通过二硫键连接。> ③抗原结合位点:一、识别抗原的一级结构。
○ 识别与 MHC 结合的蛋白质抗原的氨基酸序列。
○ 由于识别一级结构,TCR 具有耐热性和耐 pH 性。
④ TCR需要与CD蛋白配合进行抗原识别。
⑤“TCR + CD3 + CD247”:运行中的信号复合体。
⑥“TCR+CD3+CD247”+CD8:识别MHC I类的辅助蛋白组。
⑦“TCR+CD3+CD247”+CD4:识别MHC II类的辅助蛋白组。
⑵ 第一第一。生成:T 细胞前体在骨髓中生成,如果是胎儿,则在肝脏中生成。
① CD4-、CD8-、TCR-
⑶ 第二第二。 T 细胞前体迁移至胸腺皮质。
⑷ 第三rd。分化:胸腺皮质中的T细胞前体分化为未成熟的幼稚T细胞和未成熟的γδT细胞。
① 第 3第 - 第 1第。 RAG 基因表达:仅发生一次。
○ _RAG_基因是仅在T细胞和B细胞中表达的基因。
○ RAG(重组激活基因):识别重组信号序列(RSS)的重组酶。
② 第三第三 - 第二第二。第一次分化:T 细胞前体(CD4-、CD8-、TCR-)→ 未成熟初始 T 细胞前体 + 未成熟 γδ T 细胞。
○ 未成熟初始 T 细胞前体:CD4-、CD8-、TCR αβ-
○ 未成熟 γδ T 细胞:CD4-、CD8-、TCR γδ+
③ 第三次 - 第三次。未成熟的幼稚 T 细胞前体 → 未成熟的幼稚 T 细胞(CD4+、CD8+、TCR αβ 低)(双阳性)
④ 第3第 - 第4第。第二个差异化。
○ 第 3 - 第 4 - 第 1。未成熟的幼稚 T 细胞:CD4+、CD8+、TCR αβ 低 → CD4+、CD8+、TCR αβ。
○ 第 3 - 第 4 - 第 2。未成熟的 γδ T 细胞:进一步分化。
⑸ 第四th。第一次克隆缺失:正选择,发生在胸腺皮质中。
① 第 4位 - 第 1位。无法与胸腺上皮细胞呈递的自身肽结合的克隆会发生凋亡。
○ 无论自我认知能力如何,评估与 MHC 结合的能力。
○ MHC类型:MHC有多种类型,不同类型的非自身MHC上呈递的抗原不能被识别。
○ 器官移植排斥反应与MHC类型和Th细胞有关。
② 第 4第 - 第 2第。与 MHC II 类结合的未成熟初始 T 细胞分化为 Th 细胞(例如 CD4 的变性决定)。
○ 未成熟的初始 Th 细胞:CD4+、CD8+、TCR αβ。
③ 第4第 - 第3第。与 I 类 MHC 结合的未成熟初始 T 细胞分化为 Tc 细胞(例如 CD8 的变性决定)。
○ 未成熟的初始 Tc 细胞:CD4+、CD8+、TCR αβ。
④ 未成熟的幼稚 Th 细胞与未成熟的幼稚 Tc 细胞的比例约为 2:1。
⑹第五th。经过正选择的成熟幼稚Th和成熟幼稚Tc迁移至胸腺髓质。
⑺第六th。第二次克隆缺失:负选择,发生在胸腺髓质中。
① 第 6位 - 第 1位。如果树突状细胞强烈识别 MHC II 类呈递的自身肽,它们会诱导细胞凋亡。
② 第 6第 - 第 2第。自我与非自我的区别:经过负选择的未成熟幼稚Th和未成熟幼稚Tc都只对非自我做出反应。
③ 负选择失败导致自身免疫性疾病。⑻第七th。成熟:最终成熟发生在胸腺髓质中。
① 第 7位 - 第 1位。未成熟的幼稚 Th 细胞 → 成熟的幼稚 Th 细胞。
○ 未成熟的初始 Th 细胞:CD4+、CD8+、TCR αβ。
○ 成熟幼稚 Th 细胞:CD4+、CD8-、TCR αβ。
② 第7第 - 第2第。未成熟的幼稚 Tc 细胞 → 成熟的幼稚 Tc 细胞。
○ 未成熟的初始 Tc 细胞:CD4+、CD8+、TCR αβ。
○ 成熟幼稚 Tc 细胞:CD4-、CD8+、TCR αβ。
③ 第7第 - 第3第。未成熟的γδ细胞→成熟的γδ细胞。
○ γδ细胞的选择机制尚未具体阐明。
④ 提示:由于如果达到成熟并发生克隆删除,则会浪费能量,因此成熟是最后一步。
⑼第 8th。成熟的 T 细胞迁移至淋巴结。
① 成熟的幼稚 Th 细胞以 Th0 状态迁移至淋巴结。
⑽辅助T淋巴细胞(辅助T细胞)。
① 幼稚 Th 细胞被淋巴结中的树突状细胞激活。
②辅助T细胞:大约有5种,细胞因子分泌根据树突状细胞吞噬的抗原类型决定初始Th细胞的类型。
○ 辅助 T 细胞 0 (Th0)。
○ 通过IL-12或IFN-γ分化为Th1:分泌IL-2、干扰素γ,与细胞免疫相关。
○ 通过 IL-4 分化为 Th2:IL-4 的分泌,与体液免疫相关。
○ 辅助 T 细胞 1 (Th1):CD4+ / CD25-。
○ T-bet 对于 Th1 分化至关重要。
○ IL-2、IL-10、IFN-γ、TNF-β 的分泌。
○ 步骤 1: 作用于巨噬细胞:Th1 识别巨噬细胞呈递的抗原。
○ 第 2 步: 相互作用:巨噬细胞通过 IL-1 激活 Th1。 Th1 通过 IL-2、IFN-γ 自我激活,并激活巨噬细胞。
○ 步骤 3: 活化的巨噬细胞产生活性氧来消灭细菌。
○ 作用于 Tc:Th1 识别 Tc 呈递的抗原 → 用 IL-2、干扰素 γ 激活初始 Tc。
○ 辅助 T 细胞 2 (Th2):CD4+ / CD25-。
○ 分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-13。
○ 步骤 1: 作用于 B 细胞:Th1 识别成熟初始 B 细胞的抗原呈递。
○ 第 2 步: 用 IL-4 将 B 细胞激活为浆细胞。 B 细胞还通过 IL-4 激活 Th2。
○ 抑制性 T 淋巴细胞(调节性 T 淋巴细胞):CD4+ / CD25+。
○ 功能1: 抑制过度的免疫反应。
○ 功能2: 抑制淋巴细胞发育过程中尚未消除的自身反应性淋巴细胞:异常情况可导致自身免疫性疾病。
○ 抑制性细胞因子的分泌:当抗原被清除时,所有效应细胞失活。
○ 辅助性 T 淋巴细胞分泌的细胞因子也有助于获得性免疫。
○ 示例:单核细胞分化为巨噬细胞。
○ 示例:促进中性粒细胞吞噬活性。
③ 当Th识别抗原呈递细胞呈递的抗原时,它会分泌作用于自身的细胞因子,启动细胞分裂(克隆选择)。
○ 大多数:作为效应细胞直接参与免疫反应。
○ 有些:再次接触相同抗原时,会像记忆细胞一样引起快速而强烈的反应。
○ 由单个辅助T淋巴细胞诱导产生的记忆细胞具有相同的TCR。
④记忆细胞可以被少量的细胞因子激活,因此巨噬细胞和B淋巴细胞可以激活Th记忆细胞。
⑾细胞毒性T淋巴细胞(CTL、细胞毒性T淋巴细胞、杀伤性T细胞)。
① Naive Tc被淋巴结中的树突状细胞和Th1激活→细胞免疫。
② 第一第一。 Th1 释放的细胞因子(例如 IL-2)最终激活 Tc。» ○ 1st - 1st:Naive Tc 与 TCR 和专业 APC(主要是树突状细胞)的 MHC I 类上呈递的抗原结合。
○ 1st - 2nd:除了抗原结合外,Tc 细胞表面的 CD28 还与 APC 细胞膜表面的 CD80 (B7-1) 或 CD86 (B7-2) 结合。
○ 1st - 3rd:Th1 释放的细胞因子与 CD80 或 CD86 协同激活初始 Tc。
○ 细胞因子:干扰素γ、IL-2、肿瘤坏死因子β(TNF-β)。
○ 受感染的 APC 也呈递 I 类 MHC 抗原,但没有上述机制,因此激活的 Tc 可以消除它们。
③ 第二第二。激活的Tc进行细胞分裂,大部分成为效应细胞,一些成为记忆细胞(克隆选择)。
④ 第三第。效应细胞识别它们是来自 MHC I 类的外部抗原(抗原识别)。
⑤ 第 4。 Tc 通过与其靶标结合而诱导细胞死亡,引起细胞裂解(穿孔素/颗粒酶)。
○ Fas:细胞膜受体,FasL(Fas配体)与Fas结合时诱导细胞死亡。
○ 问题类型:必须同时抑制Fas机制和细胞死亡机制才能抑制Tc功能。
⑥ 第 5。当再次暴露于相同的抗原时,长寿命的记忆细胞会引起快速而强烈的反应。
○ 由细胞毒性T淋巴细胞诱导产生的记忆细胞具有相同的TCR。
⑿ 调节性T淋巴细胞(Treg)
① CD4和CD25的表达
② Treg 存在时抗体产生减少
③ 它可以被认为是针对严重自身免疫抗体产生的保护机制
⒀ 根据MHC限制进行T淋巴细胞增殖实验
| 骨髓移植 | MHC 类型的基质细胞 | T 淋巴细胞增殖 | |
|---|---|---|---|
| 供体 MHC 类型 | 受体 MHC 类型 | ||
| a × b | 一个 | 一个 | 扩散 |
| 乙 | 不扩散 | ||
| a × b | 乙 | 一个 | 不扩散 |
| 乙 | 扩散 | ||
| 一个 | 乙 | 一个 | 不扩散 |
| 乙 | 不扩散 |
① 流程
○ 第一第一。对受体小鼠进行辐射以消除所有淋巴细胞和骨髓细胞
○ 第二第二。接受小鼠骨髓移植,3个月后注射抗原
○ 第三第。用抗原免疫受体小鼠
○ 第 4。从受体小鼠中分离出的 T 淋巴细胞与从第三方小鼠中分离出的树突状细胞的共培养
○ 第五th。含抗原培养基中T淋巴细胞增殖的观察
② 解释
○ 在a×b骨髓移植的情况下,同时存在表达a型MHC的T淋巴细胞和表达b型MHC的T淋巴细胞。
○ 在a型骨髓移植的情况下,存在表达MHC的T淋巴细胞。
○ a型受体小鼠的胸腺上皮细胞仅表达a型MHC。
○ 阳性选择:在a型受体小鼠中仅保留表达MHC型的T淋巴细胞。
○ 成熟:a 型 T 淋巴细胞遇到表达 MHC 型的树突状细胞时成熟。
○ 表达a型MHC的正常小鼠表达a型上皮细胞和a型树突状细胞。
○ 表达a×b型MHC的正常小鼠同时表达a型和b型上皮细胞以及a型和b型基质细胞。
○ 在识别新的 MHC 类型时,它被视为外部抗原并受到免疫攻击。
6. 适应性免疫:B淋巴细胞(B细胞)
⑴ B细胞受体(BCR):B淋巴细胞上的受体
⑵ 抗体:分离形式的BCR> ① 结构:Y型,150 kDa,10 nm
② 组成:两条重链(H链)+两条轻链(L链)
③ 四级结构:链间、链内二硫键
④ 耐热性:与补体不同,抗体即使在高温(56℃)下通常也很稳定。
⑤ N端和C端
○ N-末端:可变区或Fab(抗原结合片段)
○ C 末端:恒定区或 Fc(结晶片段)。当放置在氨基酸差异较小的寒冷地区时会结晶。
○ 可变区中与抗原结合的部分称为互补决定区(CDR)。
○ 一种抗体通过二硫键连接至 2 个 Fab 和 1 个 Fc。
○ C末端可与巨噬细胞结合。
⑥ 抗原结合位点: 可变(V)区是抗体多样性的关键,有两个识别抗原三级结构的抗原结合位点。
○ BCR 识别抗原的三级结构,因此对热和 pH 值敏感。
○ 抗原抗体结合亲和力:通过非共价相互作用形成弱结合。
⑦ 生物功能区:与免疫功能(补体激活、吞噬等)相关的区域(C区)
⑧ 根据重链恒定(C)区类型对抗体类型进行分类。
⑨ 抗体的酶消化
○ 胃蛋白酶消化:1 个 F(ab’)2
○ 巯基乙醇还原:两条H链+两条L链
○ 木瓜蛋白酶消化:2 个 Fab + 1 个 Fc。每个 Fab 和 Fc 约为 50 kDa。
⑩ 历史
○ 1890 年 Behring 通过小鼠白喉疫苗接种实验发现。
○ 血清进行电泳时,与白蛋白、α-球蛋白、β-球蛋白相比,出现在(-)侧,因此被称为γ-球蛋白。
○ 又称免疫球蛋白,意为免疫球蛋白,因为它代表免疫作用。
⑶ 第一第一。生成:Pro-B 细胞在骨髓中生成。
① 第 1st - 第 1st。造血干细胞→淋巴细胞
② 第一第一 - 第二第二。淋巴细胞→原B细胞:H链基因的部分重组。
⑷ 第二第二。基因重组(体细胞重组)
① 抗体多样性:人类基因(30,000)无法解释抗体多样性。
② 基因重组:通过切割和连接抗体基因可变区片段获得新DNA的过程。
③ 第二第二 - 第一第一。 RAG 基因:为基因重组而产生的蛋白质。
○ RAG(重组激活基因):识别重组酶的重组信号序列(RSS)。
④ 第二第二 - 第二第二。重链的基因重组:基因重组首先发生在重链中。 V、D、J、C 段的组合。
○ 第二第二 - 第二第二 - 第一第一。 D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα DNA → V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα DNA
○ 第二第二 - 第二第二 - 第二第二。转录:V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα DNA → V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα mRNA
○ 第二第二 - 第二第二 - 第三第三。选择性剪接:V-D-J-Cμ-Cδ-Cε-Cγ-Cα mRNA → V-D-J-C mRNA
○ 选择性拼接并不是随机的,所以下图的例子中,有n×30×6种可能性。
⑤ 第二第二 - 第三第三。轻链的基因重组:V、J、C 片段的组合。» ○ 第二位 - 第三位 - 第一位。转录:V-J-C1-…-Cn DNA → V-J-C1-…-Cn mRNA
○ 第二位 - 第三位 - 第二位。选择性剪接:V-J-C1-…-Cn mRNA → V-J-C mRNA
○ 下图中的例子有n×6种可能性。
○ 轻链可以有 κ 或 λ,但不能同时具有这两种类型。
⑥ 第 2第 - 第 4。 DNA 添加发生在重组过程中。
○ 重链:添加P段和N段DNA。
○ 轻链:仅添加 P 片段 DNA。
⑦第2第 - 第5第。一轮基因重组后_RAG_基因失活。
⑸ 第三rd。前B细胞→前B细胞:完成H链基因的基因重组。
① 原B细胞完成基因重组后,表面表达未成熟的BCR。
⑹第四th。前B细胞→未成熟的幼稚B细胞:L链基因的遗传重组。
① 代替前B细胞中不完整的BCR,表达IgM,成为未成熟的幼稚B细胞。
⑺第五th。未成熟的幼稚B细胞→成熟的幼稚B细胞。
① 第 5位 - 第 1位。 选择性剪接:选择性剪接在重链 mRNA 中包含 Cδ 而不是 Cμ。
② 第5第 - 第2第。 IgD 的表达紧邻现有的 IgM。
⑻第六th。阴性选择=克隆删除。
① 骨髓中将自身肽识别为抗原的成熟幼稚 B 细胞被消除。
② 克隆消除:消除克隆。
③ 克隆无能:克隆受体失活。
⑼第七th。阴性选择后的成熟幼稚 B 细胞离开骨髓并迁移到脾脏和淋巴结。
① BCR低的B-1亚型保留在骨髓中,而BCR高的B-2亚型则移至脾脏。
② 边缘 B 细胞:保留在脾脏中的 B-2 亚型的分化形式。
③ 滤泡 B 细胞:B-2 亚型的分化形式,离开脾脏并迁移至淋巴结。
④ 提示: 牢记阴性选择后的淋巴结迁移情况!
⑽第8。第一个克隆的克隆扩增:成熟的初始 B 细胞 → 浆细胞 + 记忆细胞。
① 机制 1: 抗原接触前 T 淋巴细胞依赖性激活
○ Ⅰ - 第 8位 - 第 1位。成熟的初始 B 细胞的 IgD 识别抗原 → 受体介导的内吞作用。
○ Ⅰ - 第8第 - 第2第。外源抗原被溶酶体分割,转化为一级结构。
○ Ⅰ - 第 8 - 第 3。 MHC II 类分子在粗面内质网中产生。
○ Ⅰ - 8th - 4th。抗原肽囊泡和MHC II类囊泡合并,抗原肽与MHC II类结合。
○ Ⅰ - 8th - 5th。抗原呈递。
○ Ⅰ - 8th - 6th。当成熟的 Th2 细胞识别外源抗原时,它们会分泌细胞因子 IL-4。
○ Ⅰ - 8th - 7th。克隆选择:IL-4 激活成熟的初始 B 细胞,导致细胞快速分裂。» ○ Ⅰ - 9th。大多数成熟的初始 B 细胞会变成浆细胞,而有些则变成记忆细胞。
② 机制2:接触抗原后T淋巴细胞依赖性激活
○ Ⅱ - 第 8位 - 第 1位。机制Ⅰ中成熟Th2细胞分泌的IL-4激活成熟的幼稚B细胞。
○ Ⅱ - 第8第 - 第2第。激活的成熟初始 B 细胞的 IgD 与外源抗原结合。
○ Ⅱ - 第8第 - 第3第。克隆选择:激活的成熟初始 B 细胞经历快速细胞分裂。
○ Ⅱ - 9th。大多数成熟的初始 B 细胞会变成浆细胞,而有些则变成记忆细胞。
③ 机制3: T淋巴细胞非依赖性激活
○ Ⅲ - 第8第 - 第1第。成熟的初始 B 细胞的 IgM 与外源抗原结合。
○ 实施例1: 外来多糖。
○ 实施例 2: 未甲基化的 CpG DNA:PAMP(病原体相关分子模式)。微生物增加,脊椎动物减少。
○ 实施例 3: 纳米颗粒:在 BALB/c nu/nu 小鼠(T 细胞缺陷)中观察到加速血液清除(ABC),但在 BALB/c SCID(T 细胞和 B 细胞缺陷)中未观察到。
○ Ⅲ - 第8第 - 第2第。 IgM分泌:IgM是初次免疫反应中首先分泌的抗体,不参与二次免疫反应。
○ 成熟的幼稚 B 细胞仅产生膜结合 IgM → 分泌型 IgM 产生。
○ 膜结合IgM mRNA:s区被去除,M1M2翻译过程中,疏水性氨基酸主要出现,在中心形成跨膜结构域。
○ 分泌型 IgM mRNA:第一个 AAUAAA 序列被识别并切割,亲水性 s 区域被翻译。
○ 分泌型 IgM mRNA 较短,由于缺乏跨膜区或胞质区,成为分泌型。
○ 特点:
○ 一天内快速:T 淋巴细胞依赖性激活需要几天时间。
○ 没有形成记忆细胞。
○ 与 T 淋巴细胞依赖性激活相比,生成的抗体具有较低的亲和力和多样性。
⑾ 第 9位 - 第 1位。重链的类别转换(同位素转换):第二次基因重组。
① 第 9位 - 第1位 - 第1位。体细胞重组:B细胞抗体恒定区发生缺陷。
○ 具体来说,在类别转换期间,Cμ和Cδ区域通过基因重组被删除。
○ 基因缺失缩短了跨膜区或胞质区,导致抗体分泌。
② 第9第 - 第1第 - 第2第。原始B细胞的细胞膜上的IgM根据位置变化为IgG、IgA或IgE。
○ IFNγ 促进 IgG 的产生,而 TGFβ 则促进 IgA 的产生。
③ 第9第 - 第1第 - 第3第。 B 细胞的功能与浆细胞一样。抗体更具特异性,因为它们高度专业化,增加了抗原抗体亲和力。
○ 抗原结合位点是恒定的。
④ 第9第 - 第1第 - 第4第。浆细胞在几天内就会死亡。
⑤ AICDA基因参与类别转换重组。
⑿第9第 - 第2第。体细胞超突变。
①第9第 - 第2第 - 第1第。点突变发生在成熟初始 B 细胞的某些细胞的重链和轻链 DNA 的可变区中。> ② 第9第 - 第2第 - 第2第。抗原抗体结合的亲和力增加,起到记忆细胞的作用。
③ 第9第 - 第2第 - 第3第。记忆细胞可以存活几年到几十年。
⒀ 第 10 个。二次免疫反应:第二次遇到相同抗原时。
① 第10位 - 第1位。一旦记忆细胞的 BCR 与抗原结合,它就会进行快速的细胞分裂,然后大部分分化为浆细胞。
② 第10第 - 第2第。由于二次免疫反应比初次免疫反应快得多,因此 Th 细胞几乎不参与其中。
③ 第10第 - 第3第。参与二级免疫反应的记忆细胞也参与三级和四级免疫反应,从而进一步增强免疫力。
○ 在第三次和第四次反应中,体细胞超突变的积累进一步增强了抗体和抗原之间的亲和力。
⒁ 效应细胞和记忆细胞
①效应细胞(浆细胞):分泌型
○ 通过分泌抗体进行体液免疫。
○ 分泌一种可溶性BCR抗体,细胞膜上有少量BCR。
○ 分泌的抗体对诱导免疫反应的同一抗原具有特异性。
○ 表达大量粗面内质网(RER),产生大量抗体。
② 记忆细胞:膜结合型
⒂ 抗体的种类
① IgM:μ重链,膜结合型
○ 五聚体中的每个单体均由 J 链连接。
○ 在初次免疫反应之前:以 B 细胞膜上的单体抗原受体表达。
○ 在初次免疫反应期间:由浆细胞分泌为五聚体,与大抗原结合(随后血液浓度降低)。
○ 在初次免疫反应中产生和释放的第一个抗体。
○ 对补体激活、吞噬细胞激活、凝集、中和反应最有效。
○ ABO 血型抗体。
② IgD:δ-重链,膜结合型
○ 单体形式。
○ 存在于未接触抗原的幼稚 B 细胞表面。
○ 在抗原刺激的 B 细胞的增殖和分化过程(克隆选择)中充当抗原受体。
③ IgG:γ-重链,分泌型
○ 单体形式。
○ 血浆中含量丰富(约占循环抗体的 80%)。
○ 与其他分泌性抗体相比,其寿命相对较长,因此在第一次和第二次免疫反应中含量最丰富。
○ 胎盘免疫:唯一能穿过胎盘的抗体,为胎儿提供被动免疫。
○ 增强抗原中和、凝集、补体激活、巨噬细胞激活和调理作用。
○ 细分为IgG1、IgG2、IgG3、IgG4。
④ IgA:α-重链,分泌型
○二聚体:每个单体由J链(J-chain)连接
○ 主要分泌性抗体:存在于唾液、泪液、呼吸道和消化道粘膜、母乳中
○ 在血浆中:以单体形式存在
○ 在分泌物(唾液、眼泪、乳汁、支气管液)中:以二聚体(或四聚体)形式存在
○ 通过抗原凝集和中和作用保护粘膜表面
○ 通过母乳提供被动免疫力
○ 又分为IgA1和IgA2。
⑤ IgE:ε-重链,分泌型
○ 单体形式。
○ 由皮肤、胃肠道、呼吸道内侧的效应细胞分泌。
○ 血清中的浓度非常低。
○ 参与过敏反应和对寄生虫的免疫反应。» ○ 介导抗体介导的超敏反应(速发型超敏反应),如花粉热、哮喘、皮疹和过敏性休克。
⑥ 总结
| IgM | IgG | IgA | 免疫球蛋白D | 免疫球蛋白E | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 数量 | 5-10% | 80% | 10-15% | 1% | 痕量 | |
| 半衰期(天) | 5 | 7-23 | 5-6 | 2-8 | 2-8 1-5 | 1-5 |
| 分子量(M) | 900,000 | 150,000 | 160,000 | 180,000 | 190,000 | |
| 结构 | 五聚体,单体 | 单体 | 二聚体、三聚体、四聚体 | 单体 | 单体 | |
| 补充活动 | ++ | + | - | - | - | |
| 免疫反应 | 第一个回复 | 第二次回应 | - | - | - |
⒃ 抗体消除抗原的机制
①调理作用:抗体与抗原结合,增强吞噬细胞(中性粒细胞和巨噬细胞)的吞噬活性。
○ IgG 最常参与调理作用。
○ 抗体依赖性细胞毒性(ADCC)。
○ 调理抗原可被 Tc 细胞和 NK 细胞识别。
○ IgG 抗体结合的抗原更容易被巨噬细胞、单核细胞和 NK 细胞杀死。
○ 涉及FcγRII、FcγRIII等。
○ 抗体依赖性细胞吞噬作用(ADCP)。
○(注)补体依赖性细胞毒性(CDC)。
② 中和:抗体与抗原结合,阻止其渗透到宿主细胞中并中和其有害作用。
③ 凝集、沉淀反应
○ 凝集:抗体与抗原结合,导致聚集并使其成为吞噬作用的目标。
○ 沉淀:抗体与抗原结合,使抗原变重并导致沉淀。
④ 补体系统激活和膜攻击复合物(MAC)的形成
○ 也称为补体依赖性细胞毒性(CDC)。
○ 第一第一。抗体与外来细胞表面的抗原结合,激活补体系统。
○ 与抗原结合的 Fab 和与补体系统结合的 Fc 都是补体激活所必需的。
○ 第二第二。补体系统激活后,形成膜攻击复合物并在外来细胞的细胞膜上形成孔。
○ 第三第。水和离子通过毛孔进入细胞,引起细胞肿胀和细胞内容物渗漏,最终导致细胞死亡。
⒄ 多克隆抗体和单克隆抗体
① 多克隆抗体
○ 产生各种抗体的B淋巴细胞的集合。
○ 并不是单个 B 淋巴细胞产生多种抗体,而是淋巴细胞的集合,每个淋巴细胞产生不同的抗体。
② 单克隆抗体
○ 产生单一类型抗体的 B 淋巴细胞集合。
○ 第一第一。提取脾细胞(SC):含有B淋巴细胞。
○ 第二第二。杂交瘤的产生:永生骨髓瘤细胞(MC)与脾细胞的融合。
○ 第三第。杂交瘤成为干细胞并增殖:随着杂交瘤数量的增加,会产生大量单一类型的抗体。
○ 第 4。在 HAT(次黄嘌呤-氨基蝶呤-胸苷)培养基中培养以提取活细胞。
○ 生存需要 HGPRT(次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶)的存在,这是一种由 SC 分泌的酶。
○ 第五th。预期结果:
○ 情况 1: SC、SC-SC:在培养物中自然死亡。
○ 情况 2: MC、MC-MC:在选择性 HAT 培养基中死亡。
○ 案例 3: 异核杂交体 (SC-MC):在 HAT 培养基中存活。
○ 3-1: 非生产者。
○ 3-2: 非特异性抗体生产者。
○ 3-3: 特异性抗体生产者。
⒅ 抗体药物> ① 特点1: 抗体药物在血液中的半衰期较长,因此可以偶尔服用。
② 特点2: 抗体本身很大,所以一般只使用一部分作为药物。
○ Fab (50 kDa)
○ F(ab’)2 (100 kDa)
○ 单特异性 Fab2 (100 kDa)
○ 双特异性 Fab2 (100 kDa)
○ 三特异性 Fab2 (150 kDa)
○ 单价 IgG (75 kDa)
○ 单链抗体 (25 kDa)
○ 双特异性双抗体 (50 kDa)
○ 三特异性三抗体 (75 kDa)
○ scFv-Fc (100 kDa)
○ 微型抗体 (75-80 kDa)
○ IgNAR (175 kDa)
○ V-NAR (15 kDa)
○ HcIgG (75 kDa)
○ VhH (15 kDa)
○ VH
○ scFv-CH
○ 单链抗体
○ scFv-拉链
○ 比较:IgG (150 kDa)
③ 命名规则:前缀+抗体靶点+抗体来源+后缀(如-mab)
○ 示例 1. Opdivo:nivo + l + u + mab
○ 示例 2. Keytruda:pembro + li + zu + mab
④ 抗体靶点
○ Bone: -o(s)-
○ 心血管:-c(l)-
○ 免疫调节:-l(i)-
○ 白细胞介素kin: -k(l)-
○ Tumor: -t(u)-
○ 病毒:-v(l)-
⑤ 抗体来源
○ 人源化:抗体药物应人源化,以避免在人体内诱发免疫反应。
○ 人性化的类型
○ 完全人类(100% 人类):-u-、-su-
○ 鼠类(0% 人类):-o-。可作为人体抗原。
○ 大鼠(0% 人类):-a-
○ 嵌合体(65% 人类):-xi-
○ Humanized(>90% 人类):-zu-
○ 人性化方法:
○ 噬菌体展示
○ 转基因小鼠
⑥ 后缀
○ -mab:单克隆抗体
○ -nib:酪氨酸激酶抑制剂(例如 Lazertinib)
○ -cel:细胞疗法(例如,Tisagenlecleucel)
⑦ 抗体药物的种类
⑧ 主要抗体供体:abcam、cell signalling、Thermo Fisher Scientific、Santa Cruz Biotechnology、Creative Biolabs。
7. T 细胞与 B 细胞
⑴ 幼稚T细胞具有相对光滑的表面,但幼稚B细胞具有粗糙的表面(由于BCR表达较高)。
⑵ 抗原受体多样性的机制:
| T 细胞 | B 细胞 | |
|---|---|---|
| 可变区组装 | 发生(通过基因重排) | 发生(通过基因重排) |
| 连接多样性 | 发生(α 链和 β 链的连接) | 发生(重链和轻链的连接) |
| 选择性拼接 | 不会发生 | 发生 (IgM → IgG) |
| 类别切换重组 | 不会发生 | 发生(二次基因重排) |
| 体细胞超突变 | 不会发生 | 发生(点突变) |
① 参与抗体产生的基因:20,000个基因
② 通过B细胞和T细胞中的DNA重组,可以产生数百万至数十亿的抗原受体和抗体。
8.免疫系统疾病
⑴ 激活1. 传染病:
①病毒性疾病等
② 疫苗:B细胞中记忆细胞的形成。
⑵ 激活2. 胎儿成红细胞增多症:
①Rh血型:形成蛋白抗原记忆细胞并产生IgG抗体。
② Rh(+)的情况下,具有D抗原,不产生抗D抗体。
③ 如果母亲是Rh(–):她最初没有D抗原或抗D抗体。
○ 如果第一胎是Rh(+):在分娩过程中,小眼泪会让胎儿的血液与母亲的血液混合,导致母亲产生针对Rh抗原的抗体。
○ 如果第二胎也是Rh(+):母亲的IgG抗体可以穿过胎盘,引起胎儿红细胞溶血。» ○ 如果在怀孕第 7 个月左右和分娩后不久再次注射抗 D 抗体:这会阻止免疫记忆细胞的形成。
○ 因为所施用的抗 D 抗体代替母亲进行免疫反应:母亲不会产生自己的抗体。
○ RhoGAM 是代表性的抗-D 抗体制剂。
④ ABO 血型:涉及碳水化合物抗原。
○ 由于它们是碳水化合物,因此不会形成记忆细胞,仅产生 IgM 抗体。
○ IgM 不能穿过胎盘,因此即使母亲怀有不同血型的婴儿,也不会伤害胎儿。
○ 当没有 A 抗原和 B 抗原的人分别感染具有与 A 或 B 抗原相似结构的细菌时,会产生抗 A 抗体和抗 B 抗体。
⑶ 激活3. 免疫排斥
① 移植免疫学
○ 同种异体移植排斥反应的特异性和记忆性
○ 假设供体 A 的组织第一次移植到受体 B 中 → 发生排斥反应。
○ 如果将 A 的组织第二次移植到 B → 排斥反应比第一次移植发生得更快。
○ 如果将 C 的组织移植到 B → B 会产生针对 C 的初级免疫反应 → A 和 C 被认为是不同的。
○ CD4 T细胞在移植物排斥反应中发挥重要作用。
○ 同种异体移植的成功率取决于抗原相似性(组织相容性),其中MHC基因最为相关。
② 器官移植
○ 受者的Th细胞和Tc细胞攻击移植器官的现象。
○ 具有不同MHC类型的器官被识别为抗原。
○ 骨、肌腱、韧带、软骨、静脉、皮肤、角膜相对较少受到免疫排斥。
○ 兄弟姐妹间器官移植的成功率 = 共享同一 6 号染色体的概率 = 25% ≫ 亲子间的成功率。
○ 一般来说,在器官移植前,受体会服用环孢菌素等免疫抑制剂。
○ 即使 MHC 类型匹配,如果性别不同,某些蛋白质(例如 SRY 的 smyc)也可以充当抗原并引起免疫排斥。
○ 【微细胞毒性测试】(https://jb243.github.io/pages/1474)
③ 骨髓移植
○ 移植物抗宿主反应:供体来源的或新生成的 Th 和 Tc 细胞攻击受体的器官。
○ 大多数患者会出现移植物抗宿主反应,其中30-50%出现严重症状。
○ 为了防止这种情况,有时会在移植前对供体骨髓进行预处理(例如,照射以去除淋巴细胞)。
⑷ 激活4. 免疫超敏反应
① I型超敏反应
○ IgE 介导
○ 肥大细胞、外周血嗜碱性粒细胞(PBB)等参与。
○ 症状:过敏性鼻炎至过敏反应
② 1-1。过敏:急性超敏反应,类似于寄生虫免疫。
○ 第一阶段</sup>:最初接触过敏原 → IgE 产生并将 Fc 区与肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞的受体结合。
○ 过敏原:引发过敏的物质,如食物、花粉、昆虫毒液等。
○ 第二次</sup>:二次暴露于相同的过敏原→附着在肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞上的 IgE 识别并结合过敏原。
○ 第三rd:过敏原结合 IgE 分子的交联。
○ 过敏反应需要足够量的IgE二聚化。
○ 抗 IgE 受体抗体也会引发过敏反应,因为两个抗原结合位点同时向 IgE 受体发送信号。» ○ 第四th:肥大细胞脱粒诱导→肥大细胞过度释放组胺、血清素、白三烯等。
○ 组胺:细支气管平滑肌收缩,血管平滑肌松弛(血管通透性增加)。
○ 低钙血症会抑制过敏反应,因为肥大细胞脱颗粒需要钙离子流入。
○ 5th:出现过敏症状(例如潮红、哮喘、炎症反应)。
○ 治疗:肾上腺素 - 过敏治疗,增加血压并放松呼吸道。
③1-2。迟发型超敏反应:接触抗原数小时后发生的反应。
○ 第一st:抗原入侵。
○ 示例:感染肺部的结核分枝杆菌。
○ 第二nd:巨噬细胞和Th1细胞的相互激活——一个长时间的反应。
○ 第三rd:Th1 激活 Tc 细胞。
○ 第四th:Tc 细胞过度活跃。
○ 治疗:皮质类固醇。
④ 1-3。抗体介导的超敏反应:过敏性休克。
○ 以IgE为代表参与。
○ 第一</sup>:提供抗原性的有机物质(例如青霉素、阿司匹林)进入血液。
○ 第二nd:针对有机物质的抗体增加。
○ 第三rd:二次接触血液中的物质后出现全身过敏反应。
○ 第四th:全身血管通透性增加,平滑肌松弛→血液加速渗入组织,导致血压下降。
○ 5th:急性休克反应。
○第六th:平滑肌松弛的代偿机制导致其他平滑肌收缩→气道平滑肌收缩→呼吸窘迫。
○ 例如:青霉素。
○ 青霉素有一个β-内酰胺环。
○ β-内酰胺环作为非蛋白质不具有免疫原性,但它通过与宿主蛋白质形成共价键形成半抗原。
○ 半抗原可引发过敏反应。
⑤ II 型超敏反应:非 IgE 介导的。
⑥ 2-1. 补体激活相关假性过敏(CARPA)
○ 机制:免疫复合物→补体激活→在基底膜上沉淀。 IgE 不参与其中。
○ 77% 的过敏反应
○ 示例:RCM(放射造影剂)、脂质体、胶束、紫杉醇中的 Cremophor EL (CrEL)
⑦ I型超敏反应与II型超敏反应的比较
⑸ 激活5. 自身免疫性疾病:由于克隆删除失败而产生针对自身抗原的免疫反应。
① 系统性红斑狼疮
○ 拥有针对DNA和核蛋白的抗体,诱发炎症反应,并有产生过量抗体的B细胞。
② 类风湿性关节炎
○ 发病:CTLA4(一种抑制T细胞与自身抗原反应的蛋白质)活性降低,使自我识别T细胞进入关节并引起炎症。
③ 多发性硬化症
○ 发病:T 细胞攻击神经纤维周围的髓磷脂(自身免疫性脱髓鞘疾病)。
○ 症状:疲劳、面部及肢体麻痹、性功能障碍、平衡障碍、头晕、抑郁等。
④ 重症肌无力
○ 发病:骨骼肌中产生针对乙酰胆碱受体的抗体,导致肌肉无力。> ⑤ 1型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病)
○ Tc 细胞攻击朗格汉斯岛的 β 细胞。
⑥ 桥本氏甲状腺炎
○ T 细胞攻击甲状腺细胞。
⑦ 吉兰-巴利综合征
○ 从四肢开始的僵硬。
⑧ 实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)
○ 研究最深入的自身免疫性疾病动物模型。
○ 单独使用 T 细胞就有可能诱发多发性硬化症等疾病。
⑨ 无丙种球蛋白血症
⑹ 抑制1. 免疫缺陷疾病
① 先天性免疫缺陷病
○ 免疫系统遗传或发育异常。
○ 示例:严重联合免疫缺陷 (SCID) → 先天性淋巴细胞损伤 → 治疗:基因插入骨髓。
② 获得性免疫缺陷病
○ 生前因接触化学物质或生理物质而发生。
○ 例如:霍奇金病(淋巴系统损伤癌症)、艾滋病(获得性免疫缺陷综合症)
③ 免疫缺陷小鼠
○ SCID 小鼠:rag 基因缺陷小鼠
○ 裸鼠:胸腺缺陷小鼠
⑺ 抑制2. 免疫耐受
① 无反应:与过敏相反的概念
② 免疫衰竭:由于持续的免疫活动导致免疫功能下降
○ 优点:可预防自身免疫性疾病
○ 缺点:在连续接触抗原的情况下无法正确反应
○ 【免疫耗竭标记基因】(https://jb243.github.io/pages/1846)
③ 免疫细胞的衰老
④ 免疫特权
○ 通过紧密连接防止免疫细胞浸润,消除免疫细胞
○ 示例:眼睛、睾丸、大脑
⑻ 抑制3. 免疫逃避
①抗原变异:表位表达的变化。
○ 示例 1: 引起昏睡病的锥虫会随机改变表面蛋白质。
○ 例2:流感病毒、RNA病毒(突变率高)
○ HIV逆转录酶容易出错。
② 延迟
○ 病原体处于非活性状态而不刺激宿主免疫防御系统的现象。
○ 病毒DNA独立存在于细胞核内或插入宿主基因组中。
○ 激活条件:宿主生存困难、有利于病毒传播的条件。
○ 例:单纯疱疹病毒(DNA病毒)
○ 1 型(口腔病毒):主要感染嘴唇、面部和眼睛。
○ 2 型(生殖器病毒):主要感染外生殖器和肛周区域。
○ 感觉神经元中的潜伏期:感觉神经元的 MHC I 类表达量较低,导致抗原呈递效率低下。
③ AIDS(获得性免疫缺陷综合症):HIV病毒的免疫攻击
○ HIV病毒
○ 病因:HIV引起的免疫缺陷
○ 由于 HIV 感染的 T4 细胞中 MHC I 类突变而改变了抗原呈递。
○ 由于 HIV 感染的巨噬细胞中 MHC II 类突变而改变了抗原呈递。
○ 由于 HIV 感染的辅助 T 细胞受体异常而导致抗原识别失败 → 辅助 T 淋巴细胞丧失正常功能 → 发生机会性感染。
○ 发作:
○ 传播仅通过接触体液(例如精液、血液、阴道液,很少有母乳)发生。
○ 早期:HIV 最初感染血液和组织中的巨噬细胞、辅助性 T 淋巴细胞和树突状细胞。
○ 晚期:病毒由巨噬细胞、辅助性T淋巴细胞和树突状细胞递送至主要淋巴结。
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图 11. 感染后的进展
○ 进展:
○ 第一阶段: 感染:病毒水平达到峰值,但被免疫系统抑制。类似流感的症状。
○ 辅助性T细胞仍然很高,抗体在增加,病毒呈单一脉冲状图。
○ 第 2 阶段: 无症状:血液中几乎不存在病毒,并且患者看起来很健康。 HIV形成原病毒。
○ 第 3 阶段: 艾滋病:病毒水平升高,CD4+ T 细胞水平降低。发生机会性感染。
○ 辅助T细胞减少,抗体减少,病毒增加。
○ 1st:淋巴结肿胀
○ 2nd:带状疱疹、皮肤和口腔的细菌和真菌感染
○ 第三rd:卡波西肉瘤
○ 第四th:结核病
○ 5th:肺炎
○ 6th:淋巴瘤
○ 7th:巨细胞病毒感染
○ 治疗:AZT(叠氮胸苷)
○ 3’ 端含有叠氮化物官能团 (-N3)。
○ 一旦AZT参与逆转录过程,进一步的链延伸就不可能进行,从而阻碍逆转录过程。
○ 理论上可以治疗所有使用逆转录过程的RNA病毒。
○ AZT 作为竞争性抑制剂。
○ AZT 靶向 RNA 依赖性 DNA 聚合酶,因此不会对正常细胞造成重大问题。
○ 治疗:Crixivan(一种用于艾滋病治疗的 HIV 蛋白酶抑制剂)
○ HIV 疫苗自 1987 年以来一直在开发中,但尚未获得批准的疫苗。
输入: 2015.07.23 11:23
更新: 2019.05.10 21:58