普通生物学_11免疫系统与免疫功能

免疫在实际生活中的应用
免疫生物制品——向人体提供特异的或非
特异的免疫能力。注射含抗体成份的抗血 清，使人体“被动地”获得特异的或非特 异的抵抗能力。作用快，持续时间短 • 抗狂犬病毒血清 • 抗乙肝病毒血清 • 抗破伤风毒素血清
抗体清除抗原的机理
抗体与抗原形成特异结合，再通过下列反应消灭抗原： 中和反应：抗体结合抗原以便吞噬细胞吞噬 聚集反应：抗体是双价的，可以使抗原聚集，以 便吞噬 沉淀反应：抗体结合后，使可溶性抗原大分子沉 淀，以便吞噬
中和反应
聚集反应
沉淀反应
体液免疫应答的一般规律
• 初次免疫应答（Primary immune response）
环。
免疫细胞
自然杀伤性细胞
• 自然杀伤性淋巴细胞（Natural killer cell）：简 称 NK细胞 • 细胞中等大小，胞质中有大小不一的颗粒，电镜下 可见此种颗粒为溶酶体，此外还有较多的线粒体， 故NK细胞又称大颗粒淋巴细胞，血液内约5％的淋巴 细胞是NK细胞
• NK细胞不需抗原激活，可杀伤肿瘤细胞和病毒感染
每个喷嚏可产生100万个泡沫微粒
H7N9禽流感病毒
• 高致病性禽流感病毒借助病毒表面的血凝素，与 呼吸道上皮细胞受体结合，又借助神经氨酸酶作 用于核蛋白的受体，在核内组成可溶性抗原，并 渗出至胞质周围，复制子代病毒
天花病毒 (Pox virus)
天花发病过程
3天
5天
7天
天花在欧洲的传播
主动免疫
• 效应T细胞发挥细胞毒作用并产生淋巴因子，消灭 抗原，执行细胞免疫作用 • 浆细胞合成并分泌抗体，杀灭或破坏抗原物质， 完成体液免疫作用
细胞免疫
T细胞是细胞免疫的主要细胞，由T细胞直 接完成免疫反应 病原体直接进入到体细胞，增殖后再感染 其他体细胞时，T细胞免疫起关键作用
直接对入侵的病原体、被病原体感染的细
胞和癌细胞、器官移植的异体细胞起作用
A T-cell (orange) killing a cancer cell
细胞免疫
自然杀伤性细胞
骨髓干 细胞 胸腺 杀死抗体结 合的细胞
胞毒T细胞
T细胞 前体
杀死靶细胞
结合抗原呈递细胞
分泌细胞因子
体液免疫
体液免疫：指B淋巴细胞在抗原刺激下活 化、增殖为浆细胞产生抗体所发生的特异 性免疫效应的过程 病原体侵入血液、淋巴液或组织液时（即 细胞外），体液免疫起关键作用
淋巴细胞
白细胞中的淋巴细胞在特异性免疫应答中起着重
要的作用。
从功能上分为：
T 淋巴细胞：与细胞免疫有关，起源于骨髓中
的淋巴干细胞，在胸腺增值分化发育成熟。血
液中的淋巴细胞75%是T细胞
B 淋巴细胞：与体液免疫有关，起源于骨髓中
的淋巴干细胞，在骨髓处发育成熟，血液中
10-15%淋巴细胞是B细胞
T 细胞
细胞毒性T细胞（Cytotoxic T cell)：受抗原激活后
可大量增殖，是产生细胞免疫的主要效应细胞，通常
所称的T细胞即指这种细胞毒T细胞
辅助性T细胞(Helper T cell)：胞体小，数量较多，
细胞器不发达，它能协助T细胞或B细胞识别抗原，引
起和增强免疫应答
抑制性T细胞(Suppressor T cell)：体积略大，数量
D：温度反应
巨噬细胞与入侵的微生物相遇会释放出一种调
节因子－白细胞介素1 • 白细胞介素 1和细菌外毒素致热原随血管循环 到脑的下丘脑部位，升高正常的温度调节点， 导致发热，发热刺激机体的吞噬作用
• 但，过高体温会有致命危险
淋巴系统在抗感染时的决定作用
淋巴系统：包括分布广泛的各种淋巴管和淋巴器官
淋巴液：组织液进入淋巴管就称为淋巴液，也叫淋
动物机体的三道防线
非特异性免疫
第一道防线
皮肤 粘膜 分泌物
特异性免疫
第三道防线
淋巴细胞 （细胞免疫）
第二道防线
吞噬细胞、NK细胞 抗菌蛋白 炎症反应
抗体（体液免疫）
温度反应
人体对抗感染的非特异性防卫
人体对病原体的第一道防线—体表的屏障
屏障结构－皮肤与粘膜:物理屏障、化
学防御
• 机械的阻挡和排出
• 分泌物中化学物质有局部抗菌作用
较少，含有较多的线粒体和溶酶体，能抑制免疫应答
，与辅助性T细胞共同调节免疫应答的强弱
B 细胞
B细胞可分化为两类细胞：
• 浆细胞（Plasma cell ）：可高效合成、分
泌抗体，成为长时间、持续性提供高亲和 力抗体的来源 • 记忆性B细胞(Memory B cell)：部分B细胞 可分化为记忆性B细胞，参与淋巴细胞再循
巴，淋巴在淋巴管内的流动靠骨骼肌的收缩
淋巴器官：包括骨髓，淋巴结，脾脏，胸腺
红骨髓是各类血细胞的发源地，儿童时骨骼中
主要都是红骨髓，成人主要是头骨、胸骨、肋 骨、锁骨、骨盆和脊柱中保留红骨髓 淋巴结中含有淋巴细胞和巨噬细胞，巨噬细胞 可以吞噬流经的细菌及细胞碎片
人体的淋巴系统
右淋巴导管 腺体 扁桃体 胸导管 淋巴结 胸腺 脾脏 派尔集合淋巴结 （肠淋巴结） 骨髓
Chapter 11
免疫系统与免疫功能
什么是免疫
• 免疫(Immunity):是指机体识别和排除抗原 性异物，保护机体不受外来侵害的特性 • 自然免疫 (Natural immunity) 先天性免疫 (Innate immunity) 非特异性防御 (Nonspecific defense) 获得免疫 (Acquired immunity)
胎盘的Ig，新生儿抗感染抗体、参与自身免疫、超敏
反应
• IgM：合成最早 ，分子量最大，具有强大的调理、激
活补体及杀菌吞噬作用，参与自身免疫、超敏反应 • IgA ：存在于乳汁、唾液及外分泌液中，进入黏膜表 面，中和感染因子，因此为粘膜局部免疫，母乳中含 量最多
• IgE：引起速发型过敏反应
• IgD：功能不明
• 正常菌群的拮抗作用
泪液
呼吸道 粘膜
皮肤上皮
人体对病原体的第二道防线—体内非特异性wenku.baidu.com应
A：局灶性炎症反应
破损细胞释放 组织胺
炎症局部出现红、 肿、热、痛
白细胞吞噬 细菌
人体对病原体的第二道防线—体内非特异性反应
B：补体系统（补体-抗菌蛋白）
• 补体：是存在于正常人和动物血清中的一组（约 20
种）非特异性血清蛋白，主要是β及γ 球蛋白,它
主要对细胞外的病原体和毒素
抗体
抗体（Antibody）是机体免疫系统受抗原刺激后产
生的，并能与相应抗原特异性结合的球蛋白。主要存
在于血清中，也存在于淋巴液及外分泌液中 按照结构与功能的差别分成IgM，IgG，IgD，IgA和 IgE五类（Ig，immunoglobulin，免疫球蛋白 ） 抗体本身并不直接杀死入侵的病原物，它是通过活
特异性免疫 (Specific immunity)
抗原
• 抗原(Antigen):是一种能诱发机体产生特异
性免疫反应的大分子物质，如蛋白质、多糖
• 在自然界中抗原分布很广，如细菌、病毒、 组织细胞、血细胞、血清蛋白、毒素、花粉 等都含有抗原
冠状病毒模型
冠 状 病 毒 体 所 携 带 的 抗 原
的细胞，故在抗肿瘤中起重要作用
免疫应答的特点
专一性（特异性）：识别清除特定的病原 体 记忆性：记忆性的来源是因为激活后的免 疫细胞中一部分变成记忆细胞，一旦相同的
病原体侵入时，记忆淋巴细胞可以快速发起
Question: 细胞免疫有记忆性吗？ 攻击，清除病原体
免疫应答的特异性与记忆
淋巴细胞识别入侵病原体
淋巴细胞识别病原体依赖于人体细胞膜上的主要 组织相容性复合体（Major histocompatibity complex，MHC） 人的MHC称为人白细胞抗原（Human Leukocyte Antigen，HLA），HLA编码产生的组织相容性分子 ，分为I、II类抗原—人体细胞的“自我”标志 MHC-I和MHC-II除了结构有异外，它们的主要区别 是在免疫应答中激活机制和效果不同
：病原体初次侵入机体所引发的应答
• 二次免疫应答（ Secondary response ）：初 次应答的晚期，再次遭遇相同抗原刺激，记 忆性淋巴细胞可迅速、高效、特异地产生的 应答
初次免疫应答
机体初次接触适量抗原刺激,需7-10天出现
血清抗体 特点：①潜伏期长（1—2周）,抗体产生慢 ②IgM先出现，亲和力低 ③产量低，维持时间短
Question: 抗体直接杀死抗原吗？ 化互补的蛋白质系统和作为分子标记而使病原体成为
免疫细胞攻击的目标，最终使病原体分解
抗体的结构
二硫键 抗原结 合位点
轻链 可变区 恒定区 Question: 可变区和恒定区对于抗 重链 体而言有什么意义？
抗体的种类与功能
• IgG：血清含量最高（75%），分子量最小，唯一通过
• 在T细胞和B细胞分化增殖过程中，有少数细胞中途停
下来，成为有保存抗原信息的记忆细胞，体积小，寿
命长，当同种抗原再次入侵时，记忆细胞能迅速转化
和增殖，以引起更强的免疫反应，因此，记忆细胞可 使机体较长期地保持对某种抗原的免疫力
效应阶段
效应阶段：免疫活性细胞发挥免疫功能的阶段 （细胞作用和释放产物）
特异性免疫的过程
感应阶段：识别异己 反应阶段：淋巴细胞增殖
效应阶段：效应细胞、记忆细胞
感应阶段
感应阶段：是对抗原的识别处理阶段
• 进入机体的抗原，除少数可溶性物质直接作用于 淋巴细胞外，大多数要经过巨噬细胞摄取、处理 后传递给淋巴细胞，使相应的淋巴细胞得以识别 抗原 •Question: 处女型B细胞或 T细胞识别抗原时，一般尚需辅助 B细胞或 T细胞可以直接识别抗原
C：干扰素
• 干扰素：具有广谱的抗病毒作用。
脊椎动物的细胞内存在有合成干扰
素的基因，病毒感染后会诱导机体
产生干扰素
• 作用：抑制病毒复制增殖
干扰素的作用机理示意
受感染细胞 核中干扰素 基因表达
表达抗病毒蛋白 阻止病毒在细胞 产生干扰素活化相邻细胞 中复制和增殖
人体对病原体的第二道防线—体内非特异性反应
通过注射、口服等方法使人体摄入抗原类或抗
体类物质，使人体增强对外来入侵的免疫能力，
称为人工免疫
• 卡介苗——经过处理，变成弱毒或无毒的活的结
核杆菌 • 白百破疫苗，伤寒疫苗——经过处理的死菌体 • 脊髓灰质炎疫苗——减毒的脊髓灰质炎病毒
1880年，法国Louis Pasteur 发明了鸡霍乱弧菌减毒疫苗 （Attenuated vaccine）
阑尾
淋巴结的结构
特异性反应（免疫应答）— 第三道防线
特异性免疫：是生物体在与外来侵害物作用之后才
获得的免疫性。这种获得的免疫性对诱发的抗原
有特异性，所以又称获得的特异性免疫
免疫应答：抗原进入机体刺激免疫细胞活化、增殖
、分化，产生免疫物质发挥免疫效应，将抗原破
坏、清除的整个过程叫免疫应答
细胞介导的免疫应答——细胞免疫（Cellular immunity） 抗体介导的免疫应答——体液免疫（ Humoral immunity）
吗？ 性T细胞的协同作用，就是说只有两种淋巴细胞膜
上的抗原受体同时与抗原的不同部分发生特异性 结合时，才能共同识别抗原并发生淋巴细胞转化
感应阶段
巨 噬 细 胞 处 理 抗 原 的 这样形成的细胞被称为抗原呈递细胞过 （Antigen presenting cell） 程
反应阶段
反应阶段：即淋巴细胞分化、增殖的阶段
接 受 抗 原 信 息 淋巴母 细胞 效应T细胞 终末细胞，不再 增殖，寿命短 浆母细 胞 浆细胞
淋巴细胞
记忆细胞
体积小，寿命长， 使机体具有长期对 抗某种抗原的能力
反应阶段
反应阶段：即淋巴细胞分化、增殖的阶段
• 淋巴细胞接受抗原信息后，分别形成淋巴母细胞和浆 母细胞，前者增殖分化为有免疫效应的效应T细胞， 后者增殖分化成为能会成并分泌各种抗体的浆细胞。 效应T细胞和浆细胞是终未细胞，不再增殖，寿命短
是一类酶原,能被任何抗原和抗体的复合物所激活.
由于它在抗原和抗体反应中有补充抗体的作用 ,故
称补体
• 激活后的补体，具有溶解细胞膜、杀灭病毒、促进
吞噬细胞的吞噬和释放组胺促进炎症反应等多项功
能
补体系统
补体结合 激活后的补体
抗原抗体复合物
细胞膜溶解，内含物外流
Question:此处哪一个是抗原？
人体对病原体的第二道防线—体内非特异性反应
二次免疫应答
初次应答后，数日至数年，机体再次接触相 同抗体所出现的抗体应答——特异性回忆反 应 特点：①潜伏期短（2—3天），抗体产生快
②IgG为主，亲和力高
③产量高，维持时间长
• 初次免疫应答弱 ，产生记忆细胞
• 二次免疫应答激
活记忆细胞，免
疫应答增强
小结体液免疫和细胞免疫
免疫在实际生活中的应用