第十二章 免疫应答之三：适应性免疫应答的特点极其机制_PPT幻灯片
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没有体细胞高频突变。
TCR多样性产生机制
多样性机制 a b g d
V
70
52
10
7
D
0
2
0
2
J
61
13
2
2
V区基因数 连接多样性 总计
5.8x106 2x1011 1018
6x102 1013 1015
BCR、TCR 多样性的机制
* 组合多样性 * 连接多样性 * 体细胞高频突变（B细胞）
主要内容
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
天然免疫耐受
Owen（1945）
Medawar胚胎诱导耐受实验(1953年)
处于发育阶段的免疫细胞若接触抗原可诱导免疫耐受！
克隆选择学说
胚胎期免疫系统 尚未发育成熟， 异型红细胞进入 胎牛体内，使具 有相应抗原识别 受体的免疫细胞 克隆受到抑制或 被排除。
•生物学意义：对机体抵抗病原体多次入侵有重要
意义，是预防接种的免疫学基础。
记 忆
T 细 胞 的 产 生
T记忆细胞特征
Tm比Tn更易激活，所需抗原浓度较低； Tm对协同刺激信号的依赖性较Tn低； Tm分泌的CK更多，且对CK更敏感； Tn寿命短，Tm寿命长,表达更多的bcl-2，
CK(IL-15)维持其生存； 记忆CD8+T细胞的维持无需CD4+T细胞辅
2. 连接多样性：发生于胚系基因
CDR3区位于V/J或V/D/J片段连接处，两 个片段之间的连接点不同或丢失或插入数个 核苷酸及倒转。
3. 体细胞高突变造成的多样性：
成熟B细胞在受到抗原刺激后，在生发中 心发生体细胞高突变，多发生在Ig的CDR区 ，若干核苷酸替换突变，利于提高抗体与抗 原的亲和力。
免疫耐受
(Immune tolerance)
指在一定条件下，机体免疫系统接 触某种抗原后所产生的对该抗原的特 异性弱应答或无应答状态。
* 免疫抑制：无抗原特异性，对所有抗 原均呈无应答或低应答。
T细胞耐受与B细胞耐受的比较
耐受形成 耐受诱导期
耐受维持时间
耐受原种类 TD抗原 高剂量
低剂量 TI抗原 高剂量
直接原因 发生机制 特异性
免疫耐受
免疫抑制
特异性免疫细胞 免疫细胞发育缺
被排除或不能被 损或增殖分化障
活化
碍
免疫系统未成熟、先天免疫缺损， 免疫力减弱、抗 应用X射线、免 原性状改变而诱 疫抑制药物 生
针对特异性抗原 无
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
组成TCR和BCR的每条肽链均由可变区（V 区）和恒定区（C区）组成，分别由分布于不 同染色体的多个不连续基因片段所编码。
* BCR胚系基因结构及其多样性
* TCR基因结构及其多样性
Ig的结构及编码基因
轻链
重链
可变区 恒定区
V、D、J基因 C基因
Ig的编码基因数量
（30）
（50）
BCR多样性产生的机制
大千世 界万物 都可以 是抗原
多样性与特异性
那机体要预先准备好那么多 的TCR、BCR、抗体 需要多少基因
HOW ？
一种神奇的机制可以用少量的基因 给无数多的TCR、抗体编码
基因的多样性 连接的多样性
免疫应答的特异性
BCR、TCR 基因结构、重排 及多样性形成机制
BCR、TCR 基因结构
低剂量 主要耐受机制：中枢
外周
T 细胞耐受 B 细胞耐受
较易
较难
较短（1~2天） 较长（约70天）
较长（~150天） 较短（~50Βιβλιοθήκη Baidu）
TD抗原
TD抗原 、TI抗原
可耐受 可耐受
可耐受 不耐受
不耐受 不耐受
可耐受 不耐受
克隆清除
克隆流产
缺乏共刺激分子 抑制SIgM表达致
致克隆失能
克隆失能
免疫耐受与免疫抑制的区别
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的记忆性
• 概念：机体对抗原产生初次应答后，所接受的活
化信息及产生的效应信息可存留于免疫系统，当再 次接受相同抗原刺激，可迅速、强烈、持久地发生 应答。
•免疫记忆的物质基础：记忆T/B细胞，亲和力增强
的特异性BCR，增强的抗原提呈能力等。再次免疫 应答仅由记忆淋巴细胞介导。
（1）抗原方面
（1）抗原方面
1） 抗原的性质
耐受原：小分子、可溶性、单体、 免疫原：大分子、颗粒性、聚合体
2） 抗原剂量
T I 抗原：高剂量 B细胞耐受 TD抗原：高剂量 T、B细胞耐受（高带耐受）
低剂量 T细胞耐受（低带耐受）
牛血清白蛋白
T细胞耐受与B细胞耐受的主要区别
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
矛盾对立与统一
特异性 千千万万的抗原
千千万万不同的淋巴细胞
Burnet提出克隆选择学说
MacFarlane Burnet （1899-1985）
• Top Virologist; • Top Epidemiologist • Top Immunologist; • 1960 Nobel prize winner
1. 组合多样性：V/D/J/ 的组合及轻重链的组合
肽链 VH Vk Vl L H+L
总计
组合多样性
连接多样性
VH65 x DH30 x JH6=11700 Vk50 x Jk5 =250
Vl30 x Jl4 = 120 250+120 = 370
2.5 x 108
3 x 107
1014
BCR多样性产生的机制
助。
B记忆细胞特征
Bm再次受到抗原刺激，其数量增长为Bn的 10100倍；
产生抗体的量及其亲和力增高；
抗体类型转换，Bm表达膜IgG、IgA、IgE;
抗原递呈能力增强： Bm表达MHCII类分子较 Bn高，BCR亲和力；
FDC表面捕获的IC是维持B细胞记忆的重要分子 基础。
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
TCR的结构及编码基因
V、D、J基因
V、J基因
人类TCR胚系基因
通过数目众多的编码基因 经过不同组合重排使TCR 理论多样性达到1018 之多
TCR多样性产生的机制
组合造成的多样性：TCR V与J基因片段多于 BCR，如发生V/D/J无效重排后，还可再行重 排，从而增加了有效重排的机会；
连接造成的多样性：N区插入多于BCR，a链 V-J片段、b链V-D、D-J之间都有N插入;而 BCR则只有重链才有N插入；
TCR多样性产生机制
多样性机制 a b g d
V
70
52
10
7
D
0
2
0
2
J
61
13
2
2
V区基因数 连接多样性 总计
5.8x106 2x1011 1018
6x102 1013 1015
BCR、TCR 多样性的机制
* 组合多样性 * 连接多样性 * 体细胞高频突变（B细胞）
主要内容
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
天然免疫耐受
Owen（1945）
Medawar胚胎诱导耐受实验(1953年)
处于发育阶段的免疫细胞若接触抗原可诱导免疫耐受！
克隆选择学说
胚胎期免疫系统 尚未发育成熟， 异型红细胞进入 胎牛体内，使具 有相应抗原识别 受体的免疫细胞 克隆受到抑制或 被排除。
•生物学意义：对机体抵抗病原体多次入侵有重要
意义，是预防接种的免疫学基础。
记 忆
T 细 胞 的 产 生
T记忆细胞特征
Tm比Tn更易激活，所需抗原浓度较低； Tm对协同刺激信号的依赖性较Tn低； Tm分泌的CK更多，且对CK更敏感； Tn寿命短，Tm寿命长,表达更多的bcl-2，
CK(IL-15)维持其生存； 记忆CD8+T细胞的维持无需CD4+T细胞辅
2. 连接多样性：发生于胚系基因
CDR3区位于V/J或V/D/J片段连接处，两 个片段之间的连接点不同或丢失或插入数个 核苷酸及倒转。
3. 体细胞高突变造成的多样性：
成熟B细胞在受到抗原刺激后，在生发中 心发生体细胞高突变，多发生在Ig的CDR区 ，若干核苷酸替换突变，利于提高抗体与抗 原的亲和力。
免疫耐受
(Immune tolerance)
指在一定条件下，机体免疫系统接 触某种抗原后所产生的对该抗原的特 异性弱应答或无应答状态。
* 免疫抑制：无抗原特异性，对所有抗 原均呈无应答或低应答。
T细胞耐受与B细胞耐受的比较
耐受形成 耐受诱导期
耐受维持时间
耐受原种类 TD抗原 高剂量
低剂量 TI抗原 高剂量
直接原因 发生机制 特异性
免疫耐受
免疫抑制
特异性免疫细胞 免疫细胞发育缺
被排除或不能被 损或增殖分化障
活化
碍
免疫系统未成熟、先天免疫缺损， 免疫力减弱、抗 应用X射线、免 原性状改变而诱 疫抑制药物 生
针对特异性抗原 无
免疫应答的耐受性
* 免疫耐受的概念及特性 * 免疫耐受的诱导条件 * 免疫耐受形成机制 * 研究免疫耐受的意义
组成TCR和BCR的每条肽链均由可变区（V 区）和恒定区（C区）组成，分别由分布于不 同染色体的多个不连续基因片段所编码。
* BCR胚系基因结构及其多样性
* TCR基因结构及其多样性
Ig的结构及编码基因
轻链
重链
可变区 恒定区
V、D、J基因 C基因
Ig的编码基因数量
（30）
（50）
BCR多样性产生的机制
大千世 界万物 都可以 是抗原
多样性与特异性
那机体要预先准备好那么多 的TCR、BCR、抗体 需要多少基因
HOW ？
一种神奇的机制可以用少量的基因 给无数多的TCR、抗体编码
基因的多样性 连接的多样性
免疫应答的特异性
BCR、TCR 基因结构、重排 及多样性形成机制
BCR、TCR 基因结构
低剂量 主要耐受机制：中枢
外周
T 细胞耐受 B 细胞耐受
较易
较难
较短（1~2天） 较长（约70天）
较长（~150天） 较短（~50Βιβλιοθήκη Baidu）
TD抗原
TD抗原 、TI抗原
可耐受 可耐受
可耐受 不耐受
不耐受 不耐受
可耐受 不耐受
克隆清除
克隆流产
缺乏共刺激分子 抑制SIgM表达致
致克隆失能
克隆失能
免疫耐受与免疫抑制的区别
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
免疫应答的记忆性
• 概念：机体对抗原产生初次应答后，所接受的活
化信息及产生的效应信息可存留于免疫系统，当再 次接受相同抗原刺激，可迅速、强烈、持久地发生 应答。
•免疫记忆的物质基础：记忆T/B细胞，亲和力增强
的特异性BCR，增强的抗原提呈能力等。再次免疫 应答仅由记忆淋巴细胞介导。
（1）抗原方面
（1）抗原方面
1） 抗原的性质
耐受原：小分子、可溶性、单体、 免疫原：大分子、颗粒性、聚合体
2） 抗原剂量
T I 抗原：高剂量 B细胞耐受 TD抗原：高剂量 T、B细胞耐受（高带耐受）
低剂量 T细胞耐受（低带耐受）
牛血清白蛋白
T细胞耐受与B细胞耐受的主要区别
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
矛盾对立与统一
特异性 千千万万的抗原
千千万万不同的淋巴细胞
Burnet提出克隆选择学说
MacFarlane Burnet （1899-1985）
• Top Virologist; • Top Epidemiologist • Top Immunologist; • 1960 Nobel prize winner
1. 组合多样性：V/D/J/ 的组合及轻重链的组合
肽链 VH Vk Vl L H+L
总计
组合多样性
连接多样性
VH65 x DH30 x JH6=11700 Vk50 x Jk5 =250
Vl30 x Jl4 = 120 250+120 = 370
2.5 x 108
3 x 107
1014
BCR多样性产生的机制
助。
B记忆细胞特征
Bm再次受到抗原刺激，其数量增长为Bn的 10100倍；
产生抗体的量及其亲和力增高；
抗体类型转换，Bm表达膜IgG、IgA、IgE;
抗原递呈能力增强： Bm表达MHCII类分子较 Bn高，BCR亲和力；
FDC表面捕获的IC是维持B细胞记忆的重要分子 基础。
主要内容
* 免疫应答的特异性 * 免疫应答的记忆性 * 免疫耐受性
TCR的结构及编码基因
V、D、J基因
V、J基因
人类TCR胚系基因
通过数目众多的编码基因 经过不同组合重排使TCR 理论多样性达到1018 之多
TCR多样性产生的机制
组合造成的多样性：TCR V与J基因片段多于 BCR，如发生V/D/J无效重排后，还可再行重 排，从而增加了有效重排的机会；
连接造成的多样性：N区插入多于BCR，a链 V-J片段、b链V-D、D-J之间都有N插入;而 BCR则只有重链才有N插入；