1、免疫应答免疫应答n免疫应答 u是指机体免疫系统受抗原刺激后，淋巴细胞特异性识别抗原分子，发生活化、增生、分化或无能、凋亡，进而表现出一定生物学效应的全过程。免疫应答免疫应答n意义：u免疫应答最基本的生物学意义是识别“自己”与“非己”，并清除“非己”的抗原性物质，以保护机体免受抗原异物的侵袭,保持内环境的相对稳定。免疫应答免疫应答非特异性免疫应答（天然免疫应答）非特异性免疫应答（天然免疫应答）特异性免疫应答特异性免疫应答体液免疫（体液免疫（B B细胞介导）细胞介导）细胞免疫（细胞免疫（T T细胞介导）细胞介导）免疫应答免疫应答正常免疫应答异常免疫应答正应答负应答体液免疫应答细胞免疫应答自身耐受自
2、身免疫超敏反应免疫耐受自身免疫病特异性免疫应答类型免疫应答免疫应答n免疫应答的场所u淋巴结、脾等外周免疫器官是免疫应答的主要场所。免疫应答免疫应答1 识别活化（感应）阶段u包括对抗原的摄取、处理加工、提呈u抗原的识别2 增殖和分化阶段3 效应阶段u是指效应分子（体液免疫）和效应细胞（细胞免疫）发挥生物学效应的阶段。抗原抗原B B细胞细胞CDCD8 8T T细胞细胞CDCD4 4T T细胞细胞抗原提呈细胞抗原提呈细胞浆细胞浆细胞抗体抗体体液免疫体液免疫细胞免疫细胞免疫靶细胞靶细胞Th2Th2细胞细胞Th1Th1细胞细胞感应阶段感应阶段增殖分化阶段增殖分化阶段效应阶段效应阶段杀伤杀伤细胞因子细胞因
3、子免疫应答免疫应答 抗原提呈主要是指抗原提呈主要是指APCAPC细胞将抗原降解成抗细胞将抗原降解成抗原肽后通过原肽后通过MHCMHC分子提呈给分子提呈给T T细胞的过程。抗细胞的过程。抗原提呈是原提呈是TDTD介导的特异性免疫应答的前提。介导的特异性免疫应答的前提。n抗原加工：抗原加工：抗原提呈细胞（APC）或靶细胞将胞浆内自身产生或摄入胞内的抗原消化降解为一定大小的抗原肽片断，以适合与胞内的MHC分子结合，此过程为抗原加工n抗原提呈抗原提呈：抗原提呈细胞（APC）将加工好的抗原肽与MHC分子结合为抗原肽-MHC分子复合物，转移至APC表面，以供T细胞识别。这一过程称为抗原提呈。免疫应答免疫应
4、答 内源性抗原 外源性抗原n内源性抗原 内源性抗原指机体细胞内合成的抗原，如病毒感染的细胞合成的病毒蛋白以及肿瘤细胞内合成的蛋白等。n外源性抗原n指细胞外感染的微生物或其它蛋白质抗原。抗原来源抗原来源免疫应答免疫应答n对抗原的加工和提呈有三种途径：u外源性抗原经MHC II类分子途径u内源性抗原经MHC I类分子途径u脂类抗原经CD1途径免疫应答免疫应答n内源性抗原通过MHC I 类分子途径提呈。n内源性抗原在细胞内蛋白酶体的作用下降解为多肽，然后转移到内质网腔内，与新合成的MHC类分子结合，形成抗原肽-MHC类分子复合物，再转运至细胞表面，供CD8+Tc细胞识别。抗原肽抗原肽抗原转运蛋白抗原
5、转运蛋白抗原提呈抗原提呈免疫应答免疫应答n几乎所有能表达MHC类分子的细胞都具有将抗原肽结合到MHC类分子上，并表达于细胞表面的作用。当这些细胞被病毒感染，产生了病毒蛋白或发生基因突变产生了突变蛋白，均可能被CD8+Tc细胞识别和杀伤。免疫应答免疫应答n外源性抗原 指细胞外感染的微生物或其它蛋白质抗原。n过程：当外源性抗原进入机体，被APC（如巨噬细胞）通过吞噬、胞饮等方式摄入细胞内形成吞噬小体（内体），继而与溶酶体融合形成吞噬溶酶体（内体溶酶体），被蛋白酶等水解为抗原多肽片段，抗原肽与其新合成的MHC类分子结合，形成抗原肽-MHC类分子复合物，转运至APC表面，供CD4+Th细胞识别。MHC
6、-IIMHC-II类类分子分子腔室腔室内体内体/溶酶体溶酶体MHC-II类分子腔室Ii链：1.参与MHC-II类分子组装；2.阻止内质网中内源性抗原肽与MHC-II类分子结合；3.促进MHC-II类分子移动到MHC-II类分子腔室。免疫应答免疫应答n细胞免疫应答（cellular immune response）是指在抗原刺激下，T细胞转化成为效应T细胞（致敏Th1细胞和致敏Tc细胞）发挥特异性免疫效应的过程。n该免疫应答由TD抗原诱发，需抗原提呈细胞、肿瘤细胞或被病毒感染的细胞参与。与体液免疫相比，细胞免疫的特点是：u发生缓慢，再次接触抗原一般需要2天天；u反应多局限于抗原所在部位；u局部炎
7、症以淋巴细胞和单核-巨噬细胞浸润为主。免疫应答免疫应答nT细胞只能识别APC细胞表面与MHC结合的抗原性多肽；nTCR的T细胞是参与特异性免疫应答的主要细胞群，由TCR链可变区进行特异性识别：链可变区的CDR1和CDR2结构域识别并结合MHC分子的非多态区和抗原肽的两端；链的CDR3结构域识别并结合位于抗原肽中央的T细胞表位，故决定TCR特异性识别能力的主要是CDR3。免疫应答免疫应答 T细胞对抗原的双识别n1.T细胞在识别APC提呈抗原肽时通过TCR识别MHC-抗原肽。n2.还需要其表面的CD4/CD8分子与APC表面的MHC识别与结合。（MHC限制性）免疫应答免疫应答CD4CD8CD4CD
8、8CD4CD8免疫应答免疫应答n（一）T细胞活化的信号要求n1.T细胞的第一激活信号 uTCR-MHC+抗原性多肽，uCD4、CD8分别识别MHC-II和MHC-I分子免疫应答免疫应答CD4Class II免疫应答免疫应答2.T细胞的第二激活信号 又称协同刺激信号，主要是B7/CD28。n其机制在于增强基因转录并稳定IL-2mRNA，促进IL-2的产生。免疫应答免疫应答第一信号第一信号第二信号第二信号若若TCRTCR特异性识别并结合抗原肽的过程中缺乏协特异性识别并结合抗原肽的过程中缺乏协同刺激信号，则同刺激信号，则T T细胞被诱导呈不应答状态。细胞被诱导呈不应答状态。免疫应答免疫应答n活化的T
9、细胞还表达CTLA-4，后者的配基也是B7-1和B7-2。但与CD28分子的作用相反，CTLA-4与配基结合后可向T细胞发出抑制信号。抑制信号抑制信号免疫应答免疫应答n3.细胞因子刺激信号nIL2n细胞因子中最重要的是 IL-2，它是促进 T 细胞（包括各亚群）增殖分化的重要介质。当活化 T H 细胞（G 1 期）上的 IL-2R 与 IL-2 结合即进入 S 期（DNA 合成期），在此期细胞 DNA 成倍增加。免疫应答免疫应答n总结：uT细胞活化，主要有三对配体和受体结合，并由此提供三种信号：u（1）抗原肽-MHC分子-TCR的结合：提供抗原识别信号（第一信号）；u（2）B7-CD28结合，
10、提供协同刺激信号（第二信号）；u（3）IL-2和IL-2R的结合，提供生长信号。免疫应答免疫应答n静止的 T H 细胞（G 0 期）在识别 APC 递呈的抗原后，细胞表面表达白介素-1 受体（IL-1R），成为诱导性 T 细胞（T inducer,T i），并接受巨噬细胞产生的 IL-1 信号而活化，继之表达IL-2 受体（IL-2R），成为活化的 T H 细胞。免疫应答免疫应答n当 IL-2R 与 IL-2（自分泌或旁分泌的）相结合，T 细胞即母细胞化，表现为胞体变大，胞浆增多，染色质疏松，出现明显的核仁、微管和多聚核糖体形成，大分子物质合成与分泌增加，并增殖、分化成效应性 T H 细胞，分
11、泌一系列细胞因子，包括 IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-9 以及 IFN 等，进而发挥 T H 细胞的辅助效应。免疫应答免疫应答n T H 细胞经过一个较短的 DNA 合成后期（G 2 期），即进入有丝分裂期（M 期）。随着新分裂的 T H 细胞的继续增殖，产生更多的 IL-2，作用于 T H 细胞及其他亚群，使 T 细胞不断增殖、分化和成熟。其中一部分细胞中途停止增殖，成为记忆性 T 细胞（T memory cell，T m）。免疫应答免疫应答IL-12IL-4，5，6，10IL-2Th0Th1Th2细胞免疫细胞免疫体液免疫体液免疫免疫应答免疫应答n1）Th细胞非依赖性：u共刺
12、激分子高表达的细胞（如病毒感染的DC）可直接刺激CD8+T细胞产生IL-2，促使自身增殖、分化成细胞毒T细胞免疫应答免疫应答n2）Th细胞依赖性：由于：u大多数靶细胞共刺激分子为低表达u不能充分激活初始CD8+细胞，需APC的辅助才能活化成细胞毒T细胞免疫应答免疫应答n特异性免疫效应的特异性免疫效应的T T细胞：细胞：nCD8CD8+CTLCTLnCD4CD4+Th1Th1免疫应答免疫应答n主要效应功能：u杀伤表达有同MHC I类分子结合的特异性抗原的细胞。n特异性细胞毒效应u细胞毒作用（cytotoxicity）或称细胞介导的细胞毒作用。T C 细胞介导的免疫应答是指激活的细胞毒性 T 细胞
13、（T C）对带有特异性抗原的细胞或相应的靶细胞的直接杀伤作用。u这种效应在抗病毒感染、同种异体移植排斥反应和抗肿瘤免疫中起重要作用。免疫应答免疫应答nT C 细胞杀伤靶细胞有以下几个特点u预先由抗原诱导，活化的 T C 细胞可特异性杀伤携带内源性抗原的靶细胞而对其他细胞无损伤作用。u T C 细胞的杀伤作用受 MHC-类分子的限制。u T C 细胞可连续杀伤靶细胞，其杀伤效率高。u T C 细胞必需与靶细胞直接接触才有杀伤作用。免疫应答免疫应答nCTL杀伤靶细胞机制（两种）：n1.穿孔素/颗粒酶依赖性机制-破坏细胞膜u在此种杀伤途径中，成熟 T C 细胞识别抗原和 MHC-I类分子并被激活后，
14、迅速和靶细胞贴近，两者细胞膜发生接触，但之间留有空隙。CTL 胞浆中的裂解性颗粒（lytic granule）藉助微管作用被集中在靠靶细胞的一侧，然后颗粒中的大分子内含物被释放至 CTL 和靶细胞间的空隙中，称为颗粒胞吐（granule exccytosis）。内含物包括穿孔素（perforin）、丝氨酸酯酶等。免疫应答免疫应答n释出的穿孔素随即进入细胞间隙，并在 Ca 2+的存在下迅速附着于靶细胞膜，嵌入细胞膜的双层磷脂中，不断形成不同孔径（50 160nm）的跨膜孔道，从而导致靶细胞膜去极化，使细胞外水分流人胞内，一些电解质和大分子物质流出胞外，最终使靶细胞溶解。免疫应答免疫应答n2.穿孔
15、素非依赖性机制 u效应 CD8 CTL表达膜FasL及分泌细胞因子：u1）FasL+Fas-诱导细胞调亡u2）IFN-IFN能直接抑制病毒复制；诱导MHC I类分子表达；活化巨噬细胞等。u3）TNF和TNF-协同IFN 活化巨噬细胞；与其受体TNFR-1结合诱导杀伤靶细胞。连续杀伤靶细胞免疫应答免疫应答n主要免疫效应功能u通过分泌的细胞因子和表达的膜表面分子发挥作用；u活化巨噬细胞；u促进TC细胞增殖、活化；u介导迟发型超敏反应。免疫应答免疫应答n1）诱导巨噬细胞活化的作用uIFN +IFNrRuCD40L+CD40u诱导巨噬细胞vCD40分子和TNF受体表达增加，TNF分泌协同IFN 增加巨
16、噬细胞抗胞内微生物作用(如诱导NO和O2-离子产生)。vB7分子和MHC II分子的表达增加。免疫应答免疫应答n2）Th1细胞募集巨噬细胞到感染部位：u巨噬细胞移动抑制因子（macrophage migration imhibition factor MIF）v这是最早发现的淋巴因子之一。MIF 属糖蛋白，分子量为 20 40kD。在体外试验中，MIF 可抑制巨噬细胞的移动，故在炎症反应或迟发型超敏反应时，MIF 使局部巨噬细胞停留或聚集在炎症发生部位，从而增强吞噬杀菌的作用。免疫应答免疫应答n巨噬细胞活化因子（macrophage activating factor，MAF）u能活化巨噬细胞
17、内的酶系统，增加溶酶体的形成，促进巨噬细胞的氧化代谢n巨噬细胞趋化因子（macrophage chemotatic factor，MCF）u可吸引巨噬细胞向有抗原的部位移动免疫应答免疫应答n是效应T细胞同特异性抗原作用后，引导的以单核细胞浸润和组织损伤为主要特征的炎症反应。u上述炎症反应的诱导是特异性的，必须用抗原刺激才能引起，致敏的 CD4+T 细胞必须由同一抗原激发才能分泌淋巴因子，这些前提说明 T 细胞介导的免疫应答是特异性的。u但淋巴因子多数是无特异性的，即其作用往往与抗原的特异性无关。免疫应答免疫应答免疫应答免疫应答n（一）抗感染作用 nT 细胞介导的抗感染免疫主要是针对胞内感染的病
18、原体，这是机体对抗入侵细菌、病毒等微生物以及某些寄生虫的重要抗感染免疫机制，包括：u抗细菌感染，如结核杆菌、沙门氏菌感染等。u抗病毒感染，所有病毒均在活细胞内寄生。u抗真菌感染，如白色念珠菌等。u抗寄生虫感染，如原虫等。免疫应答免疫应答n（二）抗肿瘤作用 n抗肿瘤的免疫机制包括：u T C 细胞的特异性杀伤作用。u淋巴因子（如 TNF）的直接杀伤作用。免疫应答免疫应答n（三）免疫损伤作用 nT 细胞介导的免疫效应可参与下列病理过程的发生和发展：u同种异体移植的急性排斥反应。u型超敏反应如接触性皮炎。u某些自身免疫病如桥本甲状腺炎。免疫应答免疫应答n体液免疫应答（humoral immunity
19、）指在抗原刺激下，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞，并合成分泌抗体，发挥特异性免疫效应的过程。u由于抗体主要存在于体液中，故将抗体参与的免疫称为体液免疫。n体液免疫应答包括B细胞对TD抗原的免疫应答和B细胞对TI抗原的免疫应答。免疫应答免疫应答n（一）B细胞对TI抗原的识别n由TI抗原诱导B细胞产生的体液免疫应答：u不需抗原提呈细胞的作用；u不需Th细胞的辅助；u不产生记忆细胞，无再次应答；u只产生IgM类别的抗体。免疫应答免疫应答nTI抗原（某些细菌多糖、多聚蛋白及脂多糖）可直接激活未致敏B细胞，无须T细胞辅助。TI抗原分为TI-1和TI-2抗原。nTI抗原可分成TI-1和TI-2两类。免疫应
20、答免疫应答n这类应答需要巨噬细胞和 T 细胞的协作，先产生 IgM，继之产生 IgG 或其他类型 Ig。初次刺激后可诱导记忆性 B 细胞形成，相同抗原再次刺激可出现二次抗体应答（回忆应答）。免疫应答免疫应答nB细胞对TD抗原的特异性识别 BCR复合物是由SmIg和Ig/Ig 以非共价键结合而成；nBCR识别的抗原无须APC细胞进行加工处理-直接识别。免疫应答免疫应答n（一）B细胞活化nB细胞的活化亦需双信号作用。uB细胞的BCR与特异性抗原结合产生第一活化信号；uB细胞表面的CD40分子（受体）与Th2细胞表面的CD40L（配基）结合后产生第二活化信号。免疫应答免疫应答n1.B细胞活化的第一信
21、号 uBCR识别抗原产生的信号；uB细胞共受体的作用；（CD21-CD19-CD81）uCD32对第一活化信号转导的负调节作用（1）B细胞的重要标记（2）稳定BCR与抗原的结合及增强B细胞对抗原的应答（3）促进B细胞的增殖，参与记忆B细胞的生成（4）C3d/EB病毒受体（1）B细胞的重要标记；（2）可与多种激酶结合，促进B细胞活化B细胞辅助受体，HCV受体B细胞共受体的作用免疫应答免疫应答n2.B细胞活化的第二信号 nCD40/CD40L可诱导静止期B细胞进入细胞增生周期；可介导B淋巴细胞瘤细胞发生凋亡；可抑制生发中心的B细胞发生凋亡。协同信号分子种类及其配体:T细胞 CD28-CD80/86
22、（B7）B细胞 LFA-1-ICAM-1 CD2-LFA-3 CD40L-CD40(B细胞第2活化信号提供者)免疫应答免疫应答n活化的B细胞可表达多种细胞因子受体，在不同细胞因子作用下发生类别转换，增殖分化为能合成分泌不同类别Ig的浆细胞。u如IL-2、IL-4、IL-5可促进B细胞分化为能产生IgM抗体的浆细胞；uIL-2、IL-4、IL-6和IFN-g可促进B细胞分化为能产生IgG抗体的浆细胞；uIL-5和TGF-可促进B细胞分化为能产生IgA抗体的浆细胞；uIL-4能促进B细胞分化为产生IgE抗体的浆细胞。免疫应答免疫应答n部分B细胞分化为能保留对特异性抗原有长期记忆性的记忆B细胞（长寿
23、细胞）。当再次接触相同抗原时，不需经过上述过程则能迅速增殖分化为浆细胞，合成分泌更多抗体，扩大免疫效应。免疫应答免疫应答n抗原诱导机体产生的抗体经淋巴液和血液输送到全身。血液中抗体的浓度随免疫应答时间的持续情况而增减。n当第一次接受抗原刺激时，机体发生初次应答（primary response）；再次接受相同抗原刺激时，机体产生再次应答（secondary response），或称回忆反应（anamnestic response）。免疫应答免疫应答n（一）初次应答（primary response）n指抗原第一次进入机体时引起的应答。n特点是：u潜伏期长，需12周后才能产生抗体，u抗体效价低，
24、维持时间较短；u最初出现IgM，随后出现IgG，在一定时间内IgG能保持稍高的水平。u亲和力低：因为初次应答过程中大都是带低亲和力受体的B细胞与抗原结合，故抗体的平均亲和力较低。免疫应答免疫应答n（二）再次应答（secondary response）n或回忆应答（reminiscences response）是机体再次接触相同抗原时的应答。免疫应答免疫应答n其特点与初次应答不同：u潜伏期较短，一般12天，甚至数小时即可有抗体产生。u抗体含量高；约为初次应答的几倍到几十倍。u下降期持久；u以高亲和力的IgG为主，而IgM的含量与留存时间与初次应答相似，因为特异性免疫记忆细胞再次接触抗原后，能很快
25、增殖、分化并产生高亲和力抗体。u诱发再次应答所需抗原量小；免疫应答免疫应答免疫应答免疫应答免疫应答免疫应答n体液免疫应答规律的临床意义：u指导预防接种，制订最佳计划免疫方案；u血液中IgM升高可作为传染病早期感染诊断依据之一；u新生儿脐血中IgM显著升高，提示有宫内感染；u检测抗体含量变化可了解病程及评估疾病转归。免疫应答免疫应答n抗体是介导体液免疫的重要分子。免疫应答的最终效应是将侵入机体的非己抗原加以清除，即排异效应。n但抗体分子本身只具有识别作用，并不具有杀伤或排斥异体作用，因此体液免疫的最终效应必须借助机体的其他免疫细胞或分子的协同作用才能完成。n抗体效应在多数情况下对机体是有利的，但
26、在某些情况下也可导致病理损伤。免疫应答免疫应答n1.中和作用 u针对细菌外毒素或类毒素产生的抗毒素能在体内外中和外毒素的毒性作用；针对病毒产生的中和抗体与游离的病毒结合后，可阻止病毒再感染易感细胞。免疫应答免疫应答n2.调理作用 uIgG 类抗苗抗体与细菌菌体结合后，其 F C 段与吞噬细胞表面的 FcR 结合，激活吞噬细胞的吞噬作用；uIgG 和 IgM 类抗体与相应抗原结合后可激活补体，再与补体的 C3b 形成抗原抗体 C3b 复合物，此复合物中的 C3b 与吞噬细胞表面的 C3bR 结合，也可促进吞噬细胞的吞噬作用。免疫应答免疫应答n3.溶细胞作用 n抗体介导带有抗原的靶细胞（或细菌）溶解，有两种方式：u补体依赖的细胞溶解作用：IgM 和 IgC1 IgG3 与抗原结合，通过补体经典激活途径活化补体，最后将细胞溶解。u ADCC：抗体与靶细胞膜上的抗原结合，IgG 类抗体的 Fc 段与巨噬细胞、NK 细胞、中性粒细胞等细胞上的 FcR 结合，这些细胞裂解靶细胞免疫应答免疫应答n免疫耐受（immunological tolerance）是指免疫活性细胞接触抗原性物质后所导致的一种特异性免疫无应答或低应答性。n即对某种抗原已形成免疫耐受的机体，再次接触相同抗原不发生免疫应答，但对其他抗原仍有免疫应答。n免疫耐受与免疫抑制、免疫缺陷等非特异性免疫不应答有着本质区别。
