深入了解免疫系统的运作机制：课件展示

深入了解免疫系统的运作机制欢迎参加由北京医学院免疫学教研室主办的免疫系统运作机制深度讲解课程本次课程将由著名的王教授为大家详细阐述人体免疫系统的复杂构成与精密运作原理免疫系统是人体抵御外界病原体入侵的重要防线，它由多种细胞、组织和器官共同组成一个协调统一的防御网络通过本次课程，您将了解到从基础组成到前沿研究的全面知识在接下来的课程中，我们将深入探讨免疫系统的各个方面，包括其基本组成、工作机制以及在疾病防治中的重要作用课程概述免疫系统基本组成部分先天性与适应性免疫反应免疫系统细胞间通讯详细介绍构成免疫系统的细胞、组区分两大主要免疫防御系统的特点剖析细胞因子、趋化因子等信号分织和器官，包括白细胞、淋巴结、与功能，探讨它们如何协同工作以子如何协调免疫细胞之间的复杂交脾脏等关键元素及其在免疫防御中提供全面保护流网络，实现精确的免疫反应的特定功能免疫系统失调与疾病前沿研究与临床应用探讨免疫系统功能异常导致的多种疾病，包括自身免疫疾介绍免疫学领域的最新研究成果及其在疫苗开发、肿瘤免病、免疫缺陷和过敏反应的机制疫治疗等临床应用中的突破性进展免疫系统的定义人体防御网络自我与非自我识别免疫系统是人体内由多种细胞、组免疫系统最关键的能力是准确区分织和器官组成的复杂网络，共同作自我和非自我成分这种精确识用形成对抗外来病原体的强大防御别能力使免疫系统能够在攻击病原体系这一系统不断巡逻人体各处，体的同时避免伤害自身组织，是维寻找并消灭可能造成伤害的外来入持人体健康的基础侵者研究投入随着公众健康意识的提高，中国在免疫学研究领域的投入不断增加年，2024全国免疫学研究经费已达亿元，反映了国家对这一领域重要性的认识82免疫系统不仅是抵抗感染的屏障，还参与组织修复、监视肿瘤和维持内环境稳定等多种生理过程，是人体健康不可或缺的组成部分免疫系统的进化原始防御单细胞生物通过简单的模式识别机制和防御蛋白进行基础防御，这些分子结构在进化过程中高度保守，成为后来先天性免疫系统的基础适应性免疫出现约亿年前，在脊椎动物中首次出现了适应性免疫系统最早的形式出现在颚鱼类5中，标志着免疫系统向更精确、更有记忆力的方向演化灵长类特化灵长类动物的免疫系统进一步特化，发展出更复杂的识别机制和调节网络，为应对更多样化的病原体环境提供了基础人类免疫系统现代人类免疫系统继承了所有这些演化优势，并通过基因多态性和环境适应性，形成了高度个体化的防御系统环境因素也推动了人类免疫系统的进化农业革命、人口密度增加和全球迁徙等因素导致了新的免疫挑战和适应性变化，塑造了现代人类多样化的免疫特性免疫系统的层级防御适应性免疫高度特异性识别与免疫记忆先天性免疫快速非特异性防御反应物理屏障皮肤和黏膜形成的首道防线人体免疫系统形成了一个多层次的防御网络，每个层次都有其独特的防御机制和功能当所有防线协同工作时，防御效率可提高，形成一个几89%乎不可逾越的保护屏障物理屏障作为第一道防线，阻止大多数病原体进入体内一旦病原体突破这一屏障，先天性免疫系统会在几分钟到几小时内迅速响应，识别并清除入侵者如果入侵继续，适应性免疫系统会在数天内启动，提供高度特异性的防御，并形成免疫记忆，为未来的感染做好准备这三层防御系统彼此协调、互相补充，共同构成了人体抵抗疾病的完整防线物理屏障详解皮肤防线黏膜屏障作为人体最大的器官，皮肤覆盖面积约平方米，厚度在不同黏膜覆盖了人体所有与外界直接接触的内部通道，总面积约

1.8部位差异很大，从眼睑的毫米到脚掌的毫米不等皮肤不平方米，远大于皮肤黏膜表面的黏液层能捕获微生物，

0.54400仅是物理障碍，其表面的酸性环境（）也能抑制多而其中的抗菌蛋白如溶菌酶、乳铁蛋白和防御素则能直接杀灭多pH

4.5-

6.5种病原体生长种病原体皮脂腺分泌的油脂含有抗菌成分，如脂肪酸和溶菌酶，能够杀灭呼吸道黏膜上的纤毛以每分钟次的频率摆动，形1000-1500或抑制多种细菌和真菌这些分泌物构成了一道化学防线，是物成一个黏液纤毛电梯，将吸入的颗粒和微生物清除出呼吸道理屏障的重要组成部分胃酸是另一道强大的屏障，其极低的值（）能有效pH

1.5-

3.5杀灭的摄入病原体95%皮肤和黏膜不仅提供物理阻隔，还通过多种机制主动防御当这些屏障完整时，大多数病原体都无法进入体内，这是免疫防御的关键第一步先天性免疫系统概述识别报警通过模式识别受体检测病原体相关分子模式释放细胞因子和趋化因子激活更多免疫细胞激活清除触发适应性免疫反应，提供持久防护通过吞噬、溶解等方式消灭病原体先天性免疫系统是人体与生俱来的防御机制，它能在病原体入侵后小时内快速响应，是抵抗感染的第二道防线与适应性免疫不同，先天性免疫反应是非特异性0-4的，它识别的是病原体共有的结构特征，而非特定病原体的独特结构这一系统的主要优势在于其反应速度快，能在感染早期就有效控制病原体的扩散然而，它不具备免疫记忆功能，每次面对同一病原体都会产生相似强度的反应，无法像适应性免疫那样随着反复接触而增强先天性免疫不仅是第一线防御，还通过多种机制引导和塑造后续的适应性免疫反应，是整个免疫系统功能的重要基础先天性免疫细胞类型中性粒细胞巨噬细胞树突状细胞细胞NK作为血液中最丰富的白细胞，巨噬细胞是组织中的主要吞噬树突状细胞是最专业的抗原呈自然杀伤细胞占淋巴细胞总数中性粒细胞占总白细胞数的细胞，寿命可达数月它们不递细胞，每克组织中含约的，是识别和杀灭病毒1005-15%这些短寿命但高效仅吞噬病原体，还能清除死亡万个它们具有独特的能力，感染细胞和癌细胞的重要力量50-70%的细胞是对抗细菌感染的主力细胞和细胞碎片，在组织修复可以摄取抗原，迁移到淋巴结，它们不需要预先激活，能快速军，能快速到达感染部位，通和维持组织稳态中发挥重要作然后将抗原信息呈递给细胞，响应，是先天性免疫系统中的T过吞噬作用和释放抗菌物质清用巨噬细胞还是连接先天性从而启动适应性免疫反应关键组成部分除病原体与适应性免疫的重要桥梁中性粒细胞功能趋化性移动通过识别化学信号定位感染部位，速度可达每分钟微米30吞噬作用每个细胞可吞噬个细菌，消化酶对病原体进行降解5-20氧化爆发产生活性氧和氮物质攻击病原体，同时也可能损伤周围组织形成NET释放中性粒细胞胞外诱捕网，物理性捕获并杀灭病原体中性粒细胞是人体内数量最多的白细胞，由骨髓每天产生约亿个，在血液中循环小时后若未被激活则10005-24会凋亡当组织受到感染时，中性粒细胞能沿着炎症介质梯度迅速从血管内迁移到感染部位（趋化性）一旦到达感染部位，中性粒细胞通过多种机制杀灭病原体除了传统的吞噬作用外，近年研究发现的中性粒细胞胞外诱捕网（）是一种由骨架和抗菌蛋白组成的网状结构，能捕获无法被吞噬的大型病原体NETs DNA中性粒细胞也是双刃剑，其释放的强效杀菌物质也可能损伤周围健康组织，导致组织损伤和慢性炎症因此，中性粒细胞活动的精确调控对维持免疫平衡至关重要巨噬细胞与组织特异性组织特化巨噬细胞主要功能特征肺肺泡巨噬细胞清除尘粒与病原体高表达表面活性蛋白受体肝库普弗细胞血液过滤与毒素清除占肝细胞总量15%脑小胶质细胞神经保护与突触修剪独特的分枝形态皮肤朗格汉斯细胞抗原捕获与呈递含有比尔贝克颗粒骨破骨细胞骨重塑多核巨细胞巨噬细胞是分布最广泛的组织驻留免疫细胞，在不同器官中分化为特化的亚型，执行特定功能这些特化巨噬细胞的形态、表面受体和功能都适应其所在组织的特殊需求巨噬细胞还能根据微环境信号发生极化，分为促炎的型和抗炎的型型主要在感染早期活跃，M1M2M1产生促炎因子抵抗感染；型则参与炎症解决和组织修复，促进伤口愈合和组织重建这种可塑性使巨M2噬细胞能在免疫防御和组织稳态维持之间灵活转换最新研究表明，组织特异性巨噬细胞大多源自胚胎期的前体细胞，能在组织中自我更新，而非完全依赖骨髓来源的单核细胞补充，这颠覆了传统认知树突状细胞免疫系统的哨兵超强抗原捕获能力高效抗原呈递树突状细胞捕获抗原的能力是巨噬细胞树突状细胞表面的分子密度极高，MHC的倍，它们延伸出的多个树枝状突能高效呈递捕获的抗原这些细胞不仅10起能有效增加与环境接触的表面积，提可呈递外源性抗原（通过分子给MHC-II高抗原捕获效率这些细胞可通过吞噬细胞），还能将内源性抗原通CD4+T作用、受体介导的内吞和大胞饮等多种过呈递给细胞，这一过MHC-I CD8+T机制摄取抗原程称为交叉呈递，对抗病毒和肿瘤免疫至关重要迁移能力捕获抗原后，树突状细胞表面的趋化因子受体发生变化，使其能沿着趋化因子梯度迁移至淋巴结，速度可达每小时毫米在淋巴结内，它们定位于细胞区，最大化与

0.2-1T T细胞的接触机会，高效启动适应性免疫反应树突状细胞是连接先天性和适应性免疫的关键桥梁，它们不仅传递抗原信息，还通过表达协同刺激分子和释放细胞因子，决定细胞反应的类型（如、或调节性细胞反应）T Th1Th2T不同亚型的树突状细胞具有特化的功能，共同构成一个全面的免疫监视网络自然杀伤细胞细胞NK识别异常细胞细胞通过表面的激活和抑制性受体识别细胞表面的异常健康细胞表达分子NK MHC-I能与细胞的抑制性受体结合，发出不要杀我的信号当细胞被病毒感染或癌变时，NK表达往往下降，同时应激分子表达增加，使细胞的激活信号超过抑制信号，MHC-I NK触发杀伤过程释放细胞毒性物质一旦决定杀伤目标细胞，细胞会释放含有穿孔素和颗粒酶的细胞毒性颗粒穿孔NK素在目标细胞膜上形成孔道，允许颗粒酶进入细胞内部颗粒酶是一种蛋白酶，能激活细胞内的死亡通路，导致目标细胞凋亡多次杀伤能力单个细胞能连续杀死多个目标细胞，研究显示一个细胞可以杀死多达NK NK27个靶细胞后仍保持活性这一连续杀伤能力使细胞能高效清除大量受感染或NK癌变细胞，是先天性抗肿瘤免疫中的关键武器细胞还能通过分泌细胞因子如和调节免疫反应，激活其他免疫细胞，并塑NK IFN-γTNF-α造后续的适应性免疫反应近年来，细胞在肿瘤免疫治疗中的应用越来越受到重视，多种NK细胞基础的免疫疗法正在临床试验中显示出令人鼓舞的结果NK补体系统经典途径由抗原抗体复合物激活-旁路途径微生物表面自发激活凝集素途径通过甘露糖结合凝集素识别碳水化合物膜攻击复合物形成直径的孔道导致细胞溶解10nm补体系统是由多种血浆蛋白组成的蛋白质级联反应网络，这些蛋白质以非活性前体形式循环于血液中当被激活时，它们按照严格的顺序相互作用，形成一系列酶复合物，最终导致30目标细胞的溶解补体是这一系统中含量最高的成分，是三条激活途径的汇聚点C3除了直接杀伤病原体外，补体系统还通过多种方式增强免疫防御促进吞噬细胞对被补体标记的微生物的识别和清除，增强抗体反应，清除免疫复合物，以及招募和激活其他免疫细胞补体系统的活化必须受到严格控制，人体有多种补体调节蛋白防止补体对自身组织的攻击补体调节失衡与多种疾病相关，包括自身免疫性疾病、神经退行性疾病和年龄相关性黄斑变性等炎症反应感染或组织损伤病原体入侵或组织损伤释放危险信号，激活局部免疫细胞和组织细胞炎症因子释放激活的细胞释放、、等细胞因子，引发一系列局部和全身反应IL-1IL-6TNF-α血管反应局部血管扩张增加血流量达，血管通透性增加，允许更多免疫细胞和血浆蛋白进入400%组织全身反应体温升高提高免疫效率，急性期蛋白增加，增强全身防御能力12-15%炎症反应是机体对有害刺激（如感染和组织损伤）的保护性反应，目的是清除有害刺激并修复组织炎症的四个经典体征是红、肿、热、痛，有时还伴有功能障碍，这些都是炎症介质引起的血管和组织变化的结果急性炎症是一种自限性过程，一旦有害刺激被清除，抗炎机制就会介入，控制并解决炎症反应慢性炎症则是长期持续的炎症状态，可能由持续存在的刺激、自身免疫反应或炎症解决机制的失败导致，与多种慢性疾病如动脉粥样硬化、型糖尿病和神经退行性疾病密切相关2细胞因子网络白细胞介素干扰素种成员，多由白细胞产生并作用于白细胞主要参与抗病毒免疫37早期促炎细胞因子型干扰素几乎所有细胞都能产生•IL-1•I细胞增殖因子型干扰素主要由细胞和细胞产生•IL-2T•II T NK主要抑制性细胞因子型干扰素主要作用于上皮细胞•IL-10•III生长因子肿瘤坏死因子调节细胞生长、分化和存活强效促炎细胞因子家族强效免疫抑制剂巨噬细胞主要产生•TGF-β•TNF-α粒细胞和巨噬细胞增殖细胞产生•GM-CSF•TNF-βT血管生成与多种炎症疾病相关•VEGF•已发现的多种细胞因子形成一个高度复杂的通讯网络，这些小分子蛋白质以自分泌、旁分泌或内分泌方式作用，调节免疫细胞的几乎所有方面，包括活化、增殖、200分化和功能细胞因子的信号转导极其迅速，激活后数分钟内就能引发基因表达变化细胞因子网络具有冗余性（多种细胞因子有相似功能）、多效性（一种细胞因子影响多种细胞和过程）和协同性（多种细胞因子共同作用增强效果），这些特性使得免疫反应能够根据病原体类型和感染状态进行精确调整然而，细胞因子调控失衡可导致细胞因子风暴，引发严重的全身性炎症反应和组织损伤适应性免疫系统概述高度特异性适应性免疫系统能够精确识别近乎无限多样的病原体抗原，这种特异性基于细胞和细胞表面的抗原受体B T这些受体通过基因重排产生惊人的多样性，使免疫系统能针对几乎任何可能的病原体产生特异性反应反应时间与先天性免疫相比，适应性免疫反应启动较慢，通常需要小时才能完全展开这一延迟是因为需要时4-96间进行抗原呈递、淋巴细胞识别、克隆扩增和效应功能的获得初次接触病原体时，这一过程尤其缓慢免疫记忆适应性免疫系统最重要的特征是能形成免疫记忆初次接触病原体后，会产生长寿命的记忆细胞，在再次遇到同一病原体时能迅速启动强大的免疫反应这种记忆是疫苗有效性的基础，可持续数年甚至终生主导细胞细胞和细胞是适应性免疫系统的两大主力细胞通过产生抗体介导体液免疫，能中和毒素和病毒、促进B T B吞噬作用和补体激活细胞则负责细胞免疫，可直接杀伤感染细胞或通过分泌细胞因子调节其他免疫细胞T的功能适应性免疫系统与先天性免疫系统紧密协作，形成一个完整的防御网络先天性免疫提供早期防御并塑造适应性反应，而适应性免疫则提供长期、高度特异的保护两者的协同作用使人体能有效抵御各种病原体的侵袭细胞发育T骨髓前体细胞多能造血干细胞在骨髓中分化为淋巴祖细胞，一部分迁移至胸腺继续发育早期胸腺细胞进入胸腺的细胞开始细胞受体基因重排，每天约产生万个初始细T TCR5000T胞正负选择能识别自身但不与自身抗原反应过强的细胞被保留，其余被清除MHC T95%功能分化通过不同的发育路径分化为辅助细胞或杀伤细胞CD4+T CD8+T外周迁移成熟细胞离开胸腺进入血液循环，成为免疫系统的一部分T细胞发育是一个高度复杂且受严格控制的过程，其中的正负选择机制对维持自身耐受至关重要通过这些选择过程，自身反应性细胞被清除，防止自身免疫疾病的发生胸腺中产生的T T细胞受体多样性惊人，理论上可以形成超过种不同的组合，足以识别几乎任何可能遇到的外来抗原T10^15TCR随着年龄增长，胸腺逐渐退化，细胞产生减少青春期后，胸腺每年缩小，这部分解释了老年人免疫功能下降和感染风险增加的现象尽管胸腺功能随年龄下降，但外周细T103-5%T胞库通过自我更新维持相对稳定，使免疫系统在整个生命过程中保持功能细胞亚群T细胞根据表面标志物和功能可分为多个亚群辅助细胞占细胞总数的，主要通过分泌细胞因子辅助免疫反应，协调其他免疫细胞的活动杀伤细胞占T CD4+T T60-70%CD8+T T细胞总数的，能直接杀死病毒感染细胞或肿瘤细胞，是细胞免疫的主要执行者20-30%调节性细胞（）占细胞的，是免疫系统的刹车，通过抑制其他免疫细胞活动防止免疫反应过度这些细胞表达转录因子，对维持免疫耐受和防止T TregsCD4+T5-10%FOXP3自身免疫疾病至关重要记忆细胞则可存活数十年，甚至超过年，为再次感染提供快速响应T50近年来还发现了更多细胞亚群，如参与黏膜防御的细胞、具有先天免疫特性的细胞等，显示细胞家族的多样性远超早期认识不同细胞亚群之间的平衡对免疫系统TγδT MAIT T T正常功能至关重要，失衡可导致免疫功能异常和疾病辅助细胞分化TTh1Th2产生，激活巨噬细胞对抗细胞内病原体产生、，促进细胞产生抗体抵抗寄生虫IFN-γIL-4IL-5BTfh Th17辅助细胞在生发中心分化为浆细胞和记忆细胞产生，动员中性粒细胞对抗真菌和细菌B B IL-17初始细胞是一种多能前体，可根据接触的病原体类型和所处的细胞因子环境分化为不同的辅助细胞亚型微环境中的细胞因子通过激活特定的转录因子，引导细胞向特定方向CD4+T T T分化例如，和促进分化，促进分化，而和则引导分化IL-12IFN-γTh1IL-4Th2TGF-βIL-6Th17这种分化的可塑性使免疫系统能够针对不同类型的病原体启动最有效的防御策略反应擅长对抗细胞内病原体如病毒和某些细菌；反应主要针对大型细胞外寄生虫；反应Th1Th2Th17则对抗真菌和细胞外细菌特别有效滤泡辅助细胞是一种特化的亚型，定位于淋巴结生发中心，支持细胞的体细胞高频突变和抗体类别转换T TfhB辅助细胞分化的失调与多种疾病相关反应过度可能导致自身免疫性疾病，而反应过度则与过敏和哮喘相关理解并调控这些分化路径是治疗免疫相关疾病的重要策略T Th1/Th17Th2细胞活化T12抗原识别共刺激细胞受体识别抗原呈递细胞上的抗原复合物互作提供第二信号，防止细胞无能T MHC-CD28/B7T3细胞因子信号等细胞因子促进细胞存活和增殖IL-2T细胞活化是一个精密调控的过程，需要三个独立信号的协同作用第一信号来自细胞受体识别抗原呈T T TCR递细胞表面的抗原复合物，这一过程具有限制性，即细胞只能识别呈递的抗原，MHC-MHC CD4+T MHC-II而细胞只能识别呈递的抗原这种限制确保细胞的反应针对恰当的目标CD8+T MHC-I T第二信号由共刺激分子提供，最重要的是细胞表面的与抗原呈递细胞表面分子的结合这一信号对T CD28B7防止细胞失能至关重要，如果细胞仅接收到抗原信号而无共刺激，会进入无能状态，对该抗原不再有反应，T T这是维持外周耐受的重要机制第三信号来自细胞因子如，促进细胞增殖和存活IL-2T细胞活化后，抗原呈递细胞与细胞接触处会形成一种称为免疫突触的特殊结构，持续小时在此T T18-24期间，关键信号分子在接触面富集，形成一个有序的超分子激活复合物，增强信号传导效率活化的细胞随T后进行克隆扩增，产生大量能识别同一抗原的效应细胞T细胞发育与成熟B造血干细胞骨髓中的多能干细胞分化为细胞前体B基因重排重组形成初步细胞受体，产生超过种组合VDJ B10^10自身耐受强反应性细胞通过负选择被清除，仅通过检验B10%进入外周未成熟细胞离开骨髓，在脾脏完成最终成熟B骨髓是细胞发育的摇篮，每天产生约亿个细胞在这一过程中，免疫球蛋白基因的重组产生了细胞受体的B1B VDJB多样性，使细胞能识别几乎无限多样的抗原这种重排是随机的，会产生一些对自身抗原具有高亲和力的细胞，因此B B需要严格的选择过程在骨髓中进行的负选择过程会清除那些强烈识别自身抗原的细胞，通过删除、受体编辑或诱导无能等机制防止它们发B育成熟这是维持自身免疫耐受的关键步骤经过选择的细胞离开骨髓，进入脾脏的过渡区，在那里完成最终成熟并B分化为滤泡细胞或边缘区细胞B B在未接触抗原刺激的情况下，未成熟细胞的寿命仅周这种短暂的生命周期确保了细胞库的不断更新和动态平衡，B3-8B维持足够的多样性以应对各种可能的病原体挑战只有接触到其特异性抗原并获得适当的细胞帮助的细胞才能进一步T B分化为长寿命的浆细胞或记忆细胞B细胞亚群B细胞亚群比例主要位置主要功能特征标志物B滤泡细胞淋巴结滤泡产生高亲和力抗B80%CD23+CD21+体边缘区细胞脾脏边缘区快速抗体应答B10%CD23-CD21hi细胞胸腔和腹腔产生自然抗体B-15%CD5+CD43+调节性细胞多个组织免疫抑制B2-3%IL-10+CD24hiCD38hi浆细胞变化骨髓、黏膜持续分泌抗体CD138+CD38hi滤泡细胞是外周血和淋巴组织中最常见的细胞亚型，占细胞总数的约它们主要参与细胞依赖性免疫应B B B80%T答，在淋巴结生发中心进行体细胞高频突变和亲和力成熟，最终产生高亲和力抗体这些细胞寿命相对较长，可B存活数月，能够对广泛的抗原做出反应边缘区细胞是脾脏中特化的细胞群体，位于白髓和红髓之间的边缘区它们能快速对血源性抗原做出反应，是B B T细胞非依赖性抗体应答的主要来源细胞是一类特殊的细胞，主要分布在腹腔和胸腔，能产生自然抗体，B-1B这些抗体不需要特定抗原刺激，对早期防御感染至关重要调节性细胞是近年来发现的一个重要亚群，通过分泌等抑制性细胞因子调节免疫反应，在维持免疫平衡和BIL-10防止自身免疫疾病中发挥重要作用这些不同亚群的细胞共同构成了一个完整的体液免疫网络，根据抗原类型和B位置启动不同类型的抗体应答体液免疫与抗体IgG IgMIgA血清中最丰富的抗体，占比最早出现的抗体，为五聚体结构，黏膜免疫主要抗体，保护黏膜表面75-，半衰期约天有四个亚类虽然亲和力较低但效价很高，特别免受病原体侵袭通常为二聚体，80%23，能高效中和毒素和病毒，有效激活补体系统主要存在于血分泌型含有额外的分泌片成分，IgG1-4IgA促进吞噬作用，穿越胎盘提供被动液中，是原发免疫应答的标志，血每天分泌量克，超过其他所有3-5免疫，是主要的记忆抗体清中占比约抗体类型的总和10%IgE血清中含量最低的抗体，与过敏反应紧密相关结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面受体，参与抗寄生虫免疫和型超敏反应，半衰期仅I2-3天抗体免疫球蛋白是由细胞产生的形蛋白质，由两条重链和两条轻链组成，通过二硫键连接每个抗体分子包含B Y两个抗原结合部位区和一个晶体可形成部分区区决定抗体的特异性，而区介导抗体与免疫细胞表FabFcFab Fc面受体和补体系统的相互作用，决定抗体的功能特性除上述抗体外，还有，主要作为未成熟细胞表面受体，在血清中含量极低，功能尚未完全阐明不同类别抗体IgD B在结构、分布和功能上的差异使体液免疫系统能够应对各种不同环境中的多样化病原体挑战，构成了体液免疫防御的基础抗体功能机制中和作用抗体通过结合病原体表面的关键结构，阻断其与宿主细胞表面受体的结合，防止病原体进入细胞这一机制对防御病毒、细菌毒素和某些细菌特别有效中和抗体是许多疫苗诱导保护性免疫的主要机制，可以在感染发生前就阻断病原体调理作用抗体通过区与吞噬细胞表面的受体结合，将被抗体包被的病原体标记为待吞噬目标，这种调理作用能使吞噬效率Fc Fc提高高达这一过程称为抗体依赖的细胞吞噬作用，是清除被抗体标记的病原体的重要机制300%ADCPADCC抗体依赖的细胞介导的细胞毒性是一种细胞等效应细胞通过受体识别结合在靶细胞表面抗体的区，随后释放穿孔NK Fc Fc素和颗粒酶杀死靶细胞的过程这一机制对清除病毒感染细胞和肿瘤细胞特别重要，也是某些治疗性抗体的关键作用方式补体激活抗体抗原复合物能激活补体系统的经典途径，引发一系列蛋白质级联反应，最终形成膜攻击复合物，导致病原体或靶细-胞溶解这一过程同时产生的补体片段具有趋化活性，能招募更多炎症细胞到感染部位，增强免疫反应这些多样化的功能使抗体成为适应性免疫系统最有效的防御机制之一，能针对各种类型的病原体启动最适合的清除策略抗体功能的多样性也是许多抗体治疗药物设计的基础，通过工程化抗体增强特定功能，已开发出多种治疗癌症、自身免疫疾病和感染性疾病的抗体药物亲和力成熟与类别转换抗原激活1细胞识别抗原并获得细胞帮助B T体细胞高频突变每个碱基发生次突变，提高抗体多样性100010^-3选择高亲和力细胞被保留，亲和力提高可达倍B10000类别转换酶介导的重链基因区域切换，改变抗体功能AID亲和力成熟和类别转换是生发中心反应的两个关键过程，对产生高效的抗体反应至关重要生发中心是淋巴结和脾脏中形成的特殊微环境，在那里，激活的细胞在滤泡树突状细胞和滤B T泡辅助细胞的帮助下进行快速增殖和分化体细胞高频突变是一个由激活诱导的胞苷脱氨酶介导的过程，它特异性地使抗体可变区基因发生突变，创造抗体多样性这些突变的细胞随后接受严格选择，只有那些产生对抗原AID B具有更高亲和力抗体的细胞才能存活并继续增殖通过多轮突变和选择，抗体亲和力可提高多达倍B10000同时，细胞还会进行类别转换，将抗体重链从转换为、或，而保持相同的抗原特异性这一过程也依赖酶，通过切除重链恒定区之间的片段实现这导致B IgM/IgD IgGIgA IgEAID DNA抗体应答时间轴上的顺序变化初始反应，随后转为，最后在黏膜部位可能转为类别转换使抗体获得不同的功能特性，增强免疫系统应对不同环境中病原体的能力IgM IgGIgA免疫记忆免疫系统的组织结构初级淋巴器官次级淋巴器官骨髓和胸腺是免疫细胞产生和成熟的场所骨髓作为所有血细胞的来源，持淋巴结、脾脏和扁桃体等次级淋巴器官是免疫细胞与抗原相遇并启动免疫反续产生新的免疫细胞前体胸腺是细胞发育和选择的专门场所，虽然随年应的场所它们具有高度组织化的微环境，促进免疫细胞之间的相互作用T龄增长会萎缩，但在早期生命阶段对建立细胞库至关重要全身分布着数百个淋巴结，它们通过淋巴管连接，形成一个庞大的监视网络T黏膜相关淋巴组织淋巴管系统系统包括消化道、呼吸道和泌尿生殖道相关的淋巴组织，是抵御从这淋巴管系统是一个与血管系统平行但独立的网络，总长度约公里MALT75,000些表面入侵病原体的第一道防线这些组织含有特化的细胞和结构，如派氏它收集组织液，携带抗原和抗原呈递细胞到淋巴结，并最终将淋巴液回输到结、扁桃体和阑尾，能有效捕获和应对黏膜表面的抗原血液循环这一系统对免疫监视和维持体液平衡均至关重要免疫系统的组织结构提供了一个高效的防御网络，确保抗原能被迅速捕获和处理，并激活适当的免疫反应这种分布式架构使免疫系统能对身体各处的潜在威胁做出响应，同时保持全身性的协调各淋巴器官通过免疫细胞循环和信号分子网络紧密联系，形成一个统一的防御系统淋巴结微环境淋巴结基本结构微环境特化淋巴结是豆形或卵圆形的小器官，分布在淋巴管系统的交汇处淋巴结内部的微环境由基质细胞和各种分子信号精确塑造，以支每个淋巴结内部分为三个主要区域皮质、副皮质和髓质皮质持免疫细胞功能区和区通过表达不同的趋化因子（如T B主要由细胞滤泡组成，副皮质富含细胞，而髓质则包含浆细和）保持严格分隔，引导相应淋巴细胞定B TCXCL13CCL19/21胞和巨噬细胞这种结构安排优化了不同免疫细胞之间的相互作位于特定区域这种空间分隔为细胞和细胞的相互作用提供B T用了优化的环境单个淋巴结可含约个淋巴细胞，通过高度发达的内部血管淋巴结内的高内皮小静脉是一种特殊的血管结构，允许循10^9HEV和淋巴管网络与外界连接每天有约个淋巴细胞通环淋巴细胞通过一个称为归巢的过程选择性地进入淋巴结这

2.5x10^10过淋巴结循环，确保有足够的机会识别外来抗原些血管内皮细胞表达特殊的粘附分子，如寻址素，能被淋巴细胞识别，促进其穿过血管壁进入淋巴组织淋巴结微环境的动态变化反映了免疫反应的进展在免疫应答期间，淋巴结会迅速肿大（淋巴结肿大），这是由于大量淋巴细胞聚集和增殖所致随着免疫反应的解决，淋巴结会恢复正常大小，但保留了生成的记忆细胞，为未来再次遇到同一抗原做准备这一精确的组织结构和动态调节是有效免疫监视和应答的基础脾脏的免疫功能血液过滤脾脏是人体最大的淋巴器官，也是唯一专门过滤血液的淋巴器官它每分钟过滤约毫升血液，清除衰老红细胞、血小板和血源性病原体脾脏红髓中的巨噬细胞负责吞噬和降解这些废弃物质，200是清除血液中颗粒和微生物的主要场所免疫监视成人脾脏含约的总淋巴细胞，主要集中在白髓区白髓由细胞和细胞组成，围绕在中央动脉周围，形成类似淋巴结的结构，但特别适合于监视血液中的抗原这一结构使脾脏成为血源性1/4T B病原体免疫反应的关键场所边缘区功能脾脏边缘区位于白髓和红髓之间，富含特化的边缘区细胞和巨噬细胞这一区域作为血液和淋巴系统的过滤器，能快速捕获血源性抗原并启动免疫反应边缘区细胞能迅速产生抗体，在对抗BB血液传播的病原体时发挥关键作用脾脏的重要性体现在脾切除患者面临的健康风险上失去脾脏后，患者对荚膜细菌（如肺炎球菌、流感嗜血杆菌和脑膜炎球菌）感染的风险增加高达倍这是因为这些细菌具有厚厚的多糖荚膜，只有50在脾脏特殊微环境中才能被有效清除脾切除患者通常需要接种特定疫苗并在某些情况下长期使用预防性抗生素除了免疫功能外，脾脏还是血液储存库，含有约三分之一的血小板总量，在严重出血时可释放这些血小板和红细胞，参与维持循环血容量脾脏还在胚胎期产生红细胞，并在某些病理状态下可重新获得这一功能，显示其功能多样性黏膜免疫系统肠道相关淋巴组织呼吸道相关淋巴组织是最大的黏膜免疫组织，包括派氏结、孤GALT保护呼吸道免受吸入性病原体侵害BALT立淋巴滤泡和肠系膜淋巴结1扁桃体环是上呼吸道的主要防线•派氏结含有特化的细胞捕获抗原•M肺部含有特化的肺泡巨噬细胞•肠上皮层下分布着大量免疫细胞•免疫平衡分泌型IgA黏膜免疫系统需平衡耐受和防御主要的黏膜抗体，每天产量达克3-53区分有害病原体和有益共生菌通过分泌片转运至黏膜表面••特化的调节性细胞维持平衡形成保护性免疫排除层•T•黏膜免疫系统覆盖人体所有与外界接触的黏膜表面，总面积约平方米，远大于皮肤这些黏膜是病原体入侵的主要门户，因此黏膜免疫系统含有全身约400的免疫细胞，构成了抵抗感染的重要防线黏膜免疫有其独特特征，既能提供强大防护，又能维持对食物和共生微生物的免疫耐受70%分泌型是黏膜免疫的核心成分，这种特化抗体通过结合病原体防止其附着和入侵黏膜细胞与其他抗体不同，通常不激活炎症反应，而是通过免疫排IgA IgA除机制发挥作用，将病原体困在黏液层中并阻止其穿透黏膜屏障，这使得黏膜防御既有效又不会对周围组织造成损伤免疫耐受机制中枢耐受胸腺和骨髓中清除自身反应性淋巴细胞无能性自身反应性淋巴细胞功能失活但仍存在主动抑制调节性细胞分泌和抑制免疫反应T IL-10TGF-β免疫特权特定组织如眼、脑和睾丸的特殊免疫环境免疫耐受是指免疫系统对特定抗原不产生有害反应的状态，对防止自身免疫疾病和维持组织稳态至关重要中枢耐受是第一道防线，通过胸腺和骨髓中的负选择过程，清除那些强烈识别自身抗原的细胞和细胞这一过程依赖于自身抗原在这些中枢器T B官的表达，由自主调节因子等分子调控据估计，人体可能含有超过个自身抗原表位，需要进行筛选AIRE10^5然而，中枢耐受不完美，一些自身反应性淋巴细胞会逃脱删除进入外周外周耐受机制提供了额外保护，包括淋巴细胞无能性（在无共刺激情况下接触抗原导致功能失活）、克隆删除（抗原持续存在导致细胞凋亡）和主动抑制（由调节性细胞和调节T性细胞介导）B调节性细胞通过多种机制抑制免疫反应，包括分泌抑制性细胞因子如和，消耗，直接杀死效应细胞，以T IL-10TGF-βIL-2T及抑制抗原呈递细胞的功能免疫特权组织如脑、眼和睾丸通过物理屏障、免疫抑制分子表达和特化的局部微环境进一步保护敏感组织免受免疫攻击这些多层次的耐受机制共同确保了免疫系统能区分自我和非自我，维持自身组织的完整性免疫系统的稳态维持细胞凋亡与清除炎症反应控制免疫检查点调控免疫反应后，大多数激活的淋巴细胞通过凋亡死亡，炎症解决是一个主动过程，而非简单的炎症刺激消、等免疫检查点分子是细胞表面CTLA-4PD-1T防止免疫系统过度扩张巨噬细胞和树突状细胞通退脂质介质如脂氧素、解整素和前列腺素在这一的抑制性受体，在细胞活化后表达，与相应配体T过识别吃我信号如磷脂酰丝氨酸，高效清除凋亡过程中发挥关键作用，促进白细胞归巢、巨噬细胞结合后抑制细胞功能，防止过度活化和组织损伤T细胞，防止二次坏死和自身抗原暴露这个过程每转向修复型表型，以及炎症因子产生的减少这些这些分子在维持免疫自稳态中不可或缺，其功能缺天清除约亿个细胞，是维持免疫系统稳态的关机制确保炎症反应在完成防御功能后及时终止，防陷与自身免疫疾病相关，而阻断这些检查点则成为10键止慢性炎症现代肿瘤免疫治疗的基础随着年龄增长，免疫稳态维持机制也发生变化，导致免疫衰老现象老年人免疫系统特征包括炎症细胞因子基础水平升高（炎症老化），胸腺萎缩导致新细T胞产生减少，抗体反应质量下降，以及免疫调节功能失衡这些变化共同导致老年人对感染和癌症的易感性增加，同时也可能增加自身免疫疾病风险微生物组与免疫系统肠道微生物组规模代谢产物影响人体肠道中生活着约万亿个微生物，包括细微生物代谢产物是微生物组与免疫系统对话的重38菌、真菌、病毒和古菌，共同构成一个复杂的生要媒介短链脂肪酸（如丁酸盐、丙酸盐）是结态系统这个数字相当于人体细胞总数的倍，肠细菌发酵膳食纤维的产物，能通过多种机制调

1.3使人类实际上成为一个超级有机体这些微生节免疫功能，包括增强调节性细胞分化，抑制T物基因组包含约万个非人类基因，远超人炎症通路，以及维持肠上皮屏障完整性1000类基因组的万个基因

2.5免疫系统发育微生物组对免疫系统的正常发育至关重要无菌动物模型显示，缺乏微生物定植会导致淋巴组织发育不良、抗体水平降低、细胞分化异常早期生命阶段的微生物暴露对建立健康的免疫反应和预防过敏性疾病尤T为重要，支持卫生假说抗生素使用对微生物组和免疫功能产生深远影响即使短期抗生素治疗也能导致肠道微生物多样性显著下降，某些关键菌群可能需要数月甚至数年才能恢复研究表明，频繁使用抗生素与多种免疫相关疾病风险增加相关，包括炎症性肠病、哮喘和过敏这可能是由于微生物多样性丧失导致免疫调节功能受损所致微生物组与免疫系统的相互作用是双向的一方面，微生物塑造免疫系统发育和功能；另一方面，免疫系统控制微生物群落组成和分布，维持共生关系而非致病性定植这种平衡关系的破坏与多种疾病相关，包括炎症性肠病、自身免疫疾病和代谢综合征，使微生物组成为潜在的治疗靶点益生菌、益生元和粪菌移植等基于微生物组的干预已显示出调节免疫功能的潜力先天性免疫缺陷疾病疾病谱系治疗进展先天性免疫缺陷疾病是一组由基因突变导致的免疫系统发育连锁无丙种球蛋白血症是最常见的体液免疫缺陷，由酪PID XBruton或功能障碍疾病，全球发病率约为目前已确认超过氨酸激酶基因突变导致细胞发育障碍患者几乎完全缺乏1/10,000BTK B种不同类型的，影响免疫系统的几乎所有组成部分根据细胞和抗体，需要终身免疫球蛋白替代治疗现代静脉注射免疫400PID B受累免疫成分不同，可分为细胞缺陷、细胞缺陷、吞噬细胞缺球蛋白和皮下注射免疫球蛋白技术大大改善了这些T BIVIG SCIG陷、补体缺陷和复合型缺陷等患者的生活质量和预期寿命这些疾病的主要临床表现是反复严重感染，但也可能出现自身免疫重症联合免疫缺陷症是最严重的形式，未经治疗的患者SCID PID症状、过敏和肿瘤倾向不同类型的免疫缺陷往往有特征性的感染通常在出生后年内死亡然而，造血干细胞移植、基因治疗1-2模式细胞缺陷多伴发细菌感染，细胞缺陷则易发生病毒和真和酶替代治疗等进展使患者的存活率显著提高，目前可达BTSCID菌感染尤其是基因治疗领域，成功案例在过去十年增加了，85%367%为这些患者提供了新的治疗选择中国新生儿筛查计划已开始纳入筛查，通过检测细胞受体切除环和缺失重组切除环水平，可在症状出现前识别患SCID T TRECκ-KREC儿，实现早期干预这种预防性策略，结合精准诊断和个体化治疗方案，正在改变患者的预后和生活质量，代表了从被动治疗向主动PID干预的重要转变自身免疫性疾病环境触发感染、药物、紫外线等环境因素触发自身免疫反应遗传易感性2等基因多态性增加疾病风险HLA-DR4免疫耐受丧失3细胞选择缺陷和调节性细胞功能障碍T T自身免疫性疾病是一组由免疫系统错误攻击自身组织和器官导致的慢性疾病，全球影响约的人口在中国，类风湿关节炎的患病率约为，系统性红斑狼5-8%

0.42%疮的男女发病比例为，显示出明显的性别差异这类疾病通常由遗传易感性和环境触发因素共同作用引起1:9基因区域的多态性与多种自身免疫疾病密切相关，例如与类风湿关节炎、与强直性脊柱炎关联这些遗传变异影响抗原呈递和细胞选择HLA HLA-DR4HLA-B27T过程，可能降低对自身抗原的耐受性此外，基因组数据表明，不同自身免疫疾病之间存在遗传学重叠，解释了某些疾病常同时出现的现象细胞耐受机制失败被认为是自身免疫疾病发生的核心环节这包括胸腺选择缺陷导致高自身反应性细胞逃逸，调节性细胞数量或功能异常，以及自身抗原表达异T TT常等分子水平研究显示，某些关键免疫调节分子如、和受体的功能缺陷与严重自身免疫性疾病直接相关环境因素如感染（通过分子模拟或CTLA-4FOXP3IL-2旁观者激活机制）、药物、紫外线暴露和微生物组改变，可在遗传易感个体中触发自身免疫反应，导致临床疾病发生过敏反应机制致敏阶段1初次接触过敏原，产生特异性IgE结合IgE结合肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面受体IgE交联激活再次接触过敏原导致受体交联和细胞激活介质释放4组胺、白三烯等炎症介质释放引发过敏症状过敏反应是免疫系统对通常无害物质的异常反应，最常见的是介导的型超敏反应在中国，过敏性疾病发病率不断上升，过敏性鼻炎患病率已达，城市地区尤为明显这一上IgE I

17.6%升趋势与生活方式西化、环境污染加剧以及卫生条件改善导致微生物暴露减少等因素相关肥大细胞是型超敏反应的核心效应细胞当与其表面受体结合的被过敏原交联后，肥大细胞迅速脱颗粒，释放预先形成的组胺和蛋白酶等介质组胺引起血管扩张、血管通透性增I FcIgE加和平滑肌收缩，导致急性过敏症状如皮肤潮红、瘙痒、水肿和支气管收缩随后产生的白三烯和前列腺素等脂质介质进一步加强和延长这些反应特应性体质指个体产生抗体响应环境抗原的遗传倾向，是过敏性疾病的主要危险因素特应性患者通常有明显的家族史，涉及多种基因位点，特别是控制细胞反应和atopy IgETh2IgE产生的基因环境因素也至关重要，包括过敏原暴露时间和剂量、共同因素如污染物和病毒感染，以及早期生命阶段微生物暴露模式卫生假说提出，早期微生物多样性暴露不足可能导致免疫系统倾向于过敏反应，这一理论部分解释了发达地区过敏性疾病发病率升高的现象器官移植与排斥反应排斥类型时间范围主要机制临床特征预防治疗策略/超急性排斥分钟到小时预存抗体与血管移植物血栓形成交叉配型，血型内皮反应和坏死匹配急性排斥天细胞介导的细器官功能迅速下钙调神经磷酸酶5-90T胞毒性降抑制剂慢性排斥月到年抗体与细胞共进行性纤维化和多靶点免疫抑制T同作用功能丧失器官移植是终末期器官衰竭患者的生命线，但免疫系统对同种异体组织的强烈反应仍是主要挑战排斥反应按时间和机制可分为超急性、急性和慢性三类超急性排斥发生在移植后分钟到小时内，由受者体内预存的抗供者或血型抗体触发，导致补体激活、血管内皮损伤和血栓形成这种排斥反应通常导致移植物完全HLA ABO丧失，现代交叉配型技术已大大降低其发生率急性排斥主要由细胞介导，可在移植后数天到数月内发生直接识别途径中，受者细胞识别供者抗原呈递TT细胞上的外源；间接途径中，受者抗原呈递细胞处理并呈递供者抗原钙调神经磷酸酶抑制剂如环孢素MHC和他克莫司通过抑制细胞活化，成为预防急性排斥的主要药物T慢性排斥是目前移植领域的主要挑战，表现为移植器官的进行性纤维化和功能丧失其病理机制复杂，涉及抗体和细胞介导的免疫损伤以及非免疫因素如缺血再灌注损伤近年来，免疫抑制方案的优化使短期移植物存T活率显著提高，年期移植物存活率已达然而，长期存活仍面临挑战，免疫抑制相关并发症如感染和192%肿瘤也是重要问题诱导免疫耐受使受者特异性接受移植物而不需要长期免疫抑制，是该领域的终极目——标肿瘤免疫学免疫编辑三阶段肿瘤与免疫系统的相互作用经历清除、平衡和逃逸三个阶段在清除阶段，免疫系统能识别并杀死大多数新生肿瘤细胞；平衡阶段中，肿瘤与免疫系统达成暂时平衡，肿瘤被控制但未完全消除；逃逸阶段，肿瘤获得逃避免疫监视的能力并开始无控制增长肿瘤抗原类型肿瘤抗原分为肿瘤特异性抗原和肿瘤相关抗原如新抗原是由基因突变产生的独特蛋白，TSA TAATSA最具免疫原性；则是在正常组织低表达但在肿瘤中高表达的蛋白，如癌胚抗原和作为TAA HER2TSA非自我抗原更容易引发强烈免疫反应免疫逃逸机制肿瘤细胞发展出多种免疫逃逸策略表达与细胞上的结合抑制细胞功能；招募调节性PD-L1T PD-1TT细胞和髓源性抑制细胞；下调分子表达；分泌免疫抑制因子如；选择性丢失免疫原性抗原；MHC-I TGF-β创造代谢抑制微环境这些机制共同构成肿瘤免疫逃逸的复杂网络肿瘤微环境是肿瘤细胞与周围基质细胞、免疫细胞和血管形成的生态系统，对肿瘤免疫反应起决定性作用TME TME中的主要免疫细胞包括肿瘤相关巨噬细胞、肿瘤浸润淋巴细胞、髓源性抑制细胞和调节性细胞TAM TILMDSC T等肿瘤往往将塑造为免疫抑制状态，如将巨噬细胞极化为促肿瘤的型，产生氧化应激和酸性环境抑制Treg TMEM2T细胞功能，以及形成物理屏障阻止免疫细胞浸润现代肿瘤免疫治疗策略旨在打破肿瘤免疫耐受，重新激活抗肿瘤免疫反应这包括免疫检查点抑制剂、细胞疗法、CAR-T肿瘤疫苗、细胞因子治疗和溶瘤病毒等方法随着研究深入，冷肿瘤免疫细胞浸润少和热肿瘤免疫细胞浸润丰富的区分，以及肿瘤免疫微环境分型，正指导更精准的免疫治疗策略选择，提高治疗效果免疫检查点抑制剂通路通路联合治疗策略PD-1/PD-L1CTLA-4是细胞表面的抑制性受是细胞活化早期表达免疫检查点抑制剂的联合使用能PD-1T CTLA-4T体，与肿瘤细胞表达的结的抑制性分子，与竞争结通过不同机制协同增强抗肿瘤免PD-L1CD28合后抑制细胞活性抗合上的分子，抑制细胞疫，效果提升最高可达常T PD-APC B7T60%抗体阻断这一相互作活化抗抗体如伊匹见组合包括抗与抗1/PD-L1CTLA-4PD-1CTLA-用，恢复细胞对肿瘤的杀伤能单抗阻断这一抑制信号，主要在联用，检查点抑制剂与靶向治T4力这些药物在黑色素瘤、非小淋巴结中促进细胞初始活化疗、化疗或放疗联用这些联合T细胞肺癌等多种实体瘤中表现出抑制剂在单药治疗中缓策略针对肿瘤免疫循环的不同环CTLA-4的客观缓解率，部分患解率较低，但与抑制剂联节，克服单一药物的局限性20-40%PD-1者可获得持久缓解合使用可显著提高疗效免疫相关不良反应是免疫检查点抑制剂治疗的主要挑战，发生率在之间，取决于药物类irAE12-60%型和剂量这些不良反应源于免疫系统过度活化，可影响几乎所有器官系统，最常见的是皮肤反应如皮疹、瘙痒、结肠炎、肝炎、内分泌疾病如甲状腺功能异常、垂体炎和肺炎严重需要暂停免疫治irAE疗并使用糖皮质激素或其他免疫抑制剂控制生物标志物的鉴定是优化免疫检查点抑制治疗的关键目前表达水平是最常用的预测标志物，但PD-L1其预测价值有限肿瘤突变负荷、微卫星不稳定性、肿瘤浸润淋巴细胞水平、特定基因表达TMB MSI谱和肠道微生物组成等正被研究作为潜在标志物这些多维生物标志物的整合可能提供更准确的治疗反应预测，指导个体化免疫治疗方案设计嵌合抗原受体细胞疗法T CAR-T90%10000x血液肿瘤完全缓解率细胞扩增倍数在复发难治性细胞急性淋巴细胞白血病中体内可扩增至原输注量的万倍以上/B60%细胞因子释放综合征发生率重度需要特殊治疗干预CRS细胞疗法是一种革命性的细胞免疫治疗方法，通过基因工程技术，使患者自身细胞表达嵌合抗原受体，赋予其特异性CAR-TT识别和杀伤肿瘤细胞的能力结构由抗原识别区通常来自抗体的单链可变片段、跨膜区、共刺激区和细胞活化信号区CART组成不同于普通细胞需要通过和识别抗原，细胞能直接识别肿瘤表面抗原，绕过限制，提供更广泛T TCRMHC CAR-T MHC的肿瘤识别能力细胞技术已经历五代进化第一代只含活化信号区；第二代增加了共刺激区如或，大幅提高细CAR-T CD3ζCD284-1BB T胞持久性和活性；第三代包含多个共刺激区；第四代加入细胞因子表达元件；第五代则融合细胞内信号区以增强功能目前临床应用的主要是第二代产品，针对细胞肿瘤的特异性在复发难治性细胞恶性肿瘤中表现出前所未有CAR-TBCD19CAR-T/B的疗效疗法的主要毒性包括细胞因子释放综合征和免疫效应细胞相关神经毒性综合征发生率为CAR-T CRSICANS CRS40-，表现为高热、低血压、低氧血症等，严重者可危及生命，受体拮抗剂托珠单抗是管理的关键药物技60%IL-6CRS CAR-T术面临的挑战包括在实体瘤中的有限功效受肿瘤微环境抑制和抗原异质性影响、复杂的制造过程和高昂成本、抗原逃逸导致的复发等未来发展方向包括开发通用型细胞、靶向多抗原的设计、优化细胞的组织穿透能力，以及CAR-T CAR-T CAR-T降低生产成本以提高可及性疫苗技术发展全病原体疫苗亚单位疫苗包括灭活和减毒活疫苗，模拟自然感染仅含病原体特定组分，安全性高2载体疫苗核酸疫苗使用无害病毒载体传递目标抗原基因3mRNA和DNA疫苗，指导体内抗原合成中国疫苗接种覆盖率目前已达以上，国家免疫规划包括乙肝、脊髓灰质炎、麻疹等多种疫苗，有效控制了多种传染病的流行疫苗技术的突破性进展使疫苗开发速度显著加快，从抗95%mRNA原鉴定到疫苗获批的时间可缩短至个月，这在传统疫苗开发通常需要年的背景下尤为显著105-10不同疫苗类型各有优势传统的灭活和减毒活疫苗能诱导强烈的体液和细胞免疫反应，但存在安全性风险；亚单位疫苗安全性高但免疫原性较弱；疫苗生产迅速、免疫原性好，但储存条mRNA件苛刻；载体疫苗能有效引发细胞免疫，但存在预存免疫问题疫苗选择需根据疾病特性、目标人群和资源条件综合考虑佐剂是提高疫苗免疫原性的关键组分，现代佐剂技术可提高免疫反应强度达传统铝佐剂主要增强抗体反应，而新型佐剂如、和等能同时增强体液和细胞免疫，甚至可调300%MF59AS01CpG节免疫反应方向如或偏向未来疫苗研发方向包括全球性疾病如艾滋病、疟疾疫苗开发、热稳定配方研制、粘膜和皮肤递送系统优化，以及个体化疫苗设计，这些进展将进一步扩大Th1Th2疫苗在传染病预防和治疗中的应用范围抗体工程技术人源化抗体双特异性抗体抗体偶联物早期鼠源单克隆抗体在人体内会引发免疫原性，导致双特异性抗体能同时靶向两种不同抗原，拓展了治疗抗体药物偶联物将细胞毒性药物通过连接物与ADC人抗鼠抗体反应，限制其临床应用现代抗可能性细胞招募型双特异性抗体如双尼妥珠单抗抗体结合，实现精准药物递送抗体特异性识别肿瘤HAMAT体人源化技术通过将鼠抗体的互补决定区嫁接一端结合肿瘤抗原，另一端结合激活细胞，形细胞表面抗原，内化后在细胞内释放毒素，实现魔CDR CD3T到人抗体骨架上，或使用转基因小鼠和噬菌体展示技成免疫突触促进细胞杀伤靶点阻断型双特异性术子弹效应现代技术优化了抗体选择、连接TADC术制备全人源抗体，可减少免疫原性高达，显著抗体可同时阻断两个互补信号通路，克服单靶点治疗物稳定性和药物负载比例，减少脱靶毒性目前已有90%延长体内半衰期和提高安全性的耐药性这一领域已有近个双特异性抗体进入多个产品获批用于肿瘤治疗，展现出传统化疗数100ADC临床研究倍的治疗窗口工程技术通过修饰抗体的区域，调控其与受体和补体的相互作用，从而增强或减弱抗体效应功能通过特定氨基酸突变，可增强和活性倍；FcFcFc ADCCCDC2-10通过糖基化修饰，可消除炎症效应；延长半衰期的修饰可将抗体在体内存续时间延长至天以上，大幅降低给药频率最新的依赖性修饰允许抗体进行多次Fc80pH Fc循环使用，进一步提高药效免疫系统与神经系统互动神经免疫双向通讯免疫大脑相互作用--神经系统和免疫系统之间存在着复杂的双向通讯网络，这一发现颠小胶质细胞是大脑中的主要免疫细胞，约占脑细胞总数的10-覆了传统认为两大系统相对独立的观念神经系统通过交感和副交这些细胞不仅参与抗感染防御，还在脑发育过程中通过突15%感神经纤维直接支配免疫器官如胸腺、脾脏和淋巴结，释放神经递触修剪塑造神经环路，并在成年脑中维持神经元稳态当失调时，质调节免疫细胞功能同时，免疫细胞产生的细胞因子能作用于大小胶质细胞可转变为促神经炎症状态，参与多种神经退行性疾病的脑，影响神经元活动和行为发生发展这种交流网络解释了心理压力、情绪变化如何影响免疫功能，以及炎症因子如、和能穿过血脑屏障或通过迷走神IL-1βIL-6TNF-α慢性炎症如何引起认知和情绪障碍脑肠轴是这一互动的重要部经传感，影响大脑功能，引起疾病行为综合征，表现为发热、嗜睡、-分，肠道微生物组通过影响肠道免疫系统，间接调节大脑功能和行食欲下降等这解释了为什么感染患者常出现疲劳和情绪变化，也为为理解抑郁症等精神疾病的炎症假说提供支持迷走神经抗炎反射通路是神经免疫互动的经典例证当外周组织发生炎症时，迷走神经感知炎症信号，将信息传递至大脑；大脑随后通-过迷走神经传出纤维释放乙酰胆碱，结合巨噬细胞上的烟碱型乙酰胆碱受体，抑制促炎细胞因子产生这一神经反射提供了炎症精确α7调控的机制，也启发了基于迷走神经电刺激的抗炎治疗方法同时，昼夜节律对免疫细胞功能有显著影响，免疫参数如细胞因子水平、淋巴细胞数量和功能均表现出昼夜波动，日夜周期紊乱可导致免疫功能障碍，增加感染和炎症性疾病风险营养与免疫功能营养状态是免疫功能的重要决定因素，营养不良是全球范围内免疫功能下降的主要原因之一微量元素锌在免疫系统中发挥核心作用，参与超过种酶的功能，对细胞发育和功能尤300T为重要研究表明，锌缺乏可导致胸腺萎缩、细胞功能下降高达、细胞因子产生异常，以及细胞活性降低素食者和老年人尤其需要关注锌的摄入T40%NK维生素不仅调节钙磷代谢，还是重要的免疫调节剂，影响多个免疫相关基因的表达维生素受体存在于几乎所有免疫细胞上，维生素能促进抗菌肽如防御素和D1000D Dβ-cathelicidin的产生，增强先天性免疫防御；同时抑制过度炎症反应，维持免疫平衡中国北方地区冬季维生素缺乏率高达，可能与冬季呼吸道感染增加相关D80%蛋白质摄入不足直接影响抗体产生和细胞功能，尤其是支链氨基酸对淋巴细胞增殖至关重要益生菌补充可增强黏膜免疫，提高产生，调节肠道屏障功能，降低全身炎症T IgA25-30%水平对肥胖个体而言，减少过度脂肪摄入、增加脂肪酸摄入有助于降低炎症水平，改善免疫功能根据中国营养学会建议，均衡饮食、保证充足微量营养素摄入、维持健康体重是ω-3优化免疫功能的基础免疫老化免疫功能下降感染风险增加、疫苗应答降低、肿瘤监视减弱胸腺萎缩2新细胞产生减少，细胞库多样性下降TT炎症老化3基础炎症水平升高，与多种慢性疾病相关免疫老化是随年龄增长发生的免疫系统功能和结构变化，导致感染风险增加、疫苗效果降低和肿瘤发生率上升其核心特征是细胞库多样性从岁到岁下降约倍，T2070100这主要由胸腺退化导致胸腺是细胞发育的关键器官，青春期后开始萎缩，每年体积减少约，到岁时产生新细胞的能力仅为青少年的左右T108-10%60T10%老年人细胞和中性粒细胞数量通常保持稳定，但功能显著下降，如趋化能力和吞噬活性减弱细胞方面，老年人抗体多样性降低，产生的抗体亲和力和特异性下降，NK B导致体液免疫效率降低这解释了为什么老年人对疫苗的反应较弱，常需要特殊配方（如高剂量流感疫苗）或多次接种以增强保护50-75%炎症老化（）是指老年人体内持续存在的低度慢性炎症状态，表现为促炎细胞因子如、和水平升高这种无菌性炎症与多种年龄相关疾inflammaging IL-6TNF-αCRP病密切相关，包括心血管疾病、型糖尿病、神经退行性疾病和某些癌症炎症老化可能源于多种因素，如慢性感染、细胞衰老、自身抗原累积、微生物组变化和代谢紊乱2等减轻炎症老化是健康老龄化和延长寿命的重要策略，研究表明，规律运动、地中海饮食和充足睡眠可有效降低炎症水平，延缓免疫老化进程现代生活方式对免疫系统的影响50%30%睡眠不足影响慢性压力影响一晚睡眠少于小时可降低细胞活性长期压力可使炎症标志物水平升高6NK25%体力活动益处规律运动可提高抗病能力现代生活方式对免疫系统的影响远超想象，睡眠质量尤为关键研究表明，一晚睡眠少于小时可使细胞活性降低约6NK，细胞增殖能力下降，抗体产生减少长期睡眠不足与多种自身免疫疾病风险增加相关睡眠期间，免疫系统进行50%T重要的恢复和调节过程，特别是慢波睡眠阶段促进记忆细胞形成，维持免疫平衡T慢性心理压力通过多种机制影响免疫功能压力激素如皮质醇可抑制细胞增殖，抑制炎症反应，而肾上腺素则增强TNK细胞活性短期压力可能增强某些免疫功能，但长期压力会导致免疫系统适应，使促炎细胞因子水平升高约，同时30%抑制抗病毒免疫反应这解释了为什么慢性压力与呼吸道感染增加、疫苗反应减弱及伤口愈合延迟相关规律的中等强度体力活动能显著增强免疫功能，提高抗病能力运动促进免疫细胞循环，增加抗炎细胞因子产15-25%生，优化免疫监视然而，过度运动可能造成相反效果，导致开放窗口期，暂时性免疫抑制环境污染物如颗粒物、重金属和持久性有机污染物能影响免疫调节基因表达，改变细胞因子平衡，增加炎症反应，降低抗感染能力减少暴露、增加抗氧化剂摄入可部分缓解这些负面影响随着现代生活方式的快速变化，了解并调整这些因素对维护最佳免疫功能至关重要精准免疫学免疫系统与人工智能抗体结构预测免疫细胞亚群分析人工智能技术在抗体结构预测领域取得突破性进展，机器学习算法能从复杂的流式细胞术和质谱流式细最新算法准确率提高至基于深度学习的工具胞术数据中自动识别和分类免疫细胞亚群，性能远92%如和能从氨基酸序列精确超人工分析这些算法能识别人类难以察觉的细微AlphaFold RoseTTAFold预测抗体三维结构，特别是抗原结合区的构象这细胞特征差异，发现新的功能性亚群在单细胞测大大加速了抗体药物开发过程，将传统需要数月的序分析中，无监督学习算法能有效聚类和注释细胞结构确定缩短至数小时，同时降低成本辅助的类型，而迁移学习技术则能整合多个数据集，构建AI抗体设计已产生多个进入临床试验的候选药物更全面的免疫细胞图谱治疗方案优化深度学习模型通过整合患者免疫特征、基因组数据和临床信息，预测免疫治疗反应和不良反应风险，指导个体化治疗策略在癌症免疫治疗中，系统能分析肿瘤微环境特征，预测检查点抑制剂疗效，并推荐最佳剂量和AI联合方案强化学习算法在模拟免疫系统动态反应方面表现出色，能测试虚拟治疗方案，加速药物研发计算免疫学正成为免疫学研究的新前沿，通过构建免疫系统的计算模型，模拟复杂的免疫反应和细胞间相互作用多尺度模型能够从分子、细胞到组织和系统水平描述免疫过程，预测疫苗和免疫治疗的效果这些模型不仅整合实验数据，还能生成新假设指导实验设计，形成理论实验的良性循环-尽管在免疫学中取得了显著进展，仍面临数据质量和整合、模型可解释性、临床验证等挑战未来发展方向包括AI可解释的开发，使算法决策过程更透明；免疫动态实时监测系统的建立，跟踪免疫状态变化；以及个性化免疫数AI字孪生技术，为每位患者创建虚拟免疫系统模型，模拟治疗反应这些技术将推动免疫学从描述性学科向预测性和干预性学科转变，实现真正的精准免疫医学免疫学研究前沿组织驻留记忆细胞T这类特殊细胞长期驻留在组织中，不进入循环，提供快速局部防御研究表明它们在感染、疫苗T和肿瘤免疫中发挥关键作用，能在数小时内启动防御反应，远快于循环记忆细胞最新研究探索T如何通过疫苗策略特异性诱导和增强这些细胞，为黏膜疫苗开发提供新思路2先天性淋巴样细胞是近年发现的先天性免疫细胞族群，不表达特异性抗原受体，但功能上类似细胞亚群最新ILCs T研究揭示不仅参与感染早期防御，还在组织修复、代谢调节和神经免疫互动中发挥重要作用ILCs-非编码调控RNA它们的发育途径、表观遗传调控和组织特异性功能成为研究热点除蛋白质编码基因外，非编码如、长链非编码和环状在免疫调节中的作RNA microRNA RNARNA用日益受到关注它们通过调控基因表达、影响蛋白质翻译和介导细胞间通讯等方式精细调节免疫4表观遗传免疫记忆反应这些分子在免疫细胞分化、记忆形成和炎症反应中的特定功能正被揭示革命性发现表明，先天性免疫细胞也能形成一种训练性免疫，即通过表观遗传修饰记住之前的刺激，在再次遇到相同或不同病原体时表现出增强的反应这种非特异性记忆可能解释卡介苗等疫苗的非特异性保护效应，为新型疫苗和免疫疗法提供理论基础免疫代谢互作是另一个快速发展的领域，研究揭示免疫细胞功能与其代谢状态密切相关不同的代谢程序支持特定的免疫细胞功能，如炎症型巨噬细胞主要依赖糖酵解，而修复型巨噬细胞则依赖氧化磷酸化通过调控关-键代谢通路，可能实现对免疫反应的精确干预，这一策略在自身免疫疾病和肿瘤免疫治疗中显示出潜力细胞外囊泡作为免疫细胞间通讯的新媒介也成为研究热点这些由细胞分泌的膜包裹结构携带蛋白质、脂质和核酸，在不同免疫细胞之间传递信息研究显示它们参与抗原呈递、细胞活化、免疫耐受和炎症反应调节基T于外泡的生物标志物和治疗策略正在开发中，代表免疫学研究与临床应用结合的新方向这些前沿领域共同推动免疫学理论体系不断完善，为解决临床难题提供新视角总结与展望研究里程碑未解决问题临床转化方向中国贡献免疫学从古代观察疾病免疫性到现代尽管取得巨大进展，免疫学仍面临许免疫学研究的临床转化正在加速，重中国免疫学研究在全球影响力不断提精准免疫干预，经历了巨大飞跃关多基础和应用挑战如何在单细胞水点方向包括开发针对难治性感染和升，发表论文数量位居全球前三在键里程碑包括细胞免疫理论提出、抗平准确预测免疫反应？如何在不破坏肿瘤的新型免疫疗法；设计能诱导广新发传染病免疫机制、自身免疫疾病体结构解析、分子发现、细胞正常免疫功能的前提下精确干预病理谱保护的通用流感和冠状病毒疫苗；发病机制和免疫治疗领域做出原创性MHC T受体克隆、基因重排机制阐明，以及性免疫过程？记忆形成的分子机制是开发基于微生物组调控的疾病预防和贡献中国自主研发的抗体、PD-1近年来的检查点抑制剂和细胞什么？免疫系统如何平衡防御与耐受？治疗策略；利用免疫干细胞技术重建产品和创新疫苗技术进入国际CAR-T CAR-T疗法开发中国免疫学家在细胞亚群回答这些问题需要跨学科合作和新技受损免疫系统；建立基于免疫表型的市场，国家重点研发计划持续支持免T功能、黏膜免疫和疫苗领域做出重要术应用疾病分类系统，实现精准诊疗疫学基础和应用研究，推动中国从免贡献疫学研究大国向强国转变免疫学已从单纯理解感染防御发展为涵盖几乎所有疾病领域的核心学科未来十年，随着新技术不断涌现，我们将更深入理解免疫系统的运作规律，包括在单细胞和时空水平精确解析免疫应答过程，阐明免疫细胞命运决定机制，揭示免疫微环境互作原理，以及探索免疫系统与其他生理系统的交叉调控网络-这些基础研究进展将加速转化为临床应用，预期将出现更多针对癌症、自身免疫疾病、感染性疾病和代谢疾病的免疫治疗方案特别是，个体化免疫干预将成为现实，医生能根据患者独特的免疫特征选择最佳治疗策略，预测疗效和不良反应预防性免疫调节可能成为健康管理的关键组成，通过维持免疫平衡预防疾病发生展望未来，免疫学研究将继续突破边界，不断揭示生命奥秘，为人类健康做出更大贡献。