第四章__蛋白质与免疫.ppt

第四章 蛋白质与免疫,内 容,一、免疫学基础 二、抗原与抗体 三、免疫球蛋白的分子结构 四、免疫球蛋白的特点与功能 五、病毒性乙型肝炎,非典型肺炎（SARS）主要由受感染者的飞沫近距离传播，接触受感染者的分泌物也会感染，是一种呼吸道急性传染病，有比较强的传染力非典型肺炎的病原体为衣原体（一种原核生物）或者冠状病毒致病病毒能在空气中存活4到5小时，手会成为它们的依附体，而手又经常接触眼、口、鼻等身体部位，这些粘膜组织的外壳蛋白会成为冠状病毒与人体细胞相结合的受体，进而成为病毒入侵人体的通道但即使非典型肺炎是流行最严重的地区，也不是人人都会得病！因为，冠状病毒虽然厉害，对于免疫功能强大的人，它也是无能为力的！,,1.1 免疫的概念,概念：免疫是机体的一种特殊的保护性生理功能功能：通过免疫能够识别“自己”、排除“非己”，以维持内环境的平衡和稳定免疫系统：由三道防线构成皮肤分泌物的杀菌作用,第一道防线 （皮肤和黏膜组成）,第二道防线 （溶菌酶和吞噬细胞组成）,皮肤和黏膜的阻挡作用,黏膜上纤毛的清扫作用,溶菌酶使细菌溶解,吞噬细胞吞噬病原体,,非特异性免疫,白细胞消灭病原体,特点：先天的遗传的，不针对哪一种病原体，对多种病原体都有防御作用。

非专一性）,,,第三道防线：,特异性免疫（免疫器官和免疫细胞组成）,六 大 免 疫 器 官,骨髓：能生成红血球和白血球 胸腺：免疫细胞的训练基地 扁桃体：是上呼吸道的卫士 脾脏：储存血液、过滤血液、生成造血干细胞，激活B细胞产生大量抗体 淋巴：有淋巴结、淋巴管、淋巴液组成能净化血液和淋巴液 盲肠：有大量T细胞和B细胞，防止下腹部的疾病能通知免疫系统敌人在那里（情报员的作用）免疫系统,免疫细胞：淋巴细胞系（T细胞、B细胞、效应T细胞、效应B细胞） 吞噬细胞系（巨噬细胞，肥大细胞） 粒细胞系（噬中性粒细胞、噬酸性粒细胞、噬碱性粒细胞）,单核细胞,中性粒细胞,巨 噬 细 胞,B淋巴细胞,T淋巴细胞,—— 一个富有传奇色彩的科学词汇 起源：Immunis：exempt from ‘charges’控诉,税役 引申：Immune[i’mju:n]：exempt from diseases 现代：以特异性识别机体的各种抗原性成分为基础，协助机体对自身某些细胞和外来的异物（主要为病原成分）进行选择性清除，以维持自身的结构与功能稳定Immune,免疫系统的生理功能,免疫防御（immunological defence）:机体排斥外源性抗原异物的能力。

免疫自稳（immunological homeostasis）:机体识别和清除自身衰老残损组织、细胞的能力，是机体籍以维持正常内环境稳定的重要机制 免疫监视（immunological surveillance）:机体杀伤和清除异常突变细胞的能力，机体籍以监视和抑制恶性肿瘤在体内生长Progression of Smallpox,Day 7,Day 3,Day 5,天花病毒 (Pox virus),据文献追记最早在唐朝我国民间已利用人痘苗来防治；11世纪(宋真宗时)宰相王旦就曾接请人给儿子王素种过人痘. 到16世纪初(明隆庆时)，我国医生已广泛用天花的干痂(人痘)作为免疫原,成功预防了天花，但其术仍为医家秘传．清康熙时(1662-1722)，医家朱纯嘏公开了种痘术(>1713)，其后有关技术才广为人知，传播于天下，并很快传入欧洲，启发后人发明了牛痘天花疫苗的发明,中国的人痘,制作方法：人工将人痘（生苗）传代7次，得到熟苗，抗原性得以保留而毒性尽除，使用无危险而有效 传播：最早是俄罗斯，而后传入朝鲜、日本，后经俄罗斯传入土耳其1721年，经英国驻土耳其大使夫人Montagu（马大姑）将其传入英国。

欧洲的牛痘,18世纪欧洲天花流行，牛羊不能幸免 挤奶工人感染牛痘，但不会全身感染发病，愈后再不会的天花 英国乡村医生Jenner(真能)的发现：牛痘脓液注射预防天花天花病毒(病原体),人体,抵抗天花病毒的物质 （特殊蛋白质）,天花病毒,天花病毒侵入人体的过程,现代研究表明：,能够刺激机体产生免疫应答，并且能与 免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)特异性 结合的物质可使机体发生特异性免疫反应的物质2.1 抗原的概念,2.2 抗原的两种基本特性：（1）免疫原性：指抗原分子能够刺激机体产生免疫应答(产生特异性抗体及免疫效应细胞)的性质 （2）抗原性(又称免疫反应性)：指抗原分子与免疫应答产物(抗体或免疫效应细胞)发生特异性结合的性质完全抗原 ：具有免疫原性和抗原性的物质， 如：蛋白质、细菌、病毒等 半抗原（又称不完全抗原）：无免疫原性，只有抗原性的物质， 如：多为某些简单的小分子物质 载体 ：赋予半抗原以免疫原性的蛋白质 半抗原 + 蛋白质  完全抗原,半抗原,,,+,,载体,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,抗体,完全抗原,,,2.3 医学上重要的抗原 2.3.1 病原微生物：1.细菌性抗原：细胞壁：蛋白质、脂多糖等。

鞭毛：蛋白质菌毛：蛋白质夹膜：多糖2.病毒性抗原：衣壳：蛋白包膜：糖蛋白3.其它：立克次体、螺旋体、真菌等痢疾杆菌,,霍乱弧菌,伤寒杆菌,链球菌,,核心,,核衣壳,,包膜内层基质蛋白,,包膜外层,,刺突,真菌,,,白色念珠菌 (1,000X oil),疟原虫,2.3.2．细菌的外毒素与类毒素外毒素：细菌分泌的毒性蛋白质类毒素：经0.3%～0.4%甲醛处理过的失去毒性保留免疫原性的外毒素2.3.3．异种动物血清异种动物的血清蛋白对人具有免疫原性如：抗毒素血清（马血清） 破伤风抗毒素血清、白喉抗毒素血清等2.3.4．异嗜性抗原不同种属生物间存在的共同抗原2.3.5．血型抗原：——人类血型抗原已报导23个系统 1. ABO（H）血型系统： A、B、AB、O四型 血型 抗原（RBC） 抗体（血清）———————————————————A型 A抗原 抗B抗体B型 B抗原 抗A抗体AB型 AB抗原 无抗A、抗B抗体O型 无A、B抗原 抗A、抗B抗体———————————————————,,2.3.6．主要组织相容性抗原 (Major Histocompatibility antigen)人类：HLA（human Leukocyte antigen）2.3.7．肿瘤抗原：细胞恶变过程中出现的新抗原。

2.3.8．超抗原一类通过与MHC-II类分子（APC)和TCR-V(T 细胞）结合，刺激表达有特殊TCR-V 的T细胞亚群活化的抗原分子2.3.9．基因工程抗原：通过基因重组、再表达制备的抗原物质如：目的基因（编码抗原）+ 载体（质粒等） 重组DNA  细胞（真核或原核） 表达  纯化  基因工程疫苗19世纪末20世纪初，科学家们在实验中发现，用细菌或其外毒素给动物注射，过一段时间后，该动物的血清中出现一些有防御作用的保护性成分 在20世纪30年代，科学家用电泳法鉴定，证明抗体是一种球蛋白 1959年科学家对抗体的结构进行了研究，证明它是由四条肽链组成，借二硫键连接在一起，形成一个“Y”型的四链分子不同的抗体某些部分氨基酸序列各不相同，决定抗体的特异性抗体（antibody,Ab)是B细胞识别抗原后增殖分化为桨细胞所产生的一种蛋白质，主要存在于血清等体液中，能与相应抗原特异性地结合，具有免疫功能 免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）是指具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白,3.1 基本概念：,,抗体和免疫球蛋白的关系: 抗体都是免疫球蛋白，并非所有免疫球蛋白都具有抗体活性。

免疫球蛋白分为分泌型Ig(sIg)和膜型Ig(mIg),与抗体有关的诺贝尔奖获得者,3.2 免疫球蛋白的分子结构,,3.2.1.基本结构(一)重链（heavy chain，H） 2条轻链（light chain，L） 2条(二)可变区（variable region, V区）恒定区（constant region, C区）(三)超变区（ hyper-variable region, HVR),又称互补决定区(complementary determining region, CDR） 骨架区（framework region, FR）(四)铰链区（hinge region）,3.2.2.功能区（domain）轻链:VL，CL重链:VH，CH1，CH2，CH3(IgG、IgA 和IgD)多一个CH4（IgM和IgE）,3.2.3 功能区的主要功能：VH和VL --- 抗原结合部位；CH1～3和CL --- Ig遗传标志所在；CH2(IgG)、CH3(IgM) --- C1q结合部位； CH2～CH3(IgG) --- 结合并通过胎盘；CH3(IgG) --- FcγR结合部位；CH4(IgE) --- FcεR结合部位。

3. 2. 3. 水解片段木瓜蛋白酶（Papain）  IgGFab段(fragment of antigen- binding,抗原结合片段)Fc段（fragment crystalizable,可结晶片段）胃蛋白酶（Pepsin） IgGF( ab′)2pFc ′意义：阐明Ig分子生物学作用；构建基因工程抗体3.2.4.其它成分1.连接链（joining chain，J链)2.分泌片（secretory piece, SP）,3. 3 免疫球蛋白的异质性,异质性（heterogeneity） 即：免疫球蛋白分子的不均一性 表现为：不同类型的Ig, 其轻/重链类型不同同一类型Ig，识别抗原的特异性不同V区有差异,免疫球蛋白的类型类（class）:重链C区抗原的差异γ---IgGα---IgAμ---IgMδ---IgDε---IgE,亚类（subclass）同类中重链C区的差异同一类免疫球蛋白其重链的抗原性 及二硫键数目和位置不同如： IgG有IgG1~IgG4四个亚类IgA有IgA1~IgA2两个亚类,型（type）:轻链C区抗原的差异λ、κ两型轻链λ、κ两型Ig亚型（subtype）:同一型免疫球蛋白中, 按其轻链C区N端 氨基酸排列的差异，又可分为亚型,Susumu Tonegama Ig的基因结构 Nobel Prize 1987,外源因素所致——Ig的多样性多样性抗原 多样性抗体内源因素所致——Ig的血清型Ig分子上有三类不同的抗原表位同种型 同种异型 独特型,,同种型（isotype）种属型标志，Ig C区同种异型（allotype）个体标志，Ig C区独特型 （idiotype）每个Ig分子所特有独特位（Id)HVR/CDR/Id,3.5 各类免疫球蛋白的特性与功能,IgG 单体，血清和细胞外液中含量最高 四个亚类: IgG1 IgG2 IgG3 IgG4 半衰期长，约20～23天临床应用以2～3W重复为宜 是治疗用丙球的主要成分（人工被动免疫） 主要的抗感染抗体 唯一通过胎盘的抗体（自然自动免疫）,IgM五聚体，分子量最大，又称巨球蛋白 激活补体和免疫调理作用最强 个体发育中合成最早的Ig 初次体液免疫应答中最早出现的Ab有助于感染性疾病的早期诊断 天然的血型抗体 单体IgM是细胞膜表面免疫球蛋白(mIgM) 只表达mIgM是未成熟B细胞的标志,,IgA血清型有两个亚类：IgA1 IgA2 分泌型 IgA（SIgA）存在于外分泌液：黏膜分泌液、初乳、唾液、泪液等初乳中含量较高（婴儿自然被动免疫） SIgA的分子结构中有J链和SP SIgA是粘膜局部抗感染的重要因素,。