免疫系统1.ppt
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第二章免疫系统,免疫系统,免疫系统(immunesystem)是动物机体执行免疫功能的机构。
由三大部分组成:
免疫器官免疫细胞免疫相关分子(抗体、补体、细胞因子),第一节免疫器官,概念:
机体执行免疫功能的组织器官称为免疫器官(immuneorgan),它们是淋巴细胞和其他免疫细胞发生、分化、成熟、定居和增殖以及产生免疫应答的场所。
根据功能的不同,免疫器官可分为:
中枢免疫器官(centralimmuneorgan)外周免疫器官(peripheralimmuneorgan),人体免疫器官的分布,骨髓,一、中枢免疫器官,又称初级免疫器官(primaryimmuneorgan),是淋巴细胞等免疫细胞发生、分化和成熟的场所,包括,骨髓胸腺法氏囊,共同特点:
1.在胚胎发育的早期出现;2.具有诱导淋巴细胞增殖分化为免疫活性细胞的功能,也是淋巴干细胞增殖分化为免疫活性细胞的场所;3.如果在新生期切除这类器官,可造成淋巴细胞因不能正常的发育分化而机体缺乏具有功能的淋巴细胞,出现免疫缺陷、免疫功能低下甚至丧失。
(一)骨髓,骨髓(bonemarrow):
是各种血细胞和免疫细胞发生和分化的场所。
具有造血和免疫两方面的功能。
功能,1.是机体最重要的造血器官,出生后所有的血细胞来自于骨髓多能干细胞;2.是重要的免疫器官,是各种免疫细胞发生和分化的场所。
3.对于人和哺乳动物而言,骨髓也是参与体液免疫的重要器官,是发生再次体液免疫应答的主要部位。
骨髓依赖性淋巴细胞(哺乳动物等),造血干细胞,骨髓,髓样干细胞,红细胞系、单核细胞系粒细胞系和巨核细胞系,各种淋巴细胞的前体细胞,胸腺,骨髓或腔上囊,T细胞,B细胞,胸腺依赖性淋巴细胞,囊依赖性淋巴细胞(鸟类),
(二)胸腺,thymus:
是T淋巴细胞发育成熟的场所。
不同动物的胸腺其大小、形态、数量、存在位置不同:
大多位于胸腔前纵隔中,分左右两叶,猪、马、牛、犬、鼠等可延伸至颈部直达甲状腺;鸡的胸腺为左右两侧每侧67个球状物,呈念珠状,位于两侧颈沟中;鸭、鹅的胸腺为颈部两侧各5个叶。
1、生理性退化,又称年龄性退化(ageinvolution):
胸腺的大小因年龄不同而差异很大,就其与体重的相对大小而言,在初生时最大,而起绝对大小则在青春期达到最大,以后逐渐萎缩。
例:
人的胸腺重量:
新生儿:
1015g13岁:
3040g老年时:
1015g,胸腺的退化又两种情况:
(二)胸腺,2、意外退化(accidentinvolution):
A.营养不良B.内分泌失调C.细菌、病毒感染:
细菌毒素病毒免疫抑制性病毒D.毒性药物E.应激反应F.其它因素:
肿瘤,器官移植,REV和ALV-J感染诱发胸腺萎缩,胸腺被膜实质胸腺小叶皮质(基本结构单位)髓质,胸腺的结构,胸腺的功能,
(一)胸腺是T细胞分化和成熟的场所,因而T细胞亦称胸腺依赖性淋巴细胞(thymusdependentlymphocyte)。
胸腺T淋巴细胞担负着机体的细胞免疫功能,并参与免疫应答的调节。
所以胸腺的功能缺陷会造成细胞免疫功能的下降及抗体产生受损。
前T细胞,进入胸腺,大部分凋亡,趋化因子,髓质(5%),外周免疫器官特定的胸腺依赖区,T细胞亚群(具不同功能),(1%),皮质(95%),胸腺生成素(thymin)血清胸腺因子(serumthymicfactor,STF)胸腺体液因子(thymichumoralfactor,THF)淋巴细胞刺激素(lymphocytestimulatinghormone,LSH)胸腺素(thymosin),
(二)胸腺具有内分泌功能,可产生多种胸腺激素。
胸腺激素的作用,促进前T细胞分化为成熟的T细胞;增强或调节外周成熟T细胞的功能;在医学临床上主要用于免疫缺陷病、自身免疫病和肿瘤病的治疗。
(三)法氏囊,法氏囊(bursaofFabricius)又称腔上囊,为鸟类所特有的淋巴器官,位于泄殖腔背侧,并有短管与之相连。
鸡为椭圆状囊;鸭、鹅呈圆筒状。
雏鸡1日龄,囊重50-80mg;3-4月龄达到最大,3-4g;性成熟(4-5月龄)后逐渐退化萎缩;鸭、鹅退化较慢,7月龄开始退化,12月龄时几乎完全消失。
法氏囊的功能,法氏囊是B淋巴细胞分化成熟的场所,因而B细胞亦称囊依赖性淋巴细胞(bursadependentlymphocyte)。
来自骨髓的淋巴干细胞在法氏囊诱导下分化为成熟的B细胞,然后经血液和淋巴循环迁移到外周免疫器官,参与体液免疫。
切除新生动物胸腺或法氏囊对免疫细胞的影响,作用切除胸腺切除法氏囊循环中淋巴细胞数+胸腺依赖区的淋巴细胞+移植物排斥反应+非胸腺依赖区的淋巴细胞+浆细胞+血清免疫球蛋白+抗体生成+,二、外周免疫器官,外周免疫器官(peripheralimmuneorgan),又称次级或二级免疫器官(secondaryimmuneorgan),是成熟的T细胞和B细胞栖息、增殖、和对抗原刺激产生免疫应答的场所。
都起源于胚胎晚期的中胚层;并持续的存在于动物的一生;切除后动物的免疫力降低不明显。
二、外周免疫器官,脾脏淋巴结(扁桃体)消化道呼吸道等的淋巴小结泌尿生殖道(黏膜相关淋巴组织)骨髓哈德氏腺,
(一)淋巴结,lymphnode:
呈圆形或豆状,遍布于淋巴循环系统的各个部位,具有捕获体外进入血液和淋巴液的抗原的功能。
淋巴结的结构,最外层为结缔组织被膜内部实质,皮质髓质,髓窦:
通道髓索:
B细胞、浆细胞,浅皮质区非胸腺依赖区深皮质区(副皮质区)胸腺依赖区,鸭、鹅只有两对淋巴结(颈胸淋巴结和腰淋巴结)鸡没有淋巴结。
猪的淋巴结髓质在外。
淋巴结的免疫功能,过滤和清除异物免疫应答的场所,
(二)脾脏,Spleen:
外包被膜,实质分白髓和红髓。
红髓脾索脾窦白髓淋巴鞘主要为T细胞为胸腺依赖区淋巴小结和生发中心含大量B细胞为胸腺非依赖区,脾脏的免疫功能,滤过血液滞留T、B淋巴细胞产生免疫应答的重要场所产生吞噬细胞增强激素特夫素(tuftsin),(三)粘膜相关淋巴组织和皮肤相关淋巴组织,A粘膜相关淋巴组织(MALT):
肠道粘膜集合淋巴结、消化道、呼吸道和泌尿生殖道粘膜下层的许多淋巴小结和弥散淋巴组织,合称为粘膜相关淋巴组织(mucosaassociatedlymphoidtissue,MALT),也称粘膜免疫系统。
可分两种类型:
1.具有一定结构的粘膜淋巴滤泡。
2.弥散的粘膜淋巴组织,MALT中均含有丰富的T细胞和B细胞及巨噬细胞等,B细胞等多产生分泌型IgA(局部抗体),发挥粘膜免疫功能。
B、皮肤相关淋巴组织(skinassociatedlymphoidtissue,SALT)也称皮肤免疫系统。
皮肤的表皮层和真皮层中均有免疫细胞存在。
(四)骨髓,骨髓是体内最大的二级免疫器官,是体内产生抗体量最大的器官,对某些抗原而言,骨髓产生的抗体量可占抗体总量的70%。
(五)哈德氏腺,哈德氏腺(theglandofHarder)存在于禽类眼窝中的腺体之一,又称瞬膜腺;分泌泪液,润滑眼球;分泌抗体;调节体液免疫。
第二节免疫细胞,所有直接或间接参与免疫应答的细胞统称为免疫细胞(immunocyte)。
根据其在免疫应答中的功能及作用机理,免疫活性细胞分为免疫辅佐细胞三大类其它免疫细胞,一、免疫活性细胞,受抗原刺激后能分化增殖,产生特异性免疫应答的淋巴细胞,称为免疫活性细胞(immunocompetentcell,ICC),也称为抗原特异性淋巴细胞。
免疫活性细胞包括T细胞B细胞,
(一)T、B细胞来源及分化,骨髓干细胞分化淋巴干细胞分化前T细胞发育成熟T细胞抗原刺激效应性T细胞细胞免疫(46d)免疫记忆细胞(数月数年)前B细胞发育成熟B细胞抗原刺激浆细胞体液免疫(2d)免疫记忆细胞(100d),胸腺,法氏囊,淋巴细胞发生发育模式图,
(二)T、B细胞的表面标志,表面标志(surfacemarker):
淋巴细胞表面存在的大量不同种类的蛋白质分子,这些表面分子称为表面标志。
表面受体:
淋巴细胞表面上能与相应配体(特异性抗原、绵羊红细胞、补体等)产生特异性结合的分子结构。
表面抗原:
淋巴细胞或其亚群细胞表面上能被特异性抗体(如单抗)所识别的表面分子。
曾用:
OKT系统和Leu系统OKT(由Ontho,厂商名:
Kung氏和T细胞的3个词首字母所组成)系统单克隆抗体OKTl,OKT3,OKT4,OKT5等等可检测出相应的表面抗原;Leu(1eukocyte的前缀)系统单克隆抗体Leul,Leu2,Leu3等等可检测出相应的表面抗原。
现用:
CD系统,分化群(clusterofdifferentiation,CD),T细胞的重要表面标志,
(1)T细胞抗原受体(Tcellantigenreceptor,TCR):
T细胞表面具有识别和结合特异性抗原的分子结构。
多数T细胞(95%)的TCR由链和链组成,称为TCR,少数T细胞(5%)的TCR由链和链组成,称为TCR。
每个T细胞表面大约有30000个受体。
T细胞,T细胞的重要表面标志,
(2)CD2,即红细胞(erythrocyte,E)受体,该受体可使T细胞在体外与绵羊红细胞结合,形成红细胞花环(红细胞玫瑰花环实验,E玫瑰花环实验),B细胞无此抗原,所以可用于鉴别T、B淋巴细胞。
T-cell,E,E,E,E,E玫瑰花环实验原理示意图,T细胞的重要表面标志,(3)CD3,仅存在于T细胞表面,是由5条多肽链结合形成的3个二聚体的复合体组成,是TCR表达和信号传导所必需的,把TCR与外来结合的抗原信息传递到细胞内,启动活化过程。
CD3单抗能封闭TCR,故常用在抗排斥治疗和自身免疫病治疗。
T细胞的重要表面标志,(4)CD4和CD8分别称为MHCII类和MHCI类分子的受体。
CD4和CD8分别出现在具有不同功能亚群的T细胞表面,不同时出现,由此分为CD4+T细胞:
具有辅助性T细胞(TH)功能。
CD8+T细胞:
具有抑制性T细胞(TS)和细胞毒性T细胞(TC/CTL)功能。
正常情况下,CD4:
CD8为2:
1。
T细胞的重要表面标志,(5)有丝分裂原受体有丝分裂原(mitogen)植物血凝素(phytohemaggulutinin,PHA)刀豆蛋白A(concanavalinA,ConA)葡萄球菌A蛋白(SPA)美洲商陆有丝分裂原(PWM)淋巴细胞转化试验,B细胞的重要表面标志,
(1)B细胞抗原受体(Bcellantigenreceptor,BCR):
B细胞表面具有识别和结合特异性抗原的分子结构。
组成1个mIg分子2个Ig/Ig异聚体分子mIg,膜免疫球蛋白(membranceimmunoglobulin,mIg)每个B细胞表面有104105个免疫球蛋白分子。
B细胞的重要表面标志,
(2)Fc受体(Fcreceptor,FcR)Fc受体与免疫球蛋白的Fc片断结合。
大多数B细胞的表面存在IgG的Fc受体,称为FcR。
FcR与抗原-抗体复合物结合,有利于抗原的捕获和结合,激活B细胞和抗体产生。
EA(erythrocytesensitizedwithantiboday,EA)花环试验检测B细胞。
B-cell,E,E,E,E,E,E,E,E,A,A,A,A,EA玫瑰花环实验原理示意图,B细胞的重要表面标志,(3)补体受体(complementreceptor,CR)与C3b和C3d发生特异性结合的受体。
有利于B细胞捕获与补体结合的抗原-抗体复合物,激活B细胞。
EAC花环试验:
红细胞(E,erythrocyte)抗红细胞抗体(A,antiboday)补体(C,complement),B-cell,E,E,E,E,E,E,E,E,C,C,C,C,A,A,A,A,EAC玫瑰花环实验原理示意图,B细胞的重要表面标志,(4)有丝分裂原受体与T细胞不同有丝分裂原SPALPS(只刺激小鼠)PWM(依赖T细胞),B淋巴细胞,(三)T细胞亚群及其功能,
(1)CD4+T细胞辅助性T细胞(TH)诱导性T细胞(TI)迟发性变态反应性T细胞(TDTH),CD4+T细胞,A、辅助性T细胞(helperTcell,TH)TH1cell,Th1主要辅助细胞免疫,清除胞内细菌病毒及肿瘤细胞。
TH2cellTh2则主要辅助体液免疫,清除胞外细菌、病毒和毒素。
Th1/Th2平衡理论,CD4+T细胞,B、诱导性T细胞(inducerTcell,TI)诱导TH和TS细胞的成熟。
C、迟发性变态反应性T细胞(delayedtypehypersensitivityTcell,TDTHorTD)在免疫应答的效应阶段和IV型变态反应中释放多种淋巴因子导致炎症,发挥排除抗原的功能。
CD8+T细胞,
(2)CD8+T细胞:
抑制性T细胞(TS)细胞毒性T细胞(TC/CTL),CD8+T细胞,A、抑制性T细胞(suppressorTcell,TS)抑制B细胞产生抗体和其它T细胞分化增殖,调节细胞免疫和体液免疫。
占外周血液T细胞总数的1020%。
CD8+T细胞,B、细胞毒性T细胞(cytotoxicTcell,TC)又称为杀伤性T细胞,活化后称为细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxicTlymphocyte,CTL)。
在免疫效应阶段,TC活化为CTL,对靶细胞发挥杀伤作用,可连续杀伤多个靶细胞。
具有记忆性和高度特异性。
占外周血液T细胞总数的510%。
CTL细胞攻击靶细胞,CTL细胞,二、免疫辅佐细胞,免疫辅佐细胞:
单核吞噬细胞和树突状细胞在免疫应答中起辅助作用,对抗原进行捕捉、加工和处理,称为免疫辅佐细胞(accessorycell),简称A细胞。
由于A细胞是一类将抗原递呈给抗原特异性淋巴细胞的免疫细胞,故又称为抗原递呈细胞(antigenpresentingcell,APC),
(一)单核吞噬细胞,单核吞噬细胞(mononuclearphagocyte)血液中的单核细胞(monocyte)组织中的巨噬细胞(macrophage),正常组织中的单核吞噬细胞,细胞名称存在部位多能干细胞骨髓单核细胞骨髓和血液巨噬细胞淋巴结、脾脏、腹水组织细胞结缔组织枯否氏细胞肝肺泡巨噬细胞肺破骨细胞骨小胶质细胞神经细胞组织细胞鸡郎罕氏细胞皮肤滑膜A型细胞关节,单核巨噬细胞,单核细胞体积较大,蹄状核(左,普通光镜)。
透射电镜显示其高尔基体发达、线粒体丰富、胞浆颗粒明显(中)。
扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面(右)。
单核吞噬细胞的免疫机能,1、吞噬和杀伤作用2、抗原加工和递呈3、合成和分泌各种活性因子,
(二)树突状细胞,树突状细胞(dendriticcell,DC),简称D细胞,来源于骨髓和脾脏的红髓,成熟后主要存在于脾脏、淋巴结和结缔组织,在细胞表面伸出许多树突状突起,胞内线粒体丰富、高尔基体发达,但无溶酶体及吞噬体。
无吞噬作用,抗原递呈能力强。
树突状细胞,(三)其它抗原递呈细胞,B细胞,特别是活化的B细胞红细胞免疫功能:
运送免疫复合物与促进吞噬抗原递呈免疫调节,T细胞,红细胞,三、其他免疫细胞,K细胞NK细胞嗜酸性粒细胞粒细胞嗜中性粒细胞嗜碱性粒细胞肥大细胞,
(一)K细胞,裸细胞(nullcell):
有一类淋巴细胞既无T细胞的表面标志如CD3,又无B细胞的表面标志如mIg,称为裸细胞,主要包括K细胞和NK细胞。
K细胞(killcell,Kcell):
杀伤细胞,从骨髓分化出来后,不经过胸腺和法氏囊的诱导即能发挥细胞毒作用,杀伤靶细胞使之溶解,因此称为杀伤细胞。
(一)K细胞,ADCC作用:
K细胞杀伤靶细胞的作用特点是只能杀伤与抗体结合的细胞,所以这种杀伤作用也称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)。
表面具有IgG的Fc受体(FcR)。
ADCC作用中,IgG与靶细胞的结合是特异的,但K细胞的杀伤作用是非特异的,不需识别Ag和MHC分子。
(一)K细胞,K细胞主要存在于腹腔渗出液、血液和脾脏,淋巴结和中枢免疫器官中很少。
K细胞恶性肿瘤细胞主要杀伤病毒感染的宿主细胞移植物中的异体细胞某些较大的病原体(寄生虫)抗感染免疫、抗肿瘤免疫、移植物排斥反应、清除自身凋亡细胞,
(二)NK细胞,NK细胞(naturalkillercell,NKcell),自然杀伤细胞:
是一群既不依赖抗体、也不需要抗原刺激和致敏就能杀伤靶细胞的淋巴细胞,因此称为自然杀伤细胞。
NK细胞具有识别靶细胞表面分子的受体:
识别靶细胞干扰素受体:
增强识别、溶解和杀伤靶细胞IL-2受体:
刺激NK细胞增殖、产生干扰素FcR:
ADCC作用,NK细胞,
(二)NK细胞,NK细胞主要存在于外周血和脾脏,占外周血淋巴细胞的5-10%。
NK细胞的主要生物学功能:
非特异性的杀伤肿瘤细胞非特异性的杀伤病毒感染细胞参与移植排斥反应免疫调节作用:
杀伤正常的骨髓细胞和B细胞等。
(三)粒细胞,粒细胞:
胞浆中含有颗粒的白细胞统称为粒细胞(granulocyte)。
根据姬姆萨染色后,胞浆颗粒的染色特性,嗜酸性粒细胞嗜中性粒细胞嗜碱性粒细胞,嗜酸性粒细胞(eosinophil),胞浆中含有大量嗜酸性颗粒。
吞噬抗原抗体复合物吞噬和杀灭病原微生物在I型变态反应中起负反馈调节作用抗寄生虫感染,嗜酸性粒细胞,嗜中性粒细胞(neutrophil),是血液中的主要吞噬细胞,具有高度移动性和吞噬功能,在防御感染中起重要作用。
分泌炎性介质,促进炎症反应;处理颗粒性抗原,并提呈给巨噬细胞。
中性粒细胞,嗜碱性粒细胞(basophil),含有大小不等的嗜碱性颗粒,颗粒中含组胺、白三烯、肝素等参与I型变态反应的介质,在表面的IgE的Fc受体与IgE结合后,引起过敏反应。
肥大细胞(mastcell):
存在于皮肤的结缔组织、周围淋巴组织等,表面有IgE的Fc受体,胞浆有嗜碱性颗粒,引起过敏反应。
嗜碱性粒细胞,肥大细胞,第三节细胞因子,一、细胞因子的概念和特点,
(一)细胞因子的概念,一类主要由免疫细胞和相关细胞产生的高活性、多功能小分子蛋白质。
在免疫细胞分化发育、免疫调节、炎症反应、造血功能中发挥重要作用。
1.根据来源:
单核因子、淋巴因子等2.根据结构和功能:
白细胞介素、干扰素、集落刺激因子、肿瘤坏死因子、趋化性细胞因子、生长因子。
(二)细胞因子的命名,1.通过结合靶细胞表面的相应受体后发挥生物学功能。
2.以自分泌、旁分泌或内分泌的方式发挥作用。
自分泌:
靶细胞产生的细胞因子作用于靶细胞自身。
旁分泌:
靶细胞周围的细胞产生的细胞因子作用于靶细胞。
内分泌:
细胞因子高浓度时,作用于远处的靶细胞。
(三)细胞因子的作用方式:
四、细胞因子的作用特点,1.多效性2.高效性3.局部性4.短暂性5.复杂性,
(1)交叉性(或重叠性)
(2)双向性(3)网络性(4)细胞因子的抑制性调节,复杂性:
二细胞因子的种类及其生物学活性,分类,白细胞介素(interleukin,IL)干扰素(interferon,IFN)肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF)集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF)生长因子(growthfactor)趋化性细胞因子(chemokine),
(一)白细胞介素(interleukins,ILs),最初是指由白细胞产生又在白细胞间起调节作用的细胞因子。
现在的概念:
指一类分子结构和生物学功能已基本明确,具有重要调节作用而统一命名的细胞因子。
目前已发现35种白介素。
(一)促进细胞免疫主要有IL-1、IL-2、IL-12、IL-15
(二)促进体液免疫主要有IL-2、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13,功能,(三)刺激骨髓多能造血干细胞和/或各系不同分化阶段前体血细胞生长和分化主要有IL-3、IL-7、IL-11。
(四)参与炎症反应重要的炎症介质:
主要有IL-1、IL-6、IL-8和IL-16。
其中IL-1、IL-6同TNF一样,均称为内源性致热原。
(二)干扰素(interferon,IFN),1.概念病毒等干扰素诱生剂作用于细胞后产生的一种具有干扰病毒复制、抗肿瘤和参与免疫调节等功能的糖蛋白。
2.种类,1IFN-,2IFN-,3IFN-,白细胞,成纤维细胞,T细胞,型,型,免疫干扰素,IFN-具有较为严格的种属特异性,3.生物学功能,1抑制病毒:
IFN-活性最强,2抗肿瘤:
IFN-活性最强,3免疫调节增强NK、CTL和Mo的活性,增强MHC分子的表达,(三)集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF),概念是一类能刺激骨髓多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血祖细胞增殖分化,在半固体培养基中形成细胞集落的细胞因子,称集落刺激因子。
分类,GM-CSF(粒细胞巨噬细胞集落刺激因子)G-CSF(粒细胞集落刺激因子)M-CSF(巨噬细胞集落刺激因子)SCF(干细胞因子)EPO(红细胞生长素),(四)肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor,TNF),1、概念能使肿瘤组织发生出血性坏死的一类细胞因子的通称。
2、分型:
1TNF-,活化的单核/巨噬细胞产生,2TNF-,活化的T细胞产生,恶液质素,淋巴毒素(LT)。
(五)生长因子(growthfactor,GF),是一类主要具有刺激细胞生长功能的细胞因子。
种类很多。
其中在免疫调节方面起重要作用的是转化生长因子(TGF-)。
TGF-的重要功能是对T细胞和单核/巨噬细胞活性有显著抑制作用。
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