免疫学绪论

第一章　免疫学绪论

学习目标

1．掌握免疫的概念和免疫系统的基本功能。

2．熟悉免疫的基本类型。

第一节　免疫的概念

免疫(immunity)一词的传统含义是指机体抵御传染病的一种生理功能，由免疫系统执行，从而保护机体免受病原体的侵害。随着对免疫系统功能的深入研究，人们对免疫的含义也有了新的认识。现代免疫的含义是:机体识别和排除抗原性异物，维持机体内环境稳定的一种生理功能。免疫系统可以识别某种物质并做出相应的反应，这种物质即为抗原，不仅包括传统免疫含义中所指的病原微生物及其毒素，也包括异体组织细胞，突变、衰老、变性的机体自身组织细胞等。

医学免疫学(medical immunology)主要是研究人体免疫系统的组成和功能、人体在健康和疾病条件下的免疫现象，进而应用免疫学理论和方法进行疾病的诊断、预防和治疗的一门科学。

第二节　免疫系统的基本功能

免疫系统的功能是机体在识别和清除抗原过程中所发挥的各种生物学效应的总和，它主要包括:①免疫防御，即抗感染功能，指机体清除外来抗原(如微生物及其毒素)的免疫功能。②免疫监视，即机体清除内环境中突变细胞的免疫功能。③免疫自稳，即机体对自身正常成分形成免疫耐受，对自身衰老和损伤细胞加以清除的免疫功能。④免疫调节:免疫系统参与机体整体功能的调节，与神经系统和内分泌系统一起，共同构成神经－内分泌－免疫网络调节系统，不仅调节机体的整体功能，也调节免疫系统本身的功能。调节正常时，免疫系统则通过适度的免疫应答来实现免疫防御、免疫监视和免疫自稳，对机体有利;反之免疫防御功能过强，则会出现超敏反应;过弱，则会发生免疫缺陷病;而免疫监视功能异常，可导致肿瘤的发生或病毒的持续感染;免疫自稳功能的异常，可发生自身免疫病。

第三节　免疫的基本类型

(一)固有免疫

固有免疫(inherent immunity)又称为天然免疫或非特异性免疫(non－special immunity)，是生物体在长期种系进化过程中形成的一系列天然防御功能，可对入侵的病原体迅速应答，产生非特异抗感染免疫作用，亦可参与机体对损伤、衰老或畸变细胞的清除，同时固有免疫在获得性免疫过程中也起重要作用。

固有免疫系统的主要组成如下。①屏障结构，包括皮肤黏膜及其附属成分组成的物理化学屏障，以及皮肤黏膜表面正常菌群组成的微生物屏障;另外，血－脑屏障、血－胎屏障作为人体内部组织的屏障，分别保护着中枢神经系统和发育中的胎儿。②固有免疫细胞，主要包括单核－巨噬细胞(mononuclear phagocyte)、自然杀伤细胞(natural killer cell，NK细胞)，以及某些淋巴细胞(γδT细胞、NKT细胞、B1细胞等)。③固有免疫分子，包括补体、细胞因子和具有抗菌作用的多肽、蛋白质、酶类物质(如溶菌酶、乙型溶素、防御素等)。

固有免疫的主要特征如下。①非特异性，作用广泛，固有免疫细胞可通过膜表面表达的模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)识别多种病原体表面共有的高度保守的特征分子，如单核－巨噬细胞表面的Toll样受体(Toll－like receptor 4，TLR4)能识别结合表达于多种G－肠道杆菌表面的脂多糖(LPS)而迅速被活化，进而吞噬杀伤病原体。②先天性:与生俱有，由遗传基因决定。③无记忆性:固有免疫初次与抗原接触即能立即发挥效应，但不经历免疫细胞的克隆扩增，不产生记忆细胞，因此效应强度不因接触抗原次数的增加而增加。④可稳定遗传。

固有免疫是机体的第一道免疫防线，也是获得性免疫的基础。

(二)获得性免疫

获得性免疫(acquired immunity)又称为适用性免疫或特异性免疫(specific immunity)，是免疫系统受到抗原刺激后产生的仅对该刺激抗原起作用的防御功能。

执行获得性免疫功能的细胞主要是淋巴细胞，分布于血液、淋巴液及淋巴器官和组织中，由骨髓中的造血干细胞分化而来，其中在骨髓发育成熟的是B淋巴细胞(bone marrow dependent lymphocyte)，而在胸腺发育成熟的是T淋巴细胞(thymus dependent lymphocyte)。

T、B淋巴细胞膜表面有一种重要的识别抗原的受体，能够与物质分子上细微的特殊的化学结构发生特异性作用，从而实现淋巴细胞对不同物质的识别功能，这种能够被淋巴细胞通过抗原受体识别的物质称为抗原(antigen，Ag)。一个淋巴细胞克隆只能表达一种抗原受体，只能识别抗原分子的一种化学结构。在机体内，存在着可以识别各种抗原特征结构的淋巴细胞，它们在血液和淋巴之间不断循环，当接受相应抗原刺激后，可在外周免疫器官历经活化、增殖过程，最终分化成效应淋巴细胞而发挥清除抗原的免疫效应。因此获得性免疫一般在抗原进入4～5天后才能发挥作用。

T淋巴细胞的抗原受体称为T细胞受体(T cell receptor，TCR)主要识别的是蛋白质中的多肽，但T细胞不能直接识别抗原分子中的多肽，而只能识别表达于抗原递呈细胞(antigen－presenting cell，APC)膜表面，且与MHC分子结合的多肽，即抗原肽－MHC分子复合物。因此，T细胞对抗原的识别需要抗原递呈细胞首先对抗原的摄取、加工和处理，才能将抗原分子中能够刺激TCR的多肽以抗原肽－MHC分子复合物的形式递呈给T细胞，从而完成识别过程。但T细胞的充分活化和克隆扩增还需要APC膜表面多种共刺激分子以及其分泌的细胞因子的参与。最终，T细胞分化为效应T细胞和长寿记忆T细胞。效应T细胞通过释放多种细胞因子(如TNF、IL－2、IFN)和细胞毒性介质(如穿孔素、颗粒酶、FasL)，同时在巨噬细胞等固有免疫细胞的参与下，产生迟发型炎症反应和特异性杀伤细胞的效应，因此由T淋巴细胞介导的免疫应答称为细胞免疫应答。

B淋巴细胞的抗原受体称为B细胞受体(B cell receptor，BCR)，能特异性识别抗原分子表面局部暴露的特征结构，识别的是完整、游离的抗原，包括蛋白质和多糖等。多数抗原被B细胞识别后，要获得充分活化和克隆扩增，还需要Th2细胞膜表面表达的共刺激分子以及分泌的细胞因子的作用，进而分化为效应B细胞(即浆细胞)和长寿记忆B细胞。浆细胞主要是通过合成分泌抗体(又称为免疫球蛋白)发挥免疫效应，由于抗体主要存在于体液中，因此由B淋巴细胞介导的免疫应答称为体液免疫应答。

获得性免疫的主要特征如下。①特异性:即受某种抗原刺激的淋巴细胞仅能针对相应抗原发生免疫应答。例如，B细胞所合成分泌的抗体分子与其所表达的BCR所识别结合的抗原结构相同，即某抗原通过刺激具有相应BCR的B细胞，使之活化、增殖、分化为浆细胞产生抗体，抗体通过结合此抗原而发挥清除功能。②后天获得性:是指个体出生后，在特定抗原刺激下而获得的免疫。初生后的机体，体内的淋巴细胞只有受相应抗原刺激后，才能活化、增殖和分化成对相应抗原应答的效应细胞，使机体获得对此种抗原应答的免疫;反之，若从未接触这种抗原，相应的淋巴细胞不会活化，机体也不会具有对这种抗原应答的免疫。③记忆性:淋巴细胞受抗原刺激后，一部分分化为对抗原应答的效应淋巴细胞，另一部分则分化为长寿的记忆细胞，即再次遇到相同抗原刺激时，记忆细胞可出现迅速而强有力的应答反应。④不能稳定遗传，但具有传递性:机体对某种抗原的应答能力非遗传基因决定，而是淋巴细胞接受抗原的刺激后获得，通过自然或人工的被动免疫过程，特异性免疫应答产物(抗体、致敏T细胞)可直接输注受者而使之获得特异性免疫。

获得性免疫是在固有免疫基础上的一次飞跃，它使免疫系统增加了“现代化”的成分和功能。

(三)固有免疫与获得性免疫的关系

1．固有免疫启动适应性免疫　巨噬细胞作为重要的固有免疫细胞，也是专职的APC，他在吞噬杀伤抗原的同时，将抗原降解为小分子多肽，并与巨噬细胞自身合成的MHC分子结合形成抗原肽－MHC分子复合物，表达在巨噬细胞的膜表面，从而参与T淋巴细胞对抗原识别的活化过程，启动适应性免疫应答，如图1－1所示。

2．固有免疫影响特异性免疫的类型　参与固有免疫的细胞，可通过PRR接受不同的配体分子刺激，产生不同的细胞因子。这些细胞因子可通过调节特异性免疫细胞的分化方向，从而决定适应性免疫应答的类型。

3．固有免疫协助适应性免疫发挥免疫效应　对于体液免疫中的B细胞，其增殖分化为浆细胞后，通过分泌抗体产生免疫效应。但抗体本身并无直接杀伤和清除病原体的作用。只有在固有免疫细胞(如吞噬细胞和NK细胞)和固有免疫分子(如补体)参与下，才能有效杀伤清除病原体等异物。另外，对于细胞免疫中的效应Th1细胞，通过分泌的多种细胞因子活化固有免疫中的吞噬细胞和NK细胞，增强它们的功能，从而有效清除入侵的病原体。

图1－1　固有免疫启动适应性免疫

(靳　静)