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第一部分 基础研究（第1页）

第一部分基础研究

第一章免疫学概述

第一节免疫学概念

传统的概念认为：免疫（immunity）系指机体因对感染有抵抗能力，而避免罹患感染性疾病。现代免疫学的发展认识到，宿主体内的免疫系统能识别并清除从外环境中侵入的病原体及其产生的毒素、内环境中因基因突变产生的肿瘤细胞、自身衰老残损的组织细胞或自身变性抗原，实现免疫防御（immunologice）、免疫自稳（immunologieostasis）和免疫监视（immunologicalsurveillance）的功能，保持机体内环境稳定（homeostasis）。这也是免疫系统发挥免疫功能（immuion）作用的3种表现形式。因此，现代意义上的免疫是指机体识别和排斥抗原性异物的一系列保护性生理功能。

免疫学（immunology）是在人类与感染性疾病斗争过程中发展起来的。自20世纪60年代以来，免疫学的研究有了飞速的发展，超出了抗感染免疫的界限，形成单独的学科，而后进一步分为基础免疫学和临床免疫学两大类。基础免疫学致力于生物学、分子生物学以及遗传学角度，研究免疫系统的组织结构、生理功能、信号传导和调节等。临床免疫学通过应用免疫学基础理论与技术来研究疾病的机制、诊断、治疗和预防。近年来，临**有不少疾病可以用免疫学的理论进行解释，许多参与免疫病理损伤的免疫细胞和免疫分子等可用免疫学方法进行检测，免疫生物技术及基因技术等合成产生的免疫分子可用于免疫治疗。因此，免疫学是研究免疫系统的结构与功能，理解其对机体有益的防御功能和有害的病理损伤及其作用机制，研究和发展有效的免疫措施，实现以防病、治病为目的的一门现代医学学科。

免疫系统（immuem）是维持人体生存和适应环境的一个复杂而重要的系统，由免疫组织和器官、免疫细胞和免疫分子构成。具有和神经系统、内分泌系统相类似的特征，包括适应性、特异性和相互关联性。淋巴组织及免疫细胞分布于机体全身，执行免疫防卫功能，维持机体内环境正常的生理功能及动态平衡。我们通常所说的免疫系统是身体的第二道防线。第一道防线是由一系列的防御屏障组成，包括皮肤和黏膜、皮肤的脂肪酸、胃内的低pH值、人体常驻的微生物菌群和具有非特异性抗病原微生物功能的细胞。免疫系统的功能在于识别身体的正常组成成分即“自己”和外源性的物质即“异己”，保护机体免受后者的危害。免疫系统能够识别环境的变化，对此做出免疫应答。据估计，免疫系统能够特异性识别环境中存在的至少107个各种不同物质，并且对结构非常相似的分子也能精确地区分开来。个体之间存在的遗传差异导致了免疫系统的复杂性。免疫系统的进化是为了保护机体免受内源因素（如肿瘤或者自身免疫疾病）和外源因素（如病原体或者毒素）的危害。由于免疫系统本身也具有潜在的破坏力，因此，如果免疫系统出现功能紊乱或缺陷或受到不适当的抗原刺激时，免疫系统也会导致机体罹患表现不一、轻重不等的疾病。下面介绍与免疫相关的几个重要概念。

一、抗原

抗原（antigen，Ag）是一种能刺激机体被T、B淋巴细胞或者两者的受体识别产生免疫应答的物质。根据抗原的刺激方式及其和免疫系统相互作用的不同形式，一般将抗原分成三类，即免疫原（immunogen）、半抗原（hapten）和耐受原（ten）。免疫原自身既能够引起免疫应答，也可以作为应答的靶物质，这种能力称为免疫原性。免疫原性是一种复杂的现象，它的发生并不依赖于抗原的物理学特征，而是与生物学特性、给予途径及免疫方式相关。半抗原是小分子物质（如药物），自身不能引起免疫应答，与具有免疫原性的大分子载体（carrier）蛋白结合后，才具有免疫原性。耐受原是指首次暴露于免疫系统后，能够抑制免疫系统以后对其产生应答的某种物质。由于个体之间存在遗传的多样性，一种物质不同个体来说可以是免疫原，也可以是耐受原，也可能对这种物质完全忽略。同样，一种物质在不同的接触形式下可以是免疫原，也可成为耐受原。

天然抗原通常是一种蛋白质或多糖，它既可以是一个单独的分子，也可以是更大的结构的一部分。这些抗原中能够被免疫系统区分识别的每个单独的部分称为表位（epitope）或者决定簇（determinant），也就是免疫系统可以识别的最小抗原单位。因此，一个大抗原中可以包括很多不同的表位。一般情况下，抗原分子越复杂，其中显示的表位数就越多，作为免疫原的效价也就越高。当免疫原或者和免疫原结合的半抗原中加入某种物质后，能够增强免疫原引起的免疫应答，这种物质就称为佐剂（adjuvant）。

二、免疫应答

免疫应答（immuneresponse）是指机体免疫系统接受抗原刺激发生一系列反应，并以排出或分解该抗原为目的的反应过程。在体内有两种免疫应答类型，一种是遇到病原体后，首先并迅速起到防卫作用，称为固有性免疫应答（innateimmuneresponse）。执行固有性免疫应答功能的有皮肤、黏膜的物理阻挡作用及局部细胞分泌的抑菌、杀菌物质的化学作用；有吞噬细胞的吞噬病原体作用；自然杀伤（naturalkiller，NK）细胞对病毒感染靶细胞的杀伤作用，及血液和体液中存在的抗菌分子，如补体（ent）。固有免疫（iy）在感染早期（数分钟至96h内）执行免疫功能。固有免疫又称非特异性免疫（non-specifiity）起始于吞噬细胞对病原体的吞噬，随后吞噬细胞产生并释放细胞因子（e），而致血管扩张，血管内容物渗出，引发局部红、肿、热、痛，即炎症（inflammation）。细胞因子还致血管内皮细胞活化，血管内的巨噬细胞（maФ）及多形核嗜中性粒细胞渗出。这种细胞被称为炎性细胞（inflammatorycell）。

另一种是适应性免疫应答（adaptiveimmunerespo淋巴细胞和B淋巴细胞（以下简称为T细胞和B细胞），其并不即刻表现防卫功能，而是经免疫应答过程，经4～5d后，才生成效应细胞，对已被识别的病原体实施杀伤清除作用。适应性免疫应答是T及B细胞对特异抗原的应答过程，故又称为抗原特异性免疫应答（antigen-specifierespo及B细胞在遇Ag前并无表达功能，只是在被Ag活化后，经增殖、活化、发育为效应细胞后，才具备免疫功能，因而又称为特异获得性免疫（specificacquiredimmunity）。

免疫应答反应是一个复杂的连续的过程，包括了抗原的识别、处理、信息传递，免疫细胞的激活、增殖、分化以及产生一系列的免疫效应分子，通过免疫效应分子的协同作用执行效应功能，从而达到维持机体内环境稳定的目的。通常将免疫应答过程分为识别阶段、活化阶段和效应阶段。识别阶段（rephase）是巨噬细胞等抗原呈递细胞（aingcells，APC）对外来抗原或自身变性抗原进行识别、摄取、降解和递呈抗原信息给T辅助细胞（Thelpcell，Thc）及相关淋巴细胞的阶段。活化阶段（aphase）是T、B细胞在接受抗原信号后，在一系列免疫分子的参与下，发生活化、增殖和分化的阶段。B细胞接受抗原刺激后活化、增殖、分化为浆细胞（phasmacells），T细胞在接受抗原刺激和协同刺激双信号后活化、增殖、分化为效应细胞。效应阶段（effectphase）是浆细胞分泌特殊性抗体（antibody，Ab），执行体液免疫功能；T细胞中的Th细胞分泌细胞因子等效应分子，T杀伤细胞（Tkillcells）执行细胞毒效应功能。另有少量T细胞和B细胞在增殖分化后，不直接执行效应功能，而作为记忆细胞（memorycells），当其再次遇到相同的抗原时，迅速活化、增殖、分化为效应细胞，执行高效而持久的特异性免疫效应功能。

免疫应答效应大多为生理性，是机体对外来抗原或自身变性抗原的适当应答，有清除效应，执行免疫防卫功能。但当机体的内环境平衡被破坏，免疫细胞的不适当应答，如应答反应过强时，致机体组织和或器官发生病理损伤，出现变应性疾病等；如应答过低，易致严重的感染；对自身组织发生应答，导致自身免疫病。

三、免疫耐受

免疫耐受（immunologice）是个体对特异性免疫原获得的特异性无应答状态，而在正常情况下对此免疫原会发生免疫应答。产生免疫耐受有非特异性和特异性两种途径。免疫抑制（immunologicsupression）是非特异性消除所有免疫应答。其既可以是天然发生的，如遗传因素或感染导致的免疫功能的缺陷，也可以有目的的用放射线、药物或其他治疗性的试剂达到免疫抑制的效果。

在免疫系统的发育过程中，天然诱导的免疫耐受能防止针对自身抗原产生的免疫应答，从而避免了自身免疫的发生。诱导并维持特异性耐受主要有三种机制，不同情况下，参与的机制也可能不同。克隆删除（aldeletion）是指对于在特殊情况下遇到的特异性抗原的淋巴细胞克隆系进行真正的消除。克隆失活（ergy）是指遇到耐受原形式的特异性抗原的淋巴细胞克隆处于无活性的功能状态。抗原特异性抑制（antigen-specificsupperession）是指在某些细胞存在时，能够抑制由其他T或B细胞引起的免疫系统的抗原特异性诱导或者表达。

免疫耐受是T及B淋巴细胞抗原的特异性无应答表现，对自身抗原的免疫耐受是免疫系统的正常功能，其形成是：①在T及B细胞发育过程中，对自身共有抗原应答的细胞被克隆消除，称为中枢耐受；②在外周，对组织特异自身抗原应答的T及B细胞，因克隆无能、克隆不活化、免疫忽视及免疫抑制细胞作用，不能执行免疫应答，称为外周耐受。对自身抗原的免疫耐受，常因感染的分子模拟作用，或旁路活化作用而被打破，致自身免疫病。对非己抗原的耐受是由于抗原剂量太低，不足以活化抗原呈递细胞，不足以活化T及B细胞；或抗原浓度过高，诱导抑制性T细胞（superessorTcell，Ts）功能；抗原的单体形式不被MФ吞噬处理；及抗原的特殊表位，活化Ts细胞所致。

免疫耐受与临床医学密切相关，建立免疫耐受，可以抑制特异性免疫应答及拮抗免疫原。如口服或静脉注射抗原、移植骨髓或胸腺、特异性免疫治疗及诱导产生特异拮抗性免疫细胞等。恢复对自身抗原耐受，可治疗自身免疫病。反之，打破免疫耐受，恢复免疫应答，在抗感染、抗肿瘤免疫中有重要作用。

（关继涛）