第四章 医学免疫学

一、绪论

(1)免疫的概念:免疫是机体识别和清除一切抗原异物以保持自身稳定的生理反应、免疫功能失调、免疫反应过强或过弱都将对机体造成损害。

(2)免疫的三大功能:免疫防御功能、免疫监视功能、免疫自身稳定功能。

二、抗原

(一)基本概念

(1)抗原(Ag):是指能与T细胞的TCR及B细胞的BCR结合,促使其增殖、分化,产生抗体及致敏淋巴细胞,并与之结合,进而发挥免疫效应的物质。

(2)抗原的两种特性:①免疫原性:抗原刺激机体产生免疫应答,诱生抗体或致敏淋巴细胞的能力。②抗原性:即抗原与其所诱生的抗体或致敏淋巴细胞有特异性结合的能力。

(二)抗原的分类

(1)完全抗原:同时具有免疫原性和抗原性的物质。

(2)半抗原:仅具有抗原性而无免疫原性的物质。

(3)异种抗原:指来源于另一物种的抗原性物质,如各种病原微生物及其代谢产物、动物免疫血清、植物蛋白等。

(4)同种异型抗原:指同一种属不同个体间存在的抗原,如人类的血型抗原、人类的白细胞抗原。

(5)自身抗原:可诱导特异性免疫应答的自身成分称为自身抗原。

(三)超抗原

某些抗原物质,只需要极低的浓度(1~10ng/ml)即可激活2%~20%T细胞克隆,产生极强的免疫应答,这类抗原称之为超抗原。直接刺激T细胞;反应细胞为CD4+T细胞。

(四)佐剂

1.概念:预先或与抗原同时注入体内,能增强机体对该抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强性物质,称为免疫佐剂。

2.作用机制

(1)改变抗原的物理性状,延缓抗原降解和排除,延长抗原在体内存留时间。

(2)刺激单核-巨噬细胞系统,增强其对抗原的处理和提呈能力。

(3)刺激淋巴细胞的增殖、分化,从而增强和扩大免疫应答的能力。

三、免疫器官

(一)中枢免疫器官

(1)概念:中枢免疫器官又称初级淋巴器官,是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所。

(2)组成:人或其他哺乳动物的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺。

(3)主要功能:中枢免疫器官是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所。

(二)外周免疫器官

(1)概念与组成:外周免疫器官又称次级淋巴器官,是T、B淋巴细胞定居的场所,是免疫应答发生的场所。由淋巴结、脾和黏膜免疫系统组成。

(2)主要功能:外周免疫器官是T、B淋巴细胞定居的场所,是免疫应答发生的场所。

四、免疫细胞

(一)T淋巴细胞

1. T淋巴细胞的表面标志:①TCR-CD3复合物;②CD4、CD8分子;③协同共刺激分子:CD28、CTLA-4、CD40L、ICOS、CD2等。

2. T淋巴细胞亚群及功能

(1)T淋巴细胞亚群:①根据所处的活化阶段可分为初始T细胞;效应T细胞;记忆性T细胞。②根据表达的TCR类型可分为α、βT细胞;γ、δT细胞。③根据是否表达CD4或CD8分子可分为CD4+T细胞;CD8+T细胞。④根据免疫效应功能可分为辅助性T细胞(Th);细胞毒性T细胞(Tc或CTL);调节性T细胞(Tr)。

(2)T淋巴细胞功能:①CD4+T细胞亚群的效应功能;a. Th1细胞的主要功能是增强吞噬细胞介导的抗感染机制;b. Th2细胞的主要功能是增强B细胞介导的体液免疫应答;c. Th3细胞的主要功能是抑制Th1细胞介导的免疫应答和炎症反应;d. Th1细胞的主要功能是通过分泌IL-10抑制巨噬细胞的功能间接地抑制Th1细胞对IL-2和IFN-γ的分泌。②CD8+CTL的主要功能是特异性直接杀伤靶细胞。

3.调节性T细胞:具有免疫调节功能的T细胞群体,多具有免疫抑制功能,参与多种免疫性疾病发生的病理过程。可分为CD4+、CD25+Th细胞、Th1和Th3等多种亚型。

(二)B淋巴细胞

1. B淋巴细胞的表面标志:①BCR复合物;②CD19、CD21、CD81;③协同共刺激分子:CD40、CD80、CD86等;④丝裂原膜结合分子;⑤其他表面分子,如CD20(是B细胞特异性标志)等。

2. B淋巴细胞亚群及其功能

(1)B淋巴细胞可分为B-1细胞和B-2细胞。

(2)B细胞的功能:产生抗体,介导体液免疫应答;提呈抗原;分泌细胞因子参与免疫调节。

(三)自然杀伤(NK)细胞

(1)NK细胞的表面标志:TCR-、mIg-、CD56+、CD16+

(2)NK细胞的主要生物学功能:直接杀伤某些肿瘤和病毒感染的靶细胞,也可通过ADCC效应对上述靶细胞产生定向非特异杀伤作用。此外,还可分泌IFN-γ、IL-2和TNF等细胞因子,发挥免疫调节作用。

五、免疫球蛋白

1.基本概念

(1)免疫球蛋白(Ig):指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。主要存在于血清和某些外分泌液中,也可作为抗原识别受体存在于B细胞表面。

(2)抗体(Ab):是B淋巴细胞接受抗原激活后增殖分化为浆细胞所合成分泌的一类能与相应抗原特异性结合的、具有免疫功能的球蛋白。

2.免疫球蛋白的结构:由两条相同的重链和两条相同的轻链借链间二硫键连接而成的四肽链结构。

3.免疫球蛋白的功能

(1)免疫球蛋白V区的功能:识别并特异性结合抗原。

(2)免疫球蛋白C区的功能:激活补体;结合Fc受体;调理作用;抗体依赖的细胞介导细胞毒作用(ADCC);介导Ⅰ型超敏反应;穿过胎盘和黏膜。

4.各类免疫球蛋白的特性和功能

(1)IgG的特性和功能:血清含量最高,分布最广,是机体抗感染的主力军;能穿过胎盘;与抗原结合可通过经典途径激活补体;具有调理吞噬的作用;与NK细胞结合可介导ADCC作用。

(2)IgM的特性和功能:①分泌型IgM:分子量最大,个体发育中最先出现;脐带血IgM升高提示宫内感染,抗原初次刺激机体时,体内最先产生,激活补体的能力强,在机体免疫防御中具有重要作用。②单体IgM:以膜结合型表达于B细胞表面,构成BCR。

(3)IgA的特性和功能:是黏膜局部抗感染免疫的重要因素;初乳中的SIgA对婴儿具有自然被动免疫作用。

(4)IgE的特性和功能:属亲细胞抗体,介导Ⅰ型超敏反应。

(5)IgD的特性和功能:主要存在于成熟B细胞表面,为B细胞抗原识别受体,mIgD是B细胞成熟的一个重要标志。

六、补体系统

(一)基本概念

1.补体系统的概念:存在于血清、组织液和细胞膜表面的一组不耐热的经活化后具有酶活性的蛋白质。

2.补体系统的组成

(1)补体的固有成分:包括经典激活途径的C1q、C1r、C1s、C2、C4;旁路激活途径的B因子、D因子;甘露聚糖结合凝集素激活途径(MBL途径)的MBL、MBL相关丝氨酸酶(MASP)。

(2)补体调节蛋白:血浆中H因子、I因子等。

(3)补体受体:CR1、CR2、CR3、CR4、CR5等。

3.经典(传统)激活途径

(1)激活物:由IgG或IgM结合膜型抗原或游离抗原所形成的免疫复合物(IC)是经典途径的主要激活物。参与经典途径的固有成分包括C1、C2、C4、C3。

(2)激活过程可分为两个阶段:①识别阶段,抗原抗体结合后,抗体发生构象改变,使Fc段的补体结合部位暴露,C1与之结合并被激活;②活化阶段,指主要由C1q与激活物结合后,顺序活化C1r、C1s、C2、C4、C3,形成C3转化酶与C5转化酶的级联酶促反应过程。

4.旁路(替代)激活途径:由病原微生物等提供接触表面,不经C1、C4、C2激活过程,而直接由C3、B因子、D因子和备解素参与形成C3转化酶和C5转化酶的激活过程,称为补体活化的旁路途径。旁路途径是最早出现的补体活化途径。

(二)补体的生物学功能

1.膜攻击复合物介导的生物学作用:①介导靶细胞凋亡,抗病毒,抗细菌感染。②某些病理情况下,可引起自身细胞溶解,导致组织损伤与疾病。

2.补体活性片段介导的生物学作用:①调理作用(C3b,C4b,iC3b);②引起炎症反应(C3a,C4a,C5a);③清除免疫复合物(C3b);④免疫调节(C3b)。

七、细胞因子

(一)细胞因子的种类

(1)白细胞介素:主要由白细胞产生,能介导白细胞间或白细胞与其他细胞间相互作用的细胞因子。

(2)干扰素(IFN):干扰素具有干扰病毒感染和复制的能力。

(3)肿瘤坏死因子:肿瘤坏死因子(TNF)是一种能使肿瘤发生出血坏死的细胞因子。

(4)集落刺激因子:指能够刺激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相应细胞集落的细胞因子。

(5)生长因子:一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。

(6)趋化因子:一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族。

(二)细胞因子的生物学作用

1.调节固有免疫应答

(1)趋化因子调节树突状细胞(DC)的迁移和归巢。

(2)趋化因子可趋化单核-巨噬细胞到达炎症部位发挥作用。

(3)IL-15是关键的早期促NK细胞分化的细胞因子;IL-2、IL-12、IL-15、IL-18都可促进NK细胞对肿瘤和病毒感染细胞的杀伤作用。

(4)抗病毒作用。

2.调节适应性免疫应答

(1)B细胞:IL-4、IL-5、IL-6、IL-13和BAFF等可促进B细胞的活化、增殖和分化为抗体产生细胞。多种细胞因子可调控B细胞分泌Ig是类别的转换,如IL-4可诱导IgG1和IgE的产生。

(2)IL-2、IL-7、IL-18等活化T细胞并促进其增殖。IL-2、IFN-γ可促进Th0向Th1分化;IL-4可促进Th0向Th2分化。IL-1β和IL-6联合可促进Th17的分化。TGF β可促进调节性T细胞(Treg)的分化。IL-2、IL-6和IFN-γ可促进CTL的分化并增强其杀伤功能。

3.刺激造血细胞生成

(1)主要作用于造血干细胞和造血祖细胞的细胞因子(IL-3、SCF)。

(2)主要作用于髓样祖细胞和髓系细胞的细胞因子(GM-CSF、G-CSF、M-CSF)。

(3)主要作用于淋巴样干细胞的细胞因子(IL-7)。

(4)作用于单个谱系的细胞因子(EPO、TPO、IL-11、IL-15)。

4.细胞毒效应:TNF-α和LT-α等可直接杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞,参与免疫效应阶段的细胞毒作用。活化T细胞表达的FasL可通过膜型或可溶型形式结合靶细胞上的Fas,诱导其凋亡。

5.促进损伤修复:转化生长因子β(TGF β)可通过刺激成纤维细胞和成骨细胞促进组织的修复。血管内皮细胞生长因子(VEGF)可促进血管和淋巴管的生成。表皮生长因子(EGF)促进上皮细胞、成纤维细胞和内皮细胞的增殖、促进皮肤溃疡和创口的愈合。

(三)细胞因子与疾病

(1)纤维化:Th1和Th2型免疫反应对组织损伤后组织纤维化的发展起至关重要的作用。如肺纤维化。多种趋化因子促进类风湿性关节炎、肺炎等的发展。

(2)传染性疾病:传染性疾病的发生、发展与细胞因子密切相关,如慢性肝炎急性活动期或活动期病人的TNF和IL-6水平明显增高。机体感染微生物后引起体液中多种细胞因子迅速大量产生的现象称为细胞因子风暴。

八、白细胞分化抗原和粘附分子

(一)基本概念

1.白细胞分化抗原:是指血细胞在分化成熟为不同谱系、分化不同阶段及细胞活化过程中,出现或消失的细胞表面标记分子。

2.分化群(CD)的概念:应用以单克隆抗体鉴定为主的方法,将来自不同实验室的单克隆抗体所识别的同一分化抗原称为CD。

3.参与T细胞粘附、活化的CD分子: CD3(促进T细胞活化)、CD4、CD8、CD2(能增强T细胞与靶细胞间黏附)、CD28、CD152(对T细胞活化起负调节作用)。

4.参与B细胞粘附、活化的CD分子:CD19、CD21,CD40提供B细胞活化所需的第二信号,CD79a、CD79b提供B细胞活化所需的第一信号。

(二)粘附分子

1.粘附分子:是众多介导细胞间或细胞与细胞外基质间相互接触和结合分子的总称。粘附分子以受体-配体结合的形式发挥作用。

2.种类:整和素家族、选择素家族、免疫球蛋白超家族、黏蛋白样血管地址素、钙黏素家族等。

3.功能

(1)是免疫细胞识别中的辅助受体和协同刺激或抑制信号。

(2)在炎症过程中,参与白细胞与血管内皮细胞粘附。

(3)参与淋巴细胞归巢。

九、主要组织相容性复合体及其编码分子

(一)基本概念

(1)诱发移植排斥反应的抗原被称为移植抗原或组织相容性抗原,其中可诱导迅速而强烈排斥反应者被称为主要组织相容性抗原。

(2)主要组织相容性复合体(MHC):位于同一染色体上编码主要组织相容性抗原的一组紧密连锁的基因群。

(二)HLA复合体及其产物

1. HLA复合体的定位和结构:位于第6号染色体短臂6p21.31。分为三个区域,即Ⅰ类基因区、Ⅱ类基因区和Ⅲ类基因区。

2. HLA复合体的遗传特性

(1)多基因性是指HLA复合体有多个位置相邻的基因座位所组成。

(2)多态性指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别。

(3)单元型遗传:单元型乃指同一条染色体上HLA等位基因的组合,其在遗传过程中作为一个完整的遗传单位由亲代传给子代,在遗传过程中很少发生同源染色体间的交换。

(4)共显性遗传:同源染色体对应位置上的两个等位基因均为显性基因,皆能得到表达。

(5)连锁不平衡:是指HLA基因复合体中,分属两个或两个以上基因座位的等位基因同时出现在一条染色体上的概率高于随机出现的频率的现象。

(三)HLA-Ⅰ类抗原

(1)结构:由一条α链,和一条β-2微球蛋白以非共价键连接而成。

(2)分布:分布于所有有核细胞表面。

(3)主要功能:识别提呈内源性抗原肽,与辅助受体CD8分子结合,激活CD8+T细胞。

(四)HLA-Ⅱ类抗原

(1)结构:由α和β两条跨膜肽链以非共价键连接而成。

(2)分布:仅表达于专职抗原提呈细胞(B细胞、巨噬细胞、树突状细胞、郎格汉斯细胞)以及活化的T细胞和胸腺上皮细胞等表面。

(3)主要功能:识别和提呈外源性抗原肽,与辅助受体CD4分子结合,通过识别和结合TCR激活CD4+Th细胞。

(五)HLA在医学上的意义

(1)HLA与同种器官移植的关系:器官移植的成败主要取决于供、受者间的相符合程度。其中,HLA等位基因的匹配程度起关键作用。匹配程度越高,移植器官越易成活。需要对供者和受者分别作HLA分型和进行供受间交叉配合试验。

(2)HLA与输血反应的关系:多次接受输血的病人体内可产生抗HLA抗体,从而发生因白细胞或血小板受到破坏而引起的输血反应。理论上,多次接受输血的病人应尽量选择HLA相同的供血者。

(3)HLA与疾病的相关性:带有某些特定HLA型别的个体易患某一疾病(阳性关联)或对某一疾病有较强抵抗力(阴性关联)。如已确定HLA-B27是强直性脊柱炎的原发关联成分。

十、免疫应答

(一)基本概念

(1)免疫应答:是指机体免疫系统识别和清除抗原的整个过程。

(2)免疫应答的类型:固有免疫应答和适应性免疫应答。

(3)免疫应答的过程包括:一个连续过程的两个重要阶段:对抗原性异物的识别和对抗原性异物的清除反应。

(二)固有免疫应答

(1)概念:生物体在长期进化过程中形成的一系列防御机制。由遗传获得、不经克隆扩增,迅速产生免疫作用,没有免疫记忆。

(2)组成:组织屏障、固有免疫细胞、固有免疫分子。

(3)效应:将病原体等抗原性异物杀伤、清除,在早期抗感染免疫中发挥效应;为激活T细胞启动适应性免疫应答创造条件。

(三)适应性免疫应答

(1)概念:体内抗原特异性的T/B淋巴细胞接受抗原刺激后,活化、增殖、分化为效应细胞,产生一系列生物学效应的过程。

(2)分类:体液免疫和细胞免疫。

(3)特点:后天获得、具有高度特异性,经过克隆扩增和分化,具有免疫记忆。

(四)B细胞介导的体液免疫应答

1. TD抗原诱导的体液免疫应答

(1) B细胞活化的第一信号:第一活化信号由BCR(mIg)对抗原的特异识别和结合产生,经Igα/Igβ向胞内传导。

(2)B细胞活化的第二信号:最重要的是CD40/CD40L。

(3)B细胞活化的第三信号:Th2细胞通过分泌IL-4和IL-5等细胞因子向B细胞传递第三信号。

(4)活化B细胞在生发中心分化成熟,最后分化为浆细胞和记忆B细胞。

(5)浆细胞分泌Ab执行特异性体液免疫;记忆B细胞在再次应答时迅速活化,产生大量抗原特异性抗体。

2. TI抗原诱导的体液免疫应答

(1)能刺激初始B细胞应答,无需抗原特异性的T淋巴细胞辅助。

(2)特点:不发生抗原受体修正、体细胞高频突变、抗原受体亲和力成熟及Ig类别转换,无免疫记忆。

3.体液免疫应答的一般规律

(1)初次免疫应答特点:潜伏期较长,约1至数周。到达平台期所需的时间长,产生的抗体的滴度低、维持的时间短,多为亲和力较低的IgM。

(2)二次免疫应答特点:潜伏期短;抗体浓度增加快,抗体滴度高;抗体维持时间长;诱发再次应答所需抗原剂量小;主要产生高亲和力的抗体IgG。

(五)T细胞介导的细胞免疫应答

1. T细胞活化中的双识别、双信号

(1)T细胞活化中的双识别:T细胞特异性识别APC所提呈的抗原肽的同时,必须识别与抗原肽形成复合物的MHC分子。

(2)T细胞活化的双信号:①第一信号:TCR特异性识别与结合抗原肽-MHC分子复合物。②第二信号:即共刺激信号。CD28/B7为T细胞活化提供重要的共刺激信号。

2. Th1细胞的效应

(1)对巨噬细胞的作用:①激活巨噬细胞机制:Th1通过释放IFN-γ活化巨噬细胞。②诱生并募集巨噬细胞机制:a. Th1细胞产生IL-3、GM-CSF,促进骨髓造血干细胞分化为巨噬细胞;b. Th1细胞产生TNF-α、TNF-β和MCP-1等,使巨噬细胞被趋化募集至感染部位。

(2)Th1细胞产生TNF-α,可活化促进中性粒细胞杀伤病原体。

3. Th2细胞的效应

(1)通过产生IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等辅助B细胞介导的体液免疫应答。

(2)Th2细胞分泌IL-4、IL-5可激活肥大细胞、嗜碱性粒细胞,参与超敏反应的发生和抗寄生虫感染。

4. CTL的细胞毒效应

(1)主要特异性杀伤胞内寄生病原体的宿主细胞、肿瘤细胞等。CTL发挥细胞毒作用分为3个阶段,即效-靶细胞结合、CTL的极化、致死性攻击。

(2)CTL主要通过两条途径杀伤靶细胞:穿孔素/颗粒酶途径、Fas/FasL途径。

十一、黏膜免疫系统

(一)基本概念

(1)黏膜免疫:由黏膜免疫系统完成的,主要针对经黏膜表面进入的微生物产生应答,抵抗微生物对机体的侵袭。

(2)黏膜相关淋巴组织(MALT):主要指呼吸道、胃肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织,以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织,如扁桃体、小肠派氏集合淋巴结及阑尾等。

(二)黏膜免疫系统的细胞和分子

(1)细胞:M细胞;上皮内淋巴细胞(IEL);固有层淋巴细胞(LPL);固有层的其他免疫细胞或免疫相关细胞(巨噬细胞、NK细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞和上皮细胞)。

(2)分子:SIgA、IL-2、TNF-α、IL-5、IFN-γ、IL-1、IL-6及补体受体等。

(三)黏膜免疫的功能

(1)诱导免疫耐受:人工诱导对过敏原的口服耐受可用于治疗食物过敏、哮喘等。

(2)抗感染:B细胞在黏膜局部受抗原刺激后所产生的大量SIgA,分泌至黏膜表面,成为黏膜局部抵御病原微生物感染的主要机制。

十二、免疫耐受

(一)基本概念

(1)免疫耐受:对抗原特异应答的T与B细胞,在抗原刺激下,不能被激活,不能产生特异免疫效应细胞及(或)特异性抗体,从而不能执行正免疫应答的现象,称为免疫耐受。

(2)中枢免疫耐受:是指在胚胎期及出生后T细胞与B细胞发育过程中,遇自身抗原所形成的耐受。

(3)外周免疫耐:受是指成熟的T细胞及B细胞,遇内源性或外源性抗原,不产生正免疫应答,而显示免疫耐受。

(二)免疫耐受的形成

(1)形成免疫耐受的机制:中枢免疫耐受是通过在胸腺或骨髓的“阴性选择”来实现的。

(2)免疫耐受的维持:耐受原持续存在是维持免疫耐受的首要因素。

(3)免疫耐受的终止:免疫耐受可因耐受原在体内被逐渐清除而自发性终止;改变机体的免疫状态或抗原的性状可人为终止免疫耐受;机体对自身抗原所建立的天然耐受在某些情况下也可被终止,并导致自身免疫病。

十三、抗感染免疫

(一)基本概念

1.非特异性抗感染免疫:机体抗感染的非特异性免疫是通过固有免疫应答完成的。

2.特异性抗感染免疫

(1)局部免疫即黏膜免疫。黏膜接触病原体后,其主要作用的是SIgA。

(2)全身免疫:循环抗体的免疫作用,主要包括中和作用、调理作用、溶解杀伤作用;特异性细胞免疫,主要为Th1和CTL的作用。

(二)效应机制

1.对细胞外病原体

(1)抗细菌固有免疫:首先,补体系统裂解细菌,趋化因子可趋化中性粒、淋巴细胞到达感染部位吞噬杀菌。

(2)抗细菌适应性免疫: Th2应答对清除胞外菌感染很关键,可诱导抗体中和细菌和毒素、促进吞噬杀菌。

(3)抗寄生虫免疫:抗寄生虫免疫以Th2免疫为主。

2.对细胞内病原体

(1)抗病毒免疫:在感染早期固有免疫发挥重要的抗病毒复制功能,组织细胞分泌的IFNa/13有效抑制病毒转录复制。感染4天之后诱导的病毒特异性CTL是清除病毒的关键,可杀伤大部分藏匿病毒的靶细胞。

(2)抗胞内菌感染免疫:Th1免疫应答和CTL的诱导有利于清除胞内感染细菌:结核杆菌感染的巨噬细胞分泌IL-12,促进Th1分化,Th1通过分泌IFN-7激活巨噬细胞杀菌功能、促进CTL分化,CTL由于裂解感染了细菌的靶细胞、彻底清除胞内菌感染而十分关键。

(三)病原体的逃逸机制

(1)抗原性的变化:病原体表面抗原可发生变化,从而可逃避宿主免疫系统的识别和攻击。

(2)持续性感染:持续性病原体感染,对机体的免疫系统损伤加重,是病原体逃逸的主要机制之一。

十四、超敏反应

(一)基本概念

(1)超敏反应:是指机体受到某些抗原刺激时,出现生理功能紊乱或组织细胞损伤的异常适应性免疫应答,又称为变态反应。

(2)超敏反应的分型:Ⅰ型超敏反应、Ⅱ型超敏反应、Ⅲ型超敏反应和Ⅳ型超敏反应。前三型由抗体介导,Ⅳ型超敏反应由T细胞介导。

(二)Ⅰ型超敏反应

1. Ⅰ型超敏反应的特点:主要由IgE介导;发作快,消退亦快;有明显的个体差异和遗传倾向。常引起机体生理功能紊乱,几乎不发生严重的组织细胞损伤。

2. Ⅰ型超敏反应的变应原、变应素和细胞

(1)变应原:临床上常见的变应原有某些药物或化学物质(如青霉素、磺胺)、吸入性变应原(如花粉颗粒)、食物蛋白。

(2)变应素:变应原特异的IgE抗体。

(3)细胞:肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞。

3. Ⅰ型超敏反应的发生机制

(1)致敏阶段:①变应原进入机体;②特异的IgE抗体产生;③致敏肥大细胞和嗜碱性粒细胞形成。

(2)激发阶段:①致敏的个体再次接触相同的变应原;②致敏细胞脱颗粒释放活性介质。

(3)效应阶段:释放的生物活性介质作用于效应组织和器官,引起局部或全身的过敏反应。

4.临床常见的Ⅰ型超敏反应性疾病:药物过敏性休克(以青霉素最为常见)、过敏性鼻炎、过敏性哮喘、过敏性胃肠炎、荨麻疹、特应性皮炎(湿疹)和血管神经性水肿等。

(三)Ⅱ型超敏反应

1. Ⅱ型超敏反应的抗原

(1)正常血细胞表面的同种异型抗原,如ABO血型抗原、Rh抗原和HLA抗原。

(2)外源性抗原与正常组织细胞之间具有的交叉反应性抗原,如链球菌胞壁的成分与心脏瓣膜的共同抗原。

(3)感染和理化因素所致改变的自身抗原。

(4)结合在自身组织细胞表面的药物抗原表位或抗原一抗体复合物。

2.临床常见的Ⅱ型超敏反应性疾病:输血反应(多发生于ABO血型不符的输血)、新生儿溶血症(母子间Rh血型不符引起)、自身免疫性溶血性贫血、药物过敏性血细胞减少症、肺出血-肾炎综合征、甲状腺功能亢进(Graves病)等。

(四)Ⅲ型超敏反应

1. Ⅲ型超敏反应的发生机制

(1)可溶性免疫复合物的形成和沉积:血液中的可溶性抗原与IgG或IgM结合可形成中等大小的免疫复合物,沉积于毛细血管基底膜。

(2)免疫复合物沉积引起的组织损伤机制:①补体的作用:致局部毛细血管通透性增加,水肿。②中性粒细胞的作用:释放多种酶水解血管及局部组织。③血小板和嗜碱性粒细胞的作用:可使局部血小板集聚、激活,促进血栓形成,加重组织损伤、水肿。

2.临床常见的Ⅲ型超敏反应性疾病

(1)局部免疫复合物病:Arthus反应、类Arthus反应。

(2)全身性免疫复合物病:血清病、链球菌感染后肾小球肾炎、类风湿性关节炎等。

(五)Ⅳ型超敏反应

1. Ⅳ型超敏反应的发生机制

(1)Ⅳ型超敏反应是抗原诱导的一种细胞免疫应答。效应T细胞与特异抗原结合作用后,引起的以单个核细胞浸润和组织损伤为主要特征的炎症反应。

(2)抗原主要有胞内菌、病毒、寄生虫和化学物质。

(3)T细胞介导的炎症反应和组织损伤:包括CD4+Th1介导的炎症反应和组织损伤和CD8+CTL介导的细胞毒作用。

2.临床常见的Ⅳ型超敏反应性疾病

(1)感染性迟发型超敏反应:如结核杆菌引起的感染。

(2)接触性迟发型超敏反应:如油漆、染料等引起的接触性皮炎。

十五、自身免疫和自身免疫性疾病

(一)基本概念

1.自身免疫:是指机体免疫系统对自身细胞或自身成分发生的免疫应答,存在于所有的个体。

2.自身免疫性疾病:是指机体对自身细胞或自身成分发生免疫应答而导致的疾病状态。

3.自身抗体引起的自身免疫性疾病

(1)细胞膜或膜吸附成分的自身抗体:恶性贫血、自身免疫性溶血性贫血和药物诱导的溶血性贫血,自身免疫性血小板减少性紫癜、自身免疫性中性粒细胞减少症。

(2)细胞表面受体自身抗体:毒性弥漫性甲状腺肿、重症肌无力。

(3)细胞外成分自身抗体:肾炎综合征。

(4)自身抗体-免疫复合物:系统性红斑狼疮。

4.自身反应性T淋巴细胞引起的自身免疫性疾病:胰岛素依赖性糖尿病、多发性硬化、

(1)自身反应性Th1细胞浸润局部组织,可通过释放细胞因子活化巨噬细胞,释放多种细胞因子引起炎症反应及组织损伤。

(2)自身反应性CTL细胞介导细胞毒作用。

(二)自身免疫性疾病的诱因

(1)隐蔽抗原的释放:在人体,脑、睾丸、眼球、心肌和子宫存在着免疫隔离部位,其中的某些抗原成分被称为隐蔽抗原。在手术、外伤、感染时,隐蔽抗原可释放入血或淋巴液,引发自身免疫性疾病。

(2)自身抗原的改变:生物、物理、化学以及药物等因素可以使自身抗原发生改变,引起自身免疫性疾病。

十六、免疫缺陷病

(一)原发性免疫缺陷病

1. B细胞缺陷:Ig水平降低或缺失;外周血B细胞减少或缺失,T细胞数正常;如X性连锁无丙种球蛋白血症。

2. T细胞缺陷:不仅缺乏效应T细胞,也常伴有体液免疫缺陷。如DiGeorge综合征。

3.联合免疫缺陷:是一类因B细胞和T细胞均出现发育障碍或缺乏细胞间的相互作用所致的疾病。如重症联合免疫缺陷病。

4.吞噬细胞缺陷:吞噬细胞数量减少或功能异常。如粒细胞减少症。

5.补体系统缺陷:补体固有成分、调节蛋白或补体受体中任一成分缺陷。如遗传性血管神经性水肿。

(二)获得性免疫缺陷病

1.导致获得性免疫缺陷病的因素

(1)非感染性因素:恶性肿瘤;营养不良;医源性免疫缺陷。

(2)感染:病毒、细菌和寄生虫的感染。

2.获得性免疫缺陷综合征(AIDS)

(1)AIDS是HIV侵入机体,引起细胞免疫严重缺陷,导致以机会性感染、恶性肿瘤和神经系统病变为特征的临床综合征。

(2)HIV主要侵犯宿主的CD4+T细胞以及表达CD4分子的单核-巨噬细胞、树突状细胞和神经胶质细胞等。

(3)HIV在靶细胞内复制,可通过直接或间接途径损伤多种免疫细胞。

十七、肿瘤免疫

(一)肿瘤抗原

1.肿瘤抗原的概念:指细胞癌变过程中出现的新抗原、肿瘤细胞异常或过度表达的抗原物质的总称。

2.肿瘤抗原的分类:①肿瘤特异性抗原;②肿瘤相关抗原,胚胎抗原是典型代表,胚胎抗原可分泌性抗原和膜抗原,前者如肝癌细胞产生的甲胎蛋白(AFP),后者如结肠癌细胞表达的癌胚抗原(CEA);③多种病毒和肿瘤的发生有关,如EB病毒和鼻咽癌,乳头状瘤病毒和宫颈癌,乙型肝炎病毒和肝癌。这些肿瘤细胞表面可表达相应病毒编码的抗原,称为病毒肿瘤相关抗原。

(二)机体抗肿瘤免疫的效应机制

1.体液免疫机制:在肿瘤病人体内自然产生的抗体并不是抗肿瘤免疫的重要效应因素。

2.细胞免疫机制:细胞免疫是抗肿瘤免疫的主力。CD8+CTL细胞是抗肿瘤免疫的主要效应细胞。

(三)肿瘤的免疫治疗

1.非特异性免疫治疗:应用免疫调节剂非特异性增强机体的免疫功能。

2.主动免疫治疗:具体是给荷瘤宿主注射具有免疫原性的瘤苗,例如灭活的瘤苗、异构的瘤苗、基因修饰的瘤苗、抗独特型抗体瘤苗、分子瘤苗。

3.被动免疫治疗:给机体输注外源性的免疫效应物质包括抗体、细胞因子、免疫效应细胞等。

十八、移植免疫

(一)基本概念

1.自体移植、同种异基因移植、异种移植

(1)自体移植:指移植物取自受者自身,不发生排斥反应。

(2)同种异基因移植:指同种内遗传基因不同的个体间移植,一般均发生排斥反应。

(3)异种移植:指不同种属个体间的移植,移植后可能发生严重的排斥反应。

2.直接识别、间接识别

(1)直接识别:是指受者的同种反应性T细胞直接识别供者APC表面上抗原肽-供者的同种MHC分子复合物,并产生免疫应答。

(2)间接识别:指供者移植物的脱落细胞或MHC抗原经受着APC摄取、加工、处理,以供者来源的抗原肽-受者MHC分子复合物的形式提呈给受者T细胞,使其识别并活化。

3.宿主抗移植物反应、移植物抗宿主反应

(1)宿主抗移植物反应(HVGR):移植术后,受者免疫系统识别移植物抗原并产生应答。

(2)移植物抗宿主反应(GVHR):是由移植物中抗原特异性淋巴细胞(主要是T细胞)识别宿主组织抗原所致的排斥反应。

(二)同种移植排斥反应的类型及机制

(1)超急性排斥:移植器官与受者血管接通后数分钟至24小时内发生的排斥反应,见于反复输血、多次妊娠、长期血液透析或再次移植的个体。其产生原因是受者体内预先存在抗供者同种异型抗原的IgM类抗体。在移植术后,这些抗体与移植物细胞表面相应抗原结合,激活补体,导致移植物的血管内凝血和血栓形成,使移植器官发生不可逆性缺血、变性和坏死。

(2)急性排斥:是同种异基因移植后最常见的排斥反应,一般在移植后的数天至2周左右出现。细胞免疫应答在急性排斥反应中发挥主要作用,CD4+Th1细胞介导迟发型超敏反应是主要的损伤机制。

(3)慢性排斥:移植后数周、数月至数年发生。移植物发生纤维化,进行性功能减退。其免疫学机制主要是对血管内皮细胞的慢性排斥损伤。

(三)延长移植物存活的措施

(1)组织配型:正确合理的组织配型,是移植成功的关键,包括有ABO血型抗原配型、HLA抗原配型。

(2)免疫抑制:防治移植排斥反应最有效的措施是给予免疫抑制药。

(3)诱导耐受:诱导受者产生针对移植物的免疫耐受是彻底克服移植排斥反应的理想策略。