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第一节 医学免疫学简介
医学免疫学(medicalimmunology)是研究人体免疫系统的组成、结构和功能的学科,旨在阐明免疫应答规律、免疫应答效应和免疫相关疾病的发病机制,以及利用免疫学的基本理论和技术为临床上某些疾病进行免疫诊断、免疫预防和免疫治疗。
一、免疫的概念
人类对免疫的认识源于人体对传染性疾病的抵御能力。2000多年前,人类就发现传染病患者痊愈后,对这种疾病的再次感染具有抵抗力。免疫(immunity)一词是从拉丁文immunis衍生而来,意即免除苛税,免除劳役。随着人们对疾病发生发展认识的深入,免疫的概念也被赋予了新的内涵。现代免疫的概念是指机体免疫系统对自我和危险信号的识别和应答,通过识别和排除抗原性异物,以维持机体内环境的生理平衡和稳定。
二、免疫系统的功能
免疫功能是指机体免疫系统在识别和排除抗原性异物过程中所发挥的各种生物学效应。对机体的影响具有双重性,正常情况下,免疫功能维持机体内环境的平衡与稳定,对机体是有利的;异常情况下,可导致某些病理过程的发生和发展。概括起来,免疫系统具有如下三大功能:
(一)免疫防御
免疫防御(immunedefense)是指机体防御外界病原体(如细菌、病毒、真菌、寄生虫等)的入侵及清除已入侵病原体及其他有害物质。如果免疫防御功能过低或缺陷,机体易发生反复感染或免疫缺陷病;如果防御功能过强可引起超敏反应。
(二)免疫监视
免疫监视(immunesurveillance)是机体免疫系统及时识别、清除体内出现的突变细胞和异常的有害细胞。如果此功能降低或失调,则可发生肿瘤或持续性感染。
(三)免疫自身稳定
免疫自身稳定(immunehomeostasis)是机体免疫系统维持内环境稳定的一种生理功能。正常情况下,免疫系统能及时清除体内损伤、衰老或死亡的细胞或抗原抗体复合物,而对自身组织成分不发生免疫应答,处于免疫耐受状态。如果此功能失调,则可出现自身免疫病。
免疫的主要功能及其生理和病理表现 
三、免疫系统组成
免疫系统(immune system)是机体产生免疫功能的物质结构基础。免疫系统由免疫器官(和组织)、免疫细胞和免疫分子组成。
| 免疫器官和组织 | 免疫细胞 | 免疫分子 | ||||
| 中枢 | 外周 | 固有 | 适应性 | 膜型 | 分泌型 | |
| 胸腺 | 脾脏 | 吞噬细胞 | αβT淋巴细胞 | CD分子 | 免疫球蛋白 | |
| 骨髓 | 淋巴结 | 树突状细胞 | B-2淋巴细胞 | 黏附分子 | 补体 | |
| 法氏囊(禽类) | 黏膜免疫系统 | NK细胞 | MHC分子 | 细胞因子 | ||
| 皮肤免疫系统 | NK T细胞 | 抗原受体 | ||||
| γδT细胞 | 模式识别受体 | |||||
| B-1细胞 | 其他分子受体 | |||||
| 其他细胞 | ||||||
四、免疫应答类型及特点
免疫应答(immuneresponse)是机体的免疫系统识别和清除抗原性异物或危险信号的整个过程,可分为固有免疫(innate immunity)和适应性免疫(adaptiveimmunity)两类。固有免疫又称为非特异性免疫( non-specific immunity)或天然免疫(naturalimmunity),是种系在长期进化过程中逐渐形成,是机体防御感染的第一道防线。其特点是:个体出生时即具备,作用范围广,并非针对特定抗原。适应性免疫,亦称为特异性免疫(specific immunity)或获得性免疫(acquired immunity),为个体接触特定抗原而产生,仅针对该特定抗原而发生的应答反应。其特点是:后天接触抗原而获得,对抗原具有特异性。
适应性免疫与固有免疫相比较有三个重要特点:特异性、耐受性和记忆性。需要说明的是,固有免疫和适应性免疫并不能截然分开,而是相辅相成、密不可分的。固有免疫是适应性免疫的先决条件,如固有免疫细胞通过识别、摄取、加工和提呈抗原的过程,为适应性免疫应答的识别准备条件;适应性免疫的效应分子反过来又促进固有免疫应答的发生,如抗体可促进吞噬细胞的吞噬、NK细胞的细胞毒作用,T细胞产生的细胞因子可促进固有免疫细胞的成熟、迁移和杀伤功能。
固有免疫和适应性免疫比较 
五、免疫学发展简史
免疫学的发展根据其特点可分为经验免疫学时期、科学免疫学时期及现代免疫学时期。
(一)经验免疫学时期
人类对免疫的认识是从与传染病的斗争中开始的。天花是一种由天花病毒引起的烈性传染病,死亡率极高,在人类历史上曾发生数次大流行,严重威胁人类的生存。例如18世纪在欧洲发生的天花大流行,造成6000万人死亡。我国早在宋朝(公元11世纪)已有吸入天花痂粉预防天花的传说,到明代,即17世纪70年代,已有接种“人痘”预防天花的正式记载。18世纪传至朝鲜、日本、俄国、东南亚及欧洲等国家,并在英国得到了应用和发展,为以后牛痘苗和减毒疫苗的发明提供了宝贵经验。
18世纪后叶,英国医生Edward Jenner观察到挤奶女工手臂感染牛痘,却不得天花,继而通过人体实验确认了用牛痘可预防天花,且较人痘更为安全、可靠。1798年,他发表了有关的论文,把接种牛痘称为“vaccination” 。1804年,该疫苗传入我国,并很快代替了人痘苗,从而开创了人工免疫的先河。在此阶段,人们对免疫现象的认识主要为感性认识,故称为经验免疫学时期。

Edward Jenner
(二)科学免疫学时期
自19世纪中叶开始,随着显微镜的发展及应用,多种病原菌被发现,微生物学的发展推动了抗感染免疫的发展。随着病原菌致病的概念被确认后,人们进而认识到病原体感染恢复后的患者能获得免疫的现象。法国微生物学家和化学家Louis Pasteur采用理化和生物学方法,成功制备了灭活及减毒疫苗,如炭疽杆菌减毒疫苗和狂犬减毒疫苗,将其进行预防接种,并有效地预防了人类的多种传染病,开创了人工主动免疫的方法,极大地促进了疫苗的发展和使用。在此时期人们对免疫的认识已不仅限于单纯观察人体现象,而是通过科学实验观察发生的免疫现象并探讨其规律。此阶段取得的主要进展包括:Metchnikoff发现吞噬细胞的吞噬作用,进而提出了细胞免疫理论;Behring用白喉抗毒素血清成功地救治一名患白喉的儿童,开创了免疫血清疗法即人工被动免疫的先河,同时提出了体液免疫理论;1899年比利时医生Bordet发现了补体,并被应用于血清学诊断中;法国生理学家Richet在过继血清疗法和过敏反应研究中做出了重要贡献;1900年奥地利生物学家Landsteiner发现了人类ABO血型系统;1959年英国生物化学家Porter和美国生物化学家Edelman阐明了免疫球蛋白的分子结构;这一时期澳大利亚免疫学家Burnet还提出了免疫学发展史上最为重要的克隆选择学说。人们对多种基本免疫现象的本质开始获得初步认识,对免疫系统开始有了全面的认识。
(三)现代免疫学时期
20世纪50年代后期,借助于各学科,尤其是分子生物学发展的成就,使免疫学发展到现代免疫学阶段。1971年召开第一次国际免疫学会议,将免疫学与微生物学分开,从此免疫学作为一门独立学科得到了长足发展。在此时期大量的免疫分子和基因被克隆,新的免疫分子被发现,人们对免疫应答的研究深入到基因水平和分子水平。现代免疫学的研究进展主要有:1978年日本分子生物学家Tonegawa应用基因重排技术,揭示出抗体多样性产生的机制及遗传学基础,随后免疫细胞抗原受体被发现;免疫遗传学和MHC限制性的发现揭示了不同个体之间对同一种抗原应答能力的差别,也为后来在器官移植取得的成就奠定了重要的理论基础;同期细胞因子的基础与应用研究也得到了快速发展,先后克隆出许多有重要生物学功能的细胞因子并应用到临床医学中;1975年,KÖhler和Milstein发现将小鼠骨髓瘤细胞和绵羊红细胞免疫的小鼠脾细胞进行融合,形成的杂交细胞既可产生抗体,又可无限增殖,从而创立了单克隆抗体杂交瘤技术。这一技术上的突破不仅为医学与生物学基础研究开创了新纪元,也为临床疾病的诊、防、治提供了新的工具;淋巴细胞活化过程的信号转导途径的发现使免疫应答的细胞水平和分子水平的研究融为一体。半个世纪来,人们从整体、器官、细胞、分子和基因水平探讨免疫系统的结构和功能,取得了突破性进展,对生物学和医学的发展产生了深刻的影响。

