《免疫系统的奥秘》课件

免疫系统的奥秘欢迎探索人体最复杂、最精密的防御体系——免疫系统这个神奇的生物网络日夜不停地保护我们免受无数病原体的侵害，是我们健康的忠实守护者导言人类健康的守护者免疫系统的重要性免疫系统是人体抵御外来病原体侵袭的关键防线，与人类健康密不可分它像一支无形的军队，时刻警惕并抵抗各种潜在威胁课件目标通过本课程，您将了解免疫系统的组成结构、工作原理及其在维持健康中的核心作用，帮助您建立系统的免疫学知识框架内容框架认识免疫系统免疫系统定义生物学意义三大调节系统之一免疫系统是由各种免疫器官、免疫细免疫系统的存在使生物体能够在充满胞和免疫分子组成的生物防御网络，病原微生物的环境中生存，是生物进能够识别和消灭入侵的病原体，清除化过程中形成的复杂适应性机制，对体内异常或衰老的细胞，是维持机体物种的延续至关重要内环境稳定的重要保障免疫系统的发展历程118世纪现代免疫学萌芽1796年，英国医生爱德华·詹纳（Edward Jenner）首次使用牛痘接种预防天花，开创了现代免疫学的先河，奠定了疫苗研发的基础219世纪细胞免疫理论俄国科学家梅契尼科夫（Metchnikoff）发现吞噬作用，提出细胞免疫理论；德国科学家埃利希（Ehrlich）则提出了体液免疫学说，两大理论共同构成了免疫学的基石320世纪免疫学黄金时代诺贝尔奖频频授予免疫学研究者，包括抗体结构解析、T细胞受体发现、MHC分子鉴定等重大突破，免疫学迎来蓬勃发展的黄金时期421世纪免疫治疗革命免疫系统的三大功能免疫防御识别并清除入侵的病原体免疫自稳维持机体内环境稳定免疫监视识别并清除异常细胞免疫防御是最为人熟知的功能，通过识别并消灭外来病原体保护机体免受感染免疫自稳功能则负责清除体内衰老、死亡的细胞，维持内环境平衡免疫监视系统则不断巡逻全身，及时发现并消灭可能发生恶变的细胞，是机体抵抗肿瘤发生的第一道防线免疫系统的组成免疫器官免疫细胞的家园•中枢免疫器官（骨髓、胸腺）免疫细胞•外周免疫器官（脾脏、淋巴结）免疫系统的执行者•黏膜相关淋巴组织•白细胞（淋巴细胞、粒细胞等）免疫分子•巨噬细胞免疫系统的语言•树突状细胞•抗体（免疫球蛋白）•细胞因子•补体系统先天性免疫与适应性免疫先天性免疫（非特异性免疫）适应性免疫（特异性免疫）先天性免疫是与生俱来的防御系统，不需要预先接触病原体即可适应性免疫是后天获得的防御系统，需要先接触抗原后才能发挥发挥作用，反应迅速但缺乏特异性作用，反应较慢但具有高度特异性和记忆功能•物理屏障皮肤、黏膜•细胞免疫T淋巴细胞•化学防御胃酸、溶菌酶•体液免疫B淋巴细胞和抗体•细胞反应吞噬细胞、NK细胞特点反应较慢、高度特异性、具有免疫记忆•补体系统特点反应速度快、无特异性、无记忆性免疫细胞的起源造血干细胞位于骨髓中的多能干细胞，是所有血细胞和免疫细胞的共同祖先，具有自我更新和多向分化的能力两大分化路径造血干细胞分化为骨髓系祖细胞和淋巴系祖细胞两大类，前者发展为粒细胞和单核细胞，后者发展为淋巴细胞成熟免疫细胞通过一系列精密调控的分化过程，最终形成各种功能不同的成熟免疫细胞，包括T细胞、B细胞、NK细胞、巨噬细胞等持续更新免疫细胞不断死亡和再生，骨髓每天产生数十亿个新的免疫细胞，保证免疫系统持续有效运作免疫器官概览中枢免疫器官外周免疫器官黏膜相关淋巴组织MALT中枢免疫器官负责免疫细胞的生成外周免疫器官是免疫细胞执行功能分布在消化道、呼吸道、泌尿生殖和成熟，是免疫细胞的摇篮骨的场所，包括脾脏、淋巴结、扁桃道等黏膜表面的免疫组织，是人体髓是几乎所有血细胞的起源地，而体等淋巴结遍布全身，形成一个最大的免疫系统组成部分其中肠胸腺则专门负责T淋巴细胞的成熟复杂的免疫监视网络；脾脏是体内道相关淋巴组织GALT含有体内和选择，确保只有功能正常的T细最大的淋巴器官，主要负责过滤血70%以上的免疫细胞，是重要的免胞才能释放到外周液中的异物疫屏障免疫细胞的发育过程造血干细胞阶段多能干细胞具有自我更新能力，通过不对称分裂同时维持干细胞库并产生更多分化的子代细胞造血干细胞主要位于骨髓的特定微环境中，受到多种信号分子的精密调控祖细胞分化造血干细胞首先分化为共同淋巴祖细胞CLP和共同髓系祖细胞CMPCLP进一步分化为T细胞、B细胞和NK细胞前体；CMP分化为粒-单核祖细胞和红巨核祖细胞细胞成熟与选择以T细胞为例，T前体细胞从骨髓迁移至胸腺，经历阳性选择（保留能与自身MHC分子相结合的细胞）和阴性选择（清除与自身抗原亲和力过强的细胞），最终成为成熟的CD4+或CD8+T细胞迁移至外周组织成熟的免疫细胞从中枢免疫器官释放至血液循环，然后迁移到各外周免疫器官和组织，开始执行免疫监视和防御功能在外周组织中，免疫细胞还可能进一步分化为多种功能亚群主要免疫细胞类别淋巴细胞•T细胞负责细胞免疫，包括CD4+辅助T细胞和CD8+细胞毒T细胞•B细胞负责体液免疫，可分化为浆细胞产生抗体•NK细胞自然杀伤细胞，可直接杀伤异常细胞吞噬细胞•中性粒细胞数量最多的白细胞，快速响应感染•巨噬细胞强大的吞噬者，同时具有抗原递呈功能•单核细胞血液中的巡逻者，可分化为巨噬细胞辅助细胞•树突状细胞最专业的抗原递呈细胞•嗜酸性粒细胞参与过敏反应和抵抗寄生虫•嗜碱性粒细胞释放组胺等炎症介质巨噬细胞起源与分布巨噬细胞由骨髓中的单核细胞前体发育而来，经血液循环迁移到各组织后分化为组织特异性巨噬细胞不同组织中的巨噬细胞有特定名称，如肝脏中的库普弗细胞、大脑中的小胶质细胞等吞噬功能巨噬细胞是专业的吞噬者，能摄取病原体、衰老细胞和细胞碎片吞噬过程包括识别、内化、形成吞噬体、与溶酶体融合，最终分解被吞噬物质这一过程对于清除感染和维持组织稳态至关重要炎症与免疫调节巨噬细胞在启动和调节炎症反应中扮演核心角色，既可产生促炎因子引发炎症，也能分泌抗炎因子帮助炎症消退和组织修复根据激活状态可分为M1型促炎和M2型抗炎，呈现出高度的功能可塑性中性粒细胞数量最多的白细胞急性炎症首要防线中性粒细胞约占外周血白细胞总中性粒细胞通常是最先到达感染数的50-70%，是人体内数量最或损伤部位的免疫细胞，能迅速多的白细胞类型其生命周期相识别、吞噬并杀灭病原体其胞对短暂，通常仅存活1-2天骨髓质内含有多种杀菌颗粒，核形态每天可产生约1000亿个中性粒细特殊，呈多叶状，因此又称多形胞，保证充足的防御力量核白细胞杀菌武器库中性粒细胞通过多种机制杀灭病原体1吞噬作用；2释放含有溶菌酶、防御素等的杀菌颗粒；3形成中性粒细胞胞外诱捕网NETs，由DNA和组蛋白构成的网状结构，能捕获并杀灭细菌树突状细胞免疫系统的哨兵分布在皮肤和黏膜等组织中监测病原体抗原处理专家捕获、处理和递呈抗原至淋巴细胞免疫桥梁连接先天免疫和适应性免疫的关键环节树突状细胞因其细胞表面延伸出多个树突状突起而得名，这些突起极大地增加了其表面积，有利于捕获环境中的抗原作为最专业的抗原递呈细胞，树突状细胞在捕获抗原后会迁移至淋巴结，向T细胞递呈处理后的抗原，并提供共刺激信号，启动适应性免疫应答根据来源和功能不同，树突状细胞可分为多种亚型，包括经典树突状细胞、浆细胞样树突状细胞和朗格汉斯细胞等，它们在免疫调节中发挥着不同的作用嗜酸性嗜碱性粒细胞/嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞嗜酸性粒细胞的胞质颗粒在染色时呈红色或橙色，在外周血中约嗜碱性粒细胞是血液中数量最少的粒细胞，仅占白细胞总数的不占白细胞的1-6%它们主要参与以下生理过程到1%其主要特点和功能包括•抵抗寄生虫感染，通过释放细胞毒性蛋白攻击寄生虫•胞质中含有丰富的组胺和肥大细胞色素原颗粒•参与过敏反应，是I型超敏反应的重要效应细胞•在过敏反应中释放组胺和其他炎症介质•释放多种生物活性分子，如主要碱性蛋白、嗜酸性阳离子蛋•参与即刻型超敏反应白等•与肥大细胞功能相似，但分布于循环血液中•参与组织重塑和修复过程•分泌IL-4等细胞因子，调节免疫反应方向细胞和家族NK ILCNK细胞（Natural Killercells，自然杀伤细胞）是一类大颗粒淋巴细胞，具有直接杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞的能力，是先天免疫系统的重要组成部分与T细胞不同，NK细胞不需要预先激活即可发挥杀伤作用，是机体抵抗早期感染和肿瘤的重要防线近年来研究发现，NK细胞只是一个更大细胞家族——先天淋巴样细胞（ILCs）的一部分ILC家族成员还包括ILC

1、ILC2和ILC3等亚群，它们分别类似于Th

1、Th2和Th17细胞的功能，但不表达特异性抗原受体，属于先天免疫系统这些细胞在黏膜免疫、组织稳态维持和炎症调节中发挥重要作用先天性免疫细胞协作病原体入侵模式识别与警报皮肤或黏膜屏障被突破，病原体进入组组织巨噬细胞识别病原体模式，释放细织胞因子启动炎症抗原递呈准备吞噬细胞募集树突状细胞捕获抗原，成熟后迁移至淋中性粒细胞等快速迁移至感染部位，进巴结行吞噬清除先天性免疫细胞之间形成了精密的信号网络，通过各种细胞因子、趋化因子和其他信号分子相互通信和协调这种协作确保了对入侵病原体的快速、有效响应，同时也为随后的适应性免疫反应奠定基础适应性免疫细胞淋巴细胞T细胞发育细胞受体T TTCRT细胞前体源自骨髓，但在胸T细胞表面表达T细胞受体腺中发育成熟（故名T细TCR，绝大多数为αβ胞）在胸腺中经历严格的选TCR，少数为γδTCRTCR择过程，确保成熟T细胞既能通过基因重排产生巨大的多样识别自身MHC分子，又不会性，理论上可形成超过10^15对自身抗原产生强烈反应，保种不同的受体，能识别几乎任证免疫系统的自我耐受何可能的抗原主要细胞亚型T根据功能和表面标记可分为多种亚型CD4+辅助T细胞（协调免疫反应）、CD8+细胞毒T细胞（直接杀伤感染细胞）、调节性T细胞（抑制免疫反应）、记忆T细胞（提供长期免疫保护）等每种亚型在免疫系统中扮演不同角色辅助细胞CD4+TTh1细胞主要产生IFN-γ等细胞因子，促进细胞免疫反应，帮助清除胞内病原体如病毒和某些细菌在自身免疫疾病如多发性硬化症中也发挥重要作用Th2细胞主要产生IL-

4、IL-5和IL-13等细胞因子，促进体液免疫反应，帮助清除寄生虫感染过度激活的Th2反应与过敏性疾病如哮喘密切相关Th17细胞主要产生IL-17等细胞因子，参与抵抗细菌和真菌感染，同时与多种自身免疫性疾病如银屑病、类风湿关节炎等相关细胞毒细胞CD8+T在肿瘤免疫中的应用释放细胞毒性物质近年来，CD8+T细胞成为肿瘤免疫治形成免疫突触CD8+T细胞通过两种主要机制杀伤靶疗的核心，如CAR-T细胞疗法和免疫识别感染细胞识别后，CD8+T细胞与靶细胞形成紧细胞1释放穿孔素和颗粒酶，前者检查点抑制剂通过增强CD8+T细胞CD8+T细胞通过其TCR识别靶细胞表密接触的免疫突触，并重新组织胞在靶细胞膜上形成孔道，后者通过这对肿瘤的识别和杀伤能力，或解除肿面MHC-I分子呈递的病毒或肿瘤抗原质内颗粒，将含有穿孔素和颗粒酶的些孔道进入细胞内诱导细胞凋亡；2瘤微环境对T细胞的抑制，显著提高肽这是特异性杀伤的第一步，确保致死颗粒定向运输到与靶细胞接触的通过Fas/FasL相互作用，激活靶细胞了某些癌症的治疗效果只有显示特定抗原的细胞才会被攻击部位，准备实施精确打击内的凋亡途径MHC-I分子几乎存在于所有有核细胞表面，使CD8+T细胞能监视全身组织记忆细胞T初次应答初次接触抗原时，少量特异性T细胞被活化并大量增殖，形成效应T细胞群体，清除感染收缩期感染清除后，大部分效应T细胞凋亡，仅少数存活并分化为记忆T细胞记忆维持记忆T细胞长期存在于体内，不依赖于原始抗原刺激，依靠IL-7和IL-15等细胞因子维持再次应答再次遇到相同抗原时，记忆T细胞能迅速响应，启动更强、更快的免疫应答记忆T细胞是免疫记忆的关键细胞基础，其产生和维持涉及复杂的分子机制记忆T细胞可分为中枢记忆T细胞TCM和效应记忆T细胞TEM，前者主要分布在淋巴组织中，具有较强的增殖能力；后者则分布在外周组织，能快速发挥效应功能调节性细胞T维持免疫平衡标志性转录因子抑制机制调节性T细胞Treg是CD4+T Foxp3是调节性T细胞的标志性Treg通过多种机制抑制其他免细胞的一个特殊亚群，主要功转录因子，控制Treg的发育和疫细胞1分泌抑制性细胞因子能是抑制免疫反应，防止过度功能Foxp3基因突变导致如IL-

10、TGF-β；2表达炎症和自身免疫反应它们通IPEX综合征，表现为严重的自CTLA-4竞争性结合共刺激分过多种机制维持免疫系统的平身免疫性疾病，证明了Treg在子；3高表达CD25消耗IL-2；衡，是免疫耐受的关键组成部免疫自稳中的关键作用4直接接触介导的细胞杀伤分治疗应用调节Treg数量和功能是多种疾病治疗的靶点在自身免疫性疾病中，增强Treg功能可抑制过度免疫反应；而在肿瘤环境中，抑制Treg可增强抗肿瘤免疫反应，提高免疫治疗效果适应性免疫细胞淋巴细胞B细胞发育抗体产生BB细胞在骨髓中发育（因此得当B细胞受体识别特定抗原并名B细胞，最初在鸟类胸腺得到T细胞帮助后，B细胞被囊中发现），经历一系列基因激活，增殖并分化为浆细胞分重排过程产生多样性B细胞受泌抗体，或成为记忆B细胞提体BCR未成熟B细胞在骨供长期保护B细胞是体液免髓中经历负选择，清除高反应疫的核心，产生的抗体可中和性自身抗原细胞，然后迁移至病毒、标记病原体供吞噬细胞脾脏完成成熟清除细胞亚型BB细胞家族包含多种亚型1滤泡B细胞主要参与抗原特异性应答；2边缘区B细胞快速应答血液中抗原；3B-1细胞产生天然抗体；4调节性B细胞通过IL-10等抑制免疫反应各亚型在免疫防御中承担不同任务浆细胞与抗体B细胞活化初始B细胞通过BCR识别抗原，并在T细胞的辅助下被活化这一过程通常发生在淋巴结或脾脏等次级淋巴器官的滤泡区，B细胞在此与滤泡辅助性T细胞Tfh相互作用生发中心反应活化的B细胞形成生发中心，在此进行剧烈增殖、体细胞高频突变和类别转换重组体细胞高频突变增加抗体可变区基因突变率，产生亲和力更高的克隆，经过选择后保留亲和力最佳的B细胞浆细胞分化部分高亲和力B细胞分化为浆细胞，这些细胞形态特殊，细胞质丰富，富含粗面内质网，专门用于大量合成和分泌抗体浆细胞的寿命差异很大，从几天到几年不等抗体功能分泌的抗体通过多种机制发挥作用1中和毒素或病毒；2激活补体系统；3促进吞噬作用调理素化；4介导抗体依赖性细胞毒性ADCC不同类型的抗体具有不同的生物学功能记忆细胞与生发中心反应B快速增殖细胞活化B活化的B细胞在生发中心暗区快速分1抗原结合并交叉连接B细胞受体，B细胞裂，形成大量克隆并进行体细胞高频突2接受T细胞辅助信号后被完全活化变细胞分化亲和力选择4成功选择的B细胞分化为长寿浆细胞或B细胞迁移至亮区，与滤泡树突状细胞记忆B细胞，前者提供即时保护，后者和Tfh细胞竞争抗原，亲和力高者存活提供长期免疫记忆记忆B细胞是体液免疫记忆的基础，它们能在体内长期存在，并在再次遭遇同一抗原时迅速响应与初始B细胞相比，记忆B细胞具有更低的激活阈值，能更快地分化为浆细胞，产生更高亲和力的抗体这是疫苗接种产生长期保护效果的关键机制之一免疫细胞识别机制总览分子识别免疫受体与抗原特异性结合信号传导受体信号转导激活下游通路免疫响应细胞功能激活和效应反应免疫系统区分自己与非己的能力是其核心特性，这种识别基于复杂的分子互作先天免疫细胞通过进化保守的模式识别受体PRRs识别病原体相关分子模式PAMPs和损伤相关分子模式DAMPs适应性免疫细胞则通过高度多样化的受体TCR和BCR识别特定抗原这两种识别系统相互补充，确保免疫系统能够应对各种威胁识别过程不仅涉及受体-配体结合，还包括复杂的信号转导级联和细胞间通讯网络，最终导致细胞功能激活和相应的免疫效应反应识别精确性的维持对于防止自身免疫疾病至关重要模式识别受体PRR受体类型典型代表识别的模式分布位置触发反应Toll样受体TLR4细菌脂多糖细胞膜、内体炎症因子产生TLRs LPS膜NOD样受体NLRP3多种PAMPs和细胞质炎症小体激活NLRs DAMPsRIG-I样受体RIG-I病毒RNA细胞质干扰素产生RLRsC型凝集素受Dectin-1真菌β-葡聚糖细胞膜吞噬和细胞因体CLRs子产生模式识别受体是先天免疫系统识别病原体的关键分子，它们识别的PAMPs是病原体特有的分子结构，如细菌的肽聚糖、病毒的双链RNA等这些结构在微生物中高度保守，但在宿主细胞中不存在，使PRRs能特异性识别非己DAMPs则是机体损伤或应激释放的自身分子，如高迁移率族蛋白B1HMGB

1、热休克蛋白等它们同样可被PRRs识别，触发无菌性炎症反应PRRs的激活是启动免疫应答的第一步，引发一系列下游信号通路，最终导致炎症反应和抗微生物效应因子的产生抗原递呈与APC抗原捕获APC通过吞噬、胞饮或受体介导内吞获取抗原抗原处理2蛋白质抗原在细胞内被降解为小肽段MHC加载抗原肽与MHC分子结合形成复合物表面递呈MHC-肽复合物运输至细胞表面递呈给T细胞专业抗原递呈细胞APC主要包括树突状细胞、巨噬细胞和B细胞，它们是连接先天免疫和适应性免疫的桥梁树突状细胞是最高效的APC，能同时递呈抗原给CD4+和CD8+T细胞，激活初始T细胞主要组织相容性复合体MHC分子是抗原递呈的核心分子，分为I类和II类MHC-I主要递呈胞内源性抗原给CD8+T细胞，而MHC-II主要递呈胞外源性抗原给CD4+T细胞此外，APC还通过交叉递呈机制，将胞外抗原通过MHC-I递呈给CD8+T细胞，这对于抗肿瘤和抗病毒免疫至关重要细胞抗原识别TTCR复合物结构T细胞受体TCR是一种异二聚体，大多数由α和β链组成，每条链都包含可变区和恒定区TCR与CD3共同构成TCR复合物，CD3负责信号传导TCR的可变区决定了抗原特异性，通过基因重排产生巨大多样性MHC限制性T细胞只能识别呈递在MHC分子上的抗原肽，这种现象称为MHC限制性CD4+T细胞识别MHC-II呈递的抗原，CD8+T细胞识别MHC-I呈递的抗原这种限制性确保T细胞只对特定环境中的抗原做出反应共刺激信号T细胞完全激活需要两个信号信号1来自TCR与MHC-肽复合物的结合，信号2来自共刺激分子如CD28与APC上B7分子的结合缺乏信号2可导致T细胞无能或凋亡，这是维持免疫耐受的重要机制信号转导TCR激活后，通过CD3复合物中的ITAM motif启动下游信号通路，包括MAPK、NFAT和NF-κB等，最终导致细胞增殖、细胞因子产生和效应功能的执行信号强度和持续时间影响T细胞的命运决定细胞抗原识别B复合物识别机制与信号传导BCRB细胞受体BCR由膜结合型免疫球蛋白mIg和信号传导分子B细胞识别抗原主要通过BCR的抗原结合部位与抗原表位特异性Igα/Igβ异二聚体组成mIg负责抗原识别，而Igα/Igβ负责信号结合最有效的B细胞激活通常由多价抗原引起，这些抗原能交传导叉连接多个BCR分子，形成BCR簇与T细胞不同，B细胞可以直接识别天然抗原，包括蛋白质、多BCR聚集后，通过Igα/Igβ中的ITAM motif招募和激活Syk激糖、脂质等各种分子，不需要抗原处理和MHC呈递这种直接酶，启动下游信号通路，包括PI3K、PLCγ2和MAPK等，最终识别能力使B细胞能应对更广泛的病原体导致转录因子激活、基因表达改变及B细胞增殖和分化记忆B细胞的BCR与初始B细胞相比有显著不同，不仅亲和力更高（经过生发中心反应的亲和力成熟），而且常常发生抗体类别转换这些高亲和力记忆BCR使记忆B细胞能对更低浓度的抗原迅速响应，提供更高效的免疫保护免疫球蛋白分类5主要抗体类型人体免疫系统产生五种主要类型的抗体IgG,IgM,IgA,IgE,IgD，每种具有独特结构和功能75%IgG在血清中占比IgG是血清中含量最丰富的抗体，可穿过胎盘提供被动免疫

1.5g/LIgA在分泌物中浓度分泌型IgA是黏膜表面的主要抗体，抵御病原体入侵10-14IgM抗原结合位点数IgM以五聚体形式存在，具有最多的抗原结合位点IgG是血清中含量最高的抗体，分为四个亚类IgG1-4，半衰期长达23天，在二次免疫应答中占主导地位IgM是原发免疫应答中最早出现的抗体，通常以五聚体形式存在IgA主要分布于黏膜分泌物中，保护黏膜表面IgE含量极低，但在过敏反应中发挥关键作用IgD主要表达在初始B细胞表面，功能尚未完全阐明免疫系统的异常与疾病免疫系统功能异常可分为两大类功能不足和功能过度免疫功能不足导致免疫缺陷性疾病，使机体易感染病原体；功能过度则可导致自身免疫性疾病、过敏反应和移植排斥等，免疫系统错误地攻击自身组织或无害物质维持适当的免疫平衡对健康至关重要免疫调节失衡可由基因、环境和微生物等多种因素引起了解免疫相关疾病的发病机制，有助于开发更有效的治疗策略，包括免疫抑制剂、生物制剂和细胞疗法等精准调节免疫系统，使其既能有效防御病原体，又不会过度反应，是现代免疫学面临的重要挑战免疫缺陷性疾病原发性免疫缺陷病获得性免疫缺陷原发性先天性免疫缺陷病是由基因突变引起的遗传性疾病，全获得性免疫缺陷是后天因素导致的免疫功能下降，最著名的例子球已鉴定超过400种不同类型根据受累免疫组分不同，可分为是艾滋病AIDSHIV病毒特异性感染并破坏CD4+T细胞，导多种类型致严重的细胞免疫缺陷•B细胞缺陷如X连锁无丙种球蛋白血症HIV感染进程•T细胞缺陷如DiGeorge综合征

1.急性期病毒大量复制，CD4+T细胞暂时下降•联合免疫缺陷如重症联合免疫缺陷病SCID

2.临床潜伏期病毒复制与免疫清除达平衡•吞噬细胞缺陷如慢性肉芽肿病

3.AIDS期CD4+T细胞200/μl，出现机会性感染•补体缺陷如C1抑制物缺乏其他获得性免疫缺陷原因包括某些药物免疫抑制剂、营养不这些患者通常在婴幼儿期就表现出反复感染，尤其是机会性病原良、某些恶性肿瘤、年龄相关免疫衰老，以及某些慢性疾病如糖体感染早期诊断和干预，包括造血干细胞移植和基因治疗，可尿病等显著改善预后自身免疫性疾病遗传易感性环境触发特定HLA基因型和免疫调节基因变异增加疾感染、药物、紫外线等环境因素触发自身免病风险疫反应免疫耐受破坏组织损伤中枢或外周耐受机制失效，自身反应性T/B3免疫攻击导致靶器官慢性炎症和功能损害细胞被激活自身免疫性疾病是免疫系统错误攻击自身组织的慢性疾病，全球影响约5-7%的人口根据受累器官和机制不同，可分为器官特异性如I型糖尿病、甲状腺炎和系统性如系统性红斑狼疮、类风湿关节炎疾病这类疾病的治疗策略主要是抑制或调节免疫反应传统治疗包括糖皮质激素和免疫抑制剂，近年来生物制剂如抗TNF-α、抗IL-6和B细胞消除疗法等靶向治疗取得显著进展，大大改善了患者生活质量和疾病预后过敏与超敏反应类型机制介导分子/细胞典型疾病发作时间Ⅰ型即刻型IgE介导的肥大IgE,肥大细胞过敏性鼻炎,哮几分钟内细胞脱颗粒喘,荨麻疹Ⅱ型细胞毒型抗体介导的细胞IgG,IgM,补体溶血性贫血,重几小时内破坏症肌无力Ⅲ型免疫复合免疫复合物沉积IgG,补体,中性血清病,系统性3-8小时物型激活补体粒细胞红斑狼疮Ⅳ型迟发型T细胞介导的组T细胞,巨噬细接触性皮炎,结24-72小时织损伤胞核菌素试验过敏是一种对通常无害物质过敏原的异常免疫反应I型超敏反应是最常见的过敏机制，涉及IgE抗体和肥大细胞/嗜碱性粒细胞当过敏原交联结合在肥大细胞表面的IgE时，触发细胞脱颗粒，释放组胺等炎症介质，导致典型过敏症状临床管理包括避免过敏原、药物治疗抗组胺药、皮质类固醇等和特异性免疫疗法脱敏治疗严重过敏反应过敏性休克是一种危及生命的紧急情况，需要立即注射肾上腺素了解超敏反应的分型和机制对于制定合适的治疗策略至关重要器官移植与排斥反应移植器官识别受体T细胞识别供体组织上的外源MHC分子同种异体抗原T细胞活化通过直接或间接途径活化T细胞，启动排斥反应免疫攻击细胞毒T细胞和抗体介导对移植物的破坏组织损伤移植物功能下降，最终可能导致移植失败器官移植排斥反应根据发生时间和机制可分为超急性排斥手术后几分钟至几小时、急性排斥几天至几周和慢性排斥数月至数年超急性排斥主要由预存抗体引起；急性排斥主要由T细胞介导；慢性排斥则涉及复杂的免疫和非免疫因素抗排斥治疗主要包括钙调磷酸酶抑制剂如环孢素、他克莫司、抗增殖药物如霉酚酸酯、皮质类固醇和抗体类药物如抗胸腺细胞球蛋白精确的HLA配型和交叉配血试验对预防排斥至关重要诱导免疫耐受是器官移植领域的终极目标，可能彻底解决排斥问题肿瘤免疫学基本原理肿瘤抗原产生肿瘤细胞由于基因突变和异常表达，产生新抗原新生抗原或过度表达某些自身蛋白这些肿瘤特异性或肿瘤相关抗原是免疫系统识别肿瘤的标志，也是肿瘤疫苗和免疫治疗的潜在靶点免疫监视与清除免疫监视学说认为，免疫系统能识别并清除早期恶变细胞NK细胞、γδT细胞等先天免疫细胞可直接识别应激或异常细胞；而树突状细胞捕获肿瘤抗原后激活特异性T细胞，启动适应性抗肿瘤免疫免疫逃逸机制恶性肿瘤通过多种机制逃避免疫攻击1下调MHC分子表达，减少抗原呈递；2表达PD-L1等免疫检查点分子，抑制T细胞功能；3招募调节性T细胞和髓源性抑制细胞，形成免疫抑制性微环境；4分泌抑制性细胞因子如TGF-β肿瘤免疫治疗基于对肿瘤免疫学的深入理解，多种免疫治疗方法应运而生免疫检查点抑制剂如PD-1/PD-L1抗体、CAR-T细胞疗法、肿瘤疫苗、细胞因子治疗等这些方法通过增强患者自身的抗肿瘤免疫反应，已在多种恶性肿瘤中显示出显著疗效免疫系统与现代医学疫苗接种群体免疫疫苗是预防传染病最有效的手段当足够比例的人群接种疫苗或获之一，通过安全地模拟感染过程，得自然免疫力时，即使未免疫个诱导特异性免疫记忆现代疫苗体也能得到间接保护，这就是群已从最初的减毒活疫苗发展为亚体免疫或称羊群效应不同疾单位疫苗、核酸疫苗等多种形式，病的群体免疫阈值不同，传染性安全性和有效性不断提高越强的疾病需要更高的免疫覆盖率，如麻疹需要约95%的人群免疫才能形成有效保护病毒疫苗分型现代病毒疫苗主要包括1灭活疫苗如脊髓灰质炎Salk疫苗；2减毒活疫苗如麻疹、腮腺炎、风疹三联疫苗；3亚单位/重组疫苗如乙肝疫苗；4病毒载体疫苗如部分COVID-19疫苗；5mRNA疫苗如另一些COVID-19疫苗各类疫苗有各自的优缺点和适用人群免疫治疗新希望单克隆抗体药物单克隆抗体是现代生物医药领域最成功的产品之一，具有高度特异性和多样化的作用机制目前已上市近100种单抗药物，用于治疗癌症、自身免疫疾病、感染性疾病等通过基因工程技术，现代单抗已从鼠源抗体发展为嵌合抗体、人源化抗体和全人源抗体，大大减少了免疫原性CAR-T细胞疗法嵌合抗原受体T细胞CAR-T疗法是细胞免疫治疗的代表，已在血液恶性肿瘤中取得突破性进展这种疗法将患者自身T细胞取出，通过基因工程技术在其表面表达识别肿瘤抗原的受体，然后回输给患者目前已有多款CAR-T产品获批用于治疗白血病和淋巴瘤，响应率高达80-90%新一代免疫治疗免疫治疗领域正迅速发展，新型疗法不断涌现双特异性抗体可同时靶向两种抗原，增强治疗特异性；免疫细胞因子融合蛋白提供更精准的免疫调节；溶瘤病毒疗法利用改造的病毒特异性感染并裂解肿瘤细胞这些创新疗法有望进一步拓展免疫治疗的适应症范围和疗效免疫细胞与再生医学干细胞与免疫系统重建免疫调控与组织修复造血干细胞移植是治疗多种血液系统疾病和原发性免疫缺陷病的免疫系统在组织修复和再生过程中扮演关键角色炎症初期，中有效方法通过全身或局部预处理清除患者原有的异常免疫系性粒细胞和M1型巨噬细胞清除病原体和细胞碎片；随后，M2型统，然后输入健康供体的造血干细胞，实现免疫系统的完全重巨噬细胞和调节性T细胞创造促再生微环境，分泌促进组织修复建的因子除了传统的骨髓和外周血干细胞移植，脐带血干细胞因其免疫原靶向调节这些免疫细胞已成为促进组织再生的新策略例如，通性较低，在不完全相合移植中显示出独特优势近年来，诱导多过特定信号分子调控巨噬细胞的极化方向，或使用细胞外囊泡传能干细胞iPSCs技术为个体化免疫细胞治疗提供了新可能递免疫调节信号，都能显著促进组织修复过程免疫细胞治疗在多种非肿瘤疾病中也显示出应用前景调节性T细胞治疗有望控制自身免疫疾病和器官移植排斥；间充质干细胞通过其免疫调节功能，在炎症性疾病和组织损伤修复中发挥作用；工程化巨噬细胞则可用于清除特定病理产物，如动脉粥样硬化斑块免疫检查点抑制剂免疫制动机制抑制剂作用机制临床应用免疫检查点是免疫系统的制动免疫检查点抑制剂如抗PD-

1、自2011年首个免疫检查点抑制器，通过这些分子的作用，T抗PD-L

1、抗CTLA-4抗体通剂ipilimumab抗CTLA-4获批细胞活化被适当控制，防止过过阻断这些抑制性信号通路，以来，这类药物已在黑色素度免疫反应和自身免疫疾病解除对T细胞的制动，恢复和瘤、非小细胞肺癌、肾细胞癌然而，肿瘤细胞常常利用这些增强抗肿瘤免疫反应这类药等多种实体瘤中显示出显著疗检查点逃避免疫监视，通过表物不直接作用于肿瘤细胞，而效与传统化疗相比，其不仅达PD-L1等分子，抑制肿瘤浸润是靶向免疫系统，属于解除抑可能带来更长的生存期，而且T细胞的功能制而非直接激活的策略有望实现长期缓解甚至治愈部分晚期癌症挑战与发展免疫检查点抑制剂面临的主要挑战包括1并非所有患者都有响应；2可能引发免疫相关不良反应；3治疗耐药未来研究方向包括寻找预测性生物标志物、开发新型检查点靶点，以及联合治疗策略，以扩大受益人群和提高疗效免疫与肠道微生态维持免疫平衡微生物与免疫发育健康菌群参与免疫调节，维持炎症和肠道微生物对免疫系统发育至关重要耐受平衡肠道菌群构成肠-脑-免疫轴•促进肠道相关淋巴组织发育•产生短链脂肪酸等代谢物调节免疫人体肠道中栖息着数万亿微生物，主微生物通过多种途径影响神经系统和•影响T细胞分化方向•诱导调节性T细胞分化要包括细菌、真菌、病毒等免疫系统•无菌动物免疫系统发育不全•增强肠道屏障功能•细菌门以厚壁菌门和拟杆菌门为主•微生物代谢物直接作用于迷走神经•个体间菌群构成有显著差异•免疫细胞分泌的细胞因子影响脑功能•饮食、环境、抗生素等因素影响菌群平衡•神经递质调节免疫细胞功能健康生活与免疫力均衡营养充足睡眠多种维生素和矿物质对免疫功能至睡眠与免疫系统密切相关，睡眠不关重要维生素C、维生素D、维足会降低免疫细胞活性和抗体产生生素E、锌和硒等微量元素参与多能力研究表明，睡眠不足的人接种免疫过程蛋白质不足可严重损种疫苗后抗体产生减少，对感染的害免疫功能，而过量饱和脂肪和精易感性增加成年人应保证每晚7-制糖则可能促进炎症膳食纤维通8小时的优质睡眠，保持规律的作过调节肠道菌群有益免疫健康建息时间，并创造有利于睡眠的环境议以彩虹餐盘为目标，摄入多样化条件的蔬果、全谷物、优质蛋白和健康脂肪适度运动适度的有氧运动能增强免疫功能，降低感染风险每周150-300分钟的中等强度有氧运动是理想目标然而，过度剧烈运动可能暂时抑制免疫功能，增加感染风险运动促进免疫健康的机制包括增加免疫细胞循环、降低慢性炎症、促进睡眠质量，以及改善心理健康心理压力与免疫关系应激反应的生理基础通过神经内分泌信号影响免疫功能压力激素的免疫调节2皮质醇等应激激素抑制免疫反应慢性压力的负面影响长期压力导致免疫功能持续下降压力管理策略冥想、运动等有助恢复免疫平衡心理压力通过神经-内分泌-免疫网络影响免疫功能急性压力会激活交感神经系统，释放肾上腺素等战或逃激素，短期内可能增强某些免疫参数；而持续的慢性压力则激活下丘脑-垂体-肾上腺轴，持续释放皮质醇，抑制多种免疫功能研究表明，长期心理压力与上呼吸道感染风险增加、疫苗反应减弱、伤口愈合延迟等多种免疫相关问题相关有效的压力管理策略包括规律运动、充足睡眠、社会支持、正念冥想和认知行为疗法等培养积极的心理状态对维持健康的免疫功能至关重要疫苗接种与免疫记忆疫苗原理疫苗含有病原体的部分成分或减毒/灭活的病原体，能在不引起疾病的情况下触发免疫反应这些抗原被抗原递呈细胞摄取并递呈给T细胞和B细胞，启动适应性免疫反应初次免疫应答接种疫苗后，机体产生特异性抗体和效应T细胞应对抗原，这个过程需要1-2周时间初次应答相对较慢，抗体亲和力较低，但为形成免疫记忆奠定基础免疫记忆形成初次应答后，部分B细胞和T细胞分化为长寿命记忆细胞，它们在骨髓、淋巴结等组织中长期存在，持续监视相同抗原的再次出现记忆细胞的形成是疫苗有效性的关键二次免疫应答当再次接触相同抗原自然感染或加强剂量时，记忆细胞能迅速响应，产生更强、更快、更有效的免疫反应二次应答产生的抗体数量更多，亲和力更高，持续时间更长新冠疫情与群体免疫SARS-CoV-2的免疫特点新冠病毒感染触发复杂的免疫反应，包括先天免疫和适应性免疫组分病毒的S蛋白是主要免疫原，是中和抗体的主要靶点COVID-19患者免疫反应存在明显个体差异，一些重症患者出现过度炎症反应细胞因子风暴，而另一些则表现为免疫耗竭疫苗接种策略多种新冠疫苗采用不同技术平台开发，包括mRNA疫苗、腺病毒载体疫苗、灭活疫苗等研究表明，疫苗接种可显著降低感染风险、重症率和死亡率随着病毒变异，疫苗更新和加强免疫策略成为应对新挑战的关键群体免疫与免疫屏障在疫情早期，群体免疫被视为控制疫情的可能路径然而，病毒的高传染性、持续变异能力和免疫衰减现象使建立持久群体免疫面临挑战现实策略转向通过高覆盖率疫苗接种和个人防护措施的组合，降低疾病传播和严重后果长期免疫影响COVID-19恢复患者可能出现广泛的免疫系统变化，部分患者产生持久的记忆T细胞和B细胞反应，而部分患者则出现免疫功能异常长新冠现象可能与持续的免疫失调有关，包括低水平炎症和自身免疫反应免疫学研究前沿进展单细胞技术革命自由基与免疫调控单细胞测序技术的发展彻底改变了免疫学研究方法，使科学家能活性氧ROS和活性氮RNS等自由基在免疫反应中的作用正在够在单细胞分辨率上研究免疫系统的复杂性这项技术能同时分被重新评估传统上，这些分子被认为主要是杀菌和组织损伤的析数千至数万个单细胞的基因表达谱，揭示以前无法检测的细胞介质，但新研究表明它们也是重要的信号分子，参与调节多种免亚群和状态疫过程单细胞多组学整合如同时分析基因组、转录组、表观组和蛋白ROS/RNS通过影响氧化还原敏感的转录因子如NF-κB和蛋白质组进一步深化了对免疫细胞异质性和功能状态的理解研究质修饰，调节免疫细胞的分化、激活和功能自由基水平的精确者已利用这些技术构建人体免疫细胞图谱，对免疫相关疾病的精控制对免疫系统的正常功能至关重要，过高或过低都可能导致免准诊断和治疗具有重要意义疫失调这一领域的研究为开发新型免疫调节策略提供了机会免疫系统的未来方向辅助免疫研究精准免疫医学AI人工智能和机器学习正在彻底改变精准医学理念正在免疫学领域深入免疫学研究方法AI算法能从海量应用通过综合分析患者的基因免疫数据中识别模式，预测抗原-抗组、免疫组、微生物组等多组学数体相互作用，设计新型疫苗和免疫据，临床医生能为患者提供个体化治疗策略深度学习模型如的免疫治疗方案免疫表型分型已AlphaFold已能准确预测蛋白质结在哮喘、类风湿关节炎等疾病中应构，加速抗体药物开发未来，AI用，帮助选择最适合的生物制剂系统将与实验室自动化技术结合，未来，实时免疫监测技术将实现动创建闭环免疫研究平台，大幅提高态调整治疗方案，最大化疗效同时研究效率最小化副作用3免疫系统工程合成生物学与免疫学的融合正在创造全新的治疗可能设计师免疫细胞、可编程免疫回路和人工免疫器官等前沿概念正从实验室走向临床第二代CAR-T技术如可控开关、逻辑门功能和多靶点识别，有望克服当前免疫治疗的局限这一领域的进步可能最终实现从治疗到预防，重新定义人类与疾病的关系课程总结与复习免疫系统基础结构免疫细胞、免疫器官和免疫分子的整体架构免疫功能与机制先天与适应性免疫的协同工作原理免疫相关疾病免疫功能异常导致的各类疾病临床应用与前沿免疫学在现代医学中的应用与发展通过本课程，我们系统探索了免疫系统的结构组成、基本功能和工作原理从免疫细胞的发育分化、免疫识别机制到免疫调控网络，我们了解了这个复杂系统如何精密协调，保护机体免受内外威胁我们还学习了免疫失调导致的各类疾病，以及现代免疫治疗的原理和应用免疫学是一门快速发展的学科，其研究成果正在彻底改变我们对疾病的认识和治疗方法希望通过本课程的学习，大家能建立系统的免疫学知识框架，为进一步深入学习打下坚实基础致谢思考人类与疾病的斗争纵观人类历史，我们与疾病的斗争从未停止从古代瘟疫到现代传染病，免疫学知识的进步为人类提供了强大武器牛痘接种、抗生素发现和现代疫苗的开发，都是这场斗争中的里程碑，展示了科学的力量未来展望免疫学研究正处于黄金时代，前所未有的技术进步让我们能更深入理解这个复杂系统精准免疫医学、细胞工程和人工智能辅助研究等领域的突破，将为人类健康带来革命性变化每一项新发现都在拓展我们应对疾病的能力边界持续学习免疫学是一个不断发展的领域，新的概念和发现每天都在涌现鼓励大家保持好奇心，关注最新研究进展，通过学术期刊、专业网站和继续教育课程不断更新知识正是这种不懈的探索精神，推动着医学科学不断向前。