4.1免疫系统的组成和功能 -高二上学期 人教版(2019)选择性必修一

第4章 免疫调节
卡介苗是一种用来预防儿童结核病的预防接种疫苗。接种后可使儿童 产生对结核病的特殊抵抗力。由于这一疫苗是由两位法国学者卡迈尔与 介兰发明的,为了纪念发明者,将这一预防结核病的疫苗定名为“卡介 苗”。目前世界上多数国家都已将卡介苗列为计划免疫必须接种的疫苗 之一。卡介苗接种的主要对象是新生婴幼儿,接种后可预防发生儿童结 核病,特别是能防止那些严重类型的结核病,如结核性脑膜炎。接种卡介 苗对儿童的健康成长很有好处。卡介苗接种被称为“出生第一针”,所 以在产院、产科新生婴儿出生就应该接种。如果出生时没能及时接种, 在1岁以內一定要到当地结核病统治所卡介苗门诊或者卫生防疫站计划 免疫门诊去补种。儿童要防痨,快种卡介苗。
TI抗原主要是非蛋白质类抗原,如多糖、脂类、核酸等,它们诱导免疫反 应时无须T细胞的辅助。T抗原能诱导初次免疫应答,但无记忆细胞产生, 因此无再次免疫应答,所产生的抗体主要是IgM抗体。T抗原不刺激T细 胞产生细胞免疫反应。
免疫系统的新发现
多年来,解剖学的研究表明,免疫系统的结构存在于全身各处,除了大脑。 但人们始终没有明白一个问题:为什么这么重要的人体防卫系统,却在最 高级的调节中枢中缺失了呢?
免疫监视是指机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤的发生。机体内的细 胞因物理、化学或病毒等致癌因素的作用而发生癌变,这是体内最危险的 “敌人”。机体免疫功能正常时,可识别这些突变的肿瘤细胞,然后调动一切 免疫因素将其消除;若此功能低下或失调,机体会有肿瘤发生或持续的病毒感 染。
抗原
抗原一词可广泛用于指被B细胞或(和)T细胞表面抗原受体(即一些膜结 合抗体)所识别的任何分子。抗原一般具有两种性质:免疫原性(即能与B 细胞和T细胞抗原受体结合,刺激细胞活化、增殖和分化,产生抗体等性 能)和抗原性(即能与抗体或致敏淋巴细胞发生特异性结合)。一般认为低 分子量化合物(分子量低于5000-10000Da)没有免疫原性,但后来发现一些 低分子量的化合物也有免疫原性,如对-偶氮苯砷酸N-乙酰-L-酪氨酸最低 可到450Da。具有抗原性而不具有免疫原性的抗原为不完全抗原,又称为 半抗原,如一些小分子的物质等;具有免疫原性的物质一般均为完全抗原。 半抗原与蛋白质类物质结合后,可具有免疫原性。
免疫活性物质
干扰素因其具有干扰病毒感染和复制的功能而得名。目前已发现的10 余种干扰素可以分为a、β和γ三种类型,它们分别又被分为不同的亚型。 a型和β型干扰素主要由受病毒感染的细胞产生, γ型干扰素主要由活化的 T细胞和自然杀伤细胞产生。
肿瘤坏死因子( Tumor Necrosis Factor,TNF)因最初被发现能使肿瘤发生 出血坏死而得名,分为TNF-a和TNF-β两种,前者主要由活化的单核-巨噬 细胞分泌,后者主要由活化的T细胞分泌。近年来,肿瘤坏死因子超家族 的成员又增加了许多。
免疫系统的功能
免疫防御是机体排除外来抗原性异物的一种免疫防护作用。这是免疫系统 最基本的功能。该功能正常时,机体能抵抗病原体的入侵;异常时,免疫反应 过强、过弱或缺失,可能会导致组织损伤或易被病原体感染等问题。
免疫自稳是指机体清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态 的功能。正常情况下,免疫系统对自身的抗原物质不产生免疫反应:若该功能 异常,则容易发生自身免疫病。
免疫活性物质
免疫活性物质是指由免疫细胞或其 他细胞产生的、并发挥免疫作用的物 质。机体产生的专门应对抗原的蛋白 质,称为抗体( antibody)。抗体能与相 应抗原发生特异性结合,即一种抗体只 能与一种抗原结合。抗体是一种免疫 活性物质,能随血液循环和淋巴循环到 达身体的疫细胞的发育分化、免疫应答及免疫调节过程中都具有 重要作用,但它也是把“双刃剑”,在一定条件下可参与多种疾病的发生。 例如,在免疫应答时,免疫细胞分泌大量的细胞因子,细胞因子又刺激免疫 细胞,这样的正反馈调节如果失灵,就会引起“细胞因子风暴”。“细胞 因子风暴”可发生在多种疾病,如急性呼吸窘迫综合征、SARS(重症急性 呼吸综合征)和流感等。
免疫系统的组成
扁桃体 通常指咽腭部的扁桃体,左右 各一,形状像扁桃。其内部有 很多免疫细胞,具有防御功能。
免疫系统的组成
胸腺 位于胸骨的后面,呈扁平的 椭圆形,分左、右两叶。胸 腺随年龄而增长,在青春期 时达到高峰,以后逐渐退化。 胸腺是T细胞分化、发育成 熟的场所。
免疫系统的组成
淋巴结 呈圆形或豆状,是淋巴细胞集中的 地方;沿淋巴管遍布全身,主要集中 在颈部、腋窝部和腹股沟部等处, 能阻止和消灭侵入体内的微生物。
免疫系统的新发现
这些脑部淋巴管的发现,使人们进一步认识到免疫系统的复杂性。对于 一些由免疫系统异常导致中枢神经系统功能异常的致病机理,将会有更 多、更深入的研究,这也会给这类疾病的治疗带来希望。同时,这也丰富 了人类对神经一体液一免疫调节网络维持内环境稳态的认识。
A killer T cell lymphocyte (bottom) is attacking a cancer cell (top).
接种卡介苗之后,我们体内发生了什么反应?
小时候接种的卡介苗,长大了还有用吗?
提示
1.扁桃体是人体重要的免疫器官,主要作用是抵御经空气传播的病原微 生物的感染。医生通过检查扁桃体能够初步判断患者的患病情况。扁桃 体肿大意味着扁桃体有炎症,患者可能被病菌感染了。
2.提示一方面,扁桃体具有免疫功能,同时它作为易被观察的免疫器官,肿 大后可以起到指示机体是否被病菌感染的作用,能用于判断疾病状况;另 一方面,扁桃体作为人体的器官,充血肿大后易形成脓肿,表现出吞咽食物 时有疼痛感等症状,同时引发其他并发症状。
第1节免疫系统的组成和功能
问题探讨
右图所示是我们在医院里常见的情景。
1.医生为什么要检查患者的扁桃体?扁桃体肿大意味着什么？ 2.扁桃体肿大对机体的健康是有利还是有害呢?
当我们体内上呼吸道有炎症时,扁桃体会肿大, 有时颌下、腋下、腹股沟等部位还会出现淋 巴结肿大。你知道这是为什么吗?伤口感染 后会化脓,脓液是什么呢?要弄清这些问题,需 要先了解免疫系统的组成。
多数情况下,这两道防线可以防止病原体对机体的侵袭,这也是我们虽然 时刻处在病原体的包围之中,但却并不会经常感到不适的原因。
免疫系统的功能
第三道防线是机体在个体发育过程中与病原体接触后获得的,主要针对 特定的抗原起作用,因而具有特异性,叫作特异性免疫。
这三道防线是统一的整体,它们共同实现免疫防御( immune defense)、 免疫自稳( Immune homeostasis)和免疫监视( immune surveillance)三大基 本功能(图4-5)。
免疫细胞
树突状细胞分布于皮肤、 消化道、呼吸道等很多 上皮组织及淋巴器官内, 成熟时具有分支;具有强 大的吞噬、呈递抗原功 能。
免疫细胞
巨噬细胞几乎分布于 机体的各种组织中, 具有吞噬消化、抗原 处理和呈递功能。
免疫细胞
病原体在进入机体后,其表面一些特定的蛋白质等物质,能够与免疫细 胞表面的受体结合,从而引发免疫反应。这些能引发免疫反应的物质称 为抗原( antigen)。B细胞、树突状细胞和巨噬细胞都能摄取和加工处理 抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便呈递给其他免疫细胞, 因此,这些细胞统称为抗原呈递细胞( antigen presentingcell. APC )
除了抗体,其他一些物质,如溶菌酶、淋巴细胞分泌的细胞因子等,也属 于免疫活性物质。白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等是几类主要的 细胞因子。
溶菌酶（lysozyme）能导致细胞壁破裂， 内容物逸出而使细菌溶解。该酶广泛存 在于人体多种组织中，鸟类和家禽的蛋 清、哺乳动物的血清、脑脊液、泪、唾 液、血浆、尿、乳汁等几乎所有体液以 及微生物中也含此酶，其中以蛋清含量 最为丰富。
免疫系统的功能
人体有三道防线来抵御病原体的攻击。
皮肤、黏膜是保卫人体的第一道防线;
体液中的杀菌物质(如溶菌酶)和吞噬细胞(如巨噬细胞和树突状细胞)是 保卫人体的第二道防线。
这两道防线人人生来就有,是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对 某一类特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此叫作非特异 性免疫。
免疫活性物质
集落剌激因子( Colony Stimulating Factor,CSF)是指能够刺激多能造血干 细胞等增殖分化,在半固体培养基中形成相应细胞克隆的细胞因子;趋化 因子是由多种细胞分泌的具有趋化作用的细胞因子;生长因子( Growth Factor,GF)是一类可以促进相应细胞生长和分化的细胞因子,如神经生长 因子(NGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、表皮生长因子(EGF)、成 纤维细胞生长因子(FGF)、转化生长因子-B(TGF-B)等。
2015年,这个问题终于有了突破。科学家在小鼠脑组织保持生理状态的 情况下,发现其中有免疫细胞呈管状分布,进而确定了淋巴管确实存在于 脑中的事实。
免疫系统的新发现
鼠脑中淋巴管的存在,给人们很大的启示。2017年,另一组研究人员公布 了人脑淋巴管成像图(如右图)为什么脑部的淋巴管能在人们眼皮底下隐 藏那么久?科研人员认为,它们实在“藏得很好”——顺着一条主血管进 入静脉窦,那个区域的磁共振成像比较困难。“它们离血管非常近,如果 你不知道自己想要观察什么,那么你就错过它们了。”当然,也可能是人 们一直都没有刻意寻找它们。
免疫系统的组成
免疫系统
免疫器官——骨髓、胸腺、脾、淋巴结、扁桃体等 (免疫细胞生成、成熟或集中分布的场所)
树突状细胞、巨噬细胞等
免疫细胞(发挥 免疫作用的细胞)
淋巴细胞(位于淋 巴液、血液和淋 巴结中)
T淋巴细胞(迁移 到胸腺成熟
B淋巴细胞(在骨 髓中成熟）
免疫活性物质——抗体、细胞因子、溶菌酶等(由 免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质)
免疫活性物质
细胞因子是由细胞分泌的、具有介导和调节免疫过程等作用的一类小 分子蛋白质。
目前已经发现的人类细胞因子有200多种,根据结构和功能一般可分为 白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子、趋化因子、生长 因子等。
白细胞介素( interleukin，IL)在被命名时是指由白细胞分泌又在白细胞 间发挥作用的细胞因子;但后来发现,它也可以由其他细胞产生,也可以 作用于其他细胞。目前已经发现近40种白细胞介素,按其发现顺序给予 序号。例如,IL2由活化的T细胞产生,可以增强T细胞自身的生长和增 殖;Ⅱ-12可由树突状细胞、B细胞、单核-巨噬细胞产生,可以诱导T细胞 定向分化为1型的辅助性T细胞。
抗原
根据产生抗体时是否需要T细胞的参与可将抗原分为胸腺依赖性抗原 (TD抗原)和胸腺非依赖性抗原(TI抗原)两类。
TD抗原在刺激B细胞产生抗体时需要T细胞的辅助,在T细胞缺乏时不能 诱导抗体产生,故又称为胸腺依赖性抗原,主要为蛋白质类抗原。TD抗原 激活B细胞时,除必须有抗原作为信号外,还需辅助性T细胞及其分泌的细 胞因子作为信号。TD抗原可刺激T细胞产生细胞免疫反应。
第4章 免疫调节
在你的上臂外侧,你很可能会发现一个微小的疤痕,这是接种预防 肺结核的卡介苗所留下的印记,称为卡疤。我国规定,新生儿在满 足条件的情况下,需在出生24H后尽快注射卡介苗。世界卫生组织 也明确建议,没有感染艾滋病病毒的新生儿或儿童需尽快接种卡介 苗。
卡介苗是什么?我国及世界卫生组织为什么规定新生儿要接种卡 介苗?
免疫系统的组成
脾 呈椭圆形,在胃的左侧,内含大 量的淋巴细胞;也参与制造新 的血细胞与清除衰老的血细 胞等。
免疫系统的组成
骨髓 位于骨髓腔或骨松质内 是各种免疫细胞发生、 分化、发育的场所,是机 体重要的免疫器官。
免疫细胞
B细胞 T细胞
淋巴细胞在机体
的免疫反应中起
着非常重要的作 用,包括B淋巴细 胞(简称B细胞) 和T淋巴细胞(简 称T细胞)等。T 细胞又可以分为 辅助性T细胞和 细胞毒性T细胞 等。