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免疫学导论 Introduction to Immunology,课 程 介 绍,专 业： 生物科学 课程类别： 专业选修课 先修课程： 动物学、生物化学 总 学 时 ： 32 学 分： 2 考核类型： 考查,考 核 方 法,课程成绩考核采用考勤、作业30%+期末考试70%的综合考评办法。,参 考 资 料,参考书 现代免疫学免疫的细胞和分子基础 刘建欣 郑昌学编 医学免疫学 邵传森 周丽萍主编 医学免疫学 吴敏毓 刘恭植主编 免疫学基础 安云庆主编 基础免疫学 （上、下册） 吴玉章等译 免疫学 薛彬 魏雪涛译 过敏 孙晖 林源编著， 免疫学概览 美松佩拉克著，李琪涵等译， 专业杂志 免疫学杂志 中国免疫学杂志 现代免疫学 中国微生物和免疫学杂志,第一章 绪论 第二章 抗原 第三章 抗体 第四章 补体系统 第五章 免疫系统的组织器官与细胞 第六章 主要组织相容性复合物 第七章 抗原抗体反应及应用 第八章 细胞介导的免疫应答 第九章 免疫调节 第十章 感染免疫与疫苗 第十二章 异常免疫应答 第十三章 免疫系统的进化（自学）,第一章 绪 论,本章学习重点,掌握现代免疫的概念 熟悉非特异性免疫和特异性免疫的概念及作用 熟悉免疫系统的组成与免疫的三大功能 了解免疫学的发展简史,历史上因微生物引起的疾病曾对人类造成极大的危害，如鼠疫、天花。 人类在与疾病的长期斗争过程中，不断发现各种致病微生物，不断地寻找防治的方法，如人痘苗接种。 免疫学是人类与传染病的长期斗争实践中，不断总结经验而发展形成的一门学科。,鼠疫杆菌,第一次发生在公元6世纪，从地中海地区传入欧洲，死亡近1亿人； 第二次发生在14世纪，波及欧、亚、非； 第三次是18世纪，传播32个国家。14世纪大流行时波及我国,肆虐欧洲大陆的黑死病(鼠疫plague),1793年云南师道南所著“死鼠行”中描述当时鼠疫在我国流行十分猖獗。 东死鼠，西死鼠，人见死鼠如目虎。 鼠死不几日，人死如拆堵。 昼死人，莫问数，日色惨淡愁云护。 三人行，未十步，忽死二人横截路； 夜死人，不敢哭，疫鬼吐气灯摇绿。 须灾风起灯忽无，人鬼尸棺暗同屋。 鸟啼不断，犬泣时闻，人含鬼色，鬼夺人神。 白日逢人多见鬼，黄昏遇鬼反疑人。 人死满地人烟倒，人骨渐披风吹老。 田禾无人收，官租向谁考。,佩皮斯在1665年10月16日的日记中写道:“我的天哪！大街上没有人走动，景象一片凄惨。许多人病倒在街头。我遇到的每个人都对我说，某某病了，某某死了”,塞缪尔·佩皮斯（英国）,1633.2.231703.5.26,Progression of Smallpox（天花）,Day 7,Day 3,Day 5,天花病毒 Pox virus,霍乱弧菌 (×15,575 ),伤寒杆菌 (×20,800 ),淋球菌 (×40,000 ),脑膜炎球菌,结核杆菌 (×40,000),白喉杆菌,天花病毒 Pox virus,脊髓灰质炎病毒 polio virus,伯氏疏螺旋体(引起莱姆病) Spirochete bacteria,一、免疫学的由来和发展,在古代人类，传染病经常大流行，病死率很高。 古代人们就发现，得过某种传染病痊愈后，即获得抵抗这种传染病的能力，这就是免疫。 中国古代发明了人痘苗接种的方法预防天花，被世界公认为免疫学研究的开端，是免疫学发展史上的第一个里程碑。,免疫学发展经历的阶段,经验免疫学时期（17世纪19世纪） 经典免疫学时期（19世纪中叶20世纪中叶） 近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）,中国发明人痘苗接种预防天花,中国从宋朝开始用人痘接种预防天花,古代中医书籍上的小儿出天花图,经验免疫学时期（17世纪19世纪）,人痘接种方法从中国传到欧洲,英国驻土耳其大使夫人Mary Wortle Montagu将人痘接种技术传到英国等国家,经验免疫学时期（17世纪19世纪）,牛痘苗的发明,1791年，英国乡村医生琴纳(Edward Jenner)用牛痘痂接种预防天花，发明了牛痘苗。,爱德华.琴纳 Edward Jenner 1749-1822,减毒活疫苗-实验免疫学时期,1890年，巴斯德用长期培养后减毒的鸡霍乱弧菌制备成活菌苗，预防鸡霍乱，此后又制备成功炭疽杆菌死菌苗和狂犬病毒减毒活疫苗。(人工主动免疫方法),Louis Pasteur 1822-1895, Father of immunology, attenuated bacteria and viruses as vaccine against anthrax,确定病原微生物的“科赫法则”,Late 1800s: Koch 科赫创立固体培养基培养法，并提出了著名的确定病原微生物的“科赫法则” Infectious disease caused by microorganisms Specific pathogens cause specific disease,Robert Koch 1843-1910, Nobel Prize in 1905 for his work on tuberculosis, Anthrax, Cholera, Tubercule bacillus,开创了使用减毒或杀死病菌制作疫苗的方法控制动物及人体传染疾病。,经典免疫学时期（19世纪中叶20世纪中叶）,科赫法则（Kochs Postulates）,一种病原微生物必然存在於患病动物体内,但不应出现在健康动物内； 此病原微生物可从患病动物分离得到纯培养物； 将分离出的纯培养物人工接种敏感动物时，必定出现该疾病所特有的症状； 从人工接种的动物可以再次分离出性状与原有病原微生物相同的纯培养物。,经典免疫学时期（19世纪中叶20世纪中叶）,科赫法则（Kochs Postulates）,经典免疫学时期（19世纪中叶20世纪中叶）,Elie Metchnikoff(1845-1916) 1883 Phagocytosis吞噬理论,Blood Smear 血液涂片,Elie Metchnikoff 与吞噬细胞,经典免疫学时期（19世纪中叶20世纪中叶）,1908年诺贝尔奖关于免疫吞噬的理论,梅契尼柯夫,1890年，培林(von Behring)和北里柴三郎(Kitasato)，在Koch实验室制造抗白喉杆菌外毒素血清治疗白喉。（人工被动免疫方法）,发现：白喉杆菌培养液过滤滤液接种动物-动物血清可中和毒素称抗毒素（antitoxin）。 把抗血清转移被动免疫 （passive immunization） 抗体：后来把抗毒素物质称抗体 抗原：诱导抗体产生的物质称抗原,在1901年共同获得诺贝尔生理和医学奖,Paul Ehrlich , Nobel Prize in 1908 for demonstrating production of antibody(抗体形成的侧链学说),1898: Paul Ehrlich Proc. Royal Soc ANTIBODIES production,Paul Ehrlich（保罗·埃尔利希）与抗体,经典免疫学时期（19世纪中叶20世纪中叶）,Burnet(1957年)“克隆选择学说”； 从器官、细胞和分子水平探讨免疫系统结构与功能。,近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）,澳大利亚免疫学家伯内特,克隆选择学说(Clonal Selection Theory) 机体存在随机形成的多样性免疫细胞克隆，每个克隆的细胞表达同一特异性受体(一个克隆针对一种抗原)。 抗原进入机体内 选择表达特异性受体的免疫细胞，与之反应 特异性细胞克隆扩增 产生大量后代细胞 合成大量具有相同特异性的抗体,近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）,浆细胞,记忆细胞,抗原,克隆选择学说(Clonal Selection Theory) 胚胎期某一免疫细胞克隆接触相应的抗原, 如自身成分，则被排除或处于抑制状态，称为禁忌克隆,不能对自身抗原产生免疫应答而形成自身耐受。 某些情况下，禁忌细胞株可以活化，对自身抗原发生免疫应答而形成自身免疫或自身免疫性疾病。,近代和现代免疫学时期（自20世纪中叶至今）,二、免疫学概念要览,不同个体间输血或异体组织器官移植，都可能发生严重的反应。 花粉、动物血清等进入机体后，也会引起不同的反应。 这些物质都不是病原微生物，为什么也会刺激机体发生严重反应？,二、免疫学概念要览,研究发现，凡异物进入机体均可引起排斥反应。 在对异物的排斥反应中，并不总是对机体有利。 输血反应、器官移植排斥反应、花粉和动物血清引起的变态反应等，都是机体免疫系统对“异物”产生免疫应答的结果，说明免疫的作用不仅仅是抵抗微生物感染。,免疫是机体的一种生理反应， 当外来异物（抗原）进入机体后， 机体能识别“自己”或“非己”， 对非己物质发生特异性的免疫应答， 排除抗原性的非己物质； 免疫过程并不总是有利于机体， 有时也可引起机体损害。,免疫系统包括人体三道防线,第一道防线是由皮肤和黏膜构成的，他们不仅能够阻挡病原体侵入人体，而且它们的分泌物（如乳酸、脂肪酸、胃酸和酶等）还有杀菌的作用。,免疫系统包括人体三道防线,第二道防线是体液中的杀菌物质和巨噬细胞。这两道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能，特点是人人生来就有，不针对某一种特定的病原体，对多种病原体都有防御作用，因此叫做非特异性免疫（又称先天性免疫）。,免疫系统包括人体三道防线,第三道防线主要由免疫器官（胸腺、淋巴结、骨髓、和脾脏等）和免疫细胞（淋巴细胞）组成的。第三道防线是人体在出生以后逐渐建立起来的后天防御功能，特点是出生后才产生的，只针对某一特定的病原体或异物起作用，因而叫做特异性免疫（又称后天性免疫）。,二、免疫学概念要览,1、“免疫”的现代概念 “免疫”是机体识别自身成分和排除抗原性异物，以维持机体内环境稳定的功能。 免疫反应通常对机体有利，但有时也可能损害机体。,二、免疫学概念要览,2、免疫的功能与表现,功 能 正常表现 异常表现 免疫防御 清除病原微生物,中和毒素 超敏反应 (抗感染免疫） 免疫缺陷病 （慢性感染） 免疫自稳 对自身组织成分耐受 自身免疫性疾病 （清除损伤或衰老细胞） 免疫监视 清除突变或癌变细胞 肿瘤发生 （抗肿瘤免疫） 病毒持续感染,Immune surveillance,Immune defense,Immune homeostasis,免疫功能与SARS,免疫功能正常 对SARS病毒具有较强抵御能力 免疫功能下降（或病毒毒力过强） 易感染SARS病毒 免疫功能异常增强（紊乱） 对SARS病毒产生过强应答 免疫自稳遭破坏 造成自身（肺）组织损伤 缓解期后出现严重并发症 （严重呼吸窘迫综合症）,二、免疫学概念要览,3、非特异性免疫与特异性免疫 非特异性免疫 非特异性免疫(non-specific immunity)是群体在长期进化过程中形成的天然防御功能。又称为固有性免疫（innate immunity）、先天性免疫或天然免疫。 特点：a、作用广泛，无特异性；b、先天具有；c、初次与抗原接触即发挥作用，无记忆性；d、可稳定遗传；e、同一种属的个体差异不大。,二、免疫学概念要览,非特异性免疫的组成 a、屏障结构 物理屏障完整的皮肤、粘膜屏障 解剖学屏障血脑屏障、胎盘屏障 生物性屏障皮肤粘膜表面的正常菌群 b、非特异性免疫细胞 吞噬细胞M、M和 N NK细胞非特异性地杀伤靶细胞 DC递呈抗原 c、体液中的杀菌和抑菌成分 补体系统裂解靶细胞 溶菌酶，干扰素等,二、免疫学概念要览,3、非特异性免疫与特异性免疫 特异性免疫(specific immunity) 特异性免疫：机体与抗原物质接触后获得的具有针对性的免疫应答，主要由T、B淋巴细胞完成。又称为适应性免疫(adaptive immunity)或获得性免疫（acquired immunity）。 免疫应答 : T、B淋巴细胞受到特异性抗原刺激后，发生活化、增殖及分化，产生抗体或其它效应分子发挥免疫效应的过程，称为免疫应答。,免疫应答（immune response),T细胞(细胞免疫),B细胞(体液免疫),异物性抗原,吞噬细胞,淋巴细胞,二、免疫学概念要览,特异性免疫的特点 a、特异性:细胞克隆的受体只能与抗原决定族结合。 b、适应性:机体免疫系统对所有分子都能做出反映（1010个细胞克隆） c、区别自身与非自身:自己体内分子耐受;外来抗原物清除。 d、记忆性:淋巴细胞接触过的分子,再次遇到会激烈应答。 e、自我调解性:受刺激淋巴细胞活化,清除后抑制免疫。,二、免疫学概念要览,特异性免疫的类型 根据参与免疫应答的细胞和产生的效应，可分为两大类： 体液免疫（humoral immunity）由B淋巴细胞介导，产生的效应分子为抗体。B细胞受特异性抗原刺激后，发生活化、增殖，分化为浆细胞产生抗体，发挥免疫效应作用。 细胞免疫（cellular immunity）由T淋巴细胞介导，产生的效应细胞和分子是致敏T淋巴细胞与淋巴因子。,二、免疫学概念要览,4、免疫系统 免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。 免疫器官：中枢免疫器官(骨髓、胸腺), 外周免疫器官,Organs of the Immune System,脾,派伊尔淋巴集结,小肠,阑尾,大肠,胸腺,淋巴组织,扁桃体,骨髓,淋巴结,胸导管,左锁骨下静脉,二、免疫学概念要览,4、免疫系统 免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。 免疫细胞：免疫活性细胞 T和B细胞 APC(抗原提呈细胞) 树突状细胞， 巨噬细胞 其它免疫细胞 NK细胞(自然杀伤细 胞), 肥大细胞,嗜碱性粒 细胞等,吞噬细胞,红细胞,嗜曙红细胞,肥大细胞,嗜碱白血球,巨核细胞,嗜中性粒细胞,血小板,树突细胞,B 淋巴细胞,自然杀伤细胞,T淋巴细胞,骨髓前体细胞,淋巴前体细胞r,多能干细胞,造血干细胞,单核细胞,骨髓,浆细胞,抗原,受体,抗体,The electron microscope picture to the left is a macrophage (large, orange) attacking germs (small, green). (“Macrophage“ simply means “large, eating.“ The macrophage is a general purpose antibody - it eats any type of bug! There are also “specific“ antibodies, which attack only one kind of bug.,巨噬细胞攻击微生物,二、免疫学概念要览,4、免疫系统 免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。 免疫分子：分泌性分子 抗体，补体，细胞因子 膜分子 TCR，BCR，MHC分子， CD分子，粘附分子,TCR-T细胞抗原受体；BCR-B细胞抗原受体 MHC-主要组织相容性复合体; CD-cluster of differentiation,免疫器官,免疫细胞 免疫分子,中枢 外周 胸腺 脾脏 骨髓 淋巴结 法氏囊 粘膜相关 淋巴组织 皮肤相关 淋巴组织,干细胞系 淋巴细胞 单核吞噬细胞 其他APC(树突状细胞/内皮细胞等) 其他免疫细胞(粒细胞/肥大细胞/血小板/红细胞等),Ig 补体 细胞因子 CD分子 粘附分子,免疫系统的组成,三、现代免疫学的研究内容,免疫学研究各种生物免疫系统的结构与功能以及对抗原性异物的免疫应答机理，免疫应答产物与抗原发生反应的理论和技术的生命科学。 医学免疫学研究范围： 研究人体免疫系统的结构与功能以及免疫应答规律和机理，应用免疫学的理论和技术诊断和防治疾病。,四、免疫学的分类及研究发展,免疫学是一门新兴学科，容易与其他学科专业形成新的交叉学科或边缘学科。 分类 基础免疫学，临床免疫学，应用免疫学 免疫生物学，免疫遗传学，免疫药理学 免疫病理学，肿瘤免疫学，移植免疫学 免疫学研究的发展近况 细胞因子，粘附分子，免疫耐受 细胞活化和凋亡的信号传导 蛋白/抗体工程，转基因/基因敲除技术,五、免疫学在医学上的意义,免疫学已形成一门独立学科，是当前生命科学领域中三个带头学科之一。 诺贝尔医学奖中20%以上与免疫学的研究成果有关。 临床工作中，免疫学原理和技术应用非常广泛。 探讨某些疾病的发病机理 诊断疾病 防治疾病,复习思考题,1、名词解释： 免疫，非特异性免疫，特异性免疫 2、免疫系统的组成有哪些？ 3、机体免疫系统有哪些方面的功能？ 4、特异性免疫有哪些特点？,