1、免疫學導論 于善謙 王洪海 朱乃碩 葉榮 高等教育出版社本章的主要內容本章的主要內容n1.1 免疫學的由來和發展免疫學的由來和發展 疾病的傳染與免疫疾病的傳染與免疫 免疫科學的誕生和發展免疫科學的誕生和發展 免疫學的近代發展免疫學的近代發展n1.2 免疫學概念要覽免疫學概念要覽 自然免疫和獲得免疫自然免疫和獲得免疫 免疫應答免疫應答 免疫學與應用實踐免疫學與應用實踐 免疫學的分支學科及其發展免疫學的分支學科及其發展 任何任何醫學或生命科學研究醫學或生命科學研究的目的都是為了延長人類的的目的都是為了延長人類的壽命，壽命，提高人類的生存質量提高人類的生存質量。 人類生存在一個人類生存在一個充滿危險

2、充滿危險的環境中的環境中 在人類生存的環境中存在有大量的致病原，其中包在人類生存的環境中存在有大量的致病原，其中包括細菌、真菌、病毒、寄生蟲等。這些病原生物的存括細菌、真菌、病毒、寄生蟲等。這些病原生物的存在嚴重地威脅著人類的健康和生命。在嚴重地威脅著人類的健康和生命。l 侵害各組侵害各組織器官細織器官細胞的病原胞的病原示意圖。示意圖。 自古以來，傳染性疾病（自古以來，傳染性疾病（黑死病黑死病、天花和流感天花和流感）對人類）對人類的健康造成了極大的危脅。由于傳染病死亡的人數遠遠的健康造成了極大的危脅。由于傳染病死亡的人數遠遠超過了任何一場戰爭。超過了任何一場戰爭。 1918年流感年流感的全球性

3、大暴發，奪走了的全球性大暴發，奪走了2000多萬人的生命，多萬人的生命，這一數字遠遠超過了在剛剛結束的第一次世界大戰中的這一數字遠遠超過了在剛剛結束的第一次世界大戰中的死亡人數。死亡人數。 100年前，世界疾病死亡率前三位的均為傳染性疾病，但年前，世界疾病死亡率前三位的均為傳染性疾病，但是目前已被各種心腦血管病和癌癥所取代。這些得益于是目前已被各種心腦血管病和癌癥所取代。這些得益于免疫學理論和實驗技術的快速發展。免疫學理論和實驗技術的快速發展。流感病毒1918年，堪薩斯的急救醫院 1918年大流感死者的墓地 u中文中文“免疫免疫”一詞免是免除的意思，而疫則是指一詞免是免除的意思，而疫則是指能夠

4、傳染的疾病。二者合起來就是免除疾病的意能夠傳染的疾病。二者合起來就是免除疾病的意思。思。u現代免疫的概念現代免疫的概念 免疫：機體識別免疫：機體識別“自己自己”與與“非己非己”，并排除，并排除抗原性異物的生理或病理性反應。抗原性異物的生理或病理性反應。 免疫學免疫學-immunology p whats immunityuimmunis immune/immunity 免疫系統及其組成免疫系統及其組成骨髓骨髓胸腺胸腺中樞免疫器官中樞免疫器官 外周免疫器官外周免疫器官 脾臟脾臟淋巴結淋巴結皮膚相關的淋巴組織皮膚相關的淋巴組織粘膜相關的淋巴組織粘膜相關的淋巴組織免疫細胞：免疫細胞：t、b和和nk細

5、胞，細胞，m、dc等等免疫分子：免疫分子：免疫球蛋白、補體、細胞因子、免疫球蛋白、補體、細胞因子、 黏附分子黏附分子免疫系免疫系統統n 免疫的功能免疫的功能免疫防御（免疫防御（immunologic defence） 是機體防御病原微生物和外來抗原性異物侵襲的一種免疫保護功是機體防御病原微生物和外來抗原性異物侵襲的一種免疫保護功能，即通常指的能，即通常指的抗感染免疫抗感染免疫。在異常情況下，如果防御反應。在異常情況下，如果防御反應過分強烈過分強烈可引發可引發超敏反應超敏反應，反應，反應過低過低（或缺如）則表現為易受感染或（或缺如）則表現為易受感染或免疫缺陷免疫缺陷病。病。免疫自穩（免疫自穩（i

6、mmunologic homeostasis） 是機體免疫系統維持是機體免疫系統維持內環境穩定內環境穩定的一種生理功能。正常情況下，的一種生理功能。正常情況下，免疫系統能及時清除體內損傷、衰老或變性的細胞或抗原抗體復合物，免疫系統能及時清除體內損傷、衰老或變性的細胞或抗原抗體復合物，而對自身成分不發生免疫應答，處于免疫耐受狀態；若免疫耐受功能而對自身成分不發生免疫應答，處于免疫耐受狀態；若免疫耐受功能失調，則可導致自身免疫性疾病。失調，則可導致自身免疫性疾病。免疫監視免疫監視 （immunologic surveillance） 是機體免疫系統及時是機體免疫系統及時識別、清除體內出現的突變細胞

7、和病毒感染識別、清除體內出現的突變細胞和病毒感染細胞細胞的一種的一種生理保護作用生理保護作用。若免疫監視功能失調，則可發生腫瘤或病。若免疫監視功能失調，則可發生腫瘤或病毒持續性感染。毒持續性感染。historical perspective of immunology發發 展展 簡簡 史史 經驗經驗免疫學時期 實驗實驗免疫學時期 近現代近現代免疫學時期經驗免疫學時期的重要事件經驗免疫學時期的重要事件 11世紀的中國，人們就發現天花病人愈后的痂皮可以對天花起到預防作用，并將種人痘的方法用于天花的預防。這種方法廣泛傳入鄰國和中東，后經montagu夫人將此方法傳入英國。 jenner和牛痘的發明

8、鄉村醫師-劍橋大學博士 jenner和牛痘的發明the last known person in the world to have smallpox of any kind. variola minor in 23-year-old ali maow maalin, merka, somalia，oct. 1977 pasteur和減毒疫苗和減毒疫苗 koch和病原菌致病的提出和病原菌致病的提出 behring和血清療法和血清療法 paul ehrlich與體液免疫學與體液免疫學 metchnikoff與細胞免疫學與細胞免疫學 超敏反應的發現超敏反應的發現 edleman、porter和抗體

9、和抗體的結構的結構 免疫耐受的發現免疫耐受的發現 burnet和克隆選擇學說和克隆選擇學說pasteur和減毒疫苗 pasteur提出了病原的概念，提出了病原的概念，指出病原就是致病菌；指出病原就是致病菌； 通過人為處理的方法降低病通過人為處理的方法降低病原菌的致病性，從而獲得多原菌的致病性，從而獲得多種人工減毒疫苗；種人工減毒疫苗； pasruer被稱作是現代免疫學被稱作是現代免疫學之父。之父。wood engraving of louis pasteur watching joseph meister receive the rabies vaccine.koch與病原菌致病的提出 koc

10、h發明了固體培養基，分發明了固體培養基，分離培養結核桿菌成功；建立了離培養結核桿菌成功；建立了微生物分離培養的技術，并在微生物分離培養的技術，并在短期內發現了多種病原菌。短期內發現了多種病原菌。 提出病原菌致病的概念。提出病原菌致病的概念。 將各種病原菌制成減毒疫苗，將各種病原菌制成減毒疫苗，最主要的是制備成功了結核桿最主要的是制備成功了結核桿菌的疫苗，并因此獲得了菌的疫苗，并因此獲得了1905年的諾貝爾獎。年的諾貝爾獎。 behring和血清療法 emile ronx和和a.yersin 1888,研究白喉研究白喉發病機理時發現外毒素。發病機理時發現外毒素。 1890年年behring發現利

11、用白喉外毒素免發現利用白喉外毒素免疫馬，可使馬體內產生某種能夠中和外疫馬，可使馬體內產生某種能夠中和外毒素的物質，并將其稱為抗毒素，實際毒素的物質，并將其稱為抗毒素，實際上就是抗體。上就是抗體。 1891年他利用動物免疫血清成功治愈了年他利用動物免疫血清成功治愈了首例白喉患者，開創了被動免疫臨床應首例白喉患者，開創了被動免疫臨床應用的先河，并因此獲得了用的先河，并因此獲得了1901年首屆諾年首屆諾貝爾醫學及生理學獎。貝爾醫學及生理學獎。paul ehrlich與體液免疫學 bordet在體外實驗中發現抗原在體外實驗中發現抗原和抗血清可以發生凝集反應，和抗血清可以發生凝集反應，提出在血清中存在凝

12、集病原菌提出在血清中存在凝集病原菌的物質，稱為抗體；的物質，稱為抗體； ehrlich在前人工作的基礎上提在前人工作的基礎上提出了抗體形成的出了抗體形成的側鏈學說側鏈學說，并，并以此為中心的體液免疫學說，以此為中心的體液免疫學說，其主要內容是免疫力依賴于體其主要內容是免疫力依賴于體液中具抗體活性的物質。液中具抗體活性的物質。側鏈學說的合理性側鏈學說的不合理性metchnikoff與細胞免疫學elie metchnikoff1883 - phagocytosis超敏反應的發現海葵毒素 （初次注射） 再次注射后狗死亡 海葵毒素 （再次注射） 初次反應后無異常法國生理學家里謝（charles ric

13、het）發現超敏反應 1911年，在他的書過敏性反應（anaphylaxis） 中解釋了他的發現 edleman、porter和抗體的結構 抗體是免疫化學研究的中心。抗體是免疫化學研究的中心。 1938年用電泳的方法證明年用電泳的方法證明ig屬于屬于-球蛋白；球蛋白； 1959年，年，edleman 和和porter利用巰基乙醇和酶解的方法證利用巰基乙醇和酶解的方法證明了抗體是由兩條重鏈和兩條明了抗體是由兩條重鏈和兩條輕鏈組成的輕鏈組成的y y型結構。型結構。木瓜蛋白酶水解胃蛋白酶水解免疫耐受的發現 1945年，owen在異卵雙生小牛中發現血型不同的小牛的血細胞可以互混，從而提出免疫耐受的概念

14、。 1953年burnet和medawar進行了小鼠胚胎免疫移植實驗，并因此獲得了1960年諾貝爾獎。 a系小鼠胚胎 成體 不產生排斥 b系小鼠的組織成分 1900年ehrilich的抗體生成的側鏈學說：抗毒素分子是細胞表面的一種受體，外毒素進入機體后與之結合，刺激細胞產生更多的抗毒素分子，這些分子自細胞表面脫落進入血液，即是抗體。 1955年jerne的天然抗體選擇學說：在機體循環內存在著很低濃度的針對各種抗原的抗體，當機體接觸某一抗原是，此抗原即與相應的特異抗體反應，形成的抗原抗體復合物可刺激更多細胞產生針對該抗原的特異性抗體。抗體產生的學說和免疫系統的研究抗體產生的學說和免疫系統的研究

15、1957年burnet綜合上述兩個學說的關鍵：細胞抗原受體和抗原抗體選擇性結合，提出了抗體形成的克抗體形成的克隆選擇學說隆選擇學說：外來抗原選擇具有互補結構的受體淋巴細胞，使之激活、增殖和產生特異性抗體，而在發育過程中針對自身抗原的克隆則被抑制和消除。 1974年，n.k.jerne抗體獨特型網絡學說：機體免疫系統是一個建立在識別自身抗原基礎上來識別外來抗原的系統，抗體分子的可變區（v）結構域具有雙重特性，它通過抗原結合部位與抗原結合，又借助于獨特型決定簇引發免疫應答。抗體產生的學說和免疫系統的研究抗體產生的學說和免疫系統的研究burnet和克隆選擇學說 1957年年burnet提出了克隆提出

16、了克隆選擇學說；選擇學說； 利用這個學說可以較好的利用這個學說可以較好的解釋抗體多樣性在細胞水解釋抗體多樣性在細胞水平上的產生機制，自身耐平上的產生機制，自身耐受如何產生等重要的免疫受如何產生等重要的免疫學問題。學問題。克隆選擇學說近現代免疫學時期近現代免疫學時期 隨著分子生物學概念和實驗技術的引入，抗體的遺傳機制、mhc多樣性產生的分子機制、免疫過程中的信號傳遞等重要問題都得到了解決，免疫學的發展可謂一日千里。 免疫學的研究成果在臨床上得以了廣泛的應用，各種細胞因子、單克隆抗體、各種傳染病疫苗等免疫學相關手段都得到了廣泛的應用，并在乙肝、癌癥等眾多疾病的治療過程中發揮了重要的作用。對免疫系統

17、的認識對免疫系統的認識 glick1957發現早期摘除雞的法式囊組織可影響抗體的產生 miller和tood1962發現在哺乳動物體內早期摘除胸腺嚴重影響機體的免疫功能。 gowan1965證明淋巴細胞是具有免疫功能的分化細胞。 科學家在淋巴細胞中區分了t和b淋巴細胞兩大亞群，并證明了二者在產生抗體時的協同作用。 cooper證明了淋巴細胞在周圍淋巴組織的分布。 dumonde1969發現了淋巴因子。1952年，dausset發現hla；主要組織相容性復合體(mhc)與免疫關系被明確(斯奈勒snell,1948；道塞特dausset,1958-62；伯納瑟拉夫benacrraf,1963);

18、利根川進(tonegawa,1978)進一步闡明免疫球蛋白基因重排機制及mhc基因結構(1980)；其后在t細胞受體分離成功基礎上明確其基因結構并克隆(1983-86);多爾梯和津克耐格爾(doherty & zinkernagel, 1974)發現有關免疫識別細胞機制（免疫限制性）;免疫細胞個體發育階段性(陽性選擇和陰性選擇)被明確;免疫活性(t、b)細胞協作(claman et al,1966)明確，其后樹突狀細胞、巨噬細胞等抗原提呈作用等被發現，第二信號系統作用得到了明確；免疫細胞活化、凋亡及失（無）能機制(1990)基本闡明等;耶魯(yalow,1960)等建立放射免疫技術，科

19、隆和米爾斯坦(kohler & milstein, 1975)建立單克隆抗體雜交瘤技術等;馬雷(murray,1954)和湯瑪斯(thomas, 1956)成功地進行了器官/細胞移植，近年高效免疫抑制劑的發現與應用等;免疫細胞因子及其受體基因陸續被克隆等，使現代免疫治療基本完善。其他重要進展其他重要進展免疫學概念要覽免疫學概念要覽自然免疫（自然免疫（natural immunity） 出生時即有的天然免疫，經遺傳獲得，非特異性，也稱非特異性/先天性免疫。 組成：屏障結構、吞噬細胞、某些體液因子。獲得性免疫（獲得性免疫（acquired immunity） 出生后接觸特定抗原獲得的針對該

20、物質的免疫，也稱適應性/特異性免疫。 包括 體液免疫、細胞免疫。 先天性免疫在低等無脊椎動物上就存在；獲得性免疫在脊椎動物中才有自然免疫與獲得性免疫的區別和特點自然免疫與獲得性免疫的區別和特點 體內由體內由b淋巴細胞介導的免疫應答稱為體液免疫淋巴細胞介導的免疫應答稱為體液免疫。 體液免疫體液免疫（humoral inmunity），即以），即以b cells產生抗產生抗體來達到保護目的的免疫機制。負責體液免疫的細胞是體來達到保護目的的免疫機制。負責體液免疫的細胞是b細胞細胞。體液免疫的抗原多為相對分子質量在。體液免疫的抗原多為相對分子質量在10,000以以上的蛋白質和多糖大分子，病毒顆粒和細菌表面都帶有上的蛋白質和多糖大分子，病毒顆粒和細菌表面都帶有不同的抗原，所以都能引起體液免疫。不同的抗原，所以都能引起體液免疫。 體液免疫是體液免疫是b細胞識別結合抗原，通過信號傳遞，細胞