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医学免疫学复习课件免疫机制-解析欢迎来到《医学免疫学复习课件-免疫机制解析》本课件将帮助医学生系统回顾免疫学的关键概念,从基础理论到临床应用,全面涵盖免疫机制的各个方面我们将探讨免疫系统的组成、功能及其在人体防御中的重要作用,深入讲解免疫细胞、免疫器官、免疫分子及其相互作用通过理解正常免疫机制,帮助你更好地掌握免疫相关疾病的发病机制、诊断及治疗原则让我们一起开始这段探索人体最复杂精密防御系统的旅程!免疫学的定义与发展免疫学的定义研究领域应用价值免疫学是研究机体识别和防御外来物从最初的感染免疫学发展至今,研究领免疫学的研究成果已广泛应用于疾病诊质,维持自身稳态的生物医学学科它域已扩展至移植免疫、肿瘤免疫、自身断、疫苗开发、器官移植、肿瘤治疗等研究机体如何区分自我与非我,以及免疫、变态反应免疫等多个分支,涉及领域,成为现代医学不可或缺的重要组如何抵抗病原微生物侵袭、清除变异细基础医学与临床医学的广阔交叉领域成部分,对人类健康和疾病防治具有深胞,维持内环境平衡的科学远影响免疫系统的作用抵御病原体入侵免疫系统识别并消灭病毒、细菌、真菌和寄生虫等病原微生物,阻止其在体内定植和繁殖,是人体抵抗感染的核心防线不同类型的免疫细胞协同作用,通过多种机制清除入侵者清除损伤和衰老细胞免疫系统能够识别并清除体内衰老、损伤和死亡的细胞,维持组织器官的正常更新,促进伤口愈合和组织修复,这一过程不引起炎症反应免疫监视功能免疫系统持续监视体内异常细胞,识别并清除突变和恶变细胞,防止肿瘤形成这一功能被称为免疫监视,是机体防御肿瘤的重要机制维持内环境稳定通过复杂的免疫调节网络,免疫系统维持自身与非自身成分之间的平衡,避免发生过度炎症反应或自身免疫疾病,保持机体稳态免疫学发展历程经验免疫阶段公元前早在公元前,中国和印度已有人工接种天花疫苗的记载,通过经验积累了一些预防传染病的方法,为后来的科学免疫学奠定了实践基础科学免疫学诞生18世纪末1796年,英国医生爱德华·詹纳Edward Jenner发明了世界上第一种疫苗——牛痘疫苗,开创了科学免疫学的先河,被誉为免疫学之父细胞免疫理论19世纪末1882年,俄国科学家梅奇尼科夫发现吞噬细胞,提出细胞免疫学说;1890年,贝林和北里柴三郎发现抗毒素,提出体液免疫学说,两大理论奠定了现代免疫学基础分子免疫学时代20世纪中后期随着生物技术的发展,免疫学研究进入分子水平,抗体结构解析、MHC分子发现、T细胞受体鉴定等重大突破使免疫学理论体系更加完善免疫学基本术语抗原Antigen抗体Antibody能被免疫系统识别并诱导特异性免疫应答的物质,通常为蛋白质、多糖由B淋巴细胞分化而来的浆细胞产生的免疫球蛋白,能特异性识别并结等大分子抗原具有免疫原性和特异性两大特点,其中免疫原性指诱导合相应抗原抗体分子呈Y形结构,由两条重链和两条轻链组成,含有免疫应答的能力,特异性指与特定抗体或受体结合的特性可变区和恒定区,可变区决定抗原特异性免疫应答Immune Response免疫耐受Immune Tolerance机体对抗原刺激所产生的特异性反应过程,包括体液免疫和细胞免疫两免疫系统对特定抗原不产生或抑制免疫应答的状态,是维持自身免疫稳种主要形式初次免疫应答较慢,而再次接触同一抗原时,由于免疫记态的关键机制免疫耐受包括中枢耐受和外周耐受,对防止自身免疫疾忆的存在,反应更快速、更强烈病发生具有重要意义免疫分类天然免疫与获得性免疫天然免疫先天性免疫获得性免疫适应性免疫两者协同作用天然免疫是生物体与生俱来的防御机获得性免疫需要机体接触抗原后才能产天然免疫和获得性免疫并非完全独立的制,不需要预先接触抗原,对病原体的生,具有高度特异性和免疫记忆特点系统,而是相互协作、密切配合的整反应迅速但缺乏特异性它包括物理屏主要由T淋巴细胞和B淋巴细胞介导,通体天然免疫的活化能促进获得性免疫障(如皮肤、黏膜)、化学屏障(如胃过细胞免疫和体液免疫两种方式发挥作的启动,而获得性免疫的效应分子和细酸、溶菌酶)和细胞成分(如吞噬细用胞又能增强天然免疫的功能胞、NK细胞)特点反应较慢(数天至数周)、高特例如,巨噬细胞既是天然免疫的重要成特点反应迅速(分钟至小时)、无特异性、有免疫记忆,能针对特定病原体员,又能作为抗原提呈细胞参与获得性异性、无免疫记忆,是抵抗感染的第一提供长期保护二次接触同一抗原时,免疫的激活,体现了两大系统的紧密联道防线反应更迅速强烈系免疫耐受与免疫记忆免疫平衡状态机体维持免疫耐受与免疫记忆的动态平衡免疫记忆能力快速强烈反应抵御已知病原体免疫耐受机制识别并容忍自身抗原免疫耐受是机体对自身抗原不产生免疫应答的状态,是防止自身免疫病的关键机制中枢耐受发生在免疫器官内,通过阴性选择清除自身反应性淋巴细胞;外周耐受则通过调节性T细胞、克隆无能和克隆删除等机制实现免疫记忆是获得性免疫的独特特征,由长寿命记忆T细胞和记忆B细胞维持当机体再次接触相同抗原时,记忆细胞能迅速活化并扩增,产生更强烈的免疫应答,这也是疫苗发挥保护作用的基础免疫记忆可持续数年甚至终身,提供长期保护自身免疫与免疫平衡免疫稳态免疫激活免疫系统处于平衡状态,能有效清除异物而病原体入侵触发免疫应答,消除威胁不损伤自身组织免疫失衡免疫抑制调节机制故障导致自身免疫或免疫缺陷威胁消除后免疫反应终止,防止过度损伤免疫系统的正常运行基于精密的平衡调控自身免疫是指免疫系统错误地攻击自身组织器官的现象,由免疫耐受机制失效引起导致自身免疫的因素包括遗传易感性、环境因素、感染和性别等,往往是多因素共同作用的结果维持免疫平衡涉及复杂的调控网络,包括调节性T细胞、抑制性细胞因子、负反馈信号通路等这些机制的正常运作确保免疫系统既能有效抵御外来威胁,又不会过度活化导致自身损伤,是健康的免疫状态的基础体液免疫与细胞免疫简介体液免疫细胞免疫体液免疫是由B淋巴细胞及其分化的浆细胞产生的抗体介导的免细胞免疫是由T淋巴细胞介导的免疫应答,通过直接接触靶细胞疫应答抗体存在于血液、淋巴液等体液中,能特异性结合抗原或释放细胞因子发挥作用细胞免疫能有效对抗胞内病原体和肿并通过多种机制消除它们瘤细胞•主要参与者B淋巴细胞、浆细胞、抗体•主要参与者各亚群T淋巴细胞、NK细胞•作用机制中和、调理作用、激活补体•作用机制细胞毒性、炎症反应、辅助作用•主要对抗细胞外病原体(如细菌、毒素)•主要对抗病毒感染细胞、肿瘤细胞、胞内病原体体液免疫和细胞免疫虽然作用机制不同,但在实际免疫应答中常密切协作,共同构成完整的免疫防御网络它们之间通过细胞因子、抗原提呈等多种方式相互影响、相互支持,形成协同作用,这种协同是抵抗病原体入侵的关键临床常见免疫学检测方法免疫组织化学ELISA酶联免疫流式细胞术吸附试验利用抗原抗体反应的特通过荧光标记的单克隆异性,在组织切片上定利用固相载体吸附抗原抗体识别细胞表面或胞位和识别特定抗原通或抗体,通过酶标记的内的特异性分子,利用过荧光、酶或显色剂标检测试剂与目标分子结流式细胞仪快速分析大记抗体,可直观观察组合,添加底物后产生颜量细胞的特性能同时织中目标分子的分布,色变化,通过检测吸光检测多个细胞参数,广广泛应用于疾病诊断和度定量分析样本中的目泛应用于免疫细胞亚群病理研究标物质常用于感染病分析和白血病诊断原体抗体检测基因芯片与PCR基于核酸分子杂交原理,检测免疫相关基因的表达水平和突变PCR技术可扩增微量目标基因进行分析,芯片技术则可同时检测数千个基因的表达谱,助力免疫相关疾病的精准诊断免疫系统组织与器官总览中枢免疫器官免疫细胞发育、分化和成熟的场所外周免疫器官免疫细胞执行免疫功能的场所弥散分布免疫组织分布于全身各处的免疫细胞网络免疫系统器官按其功能可分为中枢和外周两大类中枢免疫器官包括骨髓和胸腺,是免疫细胞发育、分化和成熟的场所骨髓是所有血细胞的发源地,而胸腺则专门负责T淋巴细胞的发育和选择外周免疫器官包括脾脏、淋巴结、扁桃体和黏膜相关淋巴组织MALT等,是免疫细胞获取抗原、启动免疫应答和发挥效应功能的场所此外,还有广泛分布于皮肤、肠道、呼吸道等处的弥散性免疫组织,共同构成完整的免疫防御网络骨髓造血及免疫细胞起源造血干细胞全能干细胞,位于骨髓微环境中,具有自我更新和多向分化能力祖细胞分化分为淋巴细胞系和髓系两大方向,形成不同前体细胞免疫细胞形成前体细胞进一步分化为各类成熟免疫细胞细胞释放入血成熟细胞通过窦状隙进入血液循环,分布全身骨髓是成人体内最大的造血器官,占人体总重量的4-5%,主要分布在扁平骨(如胸骨、髋骨)和长骨的骺端其中红骨髓是活跃的造血组织,而黄骨髓则主要由脂肪细胞构成随着年龄增长,红骨髓逐渐被黄骨髓取代在骨髓微环境中,造血干细胞在各种细胞因子和基质细胞的调控下,经过有序的分化过程产生各类血细胞B淋巴细胞在骨髓中完成发育,而T淋巴细胞前体则需迁移至胸腺进一步发育成熟骨髓既是造血器官,也是重要的中枢免疫器官胸腺功能与细胞分化T前体T细胞迁入骨髓来源的淋巴细胞前体通过血液循环迁移至胸腺皮质区,开始T细胞发育过程这些细胞被称为双阴性胸腺细胞,尚未表达CD4和CD8分子TCR基因重排在胸腺微环境中,前体T细胞进行T细胞受体TCR基因的随机重排,形成多样化的抗原识别受体重排成功的细胞表达TCR并同时表达CD4和CD8,成为双阳性细胞正负选择过程双阳性T细胞经历严格的选择过程正选择保留能与自身MHC分子弱相互作用的细胞,负选择清除与自身抗原强烈结合的细胞,从而建立中枢免疫耐受单阳性成熟通过选择的细胞发育为CD4+或CD8+单阳性T细胞,迁移至胸腺髓质进一步成熟后释放入血,分布至全身外周免疫器官执行免疫功能脾脏结构与功能基本信息结构特点脾脏是人体最大的外周淋巴器官,位于左上腹部,呈暗红色扁椭球形,重脾脏由脾小体和脾索组成脾小体是白脾髓,主要由淋巴组织构成,周围约150g脾脏具有丰富的血液供应,每分钟约有200ml血液流经脾脏,使是边缘带;脾索是红脾髓,充满血细胞和巨噬细胞这种结构使脾脏能同其成为血液和免疫系统重要的交汇点时进行免疫和非免疫功能免疫功能非免疫功能脾脏是对血源性抗原进行免疫应答的主要场所B细胞在其中活化、增殖脾脏具有重要的血液过滤功能,清除老化和损伤的红细胞;储存血小板和并分化为抗体分泌细胞;T细胞与抗原提呈细胞相互作用,启动细胞免疫单核细胞;参与铁代谢,回收废弃红细胞中的铁元素脾切除患者易发生应答;脾脏内的树突状细胞和巨噬细胞高效捕获和处理血液中的抗原感染,尤其是荚膜细菌感染淋巴结免疫反应的前线阵地免疫细胞聚集免疫反应发生提供B、T细胞和APC相互作用的场所启动初级和继发性免疫应答•B细胞区(滤泡)•B细胞活化形成生发中心•T细胞区(旁皮质区)•T细胞活化和分化过滤功能效应细胞输出淋巴结过滤淋巴液,捕获抗原和病原体产生的效应细胞和抗体进入循环•阻止病原体扩散•抗体分泌到淋巴和血液•集中抗原便于识别•效应T细胞迁移至感染部位淋巴结是分布在全身淋巴管系统上的小型豆状结构,在人体有数百个,主要集中在颈部、腋下、腹股沟等处淋巴结内部结构包括皮质(主要为B细胞区,含滤泡)、旁皮质(T细胞区)和髓质(含巨噬细胞和浆细胞)这种特殊结构使淋巴结成为免疫细胞相互作用和启动免疫应答的理想场所黏膜相关淋巴组织()MALT肠道相关淋巴组织GALT包括扁桃体、回肠末端的派尔氏斑、阑尾和小肠弥散淋巴组织这些组织监控肠道内大量的食物抗原和微生物,平衡免疫防御与耐受,防止有害病原体侵入的同时避免对食物和共生菌产生过度反应支气管相关淋巴组织BALT分布于支气管和肺部的淋巴组织,对吸入的抗原进行监控和反应BALT在呼吸道防御中发挥重要作用,能识别和清除病毒、细菌等呼吸道病原体,是呼吸系统免疫的重要组成部分鼻相关淋巴组织NALT和结膜相关淋巴组织分布于鼻黏膜和眼结膜的淋巴组织,保护这些直接暴露于外界的黏膜表面这些组织对过敏原也非常敏感,在过敏性鼻炎和结膜炎的发病中起重要作用MALT的共同特点黏膜表面有特化的M细胞,能将抗原转运至下方的抗原提呈细胞;含有大量分泌IgA的浆细胞,IgA可转运至黏膜表面提供保护;调节性T细胞丰富,维持对共生菌和食物抗原的耐受免疫细胞的分类与鉴定免疫细胞可大致分为淋巴细胞系和髓系两大类淋巴细胞包括T淋巴细胞、B淋巴细胞和自然杀伤NK细胞,主要负责特异性免疫和免疫记忆;髓系细胞包括粒细胞(嗜中性、嗜酸性、嗜碱性)、单核细胞/巨噬细胞和树突状细胞,主要参与非特异性免疫和抗原提呈临床上通过流式细胞术鉴定免疫细胞亚群,利用特异性表面标记(CD分子)区分不同细胞类型如CD3是T细胞的标志,CD19是B细胞的标志,CD56是NK细胞的标志,CD14是单核/巨噬细胞系的标志等不同细胞的比例和绝对数量变化对免疫相关疾病的诊断和监测具有重要意义淋巴细胞亚群TCD4+辅助T细胞CD8+细胞毒性T细记忆T细胞调节性T细胞胞通过识别MHC II类分子上既往应答后产生的长寿命表达CD4和CD25,核内含呈递的抗原,分泌细胞因识别MHC I类分子上呈递T细胞,保存了对特定抗转录因子Foxp3,具有抑子协调免疫应答根据分的胞内抗原(如病毒蛋原的记忆分为中央记制免疫应答的功能通过泌的细胞因子不同,可分白),通过释放穿孔素和忆T细胞(TCM,主要在分泌抑制性细胞因子(如为Th
1、Th
2、Th17和颗粒酶等细胞毒性分子直淋巴组织循环)和效应记IL-
10、TGF-β)和细胞接Treg等亚群,分别调控不接杀伤被感染细胞和肿瘤忆T细胞(TEM,主要在触依赖机制抑制其他免疫同类型的免疫应答辅助细胞是病毒感染和肿瘤外周组织巡逻),能快速细胞活性,对维持自身耐T细胞是整个免疫网络的的主要防御力量响应再次入侵的病原体受和防止过度免疫反应至中心调控者关重要淋巴细胞功能与抗体产生B抗原识别B细胞通过表面免疫球蛋白识别抗原活化与增殖获得T细胞辅助后活化、增殖分化部分分化为浆细胞,部分形成记忆B细胞抗体分泌浆细胞大量分泌特异性抗体B淋巴细胞在骨髓中发育成熟,表面表达免疫球蛋白BCR作为抗原受体B细胞的活化通常需要两个信号第一信号是抗原与BCR结合;第二信号是辅助T细胞提供的辅助(T依赖性抗原),或直接来自某些特殊抗原结构(T非依赖性抗原)活化的B细胞在生发中心进行体细胞高频突变和类别转换,产生亲和力更高、功能更专一的抗体最终分化的浆细胞是抗体工厂,能持续分泌大量抗体;而记忆B细胞则长期存活,保持对抗原的记忆,为再次感染时的快速应答做准备B细胞还能作为抗原提呈细胞,参与T细胞的活化自然杀伤细胞(细胞)NK10%2外周血中占比识别机制NK细胞占外周血淋巴细胞的比例通过抑制性和激活性受体平衡决定是否杀伤4杀伤路径包括颗粒酶/穿孔素、死亡受体、ADCC和细胞因子途径自然杀伤细胞是先天性免疫系统中的重要成员,能在没有预先致敏的情况下直接杀伤异常细胞NK细胞表面既有激活性受体(如NKG2D、NCR家族)也有抑制性受体(如KIR家族),通过这些受体识别靶细胞表面的正常与异常信号,决定是否发起攻击NK细胞主要通过两种方式杀伤靶细胞一是释放穿孔素和颗粒酶,在靶细胞膜上形成孔道并诱导细胞凋亡;二是表达TNF家族分子(如FasL),与靶细胞上的死亡受体结合激活凋亡此外,NK细胞还能分泌IFN-γ等细胞因子调节免疫反应,参与抗病毒和抗肿瘤免疫,在免疫监视中发挥重要作用巨噬细胞和树突状细胞巨噬细胞树突状细胞起源于骨髓的单核细胞,迁移至组织后分化为巨噬细胞根据分最专业的抗原提呈细胞,具有独特的树枝状细胞突起,能高效捕布部位不同,有肺泡巨噬细胞、肝脏库普弗细胞、脑胶质细胞等获和处理抗原主要分为髓样树突状细胞和浆细胞样树突状细胞特化亚型两大类•吞噬功能清除病原体、死亡细胞和代谢废物•抗原捕获在外周组织中高效吸收抗原•抗原提呈处理并呈递抗原给T细胞•迁移能力捕获抗原后迁移至淋巴结•炎症调节分泌细胞因子和炎症介质•T细胞活化提供抗原呈递和共刺激信号•组织修复促进伤口愈合和组织重塑•免疫调控可诱导免疫应答或耐受巨噬细胞和树突状细胞都能进行抗原提呈,但功能侧重点不同巨噬细胞主要负责吞噬清除和炎症反应,抗原提呈是其众多功能之一;而树突状细胞则专职于抗原捕获、处理和呈递,是连接先天免疫和适应性免疫的关键桥梁两类细胞在免疫监视和免疫应答启动中相互配合,共同维护机体免疫防御免疫应答的基本流程初始识别阶段病原体入侵触发先天免疫反应,抗原被抗原提呈细胞摄取并处理巨噬细胞、树突状细胞等通过模式识别受体识别病原体,启动炎症反应,同时消化处理抗原并与MHC分子结合形成复合物免疫活化阶段抗原提呈细胞将抗原呈递给淋巴细胞,启动获得性免疫树突状细胞迁移至淋巴结,将抗原呈递给特异性T细胞,提供抗原信号和共刺激信号,激活T细胞活化的T细胞增殖并分化为效应T细胞,同时辅助B细胞活化效应阶段活化的免疫细胞和分子靶向清除病原体效应T细胞迁移至感染部位杀伤感染细胞;浆细胞分泌抗体中和病毒、标记细菌;巨噬细胞被激活增强吞噬能力;补体系统被激活促进病原体清除,多种机制协同发挥作用消退与记忆阶段病原体清除后,免疫反应逐渐平息,形成免疫记忆大部分效应细胞凋亡,少数分化为长寿命记忆细胞;抑制性信号增强,终止免疫反应;炎症消退,组织修复;记忆T细胞和B细胞长期存活,准备应对再次感染先天性免疫机制调节适应性免疫1通过细胞因子和抗原提呈影响获得性免疫病原体清除吞噬作用、炎症反应、补体激活等直接杀伤机制病原体识别通过PRRs识别PAMPs和DAMPs物理化学屏障4皮肤、黏膜、分泌物等防止病原体进入先天性免疫是机体与生俱来的防御系统,能迅速应对入侵的病原体与获得性免疫不同,先天免疫反应速度快(分钟至小时内启动),但缺乏特异性和记忆能力它通过识别病原体共有的保守结构模式(PAMPs)和损伤相关分子模式(DAMPs)来区分危险信号先天免疫包括物理屏障(如完整的皮肤和黏膜)、化学屏障(如胃酸、溶菌酶)、补体系统、吞噬细胞(如中性粒细胞和巨噬细胞)、自然杀伤细胞和多种可溶性因子(如干扰素、趋化因子等)这些组分协同作用,不仅能直接清除病原体,还能激活和调节随后的获得性免疫反应物理和化学屏障皮肤屏障皮肤是人体最大的器官,也是抵御外界病原体的第一道防线表皮角质层由多层扁平上皮细胞紧密排列,形成物理屏障;皮脂腺分泌的脂肪酸具有抗菌作用;皮肤表面pH值较低(约
5.5),抑制多数病原菌生长黏膜屏障覆盖在呼吸道、消化道和泌尿生殖道表面的黏膜上皮,通过紧密连接阻止病原体穿透黏膜分泌黏液,捕获并清除微生物;纤毛运动将异物向外排出;黏膜下丰富的免疫细胞和淋巴组织构成局部免疫防御系统化学防御各种体液和分泌物中含有多种抗微生物因子泪液和唾液中的溶菌酶可水解细菌细胞壁;胃酸(pH1-2)能杀灭大多数摄入的微生物;肠道内的胰蛋白酶等消化酶具有降解外来蛋白的作用微生物屏障定居在皮肤和黏膜表面的共生微生物(正常菌群)与病原体竞争营养和附着位点,分泌抗菌物质抑制病原体生长,并刺激宿主免疫系统保持警觉状态,形成一道活的防御屏障模式识别受体()PRRs补体系统的激活与作用三条激活途径经典途径抗原-抗体复合物激活、替代途径微生物表面直接激活、凝集素途径甘露糖结合凝集素识别微生物表面糖基C3转化酶形成不同途径最终都形成C3转化酶,催化C3裂解为C3a和C3bC3b沉积放大C3b结合靶细胞表面,形成更多C3转化酶,产生级联放大效应膜攻击复合物补体激活最终形成C5b-9膜攻击复合物,穿孔溶解靶细胞补体系统是血浆中由30多种蛋白质组成的酶级联系统,是先天免疫的重要组成部分补体激活后产生的活性片段发挥多种免疫功能C3b通过调理作用促进吞噬;C3a和C5a作为炎症介质增加血管通透性,吸引免疫细胞;膜攻击复合物直接溶解靶细胞补体活性受到严格调控,多种调节蛋白(如C1抑制物、衰变加速因子DAF、CD59等)防止补体对自身组织的损伤补体缺陷与多种疾病相关C1q、C
4、C2缺陷与自身免疫性疾病关联;C3和晚期组分缺陷增加感染风险;而补体过度激活则与自身免疫性疾病和炎症性疾病相关炎症反应机制解析炎症介质释放刺激识别细胞因子、趋化因子、前列腺素等释放PRRs识别PAMPs和DAMPs,启动炎症信号血管反应血管扩张、通透性增加、白细胞黏附清除和修复细胞浸润清除病原体和死亡组织,促进组织修复中性粒细胞、单核细胞等迁移至炎症部位炎症是机体对有害刺激的保护性反应,临床表现为红、肿、热、痛和功能障碍急性炎症通常在数小时内发生,持续数天;而慢性炎症则可持续数周至数年,涉及单核巨噬细胞和淋巴细胞的浸润以及组织修复和重塑炎症反应中的关键细胞因子包括TNF-α和IL-1β(早期促炎因子,激活血管内皮,诱导急性期蛋白合成);IL-6(连接先天免疫和获得性免疫,促进B细胞分化);趋化因子(如IL-8,吸引中性粒细胞);抗炎因子(如IL-
10、TGF-β,抑制炎症反应)炎症反应必须精确调控,过度或持续的炎症可导致组织损伤和慢性疾病吞噬作用与细胞内杀菌识别阶段吞噬细胞识别病原体表面分子或抗体标记附着阶段病原体与吞噬细胞表面受体结合内吞阶段细胞膜伸出伪足包围病原体形成吞噬体杀菌阶段吞噬体与溶酶体融合,活性氧、一氧化氮等杀菌消化阶段病原体被水解酶消化,部分抗原被加工呈递吞噬作用是先天免疫系统清除病原体的重要机制,主要由专业吞噬细胞(如中性粒细胞、单核细胞/巨噬细胞)执行吞噬细胞可通过多种受体直接识别病原体(如TLRs、清道夫受体),也可通过Fc受体和补体受体识别被抗体或补体标记的病原体(调理吞噬)吞噬后的杀菌机制分为氧依赖性和氧非依赖性两类氧依赖性机制包括呼吸爆发产生的活性氧种(ROS)和一氧化氮(NO);氧非依赖性机制包括溶酶体中的溶菌酶、防御素、溶菌酶等抗菌蛋白和酸性环境某些病原体已进化出逃避或抵抗吞噬杀伤的策略,如抑制吞噬细胞活化、阻断吞噬体-溶酶体融合、逃离吞噬体或耐受氧化应激等获得性免疫的概念4关键特性特异性、记忆性、多样性、自身耐受2主要类型体液免疫(B细胞)和细胞免疫(T细胞)10⁹抗原识别多样性每人可产生超过十亿种不同特异性的识别分子5-7响应时间初次免疫应答通常需要5-7天形成获得性免疫是指机体接触特定抗原后产生的特异性免疫应答,是脊椎动物进化出的高级免疫防御机制与天然免疫不同,获得性免疫具有显著的特异性(针对特定抗原)、记忆性(再次接触同一抗原反应更快更强)、可适应性(能应对不断变化的病原体)和自身耐受性(不攻击自身组织)获得性免疫系统的核心是T和B淋巴细胞,它们通过抗原受体(TCR和BCR)特异性识别抗原受体多样性来源于基因重排,理论上可产生10¹⁰-10¹¹种不同的抗原受体,足以应对各种可能的病原体获得性免疫可分为主动免疫(机体接触抗原后自身产生的免疫应答)和被动免疫(获得现成的抗体或免疫细胞),前者持久但发展较慢,后者迅速但短暂体液免疫应答详解抗原识别与获取B细胞通过BCR直接识别可溶性抗原;滤泡树突状细胞捕获并保留抗原;巨噬细胞和树突状细胞将抗原呈递给T细胞T细胞辅助与B细胞活化大多数B细胞应答需要辅助T细胞的帮助,通过CD40-CD40L结合和细胞因子刺激;同时,抗原与BCR结合也提供信号生发中心反应活化的B细胞迁移至淋巴滤泡形成生发中心;进行体细胞高频突变、亲和力成熟和类别转换;选择亲和力高的克隆扩增浆细胞与记忆B细胞形成部分B细胞分化为抗体分泌的浆细胞;另一部分成为长寿命记忆B细胞,为二次应答做准备体液免疫是由B淋巴细胞及其产生的抗体介导的免疫应答,主要针对血液和组织液中的可溶性抗原和细胞外病原体活化的B细胞可经历类别转换,从最初产生IgM转为产生IgG、IgA或IgE,以适应不同的生理环境和功能需求抗体通过多种机制发挥保护作用中和作用(结合病毒和毒素,阻止其与细胞结合);调理作用(促进吞噬细胞通过Fc受体识别并吞噬被抗体包被的病原体);补体激活(通过经典途径激活补体系统);抗体依赖的细胞介导的细胞毒性(ADCC,通过NK细胞等杀伤被抗体标记的靶细胞)抗体分子的结构与类别抗体的功能作用中和作用抗体结合病毒表面蛋白或细菌毒素,阻断它们与宿主细胞受体的结合,防止感染和毒素损伤这是保护性抗体的重要机制,也是许多疫苗的作用原理中和抗体对于病毒性疾病的防御尤为重要调理作用(Opsonization)抗体的Fab部分与抗原结合,Fc部分被吞噬细胞上的Fc受体识别,促进吞噬细胞对被抗体包被的微生物的吞噬和杀伤这大大增强了吞噬细胞的清除效率,是抗细菌感染的主要机制补体激活抗原-抗体复合物能激活补体系统的经典途径,引发一系列级联反应,最终形成膜攻击复合物穿孔溶解靶细胞,或通过C3b增强吞噬作用IgM和IgG(尤其是IgG1和IgG3)是激活补体的主要抗体类别抗体依赖的细胞介导的细胞毒性(ADCC)NK细胞和某些粒细胞通过Fc受体(CD16)识别结合在靶细胞表面的抗体,释放细胞毒性颗粒(如穿孔素和颗粒酶)杀伤靶细胞ADCC在抗肿瘤和某些病毒感染的免疫中发挥重要作用细胞介导的免疫应答TCD4+T细胞(辅助T细胞)CD8+T细胞(细胞毒性T细胞)识别MHC II类分子呈递的胞外抗原,主要通过分泌细胞因子发挥识别MHC I类分子呈递的胞内抗原,直接杀伤感染细胞或肿瘤细作用根据细胞因子谱可分为多个亚群胞,是抗病毒和抗肿瘤免疫的主力军杀伤机制包括•Th1分泌IFN-γ和IL-2,激活巨噬细胞,促进细胞免疫•穿孔素-颗粒酶途径释放穿孔素形成膜孔,颗粒酶进入靶细胞诱导凋亡•Th2分泌IL-
4、IL-5和IL-13,促进B细胞产生抗体•Fas-FasL途径CTL表面的FasL与靶细胞上的Fas结合,激•Th17分泌IL-17,募集中性粒细胞,对抗细菌和真菌活凋亡•Treg分泌IL-10和TGF-β,抑制免疫应答,维持免疫耐受•细胞因子途径分泌TNF-α和IFN-γ,抑制病毒复制并诱导靶细胞凋亡T细胞免疫应答的启动需要三个信号信号1是TCR识别MHC-抗原肽复合物;信号2是共刺激分子(如CD28与CD80/86结合);信号3是细胞因子提供的极化信号缺乏任何一个信号都可能导致T细胞无应答或耐受T细胞活化后经历增殖和分化,产生大量效应T细胞和少量记忆T细胞,前者参与当前免疫应答,后者为再次感染做准备抗原提呈与分子MHCMHC I类分子MHC II类分子由一条α链和β2微球蛋白组成,广泛表达于有核细胞表面主要呈由α链和β链组成,主要表达于专业抗原提呈细胞(如树突状细递胞内抗原(如病毒蛋白、肿瘤抗原),将抗原肽展示给CD8+T胞、巨噬细胞和B细胞)表面主要呈递胞外抗原,将抗原肽展示细胞给CD4+T细胞•抗原来源胞内合成的蛋白质•抗原来源胞外摄取的蛋白质•加工途径蛋白酶体降解→TAP转运→内质网装配→表面表达•加工途径内吞→内体/溶酶体降解→与MHCII结合→表面表达•肽段长度8-10个氨基酸•肽段长度13-25个氨基酸•识别细胞CD8+T细胞•识别细胞CD4+T细胞抗原提呈是连接先天免疫和获得性免疫的关键桥梁抗原必须被加工成小肽片段并结合MHC分子才能被T细胞识别这种自我限制性确保T细胞只识别与自身MHC分子结合的抗原肽,而不识别游离的抗原交叉提呈是一种特殊的抗原提呈方式,树突状细胞能将摄取的胞外抗原通过MHC I类分子途径呈递给CD8+T细胞,这对于启动针对某些病毒和肿瘤的细胞毒性T细胞反应至关重要MHC分子高度多态性,个体间差异极大,这种多样性有助于种群对抗多种病原体辅助细胞亚群分化及其调控TTh2细胞Th1细胞促进体液免疫,对抗寄生虫,参与变态反应促进细胞免疫,抵抗胞内病原体•诱导因子IL-4•诱导因子IL-12,IFN-γ•转录因子GATA-3•转录因子T-bet•分泌因子IL-4,IL-5,IL-13•分泌因子IFN-γ,IL-2,TNF-α•主要功能促进B细胞产生IgE,活化嗜酸•主要功能活化巨噬细胞,促进CTL发育性粒细胞Treg细胞Th17细胞抑制免疫反应,维持免疫耐受促进炎症反应,防御真菌和细菌•诱导因子TGF-β,IL-2•诱导因子TGF-β+IL-6,IL-23•转录因子Foxp3•转录因子RORγt•分泌因子IL-10,TGF-β•分泌因子IL-17A,IL-17F,IL-22•主要功能抑制其他免疫细胞活性,维持•主要功能募集中性粒细胞,促进黏膜免自身耐受疫细胞毒性淋巴细胞()的作用T CTL抗原识别CTL通过TCR识别靶细胞表面MHC I类分子呈递的抗原肽这一识别过程高度特异,只有当TCR与MHC-抗原肽复合物匹配时才会启动后续反应辅助分子CD8增强这一结合,CD28与靶细胞上的B7分子结合提供共刺激信号免疫突触形成CTL与靶细胞接触后,细胞骨架重组,形成稳定的免疫突触这一结构将CTL与靶细胞紧密连接,同时使细胞毒性分子能精确定向释放,避免损伤周围正常细胞接触区域细胞膜重组,多种信号分子富集细胞毒性颗粒释放激活的CTL将含有穿孔素和颗粒酶的细胞毒性颗粒定向释放至免疫突触穿孔素在靶细胞膜上形成跨膜孔道,颗粒酶通过这些孔道进入靶细胞内部颗粒酶B激活半胱氨酸蛋白酶级联反应,诱导靶细胞凋亡死亡受体激活CTL表面表达FasL,与靶细胞表面的Fas受体结合,激活靶细胞内部的死亡受体信号通路,触发凋亡此外,CTL分泌TNF-α,通过结合靶细胞上的TNF受体也能诱导细胞死亡这提供了一条不依赖穿孔素-颗粒酶的杀伤途径免疫记忆细胞的形成机制初始免疫应答初次接触抗原后,少数淋巴细胞被激活并大量增殖,形成效应细胞群体在这一阶段,大部分活化细胞分化为短寿命效应细胞,少数细胞开始获得记忆细胞特性收缩期抗原清除后,大部分效应细胞凋亡(90-95%),仅有少数细胞存活下来这些幸存细胞经历转录和表观遗传修饰,获得长寿命特征,成为记忆前体细胞记忆细胞形成记忆前体细胞进一步分化为成熟记忆细胞,表达特定的归巢受体和存活因子受体(如IL-7R和IL-15R),能迁移至特定微环境并获取生存信号,确保长期存活记忆细胞维持记忆T细胞依赖IL-7和IL-15等细胞因子维持存活,记忆B细胞则主要依赖BAFF和APRIL这些细胞能在无抗原刺激条件下进行缓慢自我更新,并可持续数年甚至终身免疫记忆细胞具有多种独特特性,使其区别于初始淋巴细胞功能状态预备激活,可更快应对再次刺激;代谢特征偏向氧化磷酸化,能量储备更充足;表达特定的表面标记物(如CD
27、CD45RO);形成多样化的记忆亚群,包括中央记忆细胞和效应记忆细胞,分别驻留在淋巴组织和外周组织免疫耐受与自免疫的调控中枢耐受机制外周耐受机制中枢免疫耐受发生在中枢免疫器官(骨髓和胸腺),通过清除自外周免疫耐受作为中枢耐受的补充,通过多种机制抑制逃避中枢身反应性淋巴细胞建立耐受的自身反应性淋巴细胞•胸腺阴性选择高亲和力识别自身抗原的T细胞被诱导凋亡•克隆无能缺乏共刺激信号导致T细胞功能性失活•骨髓B细胞筛选自身反应性B细胞通过受体编辑、克隆删除•克隆删除重复刺激导致激活诱导细胞死亡AICD和无能化被清除•免疫特权某些组织(如眼、脑、睾丸)限制免疫反应•AIRE基因调控胸腺上皮细胞表达组织特异性自身抗原•调节性T细胞通过分泌IL-
10、TGF-β抑制免疫反应•抑制性信号PD-
1、CTLA-4等抑制免疫检查点分子自身免疫发生的关键在于免疫耐受机制的破坏潜在触发因素包括分子模拟(病原体与自身抗原结构相似);隐匿抗原暴露(正常情况下不接触免疫系统的自身成分暴露);共刺激异常(病毒感染等导致非特异性共刺激信号增强);抑制性细胞功能缺陷(如Treg减少);遗传因素(如HLA关联)等免疫调节因子细胞因子主要来源主要功能IL-1巨噬细胞、树突状细胞促进炎症,诱导急性期反应,发热原IL-2活化的T细胞T细胞增殖分化,维持Treg细胞IL-4Th2细胞,肥大细胞促进Th2分化,B细胞类别转换至IgEIL-6巨噬细胞,内皮细胞促进急性期反应,B细胞分化,Th17分化IL-10Treg细胞,巨噬细胞抑制炎症反应,降低MHC表达IL-12树突状细胞,巨噬细胞促进Th1分化,增强NK和CTL活性IFN-γTh1细胞,CD8+T细胞,NK细胞活化巨噬细胞,增强MHC表达,抗病毒TNF-α巨噬细胞,T细胞促进炎症,诱导细胞凋亡,发热原TGF-βTreg细胞,巨噬细胞抑制免疫反应,促进组织修复,诱导Treg分化细胞因子是免疫系统的语言,通过自分泌、旁分泌或内分泌方式调节免疫反应它们的作用具有多效性(一种细胞因子影响多种细胞)、冗余性(不同细胞因子可有相似功能)、协同性和拮抗性,形成复杂的调控网络除细胞因子外,其他重要的免疫调节分子包括趋化因子(调控免疫细胞迁移);生长因子(促进特定细胞增殖分化);炎症介质(如前列腺素、白三烯);神经内分泌因子(如糖皮质激素、儿茶酚胺)等这些分子相互作用,共同维持免疫系统的平衡,既能有效清除病原体,又避免过度炎症和自身免疫正常免疫反应的终止激活诱导细胞死亡抑制性受体表达抑制性细胞因子活化的T细胞在重复刺激下通过T细胞活化后上调CTLA-4和PD-1等IL-10和TGF-β等抑制性细胞因子在Fas-FasL互作诱导凋亡这一机制抑制性受体,结合相应配体后传导免疫反应后期增加,抑制免疫细胞使得当抗原持续存在时,过度活化负向信号CTLA-4与CD28竞争结活性IL-10抑制抗原提呈细胞功的淋巴细胞能被选择性清除,防止合B7分子,但传导抑制信号;PD-能,降低炎症因子产生;TGF-β抑免疫反应失控机制涉及死亡受体1与PD-L1/L2结合后抑制TCR信号制T细胞增殖,诱导Treg分化;这信号通路和线粒体凋亡途径传导,这些机制构成免疫检查点些因子构成负反馈环路调节性T细胞扩增炎症环境中Treg细胞扩增并抑制免疫反应Treg通过多种机制发挥作用分泌IL-10和TGF-β;表达CTLA-4消耗共刺激分子;夺取IL-2竞争生存信号;直接接触抑制效应T细胞等免疫反应的终止对于维持免疫平衡至关重要,失败可能导致慢性炎症或自身免疫随着病原体清除,抗原负荷减少,同时抗原提呈细胞的共刺激分子表达下调,不再提供充分的T细胞活化信号,导致免疫应答逐渐减弱免疫缺陷疾病原发性免疫缺陷由基因缺陷导致的先天性免疫系统发育或功能异常这类疾病常在婴幼儿期出现反复感染,可能涉及免疫系统的任何组分据估计有超过300种不同类型的原发性免疫缺陷,多数为单基因遗传病获得性免疫缺陷后天因素导致的免疫功能下降,常见原因包括感染(如HIV)、营养不良、应用免疫抑制剂、恶性肿瘤、年龄增长等获得性免疫缺陷在成人中更为常见,通常病程进展较慢常见免疫缺陷分类依据受累免疫细胞或分子,免疫缺陷可分为体液免疫缺陷(如常见变异型免疫缺陷)、细胞免疫缺陷(如DiGeorge综合征)、联合免疫缺陷(如重症联合免疫缺陷SCID)、吞噬细胞缺陷(如慢性肉芽肿病)、补体缺陷等临床表现免疫缺陷患者的共同特点是反复、严重、持久或不寻常的感染不同类型免疫缺陷常有特征性的易感病原谱体液免疫缺陷易感细菌感染;细胞免疫缺陷易感病毒、真菌和胞内病原体;补体缺陷易感荚膜细菌经典病例分析原发性免疫缺陷X连锁无丙种球蛋白血症选择性IgA缺乏重症联合免疫缺陷SCID一种严重的体液免疫缺陷,由Bruton酪最常见的原发性免疫缺陷,特征为血清一组由不同基因缺陷导致的严重T细胞发氨酸激酶BTK基因突变导致患者(几IgA水平显著降低(
0.07g/L),而其他育障碍,常伴B细胞和NK细胞功能异乎全为男性)B细胞发育受阻,导致所有免疫球蛋白正常确切病因不明,可能常SCID是儿科免疫学急症,未治疗的抗体类别严重减少涉及B细胞分化至IgA分泌细胞的缺陷患儿通常在1岁内死亡•临床表现6月龄后反复细菌感染,•临床表现多数患者无症状,部分出•临床表现持续性腹泻,肺炎,皮肤尤其是肺炎、中耳炎和鼻窦炎现呼吸道和胃肠道感染,过敏性疾病真菌感染,生长发育迟缓发生率增高•实验室特点外周血B细胞缺乏,血•诊断淋巴细胞计数低,T细胞功能清免疫球蛋白极低•并发症抗IgA抗体产生导致输血反丧失,基因测序确诊应;自身免疫疾病风险增加•治疗终身静脉免疫球蛋白替代治•治疗造血干细胞移植,基因治疗疗,预防性抗生素•治疗针对特定感染的治疗,避免不(适用特定类型)必要的IgA含血制品输注与感染免疫学机制AIDS HIV急性感染期1HIV通过与CD4分子和趋化因子受体(CCR5或CXCR4)结合,侵入CD4+T细胞、单核/巨噬细胞和树突状细胞初次感染后2-4周出现流感样症状,伴随病毒大量复制和血中病毒载量激增免疫系统迅速反应,CTL应答出现,病毒载量下降至较低水平临床潜伏期2病毒与免疫系统达到动态平衡,患者多无明显症状,但病毒持续低水平复制CD4+T细胞缓慢减少(约每年50-100个/μL),主要通过直接细胞病变效应、凋亡诱导和免疫系统慢性激活等机制这一阶段可持续数年至十余年3AIDS期当CD4+T细胞计数降至200个/μL以下时,患者进入AIDS期免疫功能严重受损,出现机会性感染(如卡氏肺孢子虫肺炎、弓形虫脑炎)、特定肿瘤(如卡波西肉瘤)和神经系统并发症未经治疗的患者多在2-3年内死亡HIV免疫逃逸机制复杂多样高频率的基因突变产生变异株,逃避中和抗体;表面糖基化屏蔽关键抗原表位;下调宿主细胞表面MHC I分子,逃避CTL识别;病毒蛋白Nef和Vpu干扰抗原提呈和细胞因子信号通路;建立病毒储存库,在休眠CD4+T细胞中长期潜伏目前的抗病毒治疗(ART)能有效抑制病毒复制,但无法清除潜伏病毒库联合使用多种作用机制的抗病毒药物是标准治疗方案ART显著延长了患者寿命,使HIV感染转变为一种可控制的慢性疾病,但治愈仍面临巨大挑战自身免疫疾病典型例举系统性红斑狼疮SLE类风湿关节炎RA1型糖尿病多发性硬化MS以产生针对核抗原(尤其是一种慢性、系统性自身免疫性由于自身免疫反应导致胰岛β中枢神经系统的慢性炎症性脱DNA)的自身抗体为特征的多疾病,主要侵犯关节滑膜,导细胞破坏,胰岛素分泌减少或髓鞘疾病,主要由自身反应性系统自身免疫性疾病病理机致关节破坏和功能丧失特征缺乏的代谢性疾病自身抗体T细胞攻击髓鞘鞘磷脂蛋白引制涉及免疫复合物沉积和补体性自身抗体包括类风湿因子包括抗胰岛细胞抗体ICA、抗起MS呈复发-缓解或进行性激活导致的组织损伤SLE患RF和抗瓜氨酸化蛋白抗体抗谷氨酸脱羧酶抗体anti-GAD病程,临床表现多样,取决于者常表现为蝶形红斑、关节CCP抗体RA患者表现为对等病理过程主要为CD4+Th1脱髓鞘病灶的位置,可包括视炎、肾炎、浆膜炎和血液系统称性、多关节炎,晨僵明显,细胞和CD8+T细胞介导的胰岛力障碍、感觉异常、运动障异常等实验室检查显示抗核好发于手腕和掌指关节持续炎,导致β细胞逐渐减少患碍、认知功能下降等磁共振抗体ANA阳性,抗双链DNA的滑膜炎症导致软骨和骨侵者表现为多尿、多饮、多食、显示散在的脱髓鞘病灶,脑脊抗体和抗Sm抗体具有较高特异蚀,最终出现关节畸形体重减轻等高血糖症状液中可见寡克隆条带性变态反应性疾病变态反应类型机制代表性疾病I型(速发型)IgE介导的肥大细胞脱颗粒过敏性哮喘、荨麻疹、过敏性休克II型(细胞毒性型)IgG/IgM结合细胞表面抗原自身免疫性溶血性贫血、重症肌无力III型(免疫复合物型)抗原-抗体复合物沉积激活补体血清病、系统性红斑狼疮肾炎IV型(迟发型)T细胞介导的组织损伤接触性皮炎、结核菌素试验阳性I型变态反应是最常见的过敏反应类型,机制为初次接触过敏原→产生IgE→IgE结合肥大细胞表面FcεRI→再次接触同一过敏原→过敏原交联肥大细胞表面IgE→肥大细胞脱颗粒释放组胺等介质→即刻过敏症状临床表现可轻可重,从局部症状(如花粉症)到全身性反应(如过敏性休克),治疗包括避免接触过敏原、抗组胺药和皮质类固醇IV型变态反应是由致敏T细胞介导的延迟型过敏反应,机制包括Th1细胞激活巨噬细胞;Th17细胞招募中性粒细胞;细胞毒性T细胞直接杀伤靶细胞接触性皮炎的典型过程是初次接触致敏物(如毒漆)→致敏物与皮肤蛋白结合形成完整抗原→树突状细胞摄取并呈递给T细胞→T细胞致敏→再次接触→24-72小时后出现红斑、水疱等反应免疫监视与肿瘤免疫免疫监视理论免疫系统能识别并消灭早期恶变细胞,阻止肿瘤发生发展支持证据包括免疫缺陷患者肿瘤发生率增高;肿瘤浸润淋巴细胞数量与预后相关;某些肿瘤自发退行;免疫治疗的有效性免疫监视由NK细胞、γδT细胞、CD8+T细胞和抗体等多种免疫成分共同执行肿瘤相关抗原肿瘤细胞表达的能被免疫系统识别的抗原,包括肿瘤特异性抗原(仅在肿瘤细胞表达,如突变抗原);肿瘤相关抗原(正常组织也有表达,但肿瘤中表达异常,如CEA、AFP);癌胚抗原(胚胎期表达,成人正常组织少表达);分化抗原(与细胞分化相关)这些抗原是肿瘤免疫治疗的潜在靶点肿瘤免疫逃逸肿瘤细胞通过多种机制逃避免疫系统监视和攻击下调MHC分子表达,减少抗原呈递;表达PD-L1等抑制性分子,抑制T细胞功能;分泌抑制性细胞因子(如TGF-β,IL-10),抑制免疫应答;募集调节性T细胞和髓源性抑制细胞,构建免疫抑制微环境;筛选出免疫原性低的亚克隆,产生免疫编辑肿瘤免疫治疗基于增强抗肿瘤免疫的治疗策略免疫检查点抑制剂(如抗PD-1/PD-L1,抗CTLA-4抗体);过继性细胞治疗(如CAR-T,TIL,TCR-T等);肿瘤疫苗(如树突状细胞疫苗,肿瘤抗原肽疫苗);细胞因子治疗(如IL-2,IFN-α);双特异性抗体等这些方法在多种肿瘤中取得突破性进展疫苗与免疫预防疫苗的免疫学原理疫苗类型疫苗是通过模拟自然感染,在不引起疾病的前提下诱导机体产生免疫记忆的预防制传统疫苗包括减毒活疫苗(如麻疹疫苗,保留免疫原性但毒力减弱)、灭活疫苗剂接种疫苗后,抗原被抗原提呈细胞摄取并呈递给淋巴细胞,启动免疫应答,产(如流感灭活疫苗,完全丧失复制能力)、类毒素疫苗(如破伤风疫苗,毒性被去生特异性抗体和记忆细胞当再次接触相同病原体时,记忆性免疫应答能迅速被激除的毒素)和亚单位疫苗(如乙肝疫苗,仅含病原体特定成分)新型疫苗技术包活,防止疾病发生括重组载体疫苗、核酸疫苗(DNA和RNA)和合成肽疫苗等免疫预防策略疫苗安全性与有效性主动免疫通过疫苗接种刺激机体自身产生保护性免疫力,提供长期保护,但需要时理想疫苗应兼具良好的安全性、有效性和稳定性常见不良反应多为轻微局部反应间建立;被动免疫则通过直接注射预先制备的抗体(如免疫球蛋白制剂),提供即(如注射部位疼痛、红肿)和轻度全身反应(如发热、乏力)严重不良反应罕时但短暂的保护,适用于暴露后紧急预防(如狂犬病)或免疫功能低下者群体免见,需通过严格的临床试验和上市后监测评估影响疫苗效力的因素包括宿主因疫是通过大比例人群免疫,间接保护未免疫个体,对控制传染病流行至关重要素(年龄、免疫状态)、疫苗本身(抗原性、佐剂、保存条件)和病原体特性(抗原变异)等新冠疫情中的免疫原理SARS-CoV-2感染的免疫学特点包括病毒通过S蛋白与ACE2受体结合侵入细胞;先天免疫系统通过模式识别受体识别病毒RNA,产生I型干扰素和炎症因子;适应性免疫系统产生针对病毒多种蛋白(主要是S蛋白)的中和抗体和特异性T细胞应答;重症患者常出现过度炎症反应(细胞因子风暴)和免疫功能紊乱mRNA疫苗是此次疫情中的重大科技突破,工作原理为脂质纳米颗粒包裹的mRNA进入细胞质→利用宿主细胞翻译系统合成S蛋白→S蛋白被抗原提呈细胞处理并呈递→激活特异性B细胞和T细胞→产生保护性抗体和记忆细胞相比传统疫苗,mRNA疫苗开发速度快、安全性好(不含活病毒)、效力高,且技术平台灵活可应对病毒变异新冠疫苗的快速开发是免疫学基础研究和转化医学的重大胜利免疫学前沿进展单细胞测序技术单细胞RNA测序scRNA-seq技术能够揭示单个细胞水平的基因表达特征,为免疫细胞亚群鉴定和功能分析提供了前所未有的精确度研究人员利用这一技术绘制了人体各组织免疫细胞图谱,发现了多种新的免疫细胞亚型,并深入了解细胞状态转换和疾病相关免疫特征免疫检查点治疗针对PD-1/PD-L1和CTLA-4等免疫检查点的单抗治疗已在多种肿瘤中取得突破,显著改善患者生存率研究重点转向鉴定更多新靶点(如LAG-
3、TIM-3)、开发联合治疗策略,以及探索生物标志物预测治疗反应这一领域的进展使得冷肿瘤转变为热肿瘤成为可能靶向细胞因子治疗针对关键炎症因子(如TNF-α、IL-
6、IL-
17、IL-23等)的生物制剂已成功应用于多种自身免疫性疾病新的研究方向包括开发双特异性或多特异性细胞因子抑制剂,以及探索细胞因子信号通路下游分子(如JAK抑制剂)的治疗潜力,以实现更精准的免疫调控空间转录组学这一新兴技术能够在保留组织空间信息的同时分析基因表达,揭示免疫细胞在组织微环境中的精确分布和相互作用这对于理解肿瘤免疫微环境、自身免疫性疾病的局部免疫反应以及正常免疫器官的功能组织特征具有重要意义免疫代谢研究是另一个快速发展的领域,揭示了免疫细胞活化和功能与其代谢状态之间的密切关系例如,效应T细胞主要依赖有氧糖酵解,而记忆T细胞则更多利用脂肪酸氧化;巨噬细胞的M1/M2极化也与其代谢模式紧密相关这为通过靶向代谢途径调控免疫反应开辟了新思路复习要点与自测题。
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