免疫技术.ppt

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　　标题： 免 疫 技 术

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　　副标题： 目的与要求： 理解现代免疫的概念 理解免疫系统的三大功能 理解免疫的类型及特征 了解免疫学及免疫检验技术的发展概况

　　免疫及免疫学概况

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　　免疫学(immunology)：是研究机体免疫系统的组织结构和生理功能的独立学科。 传染病→ 微生物学 →超出抗感染范畴 →生物学、医学等领域→形成免疫学

　　第一节 免疫的基本概念

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　　免除税赋，免除差役 immunitas

　　免于疫患，免除瘟疫 immunity

　　免疫(immunity)：是机体识别并清除“自己”和“非己”抗原性异物的功能，借以维持机体的生理平衡与稳定。其结果通常对机体有利，但在某些条件下可对机体造成病理损害。 传统的免疫界定：只是关于病原微生物产生的对机体有利的防御能力，即机体的抗感染能力。 现代免疫概念：是机体免疫系统对“自我信号”和“危险信号”的识别，并排除“危险信号”以维持机体内环境的平衡与稳定。 免疫系统：是机体内存在的一个负责执行免疫功能的解剖系统。

　　第1节 免疫的基本概念

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　　免疫系统(免疫组织与器官、免疫细胞、免疫分子)

　　机制、途径

　　防御、识别、排除异物

　　?

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　　免疫组织与器官

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　　红细胞(red blood cell, RBC )

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　　血小板(platelet)

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　　滤泡树突状细胞 (folicular DC，FDC)

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　　朗格汉斯细胞(Langerhan’s cells，LH)

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　　嗜碱性粒细胞 (basophilic granulocyte)

　　嗜酸性粒细胞 (eosinophilic granulocyte )

　　(嗜)中性粒细胞 (neutrophilic granulocyte)

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　　肥大细胞(mast cell)

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　　巨噬细胞(macrophage)

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　　免疫防御(immunological defence) —— 指机体排斥外源性异物的能力。 免疫自稳(immunological homeostasis) —— 指机体识别和清除自身衰变残损的组 织细胞的能力，以维持正常内环境稳定。 免疫监视(immunological surveillance) —— 指机体杀伤和清除异常突变细胞的能力，以监视和抑制恶性肿瘤在体内生长。

　　免疫系统的三大生理功能

　　第1节 免疫的基本概念

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　　标题：

　　免疫系统功能的生理和病理表现

　　第1节 免疫的基本概念

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　　据体内免疫反应作用方式和特点的不同，分两种免疫应答类型： 一是固有性免疫应答，又称为非特异性免疫; 二是适应性免疫应答，又称为特异性免疫。 固有性免疫应答的特征是： (1)无特异性，作用广泛; (2)先天具备，即个体出生时即具有; (3)初次与抗原接触即能发挥效应，但无记忆性; (4)可稳定遗传; (5)同一物种的正常个体间差异不大。 非特异性免疫是机体的第一道免疫防线，也是特异性免疫的基础。

　　免疫的类型及特征

　　第1节 免疫的基本概念

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　　适应性免疫应答包括细胞免疫与体液免疫，其特征是： (1)特异性，即T、B淋巴细胞仅能针对相应抗原表位发生免疫应答; (2)获得性，是指个体出生后受特定抗原刺激而获得的免疫; (3)记忆性，即再次遇到相同抗原刺激时，仍存在于体内的记忆细胞产生免疫效应，出现迅速而增强的应答; (4)可传递性，特异性免疫应答产物(抗体、致敏T细胞)可直接输注使受者获得相应的特异免疫力(该过程称为被动免疫)。 (5)自限性，可通过免疫调节，使免疫应答控制在适度水平或自限终止。

　　第1节 免疫的基本概念

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　　根据所用的技术和方法，免疫学的发展历史可分为三个时期： 一、经验免疫学时期(公元16世纪-18世纪) 1.用人痘苗接种预防天花。(中国民间,16世纪) 2.接种牛痘苗预防天花。 (英国医生Jenner，18世纪末)

　　第二节 免疫学发展简史

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　　第2节 免疫学发展简史

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　　第2节 免疫学发展简史

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　　第2节 免疫学发展简史

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　　二、实验免疫学时期(公元19世纪-20世纪中叶) 免疫学与微生物学互相促进、共同发展 * 显微镜的发明，多种病原菌被发现; * “病原菌致病”概念的提出; * 疫苗的发明; * 细胞吞噬作用的发现(细胞免疫); * 免疫血清具有抵御病原菌的作用(体液免疫); * 免疫化学研究取得重大进展; * 初步认识多种免疫学现象的本质。

　　第2节 免疫学发展简史

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　　其他占位符： 1880年Pasteur首次制备减毒活霍乱疫苗 ——免疫学诞生的重要标志 1890年Behring抗体(Ab)的发现 1898年，P.Ehrlich关于抗体形成的侧链学说 1901年Landsteiner发现了ABO血型系统。

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　　路易·巴斯德(Louis Pasteur，1822-1895) ——法兰西的英雄 葡萄酒之父 微生物学的奠基人 培育免疫疫苗第一人

　　机遇偏爱有准备的头脑

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　　ABO血型系统 根据红细胞表面有无特异性抗原(凝集原)A和B来划分的血液类型系统。ABO血型系统是1900年奥地利兰德斯坦纳发现和确定的人类第一个血型系统。根据凝集原A、B的分布把血液分为A、B、AB、O四型。红细胞上只有凝集原A的为A型血，其血清中有抗B凝集素;红细胞上只有凝集原B的为B型血，其血清中有抗A的凝集素;红细胞上A、B两种凝集原都有的为AB型血，其血清中无抗A、抗B凝集素;红细胞上A、B两种凝集原皆无者为O型，其血清中抗A、抗B凝集素皆有。具有凝集原A的红细胞可被抗A凝集素凝集;抗B凝集素可使含凝集原B的红细胞发生凝集。

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　　血型不合与新生儿溶血症 对新生儿而言，如果刚出生的孩子与母亲的血型不合就容易造成溶血，表现为黄疸，贫血。 新生儿发生溶血，最常见的是母婴ABO血型不合引起的同族免疫性溶血。尤其是母亲血型为O型、父亲是AB型的时候，因为这样血型的父母生出的孩子，血型不是A型就是B型，必然发生母婴血型不合。据统计，在所有分娩中，大概有20%-30%出现母婴血型不合，但发生新生儿溶血病的只占约10%

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　　Rh血型??? 在人类红细胞上存在一种特殊的抗原，与恒河猴(Rhesus Macacus)红细胞上的抗原相同，称“Rh”抗原，凡含有这种抗原的为Rh阳性，不含这种抗原的为Rh阴性。在白种人中Rh阴性者较多，占15%，而我国汉族人群中绝大多数为Rh阳性，Rh阴性者不足1%。 [临床意义]??? 1.防止Rh血型系统所致的溶血性输血反应：Rh阴性患者如输入Rh阳性血液后便可刺激机体产生抗Rh抗体，当再次输入Rh阳性血液时，就会发生溶血性输血反应。如Rh阴性妇女曾孕育过Rh阳性胎儿，当输入Rh阳性血时亦可发生溶血反应。所以需要输血的患者和供血者，除检查ABO血型外，还应做Rh血型鉴定，以避免这种情况的发生。

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　　2.Rh阳性红细胞引起的新生儿溶血症：Rh阴性的母亲孕育了Rh阳性的胎儿后，胎儿的红细胞若有一定数量进入母体时，即可刺激母体产生抗Rh阳性抗体，如母亲再次怀孕生第二胎时，此种抗体便可通过胎盘，溶解破坏胎儿的红细胞造成新生儿溶血。若孕妇原曾输过Rh阳性血液，则第一胎即可发生新生儿溶血。

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　　其他占位符： MN血型系统 红细胞膜上另一类血型抗原叫MN抗原，即红细胞膜上的血型糖蛋白A。它在SOS凝胶电泳谱上显示两条区带，即PAS-1和PAS-2，血型糖蛋白A是两者的二聚物。已知血型糖蛋白A由131个氨基酸组成，其一级结构已测定(图2)。血型糖蛋白A的肽链呈三节式结构，中间第73～92号氨基酸为疏水性肽链，可横穿膜脂层;N端肽链位于膜外侧，与血型活性有关，在这段肽链上分布有15条O-糖苷键型糖链和1条N-糖苷键型糖链，糖链中唾液酸占红细胞膜上全部唾液酸的一半以上;C端肽链位于膜内侧，含较多酸性氨基酸。 MN抗原由M抗原和N抗原两部分组成，如果用神经氨酸酶将M抗原切去1个唾液酸(N-乙酰神经氨酸)，则为N抗原，如再切去一个唾液酸则抗原性完全失去。MN抗原的抗原性还和肽链上的氨基有关，若将氨基用乙酰基保护后即失去抗原性。随着S和s两个抗原的发现，此血型系统现在一般称为MNS血型系统。

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　　其他占位符： HLA血型系统 HLA血型系统是人类白细胞抗原中最重要的一类。与红细胞血型相比，人们对白细胞抗原的了解较晚，人体第一个白细胞抗原Mac是1958年法国科学家J.多塞发现的。HLA是人体白细胞抗原的英文缩写，已发现HLA抗原有144种以上，这些抗原分为A、B、C、D、DR、DQ和DP7个系列，而且HLA在其他细胞表面上也存在。 HLA抗原是一种糖蛋白(含糖为9%)，其分子结构与免疫球蛋白极相似(图3)。HLA分子由4条肽链组成(含2条轻链和2条重链)，重链上连接2条糖链。HLA分子部分镶嵌在细胞膜的双脂层中，其插入膜的部分相当于免疫球蛋白IgG的Fc区段，轻链为β-微球蛋白。由于分子结构上的相似，故HLA与有保卫功能的免疫防御系统密切相关。 此外，HLA和红细胞血型一样都受遗传规律的控制。决定HLA型的基因在第6对染色体上。每个人分别可从父母获得一套染色体，所以一个人可以同时查出A、B、C、D和DR5个系列中的5～10种白细胞型，因此表现出来的各种白细胞型有上亿种之多。在无血缘关系的人间找出HLA相同的两个是很困难的。但同胞兄弟姊妹之间总是有1/4机会HLA完全相同或完全不同。因此法医鉴定亲缘关系时，HLA测定是最有力的工具。

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　　Eli Metchnikoff (1845-1916)

　　Emil von Behring (1845-1917)

　　Robert Koch (1843-1910)

　　Paul Ehrilich (1854-1915)

　　提出体液免疫理论和抗体生成的侧链学说

　　发现细胞吞噬作用，提出细胞免疫理论

　　发现结核杆菌;提出病原菌致病的概念

　　发现抗毒素并治愈一名白喉患者

　　第2节 免疫学发展简史

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　　实际上，与此同时，人们也发现除了微生物之外的其它物质也能引起免疫现象，过敏现象有了进一步认识，如血型不符的输血、器官移植排斥反应、血清病等; Koch在发现了结核杆菌之后，试图用注射的方法使动物产生免疫，但注射局部却出现了组织损伤和坏死。

　　以上事实揭示出两个问题： 第一, 免疫不一定仅仅由微生物引起; 第二, 免疫对机体不一定总是有利的， 也可以是有害的; 至此，经典的免疫概念被动摇了，那么，免疫究竟是机体防御微生物侵袭的特有成分?还是机体识别“自己”和“非己”的普遍生物学现象?这个问题必须有一个明确的答案。

　　第2节 免疫学发展简史

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　　三.近代免疫学和现代免疫学时期( 20 世纪中叶—现在)

　　特异性细胞的免疫功能、天然和获得性免疫耐受现象、抗体生成克隆学说、细胞克隆选择学说(clonal selection)* Burnet(1959年)提出克隆选择学说; * 从器官、细胞和分子水平探讨免疫系统结构与功能。

　　MacFarlane Burnet(1899-1985)

　　第2节 免疫学发展简史

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　　克隆选择学说(clonal selection hypothesis)的基本观点：

　　第2节 免疫学发展简史

　　1.机体内存在有能识别多种抗原的细胞系(clone)，其细胞表面有识别抗原的特异性受体(recepter)。 2.抗原进入机体后，选择具有相应受体的免疫细胞与之结合，使该细胞系活化、增殖，并成为抗体产生细胞和记忆细胞。 3.若在胚胎期，某抗原选择相应克隆接触后，该细胞系就被排除或失去活性，处于抑制状态，称此为禁忌克隆(forbidden clone)，使机体失去针对该抗原的反应性，形成免疫耐受。解释了天然免疫耐受现象。 4.某些克隆可发生突变，而与自身组织发生反应，形成自身免疫应答。 1960年，Burnet和Medawar获诺贝尔奖。

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　　其他占位符： 鸡法氏囊及哺乳动物胸腺的免疫功能的认识 淋巴细胞免疫功能的确认 巨噬细胞抗原提呈作用的揭示 细胞因子的研究 免疫网络学说 单克隆抗体制备技术的问世 免疫学技术的发展(单克隆抗体标记技术、免疫转印技术、分子杂交技术、转基因技术、细胞融合技术等)。

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　　免疫学发展总结 1、体液免疫方面 1944年，Burnet 发现了免疫耐受性 1957年，Burnet提出克隆选择学说 1959年，G.M.Edelman和R.R.Porter对抗体一级 结构的阐明 1975年，Kohler和Milstein发明制备单克隆抗体的杂交瘤技术

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　　2、细胞免疫方面 1957年，Glick发现了B细胞 1961年，Miller等发现了T细胞 1963年，G.D.Snell关于与移植排斥密切相关的MHC 1967年，Claman等证明了T、B细胞间的协同作用

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　　1975 年后，分子生物学带动免疫学的发展,也产生了许多分支学科 目前研究的热点 T 、 B 细胞抗原识别受体多样性产生的机制 信号转导通路 细胞程序性死亡途径 免疫诊断、治疗、DNA疫苗等

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　　其他占位符： 20世纪获得诺贝尔医学生理学奖的免疫学家 年代 学者姓名 国家 获奖成就 1901 Behring 德国 发现抗毒素，开创免疫血清疗法 1905 Koch 德国 发现结核杆菌，发明诊断结核病的结核菌素 1908 Ehrlich 德国 提出抗体生成侧链学说和体液免疫学说 Metchnikoff 俄国 发现细胞吞噬作用，提出细胞免疫学说 1912 Carrel 法国 器官移植 1913 Richet 法国 发现过敏现象 1919 Bordet 比利时 发现补体, 建立补体结合试验 1930 Landsteiner 奥地利 发现人红细胞血型 1951 Theler 南非 发明黄热病疫苗 1957 Bovet 意大利 抗组胺药治疗超敏反应 1960 Burnet 澳大利亚 提出抗体生成的克隆选择学说 Medawar 英国 发现获得性移植免疫耐受性 1972 Edelman 美国 阐明抗体的化学结构 Porter 英国 阐明抗体的化学结构 1977 Yalow 美国 创立放射免疫测定法 1980 Dausset 法国 发现人白细胞抗原 Snell 美国 发现小鼠H-2系统 Benacerraf 美国 发现免疫应答的遗传控制 Jerne 丹麦 提出天然抗体选择学说和免疫网络学说 Kohler 德国 杂交瘤技术制备单克隆抗体 Milstein 阿根廷 单克隆抗体技术及Ig基因表达的遗传控制 Tonegawa 日本 抗体多样性的遗传基础 Murray 美国 第一例肾移植成功 Thomas 美国 第一例骨髓移植成功 1996 Doherty 澳大利亚 提出MHC限制性，即T细胞的双识别模式 Zinkernagel 瑞士 提出MHC限制性，即T细胞的双识别模式

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　　免疫学检验(laboratory immunology)： 是研究免疫学技术及其在医学检验领域的重要学科。 免疫学检验的发展是随着各种免疫物质的发现密切相关，在免疫学理论与生物学技术的长期发展过程中，许多经典技术被加以革新与放大而派生出更多新技术与新方法，这些方法和技术在医学研究与临床诊断的运用中发挥了不可估量的作用。

　　第三节 免 疫 学 检 验

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　　免疫学技术的发展史

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　　自然的肉眼观察的抗原抗体反应(沉淀反应、凝集反应) 加速的肉眼观察的抗原抗体反应(电泳技术、分离技术) 标记性免疫技术提高抗原抗体反应的特异性、敏感性 半自动、自动化检验仪器与免疫反应原理结合，加快了反应过程 标记技术、单克隆技术、高智能自动化技术的最佳组合

　　发展进程的主要阶段

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　　免疫检验可分为两部分： 一部分为利用免疫检测原理与技术检测免疫活性细胞、抗原、抗体、补体、细胞因子、细胞粘附分子等免疫相关物质; 另一部分是利用免疫检测原理与技术检测体液中微量物质如激素、酶、血浆微量蛋白、血液药物浓度、微量元素等。

　　临床免疫学与免疫检验

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　　其他占位符： 放射免疫技术 化学发光免疫技术 荧光免疫技术 流式细胞免疫技术 酶联免疫技术 免疫印迹技术 速率散射免疫技术 单克隆抗体技术

　　免疫检验涉及的主要技术

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　　确定诊断 分析病情 调整治疗方案 判断预后

　　提供有效实验依据

　　临 床 应 用

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　　其他占位符： 一、现代免疫学的研究特点 近年来，现代免疫学研究的一个明显趋势，是与免疫基础研究相结合的生物高技术产业的兴起。基础免疫学研究的成果，从实验室直接转向生物技术产品的开发，这种转化正以惊人的速度进行着。免疫学的发展正以一种崭新的“基础研究—应用研究—高技术开发”模式，将科学研究成果迅速转化为生产力，这是现代免疫学发展的一个重要特点。

　　第四节 免疫学展望

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　　其他占位符： (一)免疫学与生物学 免疫学技术的发展及其独特高效的检测方法，为生命科学的研究提供了有力的手段。单克隆抗体的应用，给生物学的发展带来了突破性的变革，免疫组化技术与分子杂交技术的结合，使基因及其表达的研究可达到定量、定性、定位的程度。免疫学技术很快地被应用于解剖学、组织学、细胞学、生物化学、遗传学、分子生物学、微生物学等各方面的研究中，在生物学的发展中起着举足轻重的作用。 (二)免疫学与生物技术 从免疫学的发展史中可以看出，免疫学的每一步进展都推动着生物技术的发展。用细胞工程产生的单克隆抗体，用基因工程产生的细胞因子等，为临床医学提供了一系列具有免疫调节作用的新型药物。目前，以细胞因子和单克隆抗体为主要产品的生物高技术产业，已成为具有巨大市场潜力的新兴产业。

　　二、免疫学在生命科学中的地位

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　　其他占位符： 抗感染免疫、肿瘤免疫、生殖免疫等 免疫学在生命科学中的地位和作用也可由诺贝尔奖的颁发中反映出来。 1901 年首次医学或生理学奖的获得者就是在免疫学领域有突出贡献的Behring。至今，免疫学领域获奖的科学成果就占了 17 项，约为获奖次数的 20%。这是生命科学领域中任何单一学科所不能比拟的。这一事实，说明免疫学及其成就的重要性，同时也反映了免疫学是生命科学领域中的一块肥沃的原野，研究范围极为广阔。 在国际上，将分子免疫学、分子生物学及神经生物学并重，为指导生命科学发展的三大前沿学科;在应用科学中，免疫学既往是、现在是、将来仍然是人类征服疾病、保障自身健康的最有效武器。

　　(三)免疫学与医学

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　　麻疹疫苗

　　小儿麻痹糖丸

　　水痘疫苗

　　猪呼吸综合症疫苗

　　乙肝疫苗

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　　免疫学理论学习的关键

　　3、记忆性贯穿始终

　　1、前提是区别“自己”和“非己”。;

　　2、特异性是关键;

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　　理论与实际相结合 传统与创新相结合 教材与网络相结合 中文与英文相结合

　　实验课： 多动手，勤思考 多提问，常讨论 多联想，常动笔

　　学 习 方 法

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　　谢谢，再见!