免疫学 固有免疫系统及其应答
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MHC
Three Topics
Diversity
Antibodies
TCRs
Specificity
Memory
• 固有免疫应答的时相特点
• 固有免疫应答的识别特点
• 固有免疫应答的应答特点 • 固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
固有免疫应答
一、固有免疫应答作用时相
1. 瞬时固有免疫应答阶段 （感染0-4h）体表屏障参与、Mφ、中性粒、补体等参与 2. 早期固有免疫应答阶段 （感染后4-96h）活化的Mφ进入感染部位发挥作用；并激活NK、γδT，增强 早期抗感染作用 3. 适应性免疫应答诱导阶段 （感染96h后) 活化的Mφ、DC作为专 职的APC将病原微生物等抗原带入局部 淋巴结，与抗原特异性淋巴细胞作用， 产生特异性免疫应答
五、树突状细胞
树突样突起 表达MHCII类分子 激活初始型T细胞
T
抗原提呈、免疫激活
免疫调节
诱导、维持免疫耐受
六、自然杀伤细胞
• 来源于骨髓淋巴样干细胞
• 主要分布在外周血、脾和肝
• 最主要的特点是不表达特异性抗原识别受体， 但可表达多种表面标志。目前将TCR-、 mIg-、CD56+、CD16+的细胞鉴定为NK • NK细胞还表达多种与其杀伤活化和杀伤抑 制有关的受体
没有固有免疫系统的协作效果较差
小
免疫细胞组成
结
• 固有免疫系统由组织屏障、固有免疫分子和固有 • 固有免疫应答主要特点是固有免疫细胞对多种病 原体和其他抗原性异物均可应答，并在未经克隆 扩增情况下迅速产生免疫效应，在应答过程中不
形成免疫记忆
固有免疫应答和适应性免疫应答的区别
如果将机体比做一个国家，免疫系统就是这个国
家的军队，其主要任务是抵御外患和处理内忧
作战要求
（1）任何时候都能特异地识别任何 外来之敌 （2）反应迅速，彻底消灭 （3）战后彻底打扫战场，不留痕迹
可能出现的问题
战争对平民的损伤：超敏反应 无能的军队：免疫缺陷 叛军作乱：自身免疫病 秀才遇上兵：移植排斥
（4）记忆对方，对胆敢再犯之敌以 更准确高效的方式予以还击
固有免疫
包括体液和细胞成分 与生具有，即刻应答 识别PAMP，忽视其他抗原 对同一病原体的初次和再次应答没有 区别 没有免疫记忆
适应性免疫
包括体液和细胞成分 由被感染（或免疫）的经历而获得 对病原体的各种抗原高度特异识别 对同一病原体的再次应答明显强于初 次应答 具有免疫记忆
没有适应性免疫系统的帮助效果较差
•不同组织的同一类型固有免疫细 胞表达相同的PRR，具有相同的识 别特性 •胚系基因直接编码（未经重排） 的产物，较少多样性
•包括甘露糖受体、清道夫受体、 Toll样受体。
病原相关分子模式 （PAMP）：模式识别受体 识别结合的配体分子，主要 病原体 是指病原微生物表面某些共 有的高度保守的分子结构， 也包括宿主凋亡细胞表面某 些共有的特定分子结构。
“免疫力”来源 于细胞而非体液
Elie Metchnikoff 1845-1916 Nobel Prize in 1908
抗原结合部位
“免疫力”来源 于体液而非细胞
Fab段
Paul Ehrlich 1854-1915 Nobel Prize in 1908
Fc段
发现了免疫应答的“守门人”，从而彻底革新了我们对于免疫系统的认 识
Ø宿主泛特异性识别的分子基础：PAMP是由一群或一类
特定的微生物所共有的恒定结构。因此，宿主由种系编码 的有限数量的PRR，即可察觉任何微生物感染的存在
模式识别受体 （Toll样受体） 介导的信号转导 途径
不同的TLR有不同 的信号转导途径， 产生不同的生物学 效应。
二种杀伤细胞作用特点的比较
细胞毒作用特点
抗原预先致敏 作用特异性
Tc细胞
+ +
NK细胞
－ － － ±
MHC限制性
抗体（IgG）依赖性
+
－
IL-2依赖性
+
+
Topic for discussion
• 固有免疫应答和适应性免疫应答的主要特 点和相互关系？
Adaptive Immunity
Three Representatives
1、启动适应性免疫应答
三、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
2、影响适应性免疫应答的类型
PRR接受不同的 配体分子刺激
不同的细胞 因子
不同的应答 类型
3、协助适应性免疫应答产物发挥免疫效应
•抗体本身不能直接清除病原体，它通过激活补体 系统，调理NK和吞噬细胞的吞噬功能而发挥作用 •CD4＋Th1和CD4＋Th2细胞本身无杀伤靶细胞的 作用，而是通过分泌不同的细胞因子而发挥免疫 效应。
皮肤粘膜及其附属成分的屏障作用
皮肤和黏膜上皮细胞及其附属成分-构成体表物理屏障 皮肤和黏膜分泌物中的杀、抑菌物质-构成体表化学屏障 皮肤和某些腔道黏膜表面的正常菌群-构成体表微生物屏障
血－脑屏障
软脑膜、脉络丛毛细血管＋星型胶质细胞
血－胎盘屏障
母体子宫内膜的基蜕膜＋胎儿绒毛膜滋养层细胞
第二节 固有免疫效应分子及其主要作用
识别非HLA-I类分子的受体
• 此类受体具有自然细胞毒作用
• 活化性受体和抑制性受体共表达
• 二者均可识别、结合正常表达于自身组织
细胞上的HLA-I类分子
• 抑制性受体与HLA-I类分子之Fra Baidu bibliotek的亲和
力高于活化性受体
“—”
KLR KLR
“+”
“丢失自我”识别模式
• 在HLA-I类分子表达正常的情况下，表面的抑制性受
1、补体系统
•补体介导的细胞溶解 •调理作用 •引起炎症反应
•清除免疫复合物 •免疫调节作用
2、细胞因子
pDC •诱导产生抗病毒作用的细胞因子 NK IFN-γ IFN-α/β
干扰病毒复制
•诱导和促进炎症反应的细胞因子
单核巨噬：IL-1、6、 TNF-α、IL-8、MCP-1
炎症效应
•诱导和增强抗肿瘤作用的细胞因子
第十三章 固有免疫细胞的免疫应答
• 固有免疫（innate immunity)
• 是生物体在长期种系发育和 • 进化过程中逐渐形成的一系 列防卫机制。在个体出生时 就具备，可对外来病原体迅 速应答，产生非特异抗感染 免疫作用，亦可参与对体内 损伤衰老或畸变细胞的清除， 同时固有免疫在特异性免疫 应答过程中也起作用
细 胞 产 生 的 抗 菌 作 用 的 小 分 子 多 肽
第三节
固有免疫细胞
不表达特异性抗原识别受体或缺乏受体多样性
B-1细胞 γδT细胞
表达：
调理性受体
模式识别受体
细胞因子受体
固有免疫细胞
一、吞噬细胞
主要包括单核吞噬细胞和中性粒细胞 • 巨噬细胞——表达MHC-Ⅰ/Ⅱ类分子和多种黏附分子。
具有IgGFc受体、C3b受体和多种细胞因子受体，模
体与HLA-I类分子之间的亲和力高于活化性受体，导
致抑制信号占优势，表现为NK细胞对自身正常组织不 产生杀伤作用； • 当靶细胞表面HLA-I类分子表达异常，KIR和KLR丧失 识别“自我”的能力，此时另一类杀伤活化受体（自然 细胞毒性受体（NCR）和NKG2D等）可通过与非HLAI类分子配体结合，发挥杀伤作用
包括： •G－的脂多糖 •甘露糖 •G＋肽聚糖和脂磷壁酸 •脂蛋白和脂肽 •DNA和RNA •凋亡细胞的磷脂酰丝氨酸
2. 固有免疫细胞的应答特点
☆先天固有，可稳定遗传；
☆非特异性；
☆无细胞增殖、分化与克隆扩增即产生效应；
☆快速；
☆细胞寿命短，维持时间短，无免疫记忆性
☆不会形成免疫耐受
三、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
二、固有免疫应答的特点
1. 固有免疫细胞的识别特点
模式识别受体 PRR
调理性受体 Fc受体，CR
病原相关分子模式 PAMP
Ag-Ab复合物中的Fc段； 与病原体结合的C3b
模式识别受体（PRR）： 存在于固有免疫细胞表面 的一类能够直接识别结合 免疫细胞 病原微生物或宿主凋亡细 胞表面某些共有的高度保 守的特定分子结构的受体。
式识别受体，无特异性抗原受体。作用：在非特异性 免疫应答中起吞噬、杀伤和消化病原微生物作用；在 特异性免疫应答中也起重要作用。
•
中性粒细胞——是存在于血循环中的小吞噬细胞。数 量多，存活期短。具有Fcγ受体、C3b受体。作用：趋 化、吞噬、调理。
二、γδT细胞
主要分布于黏膜和上皮组织，外周血：0.5%~1% 识别特点：直接识别，无MHC限制，识别共同抗原 作用： 皮肤粘膜局部抗感染，杀伤肿瘤细胞，免疫调节
• 适应性免疫（adaptive immunity ）
是在非特异性免疫基础上 建立的，是个体在生命进 程中接受抗原性异物刺激 后，主动产生或接受免疫 球蛋白分子后被动获得的。
• 参与固有免疫应答的物质 组织屏障
固有免疫分子
固有免疫细胞
第一节 参与固有免疫的组织、细胞和效应分子 一、组织屏障及其作用
激活后产生
3、防御素：一组耐受蛋白酶的一类富含 精氨酸的小分子多肽，对细菌、真菌和某 些胞膜病毒具有直接杀伤作用。
4、溶菌酶：一种不耐热的碱性蛋白，广泛 存于各种体液、外分泌液和吞噬细胞溶酶 体中。 5、乙型溶素：血清中一种对热稳定的碱 性多肽，在血浆凝固时由血小板释放，作 用于G＋菌，产生非酶性破坏效应
三、NKT细胞
TCR缺乏多样性，识别不同靶细胞表面CD1提呈的脂类 和糖脂类抗原，无MHC限制性 主要生物学功能：非特异性杀伤；免疫调节
四、B-1细胞
• 表面具有CD5和单体IgM分子的B细胞，BCR缺乏多样性 • 抗体应答特点： • 在接受相应多糖抗原刺激后，48h内可产生IgM为主的 低亲和性抗体，对机体早期抗感染免疫和清除变性自身抗 原具有重要作用; 在增殖分化过程中不发生Ig类别转换，每个细胞只产生 一种类型Ig; 不产生免疫记忆，再次接受相同抗原刺激后，其抗体效 价与初次应答时无明显改变
Topic for discussion
• NK细胞为什么能杀伤病毒感染的细胞和 某些肿瘤细胞，而不杀伤正常组织细胞？
NK细胞表面的受体
识别HLA-I类分子的受体
• 从结构上分: 杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR） 杀伤细胞凝集素样受体（KLR） • 从功能上分: 杀伤细胞活化性受体 杀伤细胞抑制性受体
思 考 题
• PRR、PAMP
•
•
常见PRR有哪些？
固有免疫应答、适应性免疫应答
•
•
固有免疫细胞主要包括哪些？
固有免疫应答和适应性免疫应答的特点区别？
杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）
杀伤细胞凝集素样受体（KLR）
PAMP的特征：
Ø通常为病原微生物所特有：PAMP通常仅由病原微生物
产生，而宿主细胞不产生。因此，识别PAMP成为天然免 疫系统区分“自己”与“非己（微生物）”的分子基础 Ø为微生物生存和致病性所必需：被天然免疫系统所识别 的PAMP可决定微生物的生存或致病性
Three Topics
Diversity
Antibodies
TCRs
Specificity
Memory
• 固有免疫应答的时相特点
• 固有免疫应答的识别特点
• 固有免疫应答的应答特点 • 固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
固有免疫应答
一、固有免疫应答作用时相
1. 瞬时固有免疫应答阶段 （感染0-4h）体表屏障参与、Mφ、中性粒、补体等参与 2. 早期固有免疫应答阶段 （感染后4-96h）活化的Mφ进入感染部位发挥作用；并激活NK、γδT，增强 早期抗感染作用 3. 适应性免疫应答诱导阶段 （感染96h后) 活化的Mφ、DC作为专 职的APC将病原微生物等抗原带入局部 淋巴结，与抗原特异性淋巴细胞作用， 产生特异性免疫应答
五、树突状细胞
树突样突起 表达MHCII类分子 激活初始型T细胞
T
抗原提呈、免疫激活
免疫调节
诱导、维持免疫耐受
六、自然杀伤细胞
• 来源于骨髓淋巴样干细胞
• 主要分布在外周血、脾和肝
• 最主要的特点是不表达特异性抗原识别受体， 但可表达多种表面标志。目前将TCR-、 mIg-、CD56+、CD16+的细胞鉴定为NK • NK细胞还表达多种与其杀伤活化和杀伤抑 制有关的受体
没有固有免疫系统的协作效果较差
小
免疫细胞组成
结
• 固有免疫系统由组织屏障、固有免疫分子和固有 • 固有免疫应答主要特点是固有免疫细胞对多种病 原体和其他抗原性异物均可应答，并在未经克隆 扩增情况下迅速产生免疫效应，在应答过程中不
形成免疫记忆
固有免疫应答和适应性免疫应答的区别
如果将机体比做一个国家，免疫系统就是这个国
家的军队，其主要任务是抵御外患和处理内忧
作战要求
（1）任何时候都能特异地识别任何 外来之敌 （2）反应迅速，彻底消灭 （3）战后彻底打扫战场，不留痕迹
可能出现的问题
战争对平民的损伤：超敏反应 无能的军队：免疫缺陷 叛军作乱：自身免疫病 秀才遇上兵：移植排斥
（4）记忆对方，对胆敢再犯之敌以 更准确高效的方式予以还击
固有免疫
包括体液和细胞成分 与生具有，即刻应答 识别PAMP，忽视其他抗原 对同一病原体的初次和再次应答没有 区别 没有免疫记忆
适应性免疫
包括体液和细胞成分 由被感染（或免疫）的经历而获得 对病原体的各种抗原高度特异识别 对同一病原体的再次应答明显强于初 次应答 具有免疫记忆
没有适应性免疫系统的帮助效果较差
•不同组织的同一类型固有免疫细 胞表达相同的PRR，具有相同的识 别特性 •胚系基因直接编码（未经重排） 的产物，较少多样性
•包括甘露糖受体、清道夫受体、 Toll样受体。
病原相关分子模式 （PAMP）：模式识别受体 识别结合的配体分子，主要 病原体 是指病原微生物表面某些共 有的高度保守的分子结构， 也包括宿主凋亡细胞表面某 些共有的特定分子结构。
“免疫力”来源 于细胞而非体液
Elie Metchnikoff 1845-1916 Nobel Prize in 1908
抗原结合部位
“免疫力”来源 于体液而非细胞
Fab段
Paul Ehrlich 1854-1915 Nobel Prize in 1908
Fc段
发现了免疫应答的“守门人”，从而彻底革新了我们对于免疫系统的认 识
Ø宿主泛特异性识别的分子基础：PAMP是由一群或一类
特定的微生物所共有的恒定结构。因此，宿主由种系编码 的有限数量的PRR，即可察觉任何微生物感染的存在
模式识别受体 （Toll样受体） 介导的信号转导 途径
不同的TLR有不同 的信号转导途径， 产生不同的生物学 效应。
二种杀伤细胞作用特点的比较
细胞毒作用特点
抗原预先致敏 作用特异性
Tc细胞
+ +
NK细胞
－ － － ±
MHC限制性
抗体（IgG）依赖性
+
－
IL-2依赖性
+
+
Topic for discussion
• 固有免疫应答和适应性免疫应答的主要特 点和相互关系？
Adaptive Immunity
Three Representatives
1、启动适应性免疫应答
三、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
2、影响适应性免疫应答的类型
PRR接受不同的 配体分子刺激
不同的细胞 因子
不同的应答 类型
3、协助适应性免疫应答产物发挥免疫效应
•抗体本身不能直接清除病原体，它通过激活补体 系统，调理NK和吞噬细胞的吞噬功能而发挥作用 •CD4＋Th1和CD4＋Th2细胞本身无杀伤靶细胞的 作用，而是通过分泌不同的细胞因子而发挥免疫 效应。
皮肤粘膜及其附属成分的屏障作用
皮肤和黏膜上皮细胞及其附属成分-构成体表物理屏障 皮肤和黏膜分泌物中的杀、抑菌物质-构成体表化学屏障 皮肤和某些腔道黏膜表面的正常菌群-构成体表微生物屏障
血－脑屏障
软脑膜、脉络丛毛细血管＋星型胶质细胞
血－胎盘屏障
母体子宫内膜的基蜕膜＋胎儿绒毛膜滋养层细胞
第二节 固有免疫效应分子及其主要作用
识别非HLA-I类分子的受体
• 此类受体具有自然细胞毒作用
• 活化性受体和抑制性受体共表达
• 二者均可识别、结合正常表达于自身组织
细胞上的HLA-I类分子
• 抑制性受体与HLA-I类分子之Fra Baidu bibliotek的亲和
力高于活化性受体
“—”
KLR KLR
“+”
“丢失自我”识别模式
• 在HLA-I类分子表达正常的情况下，表面的抑制性受
1、补体系统
•补体介导的细胞溶解 •调理作用 •引起炎症反应
•清除免疫复合物 •免疫调节作用
2、细胞因子
pDC •诱导产生抗病毒作用的细胞因子 NK IFN-γ IFN-α/β
干扰病毒复制
•诱导和促进炎症反应的细胞因子
单核巨噬：IL-1、6、 TNF-α、IL-8、MCP-1
炎症效应
•诱导和增强抗肿瘤作用的细胞因子
第十三章 固有免疫细胞的免疫应答
• 固有免疫（innate immunity)
• 是生物体在长期种系发育和 • 进化过程中逐渐形成的一系 列防卫机制。在个体出生时 就具备，可对外来病原体迅 速应答，产生非特异抗感染 免疫作用，亦可参与对体内 损伤衰老或畸变细胞的清除， 同时固有免疫在特异性免疫 应答过程中也起作用
细 胞 产 生 的 抗 菌 作 用 的 小 分 子 多 肽
第三节
固有免疫细胞
不表达特异性抗原识别受体或缺乏受体多样性
B-1细胞 γδT细胞
表达：
调理性受体
模式识别受体
细胞因子受体
固有免疫细胞
一、吞噬细胞
主要包括单核吞噬细胞和中性粒细胞 • 巨噬细胞——表达MHC-Ⅰ/Ⅱ类分子和多种黏附分子。
具有IgGFc受体、C3b受体和多种细胞因子受体，模
体与HLA-I类分子之间的亲和力高于活化性受体，导
致抑制信号占优势，表现为NK细胞对自身正常组织不 产生杀伤作用； • 当靶细胞表面HLA-I类分子表达异常，KIR和KLR丧失 识别“自我”的能力，此时另一类杀伤活化受体（自然 细胞毒性受体（NCR）和NKG2D等）可通过与非HLAI类分子配体结合，发挥杀伤作用
包括： •G－的脂多糖 •甘露糖 •G＋肽聚糖和脂磷壁酸 •脂蛋白和脂肽 •DNA和RNA •凋亡细胞的磷脂酰丝氨酸
2. 固有免疫细胞的应答特点
☆先天固有，可稳定遗传；
☆非特异性；
☆无细胞增殖、分化与克隆扩增即产生效应；
☆快速；
☆细胞寿命短，维持时间短，无免疫记忆性
☆不会形成免疫耐受
三、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
二、固有免疫应答的特点
1. 固有免疫细胞的识别特点
模式识别受体 PRR
调理性受体 Fc受体，CR
病原相关分子模式 PAMP
Ag-Ab复合物中的Fc段； 与病原体结合的C3b
模式识别受体（PRR）： 存在于固有免疫细胞表面 的一类能够直接识别结合 免疫细胞 病原微生物或宿主凋亡细 胞表面某些共有的高度保 守的特定分子结构的受体。
式识别受体，无特异性抗原受体。作用：在非特异性 免疫应答中起吞噬、杀伤和消化病原微生物作用；在 特异性免疫应答中也起重要作用。
•
中性粒细胞——是存在于血循环中的小吞噬细胞。数 量多，存活期短。具有Fcγ受体、C3b受体。作用：趋 化、吞噬、调理。
二、γδT细胞
主要分布于黏膜和上皮组织，外周血：0.5%~1% 识别特点：直接识别，无MHC限制，识别共同抗原 作用： 皮肤粘膜局部抗感染，杀伤肿瘤细胞，免疫调节
• 适应性免疫（adaptive immunity ）
是在非特异性免疫基础上 建立的，是个体在生命进 程中接受抗原性异物刺激 后，主动产生或接受免疫 球蛋白分子后被动获得的。
• 参与固有免疫应答的物质 组织屏障
固有免疫分子
固有免疫细胞
第一节 参与固有免疫的组织、细胞和效应分子 一、组织屏障及其作用
激活后产生
3、防御素：一组耐受蛋白酶的一类富含 精氨酸的小分子多肽，对细菌、真菌和某 些胞膜病毒具有直接杀伤作用。
4、溶菌酶：一种不耐热的碱性蛋白，广泛 存于各种体液、外分泌液和吞噬细胞溶酶 体中。 5、乙型溶素：血清中一种对热稳定的碱 性多肽，在血浆凝固时由血小板释放，作 用于G＋菌，产生非酶性破坏效应
三、NKT细胞
TCR缺乏多样性，识别不同靶细胞表面CD1提呈的脂类 和糖脂类抗原，无MHC限制性 主要生物学功能：非特异性杀伤；免疫调节
四、B-1细胞
• 表面具有CD5和单体IgM分子的B细胞，BCR缺乏多样性 • 抗体应答特点： • 在接受相应多糖抗原刺激后，48h内可产生IgM为主的 低亲和性抗体，对机体早期抗感染免疫和清除变性自身抗 原具有重要作用; 在增殖分化过程中不发生Ig类别转换，每个细胞只产生 一种类型Ig; 不产生免疫记忆，再次接受相同抗原刺激后，其抗体效 价与初次应答时无明显改变
Topic for discussion
• NK细胞为什么能杀伤病毒感染的细胞和 某些肿瘤细胞，而不杀伤正常组织细胞？
NK细胞表面的受体
识别HLA-I类分子的受体
• 从结构上分: 杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR） 杀伤细胞凝集素样受体（KLR） • 从功能上分: 杀伤细胞活化性受体 杀伤细胞抑制性受体
思 考 题
• PRR、PAMP
•
•
常见PRR有哪些？
固有免疫应答、适应性免疫应答
•
•
固有免疫细胞主要包括哪些？
固有免疫应答和适应性免疫应答的特点区别？
杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）
杀伤细胞凝集素样受体（KLR）
PAMP的特征：
Ø通常为病原微生物所特有：PAMP通常仅由病原微生物
产生，而宿主细胞不产生。因此，识别PAMP成为天然免 疫系统区分“自己”与“非己（微生物）”的分子基础 Ø为微生物生存和致病性所必需：被天然免疫系统所识别 的PAMP可决定微生物的生存或致病性