免疫技术

陈朝阳

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 教学计划
  • 2 免疫学绪论
    • 2.1 免疫学简介
    • 2.2 免疫学发展简史
    • 2.3 免疫学发展趋势
    • 2.4 章节测验
  • 3 免疫器官和组织
    • 3.1 中枢免疫器官
    • 3.2 外周免疫器官和组织
    • 3.3 淋巴细胞归巢与再循环
    • 3.4 章节测验
  • 4 抗原
    • 4.1 抗原的性质和分子结构基础
      • 4.1.1 抗原概念
      • 4.1.2 抗原特异性
    • 4.2 影响抗原免疫原性的因素
    • 4.3 抗原的种类
    • 4.4 非特异性免疫刺激剂
    • 4.5 章节测验
  • 5 抗体
    • 5.1 抗体的结构
      • 5.1.1 基本结构(可变区、CDR等)
      • 5.1.2 功能区
    • 5.2 抗体的多样性和免疫原性
    • 5.3 抗体的功能
    • 5.4 各类抗体的特性与功能
    • 5.5 人工制备抗体
    • 5.6 章节测验
  • 6 补体系统
    • 6.1 补体的组成与生物学特性
    • 6.2 补体激活途径
      • 6.2.1 活化途径(一)
      • 6.2.2 活化途径(二)
      • 6.2.3 活化途径(三)
      • 6.2.4 活化途径比较
    • 6.3 补体激活的调节
    • 6.4 补体的生物学意义
    • 6.5 补体与疾病的关系
    • 6.6 章节测验
  • 7 细胞因子
    • 7.1 细胞因子的共同特点
      • 7.1.1 细胞因子概念
      • 7.1.2 作用方式和特点
    • 7.2 细胞因子的分类
    • 7.3 细胞因子受体
    • 7.4 细胞因子的免疫学功能
    • 7.5 细胞因子与临床
    • 7.6 章节测验
  • 8 白细胞分化抗原和黏附分子
    • 8.1 人白细胞分化抗原
    • 8.2 粘附分子
    • 8.3 人白细胞分化抗原及其单克隆抗体的临床应用
    • 8.4 章节测验
  • 9 主要组织相容性复合体
    • 9.1 MHC结构及其遗传特性
      • 9.1.1 MHC概念
      • 9.1.2 MHC的基因结构
      • 9.1.3 HLA遗传特征
    • 9.2 HLA分子
      • 9.2.1 MHC分子的结构分布
      • 9.2.2 MHC和抗原肽相互作用机制
    • 9.3 HLA与临床医学
    • 9.4 章节测验
  • 10 B淋巴细胞
    • 10.1 B细胞的分化发育
    • 10.2 B细胞的表面分子及其作用
    • 10.3 B细胞的分类
    • 10.4 B细胞的功能
    • 10.5 章节测验
  • 11 T淋巴细胞
    • 11.1 T细胞的分化发育
    • 11.2 T细胞的表面分子及其作用
    • 11.3 T细胞的分类和功能
      • 11.3.1 T细胞分类
      • 11.3.2 CD4+T细胞功能
      • 11.3.3 CD8+T细胞功能
      • 11.3.4 章节测验
  • 12 抗原提呈细胞与抗原的加工及提呈
    • 12.1 专职性抗原提呈细胞的生物学特征
    • 12.2 抗原的加工和提呈
      • 12.2.1 抗原提呈途径(一)
      • 12.2.2 抗原提呈途径(二)
      • 12.2.3 章节测验
  • 13 T淋巴细胞介导的适应性免疫应答
    • 13.1 T细胞对抗原的识别
    • 13.2 T细胞的活化、增殖及分化
    • 13.3 T细胞的免疫效应和转归
    • 13.4 章节测验
  • 14 B淋巴细胞介导的特异性免疫应答
    • 14.1 B细胞对TD抗原的免疫应答
      • 14.1.1 B细胞活化过程
      • 14.1.2 B细胞效应
    • 14.2 B细胞对TI抗原的免疫应答
    • 14.3 体液免疫应答产生抗体的一般规律
    • 14.4 章节测验
  • 15 固有免疫系统及其介导的应答
    • 15.1 固有免疫系统概述
      • 15.1.1 固有免疫系统组成
      • 15.1.2 免疫防御机制
    • 15.2 固有免疫细胞及其主要作用
      • 15.2.1 固有免疫细胞的分类
      • 15.2.2 巨噬细胞
      • 15.2.3 APC
      • 15.2.4 NK
    • 15.3 固有免疫应答的作用时相和作用特点
      • 15.3.1 模式识别(一)
      • 15.3.2 模式识别(二)
      • 15.3.3 章节测验
  • 16 黏膜免疫
    • 16.1 黏膜免疫系统的组成
    • 16.2 黏膜免疫系统的细胞及功能
      • 16.2.1 黏膜免疫细胞
      • 16.2.2 黏膜免疫功能
    • 16.3 黏膜免疫耐受的形成
    • 16.4 章节测验
  • 17 免疫耐受
    • 17.1 免疫耐受的形成
      • 17.1.1 特异性形成机制
      • 17.1.2 免疫耐受概念
    • 17.2 免疫耐受机制
      • 17.2.1 免疫耐受形成机制
      • 17.2.2 免疫记忆
    • 17.3 免疫耐受与临床医学
    • 17.4 章节测验
  • 18 免疫调节
    • 18.1 免疫分子的免疫调节作用
    • 18.2 免疫细胞的免疫调节作用
    • 18.3 其他形式的免疫调节作用
    • 18.4 章节测验
  • 19 超敏反应
    • 19.1 I型超敏反应
    • 19.2 II型超敏反应
    • 19.3 III型超敏反应
    • 19.4 IV型超敏反应
    • 19.5 章节测验
  • 20 自身免疫病
    • 20.1 自身免疫病的诱发因素和机制
    • 20.2 自身免疫病的病理损伤机制
    • 20.3 自身免疫病的分类和基本特征
    • 20.4 自身免疫病的防治原则
    • 20.5 章节测验
  • 21 免疫缺陷病
    • 21.1 原发性免疫缺陷病
    • 21.2 获得性免疫缺陷病
    • 21.3 免疫缺陷病的实验室诊断和治疗原则
    • 21.4 章节测验
  • 22 感染免疫
    • 22.1 针对病原免疫应答的共同特征
    • 22.2 抗胞外菌免疫
    • 22.3 抗胞内菌免疫
    • 22.4 抗病毒免疫
    • 22.5 抗寄生虫免疫
    • 22.6 章节测验
  • 23 肿瘤免疫
    • 23.1 肿瘤抗原
    • 23.2 抗肿瘤免疫效应机制
    • 23.3 抗肿瘤免疫逃逸
    • 23.4 肿瘤免疫诊断和防治
    • 23.5 章节测验
  • 24 移植免疫
    • 24.1 同种异体移植诱导免疫应答的机制
    • 24.2 移植排斥反应的临床类型
    • 24.3 移植排斥反应防治原则
    • 24.4 章节测验
  • 25 免疫学检测技术
    • 25.1 体外抗原抗体结合反应的特点及影响因素
    • 25.2 检测抗原和抗体的体外试验
      • 25.2.1 凝集反应
      • 25.2.2 沉淀反应
      • 25.2.3 免疫标记
    • 25.3 免疫细胞功能的检测
      • 25.3.1 E花环试验
      • 25.3.2 补体活性测定
    • 25.4 章节测验
  • 26 免疫学防治
    • 26.1 免疫预防
    • 26.2 免疫治疗
    • 26.3 章节测验
抗原的性质和分子结构基础

“免疫”是机体通过区别“自己”和“非己",对非已物质进行识别、应答和予以清除的生物学效应 的总和。 这些非已物质就是抗原。 抗原(antigen , Ag)是指所有能激活和诱导免疫应答的物质,通常指 能被T、 B 淋巴细胞表面特异性抗原受体(TCR 或BCR)识别及结合,激活T、 B 细胞增殖、分化、产生免 疫应答效应产物(特异性淋巴细胞或抗体),并与效应产物结合,进而发挥适应性免疫应答效应的物 质。 理论上抗原可为自然界所有的外源和自身物质,但机体免疫细胞通常识别的抗原是蛋白质,也包 括多糖、脂类和核酸等。

                          第一节 抗原的性质与分子结构基础

并非所有的外源或自身物质都是抗原,具备免疫原性和免疫反应性两个重要特性的物质才是抗 原。 抗原诱导机体产生的适应性免疫应答仅对该抗原专一,而与其他抗原无关,这一性质称为免疫应 答的抗原特异性。 适应性免疫应答之所以具有抗原特异性,是由千免疫应答是由TCR/BCR 识别抗原 所包含的最小的基本结构单位-抗原表位所诱导的。

一、抗原的基本特性:免疫原性与免疫反应性

抗原具备两个重要特性:免疫原性(immunogenicity) 和免疫反应性(immunoreactivity) 。 免疫原 性指抗原被T、 B 细胞表面特异性抗原受体(TCR 或BCR)识别及结合,诱导机体产生适应性免疫应 答的能力;免疫反应性是指抗原与其所诱导产生的免疫应答效应物质(活化的T/B 细胞或抗体)特 异性结合的能力。 同时具有免疫原性和免疫反应性的物质称为完全抗原(complete antigen) 。 然 而,某些小分子物质单独不能诱导免疫应答,即不具备免疫原性,但当其与大分子蛋白质或非抗原 性的多聚赖氨酸等载体交联或结合后可获得免疫原性,能诱导免疫应答,此类小分子物质称为半 抗原(hapten) , 又称不完全抗原( incomplete antigen) 。 半抗原可与免疫应答效应物质结合, 具备免 疫反应性。

结构复杂的蛋白质大分子通常为完全抗原,许多小分子化合物及药物属半抗原,如青霉素降解产 物青霉烯酸,本身并无免疫原性, 一旦与血清蛋白结合可成为完全抗原,诱导机体产生IgE 抗体并介 导 I 型超敏反应(青霉素过敏)。


二、适应性免疫应答的抗原特异性

抗原诱导的免疫应答具有抗原特异性(antigenic specificity) , 即抗原刺激机体产生适应性免疫应 答及其与应答效应产物发生结合均显示专一性,某一特定抗原只能刺激机体产生针对该抗原的活化 T/B 细胞或抗体,且仅能与该淋巴细胞或抗体发生特异性结合。 特定抗原与特异性T 细胞或特异性 抗体专一结合的特性,是目前免疫学检测、 诊断及治疗技术的分子基础。 如乙型肝炎病毒表面抗原 (HBsAg), 能诱导机体产生HBsAg 特异性抗体,该抗体仅与HBsAg 特异性结合,不会与乙型肝炎病毒 的其他抗原(如核心抗原)或其他病毒抗原发生结合。 利用这一特性研制的人血清HBsAg 检测试剂 盒,可判断是否感染了乙型肝炎病毒。

三、决定抗原特异性的分子结构基础:抗原表位

1. 抗原表位的概念 T、 B 细胞通过其表面的特异性抗原受体(TCR/BCR) 对抗原的识别呈现 高度特异性;被抗原活化的T 细胞和活化B 细胞效应产物抗体与抗原的结合也呈高度特异性。 上 述两种特异性的分子基础取决于抗原分子所含的抗原表位(epitope) , 又称抗原决定基(antigenic determinant) 。 表位是抗原分子中决定免疫应答特异性的特殊化学基团,是抗原与T/B 细胞抗原受 体(TCR/BCR) 或抗体特异性结合的最小结构与功能单位。 表位通常由5 -15 个氨基酸残基组成, 也可由多糖残基或核昔酸组成。 1 个抗原分子中能与抗体结合的抗原表位总数称为抗原结合价 (antigenic valence) 。 天然蛋白大分子通常为多价抗
原,含多种多个抗原表位,可诱导机体产生含有多种 特异性抗体的多克隆抗体。 一个半抗原相当于一个抗 原表位,仅能与TCR/BCR 或抗体分子的一个结合部位 结合。
       2. 抗原表位的类别 根据抗原表位中氨基酸的 空间结构特点,可将其分为顺序表位(sequential epitope) 和构象表位(conformational epitope) (图 3 -1) 。 顺序表位由连续线性排列的氨基酸构成,又称 线性表位(linear epitope) ; 而构象表位由不连续排 列、但在空间上彼此接近形成特定构象的若干氨基 酸组成。
根据T、B 细胞所识别的抗原表位的不同,表位可 分为T 细胞表位和B 细胞表位。 T 细胞仅识别由 APC加工后与MHC 分子结合为复合物并提呈于APC 表面 的线性表位,此类表位称T 细胞表位。 T 细胞表位又 可分两种: (1)CD8+T 细胞识别的表位,含8 -10 个氨基酸,其中第2 、9 位氨基酸为铀定氨基酸(anchor residue) ; (2)CD4 +T 细胞识别的表位,较长,含1 3 -17 个 氨基酸。 BCR 或抗体识别的B 细胞表位,无需APC 加工和提呈,含5 -15 个氨基酸,多为构象表位, 少数为线性表位,位于抗原分子表面。 表3-1 是T 细 胞表位和B 细胞表位特性的比较。


四、半抗原载体效应

天然蛋白抗原同时存在T 和B 细胞表位,可分别激活T 细胞和B 细胞,其中B 细胞激活有赖于T细胞辅助。 某些人工合成的简单有机化学分子属半抗原,免疫原性很低,须与蛋白质载体偶联才可诱 导抗半抗原的抗体产生。 其机制为:B 细胞特异性识别半抗原; 蛋白载体含CD4+T 细胞表位,被B 细 胞或其他APC 提呈并活化CD4+T 细胞。 由此,T-B 细胞通过载体而相联系,Th 细胞借此相互作用辅 助激活B 细胞。

五、共同抗原表位与交叉反应

某些抗原分子中含多个抗原表位,而不同抗原间可能含相同或相似的抗原表位,称为共同抗原表 位(common epitope) 。 因此,某些抗原诱生的特异性抗体或活化淋巴细胞,不仅可与自身抗原表位特 异性结合,还可与其他抗原中相同或相似的表位反应,此为交叉反应(cross-reacti on) 。 含共同抗原表 位的不同抗原称为交叉抗原(cross antigen)。 机体感染链球菌导致 风湿性心脏病的主要原因是链球菌中含有与心肌抗原的交叉抗原,其诱导的抗体与T 细胞可交叉攻 击心肌。