第七章 免疫耐受

第七章免疫耐受(Immunologic Tolerance)免疫耐受是指机体对抗原刺激表现为“免疫不应答”的现象，即抗原不能激活T细胞和B细胞完成特异的正常免疫应答的过程，不能产生正免疫应答的相应特异免疫效应细胞，不能执行正常免疫应答效应。

免疫耐受具有免疫特异性，只对特定的Ag不应答，对不引起免疫耐受的其他Ag仍能进行良好的免疫应答，因而在一般情况下，不影响适应性免疫应答的整体功能，这不同于免疫缺陷或药物引起的对免疫系统的普遍抑制作用。

免疫耐受的作用与正免疫应答相反，但两者均是免疫系统的重要功能。

对自身Ag的耐受，才能避免发生自身免疫病，免疫系统才能得以集中力量执行抗感染及抗肿瘤等防卫功能。

引起免疫耐受的抗原称为耐受原(tolerogen)。

一、免疫耐受现象的发现1945年，Owen首先发现一对异卵双胎的小牛胎盘血管相互融合，血液自由交流，在血循环中都同时存在两种异型红细胞，他称这种个体为血型嵌合体(blood group chimera)。

认为共胎盘的双生牛在胎儿时期通过胎盘发生血液交换，因而在成长时，一个个体的血液中输入另一个个体的红细胞而不发生溶血反应。

这是由于在没有出生前，胎牛A与胎牛B的细胞已有接触，这样A和B就相互将另一个的红细胞作为自身对待，而不产生相应的抗体，这头小牛长成以后，可接受另一头小牛的皮肤移植而不发生排斥反应。

后来，用人工方法使两个个体在胚胎时期进行抗原交流，同样亦可获得如上述小牛那样的免疫耐受性。

但是胎盘分离的双生小牛却互相发生排斥反应。

一般说，机体的免疫系统发育愈不成熟，它对特定抗原产生耐受性也愈容易，如在胚胎期或新生期淋巴细胞的发育处于尚未成熟的阶段，这段时期，接触了某种抗原，会形成免疫耐受，那么，出生后就可能对对这种抗原不产生特异性免疫反应。

这种免疫耐受性建立的可能性已被大量实验证实。

1953年，Medawar等，将CBA系黑鼠的淋巴细胞接种至胚胎期的A系白鼠，或接种新生的A系白鼠，A系白鼠产生了免疫耐受，发育成熟后能接受CBA系黑鼠的植皮，植皮长期活存而不被排斥。

1962年，Dresser发现，不但新生期和胚胎期的动物可以人工诱导免疫耐受，成年动物用去凝集的可溶性蛋白，也可诱导免疫耐受。

动物免疫系统不能对自身组织成分发生反应的自然免疫耐受性是后天获得的，不是天生固有的。

机体的任何组织中都带有某些独特的组织特异性抗原，发育中的免疫系统必须经过“训练”来识别它们是属于自身的。

1967年，有些研究者将一只幼树蛙的脑下垂体切除，于是在幼蛙免疫系统的成熟过程中，体内就不存在脑下垂体的特异性抗原。

将取下的脑下垂体在极低温度下保存活力，移植到免疫系统未成熟的另一幼蛙的皮肤下。

待两只幼蛙成熟后，将被移植进去的脑下垂体植回原来的（即第一只）幼蛙体内，结果它被识别为外来物而遭到排斥。

如第一只幼蛙去除的只是半个脑下垂体，当这半个脑下垂体移到另一只幼蛙再植回时，却不受排斥。

显然免疫系统是能够对自身物质起反应的，但一般因为受“训练”而不起反应。

二、免疫耐受的分类及发生机理(一) 免疫耐受的分类免疫耐受按其形成时期不同，分为中枢免疫耐受和外周免疫耐受。

中枢免疫耐受是指动物在胚胎期及T细胞与B细胞在发育、成熟过程中，遇自身Ag所形成的耐受。

外周免疫耐受是指T细胞及B细胞，遇内源性或外源性Ag时，不产生免疫应答。

两类免疫耐受的诱因及形成机制是不同的。

(二) 免疫耐受的发生机理关于免疫耐受的发生机理，曾有各种学说和理论加以解释，但目前尚无一种学说和理论可以完善地解释各种免疫耐受现象。

随着基础免疫学的发展，不断提出新的观点来阐述各种免疫耐受现象。

事实上，诱导免疫耐受发生的因素不止一种，而是多种。

现将有代表性的几种观点介绍如下：1.克隆丢失学说(clonal deletion theory)1959年，Burnet提出获得性免疫的克隆选择学说(clonal selection theory)。

他认为在胚胎期由于细胞高度分化，产生具有不同特异性的细胞株(或克隆)，各株细胞都带有与各种相应抗原决定簇起反应的特异受体。

当这些细胞株在胚胎时期接触了自身抗原，就会被消灭或失活，称这些细胞株为“禁忌细胞株”(forbidden clone)，以后，机体不再与相应的抗原起反应，形成了自身耐受。

后来的证据表明，正常人和动物体内自身反应的淋巴细胞克隆并未消失，例如，用自身甲状腺球蛋白与弗氏完全佐剂一起免疫动物，就可以诱导出抗自身甲状腺球蛋白的抗体，形成自身免疫性甲状腺炎。

Fernadez等证明，正常牛的脾细胞在体外经LPS刺激后，可以产生抗自身红细胞的抗体。

这些现象都说明，正常机体内存在着针对自身成分的淋巴细胞，只不过通常是处于某种抑制状态。

针对上述事实，又有下述克隆流产学说的产生。

2.克隆流产学说(clonal abortion theory)也称克隆灭活学说或克隆无能学说(clonal anergy theory)，这是Nossal(1974)对上述克隆丢失学说的一种修正。

他认为在B细胞发育早期或不成熟阶段，其表面常未出现识别抗原的受体SmIg，如在此时接触自身抗原，就会影响其进一步成熟而被灭活。

后来有人进行了补充，认为B细胞发育的早期可称为第一阶段，这时B细胞还未成熟，表面只有SmIgM，如果在这一阶段抗原与细胞表面的SmIgM结合，则细胞发育受阻，而产生耐受性。

但这种耐受的B细胞并未死亡，只是抗原受体表达受阻而已。

3.T抑制细胞的作用Ts细胞在免疫耐受形成和维持中的重要作用，当前已受到重视。

20世纪80年代初期即有报道Ts细胞参与新生期及成年期动物免疫耐受的建立。

Ts细胞的抑制作用是特异的，它可能是通过阻止抗原递呈，阻断Th细胞的功能，抑制B细胞分化为抗体形成细胞等机制，诱导T、B细胞发生免疫耐受。

4.独特型网络的作用独特型网络在免疫调节中的作用已被公认，其可能的机制为：①细胞膜上具有独特型决定簇的细胞可被抗独特型(抗id)抗体特异的破坏，大量抗id抗体能造成独特型阳性B细胞耗尽；②抗独特型抗体可作用于T、B细胞上的独特型抗原决定簇，使T、B细胞发生耐受；③大量抗id抗体的存在，可诱导Ts细胞去抑制体液免疫应答；④在免疫应答过程中产生的自身抗id抗体还可与B细胞上的抗原受体结合，而抑制抗体产生。

三、免疫耐受形成的影响因素机体受抗原刺激后的反应是很复杂的，是否形成耐受，耐受持续时间的长短等取决于动物种类、品系、遗传性、机体的免疫状态与抗原的性质、剂量、注射途径等诸多因素。

(一) 动物的种属、品系和遗传性不同种属动物，在耐受性的发生上有所不同。

家兔、大鼠、豚鼠、鸡、山羊、灵长类和人都可致耐，但其难易程度不同。

一般来讲，小鼠较其他动物易于建立，小鼠中的CBL／G 较BALB／c易于建立。

另外，耐受性建立后，持续时间长短亦可因动物的种属而异。

用血清蛋白抗原注入各种新生动物，比较其致耐情况，发现家兔能产生完全耐受，持续长久；小鼠和豚鼠亦能产生完全耐受，但持续时间较家兔短，这种情况亦可因抗原不同而改变。

另外，免疫耐受的形成和遗传因素也有关，如对某种抗原的低反应性动物，则易被该抗原诱发免疫耐受。

关于遗传因素与耐受形成的关系中，MHC可能参与。

有人报告用半抗原修饰的脾细胞诱发小鼠的耐受性时，被诱导的细胞除了要识别特异性抗原(脾细胞上修饰的半抗原)外，还须有MHC-Ⅱ类抗原分子的一致性(脾细胞上的与被诱导细胞上的相一致)，显示耐受性的发生亦受MHC的约束。

(二) 机体免疫系统的发育状态一般认为机体在免疫系统上发育越不成熟，越容易建立耐受性。

有人将无表面受体的未成熟细胞在适宜的条件下进行培养，24小时后有30%细胞成熟为有受体的B细胞，然后与适宜的抗原反应，B细胞可以分裂增殖为形成抗体的克隆。

如果将无表面受体的细胞与A抗原一起培养在上述相同的条件下，24小时后再与A抗原起反应，则不能增殖形成抗体的克隆。

因此，体外实验同样证实了免疫细胞如在未成熟时接触了抗原，待其成熟后就不能对相应的抗原发生免疫应答。

成年动物一般不易形成耐受性，除非是机体的免疫功能暂时受到抑制的情况下，如先用适当剂量的免疫抑制剂、射线、抗淋巴细胞抗体处理或胸导管引流除去循环中的淋巴细胞等情况下，然后注射抗原，才能诱导免疫耐受。

成年动物中诱导的耐受性往往呈现为部分耐受，即对抗原的反应并不完全丧失而是反应性降低，或表现为“分裂耐受性(split tolerance)”，即对抗原的某些表位产生耐受性；或表现为免疫偏离(immune deviation)，即机体选择性地产生体液免疫耐受性或细胞免疫耐受性。

成年动物耐受性建立后，并不是终身保持的，保持时间的长短，取决于抗原在体内持续的时间。

(三) 抗原因素1.抗原的理化性质可溶性抗原比颗粒性抗原易于诱发耐受性，如血清白蛋白、丙种球蛋白都是很好的耐受原。

耐受原与免疫细胞接触越全面，则无反应性越彻底。

血清蛋白分子不易被吞噬细胞清除，很易透出血管均匀地分布在血管外，易和免疫细胞接触，是一种很好的耐受原，但如经聚合以后，则耐受原性可能变为免疫原性。

某些多肽在加入佐剂时，可表现为免疫原，而在无佐剂时则成为耐受原。

但是，一般的外来蛋白抗原容易被分解。

因此，首次剂量必须大，才能维持一定的耐受时间。

而对一些不易被分解的多糖抗原，耐受性则能持久存在。

2.抗原的剂量一般说来，抗原的剂量大小与耐受性诱导的程度和持续时间的长短有密切的关系。

大多数抗原在高剂量时能诱导免疫耐受，而低剂量时则引起免疫反应。

抗原剂量越大，所引起的免疫耐受性越巩固持久。

由于机体出生后免疫系统逐渐成熟，诱发耐受性所需要的抗原剂量也随年龄的增长而急剧增加，一旦造成耐受后，继续注入小剂量抗原时，可延长耐受性。

有些抗原，如牛血清白蛋白，又表现为高剂量或低剂量时均可引起耐受(前者称为高带耐受，后者称为低带耐受)，而中等剂量时，则可引起免疫反应。

3.抗原注入的途径抗原注入的途径不同，对诱发耐受性的难易程度也不一样。

一般地，静脉注射最易引起免疫耐受性，其次为腹腔注射，皮下注射最不容易引起耐受性。

IgG 或白蛋白注入门静脉可致耐；而由周围静脉注入则引起免疫应答。

(四) 载体的性质同一抗原决定基与不同的蛋白载体偶联后诱导的新生期耐受的机制不同。

Diener等用TNP-HGG和TNP-BSA在CBA／J小鼠出生后24小时注入小鼠体内，以后每周注射2次，到8～9周龄时，用TNP-HGG和TNP-BSA攻击，结果发现二者均发生了对TNP的耐受无抗TNP的抗体产生。

但是当用TNP-LPS、TNP-Ficoll攻击时，二者就出现了差异，只有用TNP-HGG诱导的耐性无抗体产生，而用TNP-BSA诱导的小鼠则表现出能产生抗TNP的IgM抗体，用有限稀释法对TNP特异的前体细胞的频率分析也证明，TNP-HGG诱导的耐受小鼠，其TNP前体细胞数明显较正常小鼠低，说明是存在着部分“排除”机制，但是用TNP-BSA诱导的耐受小鼠，TNP前体细胞数量与正常小鼠相同，说明不存在克隆排除现象，用细胞转移试验证明，由TNP-BSA诱导的免疫耐受是由Ts细胞引起的。