抗原受体的多样性
分子生物学解析免疫系统的抗原识别机制
分子生物学解析免疫系统的抗原识别机制在分子生物学中，抗原识别机制是研究免疫系统如何识别并应对外来抗原的重要内容之一。
免疫系统的抗原识别机制涉及到多种分子和细胞的相互作用，在机体抵御病原微生物和异体组织时发挥着至关重要的作用。
本文将从免疫系统的基础知识入手，详细解析分子生物学在抗原识别机制研究中的应用。
**免疫系统的基本原理**免疫系统是人体内一套复杂而高效的防御机制，它能够辨识和消灭外来的致病体。
免疫系统主要由两个分支组成：先天性免疫和获得性免疫。
先天性免疫作为免疫系统的第一道防线，通过非特异性反应迅速应对外来病原体，包括炎症反应、巨噬细胞的吞噬作用和自然杀伤细胞的毒杀作用等。
获得性免疫则是特异性免疫的重要组成部分，它通过免疫记忆和抗体产生等机制，对特定的抗原做出针对性的应答。
**抗原识别的基本原理**抗原是指刺激免疫系统并引起免疫应答的物质，可以是蛋白质、糖类、核酸等生物大分子，也可以是低分子化合物。
在抗原识别过程中，免疫系统通过特异性的抗原受体（又称免疫受体）与抗原结合，识别出自身和非自身的物质。
免疫受体主要有两种类型：B细胞受体（BCR）和T细胞受体（TCR）。
BCR主要作用于获得性免疫的体液免疫应答，而TCR则参与获得性免疫的细胞免疫应答。
**抗原识别机制的研究方法**为了深入了解抗原识别的分子机制，科学家们使用了多种分子生物学的研究方法和技术。
其中，分子克隆技术被广泛应用于抗原受体的研究。
通过克隆和表达BCR或TCR的基因，科学家们能够获得大量纯净的受体蛋白，并对其结构和功能进行深入分析。
此外，越来越多的高通量测序技术被应用于抗原受体的研究，可以通过测序分析大量免疫细胞中抗原受体基因的多样性和可变性。
这些方法的应用为我们深入了解抗原识别机制提供了重要的工具和数据。
**BCR的抗原识别机制**BCR是B细胞上的抗原受体，它通过膜上抗原受体和溶解态抗原受体（分泌型抗体）两种形式参与免疫应答。
适应性免疫应答的特点及其机制
03
适应性免疫应答的机制
抗原识别与呈递
抗原识别
适应性免疫系统通过T细胞和B细胞表面的抗原受体（TCR和BCR）特异性识别抗原。
抗原呈递
抗原被抗原呈递细胞（如树突状细胞、巨噬细胞）摄取、加工并呈递给T细胞， 启动适应性免疫应答。
T细胞活化与增殖
T细胞活化
T细胞在识别抗原后，通过信号转导途径被活化，表达共刺激 分子和细胞因子受体。
效应T细胞和抗体通过各自的作用机制清除病原体，保护机体免受感染。
免疫调节
适应性免疫系统通过复杂的调节机制维持免疫应答的平衡，避免过度免疫应答对机体造成损伤。这些 调节机制包括细胞因子网络、免疫检查点、表观遗传修饰等。
04
适应性免疫应答的调控
免疫耐受的诱导与维持
克隆清除
在免疫应答过程中，针对自身抗原的免疫细胞克 隆会被清除，以避免自身免疫反应的发生。
适应性免疫应答的特点及其机制
目录 Contents
• 适应性免疫应答概述 • 适应性免疫应答的特点 • 适应性免疫应答的机制 • 适应性免疫应答的调控 • 适应性免疫应答与疾病的关系 • 适应性免疫应答的研究与展望
01
适应性免疫应答概述
定义与基本概念
适应性免疫应答是指机体在受到外来 抗原刺激后，通过特定的免疫细胞和 分子机制，产生针对该抗原的特异性 免疫应答。
免疫细胞与靶细胞的相互作用
如NK细胞可以通过识别靶细胞表面的应激配体，直接杀伤靶细胞；巨 噬细胞可以通过吞噬和消化病原体或凋亡细胞，清除体内的异物。
03
免疫细胞之间的相互作用
如DC细胞可以通过分泌细胞因子和表达共刺激分子等方式，激活初始T
细胞；Treg细胞可以通过分泌抑制性细胞因子和表达抑制性受体等方式，
医学免疫学复习重点
✪名词解释★问答题☆选择或填空✪医学免疫学：是研究免疫系统的结构和功能的科学，其阐明免疫系统识别抗原后发生免疫应答及其清除抗原的规律，并探讨免疫功能异常所致病理过程和疾病的机制。
免疫：指机体对自己和非己的识别与应答过程中所产生的生物学效应，在正常情况下，是维持机体内环境稳定的一种生理性功能。
☆免疫系统及其功能：免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫分子。
★功能可概括为：1免疫防御：防止外界病原体的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质。
免疫防御功能低下造成免疫缺陷病，应答过强造成超敏反应。
2免疫监视：随时发现和清除体内出现的非己成分。
免疫监视功能低下。
可能导致肿瘤的发生。
3免疫自稳：通过自身免疫耐受和免疫调节两种主要的机制来达到免疫系统内环境的稳定。
免疫耐受被打破将导致自身免疫疾病和过敏性疾病的发生。
★免疫的类型及特点：固有免疫是指个体长期发育和进化过程中逐渐形成的防御功能，是经遗传获得的，而并非针对特定抗原，属天然免疫，具有无特异性、无记忆性、作用快而弱等特点。
有非特异性效应细胞如中性粒、单核/巨噬、NK，以及血液中的效应分子如补体和细胞因子等。
适应性免疫是指个体发育过程中接触特定抗原而发生的反应，由后天获得，具有特异性、记忆性、作用慢而强等特点。
执行者是T细胞和B细胞。
☆中枢免疫器官包括骨髓、胸腺和腔上囊，外周免疫器官爆菊哦淋巴结、脾和MALT。
人体最大的外周淋巴器官是脾。
☆MALT不包括脾索。
☆淋巴细胞归巢现象的分子基础是淋巴细胞表面的归巢受体和内皮细胞表面相应的黏附分子（血管地址素）✪淋巴细胞归巢：淋巴细胞在循环过程中选择性的分布定居于外周淋巴器官或组织的特定区域称为淋巴细胞归巢。
✪淋巴细胞再循环：淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始的循环过程称为淋巴细胞再循环。
★淋巴细胞归巢的机制：淋巴细胞通过气归巢受体与HEV表面相应的地址素结合促使淋巴细胞黏附与HEV，并迁移至血管外。
不同淋巴细胞表达不同的归巢受体，与不同组织表达的地址素结合，促使不同淋巴细胞选择性的分布定居与淋巴器官和组织的不同部位。
第9章 B 细胞
第九章B淋巴细胞B淋巴细胞（B lymphocyte）简称B细胞，由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中的淋巴样干细胞分化发育而来。
成熟B细胞主要定居于外周淋巴器官的淋巴小结内。
B细胞约占外周淋巴细胞总数的20%。
B细胞表面的多种膜分子在B细胞的分化和功能执行中有重要作用。
B细胞不仅能通过产生抗体发挥特异性体液免疫功能，也是重要的抗原提呈细胞。
第一节B细胞的分化发育哺乳动物的B细胞是在中枢免疫器官——骨髓中发育成熟的。
骨髓中髓质基质细胞表达的细胞因子和黏附分子是诱导B细胞发育的必要条件。
B细胞在中枢免疫器官中的分化发育过程中发生的主要事件是功能性B细胞（抗原）受体（B cell receptor, BCR）的表达和自身免疫耐受的形成。
（一）BCR的基因结构及其重排BCR是表达于B细胞表面的免疫球蛋白，即膜型免疫球蛋白(membrane immunoglobulin, mIg)。
B细胞通过BCR识别抗原，接受抗原刺激，启动体液免疫应答。
编码BCR的基因在胚系阶段以分隔的、数量众多的基因片段（gene segment）的形式存在。
在B细胞的分化发育过程中，这些基因片段发生重排（rearrangement）和组合，从而产生数量巨大、能识别特异性抗原的BCR。
TCR和BCR的基因结构以及发生重排的机制十分相似，本节以BCR为例简述其基因结构和重排特征。
1．BCR的胚系基因结构Ig轻链和重链基因位于不同的染色体上。
人重链基因位于第14号染色体长臂，由编码可变区的V基因片段（variable gene segment）、D基因片段（diversity gene segment）和J基因片段（joining gene segment）以及编码恒定区的C基因片段组成。
人轻链基因分为κ基因和λ基因，分别定位于第2号染色体长臂和第22号染色体短臂。
轻链V区基因只有V、J基因片段。
轻重链每种基因片段是以多拷贝的形式存在，其中编码重链V区的V H、D H和J H的基因片段数分别为40、25和6个；编码κ轻链V区的Vκ和Jκ基因片段数分别为40和5个，编码λ轻链V区的Vλ和Jλ基因片段数分别为30和4个；重链C基因片段有9个，其排列顺序是5’-Cμ-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cα1-Cγ2-Cγ4-Cε-Cα2-3’（见图9-1）。
人类免疫系统的多样性与特异性研究
人类免疫系统的多样性与特异性研究人类免疫系统是一套高度复杂的生物系统，它能够对抗各种病原体侵入身体，保护身体免受损害。
人体内的免疫细胞系统可以在细菌、病毒、真菌、原虫等微生物入侵时逐一发挥作用，为身体提供最有效的保护。
在这套免疫细胞系统中，多样性与特异性是最为重要的两个特性，也是研究人类免疫系统的重要方向。
1. 多样性人类免疫系统中的多样性主要表现在抗原受体的多样性上。
抗原受体是一种能够识别病原体的分子，能够识别特定的病原体，并生成特异性的抗体来对应抗原。
在人体内，抗原受体的多样性极其丰富，能够识别不同种类的微生物。
而且，每个人体内的抗原受体都是不同的，存在差异，导致我们的免疫系统有一定的个体差异性。
研究多样性对于了解人类免疫系统在不同人群、不同地域、不同国家之间的差异性，明确人类免疫系统的演化规律有着重要作用。
在目前的研究中，科学家们发现，人类免疫系统在不同种族、不同地域的差异非常大。
特别是在抗原受体的多样性上，人类免疫系统表现出了非常大的个体差异。
因此，未来的研究需要重点关注多样性的内在规律，以期为人类健康提供更精确的保护。
2. 特异性人类免疫系统的特异性主要表现在抗体的特异性上。
抗体是一种高度特异性的蛋白质，能够与对应的抗原结合，形成特异性的抗体-抗原复合物，破坏和清除入侵的病原体。
每种抗体都具有高度特异性，能够识别特定的抗原，并形成针对性的反应。
这种特异性表现出了非常高的效率和精确度，为人体提供了高度保护。
在目前的研究中，科学家们主要关注免疫系统的特异性，以期发现人体内免疫细胞的“缺陷”，寻找改进治疗方法的途径。
目前，一些新型的癌症治疗手段，如CAR-T细胞治疗、T细胞受体治疗等，都是基于对免疫系统特异性的深入研究，找到体内存在的缺陷，以期使得治疗更加精准、高效和有效。
总体来说，人类免疫系统的多样性和特异性的研究对于人类健康和医学发展都具有非常重要的意义。
未来，我们需要通过系统、高效、精准的研究，深入了解人类免疫系统的多样性和特异性的内在规律，探讨免疫细胞系统的高效运作，在保障人类健康的同时也为人类医学的繁荣发展做出贡献。
医学免疫学考试精品题库：第十一章 淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生
第十一章淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生复习要点：1．了解BCR、TCR基因结构和发生重排的一般特点。
2．了解BCR、TCR多样性产生的机制。
一、单项选择题1．B淋巴细胞膜表面具有的抗原识别受体是A．TCR B．CR2 C．FcRD．CR1 E．BCR2．T淋巴细胞膜表面具有的抗原识别受体是A．FcR B．mIg C．BCRD．TCR E．CR13．受体基因重排的重组信号序列是★A．5核苷酸-间隔序列-9核苷酸B．7核苷酸-间隔序列-7核苷酸C．7核苷酸-间隔序列-9核苷酸D．7核苷酸-间隔序列-5核苷酸E．9核苷酸-间隔序列-9核苷酸4．受体基因重排时，重组信号间隔序列片段结合的规则是★A．13-23 B．12-23 C．13-25D．23-25 E．25-125．BCR的VH-DH-JH基因片段组合后编码的产物是★A．CDR1 B．CDR2 C．CDR3D．FR1 E．FR2二、多项选择题1．编码人BCR重链V区的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段2．编码人BCR κ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段3．编码人BCR λ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段4．编码人TCR α链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段5．编码人TCR β链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段6．编码人TCR γδ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段7．编码人TCR δ链的胚系基因有★A．V基因片段 B．D基因片段 C．J基因片段D．C基因片段 E．L基因片段8．抗体多样性形成的机制主要是★A．V区基因的多样性 B．V区基因片段的组合C．体细胞高频突变 D．V、D、J基因片段的连接E．重链基因和轻链基因的组合9．BCR重链V基因编码的产物是★A．CDR1 B．CDR2 C．CDR3D．FR1 E．FR2三、填空题1．BCR的VH-DH-JH基因片段组合后编码的产物是。
nk细胞抗原识别
nk细胞抗原识别
NK细胞是免疫系统的一种重要组成部分，具有在没有事先识别抗原的情况下识别和杀伤病原体和肿瘤细胞的能力。
NK细胞的抗原识别是通过多种受体和信号通路来实现的。
以下是NK细胞抗原识别的一些关键方面：
1. 受体多样性：
NK细胞表面上具有多种受体，包括激活受体和抑制受体。
激活受体通常与目标细胞上的识别抗原相结合，从而触发NK细胞的活化。
抑制受体则识别正常细胞表面的MHC （Major Histocompatibility Complex，主要组织相容性复合体）类分子，并防止NK细胞攻击自身细胞。
2. 缺陷MHC识别：
与T细胞不同，NK细胞不依赖于MHC分子来识别目标细胞。
这使得NK细胞能够识别和攻击缺陷MHC表达或已被病毒感染的细胞。
3. 激活信号：
当激活受体与目标细胞上的适当抗原结合时，NK细胞会接收激活信号，包括细胞间粘附分子的相互作用、信号转导通路的激活等。
这些信号导致NK细胞释放细胞毒性颗粒和分泌细胞因子，杀伤目标细胞。
4. 教育和自我容忍：
NK细胞在发育过程中接受教育，以学会识别正常细胞并不攻击它们。
这是通过抑制受体和自我抗原的识别来实现的，以确保NK细胞只攻击异常或感染的细胞。
总的来说，NK细胞的抗原识别是一个复杂的过程，涉及多个受体和信号通路的相互作用。
NK细胞的能力在免疫监视和抗病原体的免疫反应中发挥重要作用，尤其是在早期阶段，当其他免疫细胞尚未完全启动时。
这使得NK细胞在对抗感染和肿瘤发展中具有重要的免疫监视功能。
医学免疫学 抗原识别受体的基因重排及受体多样性的产生
多样性机制之三：基因片段结合处的变化
基因重排和轻重链随机组合理论上仅能 产生1.9x106个不同抗原特异性的抗体， 远远低于实际抗体数。基因片段在结合处 的变化大大增加了多样性。
多样性机制之四： 体细胞高突变（Somatic Hypermutation, SHM)
对抗体可变区的序列分析
抗体的亲和力成熟 (affinity maturation)
IFNg诱导组成性表达的蛋白酶体成免疫蛋白酶体 （immunoproteosome）
b1￫b1i (LMP2) b5￫b5i (LMP7) b2￫b2i (MECL-1) PA28a PA28b
免疫蛋白酶体更能将蛋白降解成抗原肽
免疫蛋白酶体将蛋白降 解成正确的C末端肽，它 们再被一些酶降解成可 提呈的肽
Aaron Ciechanover
Avram Hershko Irwin Rose
细胞用泛素(ubiquitin)/蛋白酶体(proteasome) 系统降解蛋白质
泛素是76个氨基酸组成的多肽，负责给要降 解的蛋白加上标签。
泛素加标签的步骤：
1、泛素末端羧基通过硫酯 键与泛素活化酶（E1)结合。
1. 单链DNA上的胞苷在 AID的作用下转变为尿苷， dC:dG形成 dU:dG错配
2. uracil-N-glycosylase （UNG)除去dU
3. APE1（脱嘌呤/脱嘧啶 核酸内切酶1）使DNA的一 条链形成缺口
4. Mismatch repair (MMR) 蛋白识别G-U错配碱基或 G-缺失碱基
三、TCR的基因结构和多样性的产生
BCR和TCR都是识别抗原，那么TCR的 基因结构和多样性的产生究竟是否和 BCR相似呢？
（1）TCR和BCR的相似之处
免疫学简答
简答1 免疫标记技术有哪些方法？答：免疫标记技术是将已知抗体或抗原标记上容易显示的物质，通过检测标记物，可反映有无抗原或抗体标记反应，从而间接测出微量的抗原或抗体。
常用的标记物有酶，荧光素，放射性同位素等，这种抗原或抗体上显示物所进行的特异性反应为免疫标记技术。
常见的方法：免疫荧光法，酶免疫测定，放射免疫测定法，化学发光免疫分析，免疫印记法，免疫PCR 法。
2 那些方法可以测定吞噬细胞的功能？答：吞噬细胞的功能测定：常用中性粒细胞进行检测，包括趋化功能测定和吞噬功能测定。
趋化功能测定：1Boyden小室法；2琼脂糖凝胶法；3 过氧化物酶测定法。
吞噬功能测定：1硝基蓝四氮挫实验2 荧光标记物实验3试述Ⅰ型超敏反应的发病机制？答：Ⅰ型超敏反应是由特异性IgE介导的，通过肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生和释放多种生物活性物质而引起的生理功能紊乱。
分致敏和效应两个阶段传述。
（1）致敏阶段：具有过敏体质个体接触变应原后产生IgE类特异性抗原，并与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上IgE FC段受体结合，使机体处于致敏状态。
（2）效应阶段：当处于过敏状态的个体再次接触相应的变应原时，变应原与结合在肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的特异性IgE结合，使肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生脱颗粒24和膜代谢改变，分泌多种生物活性介质，导致机体功能紊乱。
4 试述Ⅱ型超敏反应的发生机制答：Ⅱ型超敏反应是由针对组织细胞上抗原IgE和igm类抗原介导的通过激活补体，发挥调理作用和ADCC作用导致的组织损伤。
（1）组织细胞表面抗原的来源：1正常存在于血细胞表面的同种特异性抗原。
如ABO 血型抗原;2外源性抗原于正常组织之间具有的共同抗原；3感染和其他因素所导致改变的自身抗原；4结合在自身组织细胞表面的药物抗原表位或抗原抗体复合物。
（2）抗体与组织细胞表面上抗原结合，通过经典途径激活补体，发挥调理作用和ADCC 作用导致的组织损伤。
另外尚有刺激性Ⅱ型超敏反应，当机体与组织细胞上抗原结合后，不是造成组织损伤，而是刺激其功能，导致机体功能紊乱。
免疫学复习资料整理
免疫学复习资料整理●异嗜性抗原：存在于不同种属生物之间的共同抗原。
●免疫：是机体识别自己和非己，并排除抗原性异物的生理功能●抗原：是能刺激机体免疫系统发生免疫应答，并能与相应免疫应答产物特异性结合的物质。
●调理作用：指IgG抗体的Fc段与中性粒细胞、巨噬细胞上的IgG Fc受体结合，促进增强吞噬细胞增强吞噬的作用。
●抗体：由B细胞受抗原刺激后增殖分化成浆细胞，浆细胞分泌的一类能与相应抗原特异性结合的球蛋白。
●APC(抗原提呈细胞)：是具有摄取、加工、处理抗原，并将有效的抗原肽提呈给淋巴细胞的功能的一类细胞。
●细胞因子：指有多种细胞特别是免疫细胞经刺激而合成并分泌的一类具有多种生物学活性的小分子肽或糖蛋白●补体：存在于正常人和动物血清与组织液中的一组不耐热的、经活化后具有酶活性的蛋白质。
包括30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白。
故称补体系统。
●超敏反响：又称变态反响，是指机体对某些抗原初次应答后，再次承受相同抗原刺激时，发生的一种以机体生理功能紊乱或组织细胞损伤为主的特异性免疫应答。
●人工被动免疫：给人体注射含有特异性抗体的免疫血清或者细胞因子等制剂，使宿主迅速获得特异性免疫力，以治疗或紧急预防感染。
●人工主动免疫：将疫苗和类毒素等抗原物质接种于机体，诱导免疫系统产生特异性免疫抗体和或致敏细胞，从而预防感染●免疫应答：是机体受抗原刺激后，免疫活性细胞识别抗原，自身发生活化、增殖、分化，并产生免疫物质发挥特异性免疫效应的过程。
●穿插反响：某种抗原刺激产生的抗体，可与含有共同表位的其他抗原结合发生反响称为穿插反响或抗体与具有相同或相似表位的抗原之间的反响。
●淋巴细胞再循环：淋巴细胞在血液、淋巴液、淋巴器官和组织间周而复始的循环过程。
●同种异性抗原：又称同种抗原，指同一种属不同个体所具有的特异性抗原。
●免疫佐剂：与抗原同时或预先注入机体，可增强该抗原免疫原性或改变机体免疫应答类型的物质。
●ADCC：即抗体依赖的细胞介导的细胞毒素作用。
抗原识别受体的基因重排以及受体多样性的产生
Tonegawa的设想：
BCR胚系基因
X
经过重排的基因 X
XX X
X 限制性内切酶酶切位点
9
重排现象的实验证明
10
对小鼠胚系DNA和骨髓瘤细胞V和C基因的DNA 做序列分析，发现在重排后的V区和C区基因不 是直接拼接在一起的，由此发现了J (joining) 基因片段和D（diversity）基因片段。
七核苷酸－12/23核苷酸的随机序列－九核苷酸
17
转录方向相同的VJ是主 要形式，环出的片段形 成signal joint，保留在 染色体上的片段形成 coding joint.
18
V区基因的重组由几种V(D)J重 组酶协调完成，负责剪切和连 接工作。
RAG1/RAG2：重组活化基因 Ku70/Ku80：DNA修复因子 DNA-PK：DNA依赖蛋白激酶K Artemis：核酸酶 TdT：末端脱氧核糖核酸转移酶 DNA ligase IV：DNA连接酶IV XRCC4：DNA修复蛋白
抗原识别受体的基因重排 以及受体多样性的产生
1
淋巴细胞抗原识别特点： T、B细胞都用其抗原识别受体识别抗原
B细胞：B cell receptor (BCR) T细胞：T cell receptor (TCR)
2
究竟什么样的病原微生物能够突破机体 的天然免疫屏障并不能预料。为了能够防御 所有可能的病原微生物的感染，特异性免疫 应答系统必须形成一个巨大的抗原受体库， 以便能够识别所有可能的外来抗原物质。
22
SHM在抗体的可变区发生
小鼠和人类的SHM的频率是10-5至10-3，比其他 基因的自发突变高1百万倍。 为什么能够发生高频突变？
需要AID (Activation-induced cytidine deaminase， 活化诱导激活的胞嘧啶核苷脱氨酶)
山东大学医学免疫学习题
第一章免疫学发展简史及其展望一、名词解释1.免疫（immunity）2.免疫学（immunology)3.固有免疫（innate immunity）4.适应性免疫（adaptive immunity）5. 反向免疫学（reverse immunology）二、单项选择题1．在现代免疫学中，免疫的概念是指机体免疫系统具有A. 发现并排除有毒因子的能力B. 识别和排除抗原性异物的能力C. 抵抗并清除传染性因子的能力D. 发现和消除恶变细胞的能力E. 发现并清除体内衰老细胞的能力2．接种牛痘预防天花开始于A. 1897年B. 1789年C. 1798年D. 1879年E．1721年3. 免疫防御、免疫监视、免疫耐受和免疫调节是A. 免疫学的四大内容B. 免疫细胞的四大功能C. 免疫器官的四大功能D. 免疫系统的四大功能E. 免疫分子的四大功能4．免疫防御是指机体能A. 对抗病原体的侵害并中和其毒性产物的作用B. 清除衰老和损伤的细胞，维持体内环境平衡的作用C. 监视并清除体内突变细胞的作用D. 对抗原性异物表现出无反应性的状态E. 对自身抗原表现出无反应性的状态5．免疫监视是指机体能A. 参与机体整体功能的调节B. 对抗原性异物表现出无反应性的状态C. 对抗病原体的侵害并中和其毒性产物的作用D. 监视并清除体内突变细胞的作用E. 对自身抗原表现出无反应性的状态6. 免疫对机体A．有利B．有害C．有利又有害D．无利也无害E．正常情况下有利，某些条件下有害7．以下哪位学者提出了克隆选择学说？A．Jenner B．Burnet C．Owen D．Koch E．Pasteur8．以下哪项叙述是错误的？A．固有免疫应答不经历克隆扩增B．T细胞可直接识别游离的多肽C．B细胞可直接识别可溶性抗原D．T细胞的充分活化需要APC和细胞因子的辅助E．B细胞的充分活化需要T细胞和细胞因子的辅助9．免疫学成为一门独立学科的标志是A．接种"人痘”预防天花B．接种"牛痘”预防天花C．抗原刺激机体产生免疫应答D．抗体的发现E．免疫耐受的发现10．以下哪项内容不属于免疫学科形成时期的研究内容？A．减毒活疫苗的发现B．抗体的发现C．接种牛痘预防天花D．克隆选择学说的提出E．免疫耐受的发现11．以下哪项叙述是错误的？A．抗体是四肽链结构B．抗体是免疫球蛋白C．感染者血清中的"杀菌素”为最早发现的抗体D．抗体是抗原刺激后，B细胞转化为浆细胞产生的E．B细胞产生抗体不需要T细胞辅助12. 哪位学者在异卵双生的小牛中首先观察到了免疫耐受现象？A．Burnet B．Owen C．Medawar D．Landsteiner E．Jenner13. 哪位学者提出鸡的腔上囊是抗体生成细胞的中心？A．Glick B．Miller C．Good D．Gershon E．Coons14. 哪位学者提出了细胞免疫学说？A．Warner B．Mitchison C．Metchnikoff D．MitchellE．Claman15. 参与适应性免疫的细胞是A．NK细胞B．NKT细胞 C．αβ+T细胞D．γδ+T细胞E．B-1细胞三、X型题1．固有免疫应答细胞包括A．T淋巴细胞B．单核-巨噬细胞C．B淋巴细胞D．NK细胞E．中性粒细胞2．适应性免疫应答细胞包括A．T淋巴细胞B．单核-巨噬细胞C．B淋巴细胞D．NK细胞E．中性粒细胞3．免疫系统的基本功能是A．免疫防御功能B．免疫监视功能C．免疫耐受D．免疫调节E．以上都不对4．关于固有免疫与适应性免疫的叙述，下列哪些是正确的？A．固有免疫比适应性免疫发挥作用快B．固有免疫比适应性免疫发挥作用强C．固有免疫具有非特异性，但无记忆性D．适应性免疫具有特异性和记忆性E．固有免疫在防止再次感染中无作用5．免疫学可应用于哪些项目？A．预防传染病B．治疗肿瘤C．治疗慢性传染病D．妊娠确诊E．ABO血型定型6．以下哪些内容属于现代免疫学时期的研究内容？A．超敏反应B．DNA疫苗C．自身免疫病D．凋亡E．完全人源抗体7．现代免疫学时期，免疫学理论研究包括哪些内容？A．抗原识别受体多样性的产生B．抗原的结构与抗原的特异性C．信号转导途径的发现D．造血与免疫细胞的发育E．抗体是免疫球蛋白8．现代免疫学时期，免疫学应用研究包括哪些内容？A．单克隆抗体技术的广泛应用B．基因工程制备重组细胞因子C．免疫细胞治疗D．显微镜技术的应用E．完全人源抗体9．21世纪免疫学的研究手段包括A．cDNA微阵列法B．蛋白质组学C．生物学信息学D．转基因动物E．基因敲除10．免疫应答不适宜导致的免疫性疾病为A．超敏反应B．粒细胞功能缺陷C．自身免疫病D．肿瘤E．AIDS四、问答题1. 简述现代免疫的概念及其主要功能。
备课素材知识点：抗原受体多样性的原因 高中生物人教版选择性必修1
抗原受体多样性的原因2019版高中生物学选择性必修一说，一种抗体只能与一种抗原结合：因此，人体内抗体以及淋巴细胞接受抗原的受体种类多种多样。
那么，淋巴细胞接受抗原的受体种类多种多样的原因是什么？人体内数以百万计的抗原受体是怎样产生的？在我们身体周围有无数抗原，淋巴细胞为什么在抗原未侵入前就已具有数以百万计的不同的抗原受体来对付这类威胁呢?现在的免疫理论认为这是由于淋巴细胞内有关的基因随机重新组合的结果。
一个人的全部T淋巴细胞和B淋巴细胞的基因都是相同的，其中包括为抗原受体编码的基因。
但是在细胞成熟过程中，由于抗原受体编码的基因中的不同部分随机地移动(重新组合)，可以造成数以百万计的重排。
对于一个T细胞或一个B细胞，这种随机度排的过程只产生一种基因，它编码出一个抗原受体，这个受体只能识别一个抗原。
但一个人就会有10以上不同抗原受体的淋巴细胞。
当一种抗原入侵时，只有一种基因型的淋巴细胞的受体能识别入侵抗原的“非我”标志的特定结构，并与之结合。
这种淋巴细胞被激活后产生一个免疫学上同一的克隆(克隆就是遗传学上相同的细胞群体)来对抗这种抗原。
这便是免疫学上的特异性的分子和细胞基础。
在一次对付一种抗原的免疫应答中并不是全部克隆出来的T淋巴细胞和B淋巴细胞都消耗干净，而是有部分保留在血液循环中成为记忆细胞。
以后一旦遇到同一抗原，这些记忆细胞便会更快速更大规模地增殖，作出强有力的反应。
例、下列关于人体内T淋巴细胞的叙述，正确的是A．每一种T淋巴细胞表面带有能识别多种抗原的受体B．T淋巴细胞在骨髓中产生并成熟，且能分泌抗体C．辅助性Ｔ细胞受抗原刺激后分化形成效应细胞Ｔ细胞，然后与靶细胞接合，将抗原消灭D．既能进行细胞免疫，又参与体液免疫，并与Ｂ淋巴细胞在功能上互相协调解析：每一种T淋巴细胞只能特异性识别一种抗原，A错误；E 淋巴细胞在骨髓内产生，在胸腺内成熟，且不能分泌抗体，B错误；辅助性T细胞受抗原产生淋巴因子，作用于B细胞，使B细胞在抗原刺激下增殖分化，C错误；T细胞细胞既参与体液免疫也参与细胞免疫，D正确。
抗原识别受体多样性的产生和T、B淋巴细胞的发育
（2) 多样性机制之二：重链轻链随机组合
k链：40（Vk）x 5（Jk）= 200个Vk l链：30（Vl）x 4（Jl）= 120个Vl 重链：65（VH）x 27（DH）x 6（JH）= 11000个VH
理 论 上 将 产 生 11000x(200 ＋ 120)=3.5x106 个 不 同 抗原特异性的抗体，实际上要少一些。因为并不是 所有的V基因都以同样频率使用，并不是所有的轻链 重链配对都能成功。
人免疫球蛋白胚系基因图
l轻链基因位于22号染色体上，k轻链基因位于2号染色体上， 重链基因位于14号染色体上。 V区基因和C区基因。V、D、J基因片段。 信号肽L(leader)将各条肽链导入内质网腔后被切去。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1987 “For his discovery of the genetic principle for generation of antibody diversity"
（3）多样性机制之三：基因片段结合处的变化
仅仅通过基因重排和随机组合，理论上只能 产生3.5x106个不同抗原特异性的抗体，实际上 抗体的数目要远远多于这个数字。
抗体多样性主要由CDR体现，其中CDR3在三个高变区 中的变化最大。CDR1和CDR2由V区基因编码，CDR3在轻 链中是由V基因片段和J基因片段的连接处编码的，在重 链中是由D基因编码的。
纯系三组BALB/c小鼠免疫 抗原后对特异性抗体可变 区的序列分析
抗体的亲和力成熟 (affinity maturation)
（5）重排和高突变的发育控制
重排：抗体基因片段在 与抗原无关的情况下装 配起来，这样的抗体对 抗原具有低亲和力。
淋巴细胞抗原识别受体的编码基因及多样性的产生
3. 体细胞高频突变造成的多样性
前两种机制是源自B细胞发生时重排，是 作用于种系基因片段上的。 而体细胞高频突变作用在已成熟的B细胞 （重排过的V基因上），它发生于抗体刺 激后，次级淋巴器官发生中心，主要方式 是点突变，使和抗原结合能力改变。
二、TCR 1. 多样性机制基本上与BCR类似，但也有 其它特点：
三、BCR（膜型Ig）和分泌型Ig 1. B细胞发生过程中，开始膜上表达IgM， 进入外周时共表达IgM和IgD，以后可 以转换为其它类别的Ig。 2. 分泌型Ig可以有多聚体形式，是形成分 泌型还是膜型Ig，是在转录加工中造成 的，在C区最后一个外显子后，还有其 它外显子分别编码分泌型Ig和膜型Ig的 羧基端，经转录加工后，可分别表达膜 型或分泌型。
（12） （3） （1） （2） （1）
二、淋巴细胞分化成熟过程中抗原受体基 因的重排 1. TCR、BCR重排方式是一致的，包括识 别V、(D)、J基因片段两侧的保守序列， 切断及修复DNA。这保守序列称为重组 信号序列。 2. 重排和重组信号序列
基因片段的组合连接是和重组信号序列 （recombination signal sequence, RSS）有 关，其结构为七聚体-间隔序列-九聚体。
第十二章 淋巴细胞抗原识别受体的编码基 因及多样性的产生
BCR即膜Ig（mIg），四链结构；TCR 由两条肽链组成，即αβ或γδ链。 肽链包括可变区（V）和恒定区（C）。 研究证明V基因实际上是由少数原先分 隔的胚系基因片段，在淋巴细胞发生 过程中通过重排过程的组合、拼接而 成，从而产生巨大数量特异的抗原受 体以识别不同的抗原。
2. 抗原受体的胚系基因结构 BCR胚系基因结构：
H链：
5’ H— D — JH — C-Cδ-Cγ3-Cγ1-Cα1-Cγ2-Cγ4-Cε-Cα23’ V （65） （27）（6） （9个功能性C基因）
免疫学复习题
第三章抗原（一）抗原：指能与TCR/BCR或抗体结合，促使其增殖、分化，产生抗体或致敏淋巴细胞，并与之结合，进而发挥免疫效应的物质。
1.免疫原性——刺激机体产生免疫应答，包括产生抗体或致敏淋巴细胞的能力。
2. 抗原性——指与抗体或致敏淋巴细胞在体内外发生特异性结合的能力同时具有免疫原性和抗原性的物质称为免疫原，又称完全抗原，即通常所说的抗原。
（蛋白质、细菌、病毒）；只具有与抗体结合的能力（即抗原性），而单独不能诱导抗体产生（即免疫原性）的物质称半抗原(hapten）。
（多糖、类脂、药物）能使半抗原变成完全抗原的物质称为载体。
(大分子蛋白质、非抗原物质) 常用载体：BSA（牛血清蛋白）；OV A（卵清蛋白）；BGG（牛血清丙种球蛋白）。
第一节抗原的异物性与特异性一、抗原的异物性二、抗原的特异性特异性是指物质之间的相互吻合性或针对性、专一性特定抗原刺激机体产生特定的抗体或致敏淋巴细胞（免疫原性的特异性）；特定的抗体或致敏淋巴细胞只能与刺激它产生的抗原结合（抗原性的特异性）A B；B+A AB。
抗原的特异性主要是由抗原决定基的特性所决定。
抗原决定基指抗原分子中决定抗原特异性的特殊化学基团，是与TCR / BCR或抗体特异结合的基本结构单位，也称表位。
通常一个抗原性物质含有一个或多个不同的抗原决定基，每种抗原决定基仅具有一种抗原特异性。
一个抗原决定基的特异性由组成它的所有残基共同决定。
抗原决定基的类型•构象决定基——序列上不相连的多肽或多糖等物质，由空间构象形成的决定基，见于BCR或抗体识别的决定基，位于分子表面•顺序决定基——一段序列连续的氨基酸片段，位于分子内部在初次与再次免疫应答时，半抗原须结合在相同的载体上，才能产生抗半抗原的抗体，此现象称为载体效应。
载体本身也具有特异性，一个完全抗原分子必须既具有载体决定基也具有半抗原决定基。
半抗原主要为B细胞所识别，决定抗体的特异性；载体则主要为T细胞所识别，与细胞免疫应答和再次免疫有关。
免疫系统的适应性与多样性
免疫系统的适应性与多样性免疫系统既是人体最重要的防御系统之一，也是最神奇的系统之一。
它可以检测、辨认和攻击体内外的病原体，保护人体免受感染和疾病的侵害。
其神奇之处在于，它能够不断地适应新的病原体，保持着高度的多样性和灵敏性，从而不断地增强人体的免疫力。
免疫系统的适应性免疫系统的适应性表现在两个方面：一是在面对新的病原体时，能够迅速产生有效的免疫应答；二是在面对同一病原体时，能够迅速产生更加强大的免疫应答。
当人体受到感染时，免疫系统中的B细胞和T细胞会受到活化，并开始分泌特异性抗体和产生特异性细胞免疫应答。
这些抗体和细胞免疫因子可以直接杀灭病原体或阻止其进一步感染，从而保护人体不受病原体的侵害。
此外，免疫系统还能够产生免疫记忆，即针对某一特定病原体的免疫细胞会留存在人体内部，以便在下一次相同的感染事件发生时更快更有效地应对。
免疫系统的适应性是由两个基本过程来实现的：克隆选择和亲和力成熟。
克隆选择是指B细胞或T细胞在发育过程中，只会选择那些能够识别并应对某一特定抗原的克隆细胞进行进一步分化和扩增。
亲和力成熟则是指在克隆选择中，那些能够更好地结合和中和病原体的B细胞和T细胞会优先被选择并得到进一步的扩增。
免疫系统的多样性免疫系统的多样性表现在两个方面：一是克隆多样性，即免疫系统中的克隆细胞具有高度的多样性和复杂性；二是抗原多样性，即免疫系统能够应对多种不同的病原体和疫苗抗原。
克隆多样性是指免疫系统中存在大量不同的克隆细胞，每个克隆细胞都具有独特的抗原受体和表型特征。
这些克隆细胞的种类和数量非常之多，估计达到了10的15次方以上。
这种高度的克隆多样性是由基因重组和突变等机制所导致的，即每个克隆细胞的抗原受体基因都是通过基因重组从杂合细胞的不同基因片段中随机组合而成的。
这样的机制保证了每个克隆细胞具有不同的抗原受体，从而能够识别不同的抗原。
抗原多样性则是指免疫系统能够应对多种不同的病原体和疫苗抗原。
一个病原体可能会具有多个不同的抗原表位，每个表位都可以被免疫系统中的不同克隆细胞所识别。
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CHEN ZONGDE DEPARTMENT OF MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY BASIC MEDICAL SCIENCE COLLEGE OF ZHENGZHOU UNIVERSITY
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提出两个问题：
1. 在体内，具有特异性识别抗原表位的分子有哪些？
• V基因：人类约有 90 个基因片段，其中有 60个功能性 基因片段
• J基因：人类有 5 个基因片段， V 与 J 基因片段重组后，编码
链 V 区的 CDR1 和 CDR2 区，V 与 J 基因片段的连 接处编码 CDR3 区
• C基因：只有一个基因片段，编码 链的 C 区
35Kb
300Kb
IGK （位于染色体 2p12-p11）
IGKV (>90)
V V V V V V V V
IGKJ(5)
J J J J J
GKC(1)
K
IGKV 异位基因(11) 着丝粒
V V V V
>1.85M b
0.85M b
IGL （位于染色体 22q11）
IGLV (60)
V V VPREB1/2 V V
• VH基因：以鉴定出119个，其中有65个功能性基因片段。编码VH N端
96 ~ 101个氨基酸（包括：CDR1、CDR2 和三个骨架区）
• DH基因：人类有30个功能性D基因片段，可编码5 ~ 9个氨基酸，构成 VH功能区的CDR3 • JH 基因：人类有 9 个基因片段，其中有 6 个功能性基因，编码15 ~ 17 个氨基酸，构成VH功能区的部分 CDR3 和第四个骨架区 • C 基因： 人类有 9 个基因片段，从 5 起分别为 C、C、C3、C1、 C1、C2、C4、C、C，除外，其他8个片段的5 端各有
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Igl 基因：V、J、C基因片段
• Vl基因：含 50 ~ 100 个基因片段，其中有 30 个功能性基因片段
IGLJ (7) 与 IGLC(7) 交替排列
J1 L1 J2 L2 J3 L3 J4 L4 J5 L5 J6 L6 J7 L7
IGLL 基因座(3)
IGLL1 IGLL2 IGLL3
800K b
14K b
60K b
670Kb
30Kb 150Kb
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Ig H基因：V、D、J、C基因片段
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抗
酸相 残应 基位 的置 变上 异氨 率基
50
体
分
CDR3
子
的
多
样
性
40
30 20 10 0
CDR1
CDR2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 Igl 链 的 氨 基 酸 序 列
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BCR/Ig基因结构
H链基因： 位于第14号染色体长臂上，由V、D、J、 C 四种基因片段组成 链基因： 位于第2号染色体的短臂上，由V、J、C三种基因片段组成 l链基因： 位于第22号染色体上长臂上，由V、J、C三种基因片段组成
人BCR的功能性基因片段数
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BCR基因的特殊性
免疫球蛋白基因在基因组中以基因簇（gene clusters ) 的形式存在。在 B 细胞发育和成熟的过程中Ig基因首 先在DNA水平上进行重排，然后得以表达，B 细胞也 由此得以继续发育。
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结合的自身抗原产生应答
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抗体/免疫球蛋白（antibody/immunoglobulin) B细胞受体（B cell receptor,BCR) T细胞受体（T cell receptorARTMENT OF MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY BASIC MEDICAL SCIENCE COLLEGE OF ZHENGZHOU UNIVERSITY
• Jl和Cl基因：有7个Jl-Cl基因位点，其中有4个功能性基因组。
Vl和Jl重组后编码CDR1、CDR2、CDR3
• VpreB和IgLL基因:分别在B细胞发育早期编码PreBCR(Vpre/IgLL)
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BCR与TCR的立体结构
BCR
TCR
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TCR分子的基因结构
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陈宗德
郑州大学基础医学院微生物学与免疫学教研室
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免疫细胞（ immunocyte ）
是指参与免疫应答或者与免疫应答有关的细胞
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BCR及TCR分子的结构
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Ig、BCR、TCR结构示意图
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B细胞和T细胞受体多样性的特点
TCR 分 子 的 多 样 性
酸相 残应 基位 的置 变上 异氨 率基
50
40 30 20 10
CDR3 CDR2 CDR1
0
0
10
20
0
40 50 60 TCR Va 区氨基酸序列
70
80
90
100
110
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要点
1. 免疫细胞的发育及抗原受体的表达 2. TCR/BCR基因结构以及抗原受体的多样性机制
3. TCR/BCR在T/B淋巴细胞发育中的作用
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免疫细胞的种类
• 固有免疫细胞: 造血干细胞、中性粒细胞、单核巨噬细胞、嗜酸
性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、树突状细胞、NK细胞、
NK T细胞、 T细胞、B1细胞
• 特异性免疫细胞: T淋巴细胞、B淋巴细胞 T、B淋巴细胞表面具有抗原受体，识别抗原后能活化、增殖分 化，介导特异性免疫应答，又称其为免疫活性细胞 （ immune compentent cell，ICC）
成熟的T细胞的特征
• 功能性 TCR的表达: 成熟 T 细胞可表达 TCR 分子 , 赋予特异性 识别抗原的能力
• T 细胞识别抗原受 MHC 限制: TCR不仅特异性识别经APC 处理
过的抗原肽，而且须同时识 别与抗原肽结合的MHC分子
• T 细胞对自身抗原具有耐受性: 一般不对自身 MHC分子或是与之
T、B 淋巴细胞抗原受体，具有一个细胞克隆表
达一种受体的特性。人体内淋巴细胞克隆总数达 1012
以上，因此淋巴细胞识别抗原具有多样性。