免疫耐受与调节.ppt

1、1、B细胞在生发中心的分化发育包括（ ）进行抗原受体的2次重排;阴性选择;IgV的高频率体细胞突变;抗体亲和力成熟;Ig类别转换2、下面哪种免疫效应需要抗体参与( )ADCC;对毒素的中和作用;补体经典途径对靶细胞的溶解;NK杀伤作用;Tc细胞杀伤作用,复 习,acde,abc,3、 对TD-Ag的免疫应答过程包括( )APC对抗原的摄取、处理和提呈;T、B细胞对抗原的特异性识别;T细胞在胸腺内的分化成熟;T、B细胞的活化、分化、增殖;效应细胞与效应分子的产生和作用4、 B细胞介导的体液免疫再次应答时具有下列特点( )潜伏期较短;维持时间短;抗体效价高;抗体种类以IgM为主;抗体种类以IgG为

2、主,复 习,abde,ace,第十一章 免疫耐受和免疫调节Immunotolerance Immune regulation,了解：1免疫耐受建立和打破的策略和临床意义2独特型的基本概念3整体和群体水平的免疫调节理解：1中枢耐受、外周免疫耐受、低带耐受、高带耐受的基本概念2分子水平的免疫调节3细胞水平的免疫调节4免疫网络学说,教学目的,掌握：1免疫耐受、克隆清除和克隆无能的概念2中枢免疫耐受产生机制3外周免疫耐受产生机制4免疫调节的基本概念,1免疫耐受、克隆清除和克隆无能的概念2中枢免疫耐受和外周免疫耐受产生机制3免疫调节的基本概念,教学难点：1中枢免疫耐受和外周免疫耐受产生机制2免疫网络学说

3、,教学重点:,使用教材：医学免疫学（第二版），龚非力主编， 科学出版社，2007年。参考教材：医学免疫学（第五版），金伯泉主编， 人民卫生出版社，2008年；,生理性免疫应答,正免疫应答: 抗肿瘤、抗感染,负免疫应答：自身耐受,病理性免疫应答,正免疫应答 过强: 超敏反应 过弱: 免疫缺陷,负免疫应答终止: 自身免疫病,第一部分 免疫耐受Immunotolerance,Outline,免疫耐受的概念及类型 免疫耐受的诱导条件 免疫耐受的形成机制 免疫耐受的临床意义,一、免疫耐受（immunotolerance)的概念 机体免疫系统在接触某种抗原后产生的特异性免疫无应答状态或低应答，但对其它抗原

4、仍保持正常免疫应答的现象。 引起免疫耐受形成的抗原称耐受原( tolerogen)。,第一节 免疫耐受的概念和特性,二、免疫耐受有三种分类先天免疫耐受（天然或人工）和后天免疫耐受（病原感染或人工）完全耐受(T、B细胞同时耐受）和部分耐受中枢耐受（胚胎期和T、B细胞发育过程中）和外周耐受（成熟的T、B细胞）,三、免疫耐受的特性抗原特异性诱导性：抗原诱导转移性非遗传性：免疫耐受可诱导、也可转移，但不遗传,免疫抑制（ immunosuppression ） 抗原非特异性免疫无应答性或应答减弱状态。免疫缺陷(immunodeficiency) 对所有抗原缺乏全部或某一特定类型的免疫应答为免疫缺陷。 遗

5、传所致的免疫系统缺陷: 胸腺发育缺如 获得性免疫缺陷病毒感染: AIDs,注意：易混淆概念,裸鼠(nude mice),特征：无毛、先天性胸腺发育不全。T细胞缺陷，抵抗力差，易患病毒性肝炎和肺炎，因而饲养和繁殖要求条件比较严格，在SPF环境下可生存。,DiGeorge综合征（先天性胸腺发育不全）,Low set, notched（有锯齿状的)earsFish mouthA thymic graft can correct T cell defect,Poor development or absence of thymus（胸腺先天发育不全或缺陷）,免疫耐受与免疫抑制的区别,第二节 免疫耐受的

6、形成和维持,Owen于1945年首先报道了异卵双生 小牛血型嵌合体现象Medawar进而发现它们彼此进行皮肤移植也不发生排斥反应,一、免疫耐受可天然存在，亦可人工诱导,天然免疫耐受现象,异卵双生小牛天然联体共生血型嵌合皮肤移植不发生排斥,提示：在胚胎期接触Ag可诱导免疫耐受的形成这种生来即已具有、对某一抗原的特异性无反应性，称为天然耐受。,天然耐受（自身耐受）,负应答,不成熟的免疫系统,自身组织抗原,胚胎期,储存脐带血 = 为宝宝储存健康,自体移植,天然耐受,杜绝排异,1954年 人工诱导免疫耐受获得成功,Peter Medawar英国免疫学家1960年获得诺贝尔奖,Need for tiss

7、ue and organ graft drove the curiosity to understand the mechanisms of tolerance. The observations a zoologist, Owens, that Dizygotic bovine twins could accept grafts from each other but their siblings from other pregnancies could not tolerate such grafts led Medawar to perform a series of experimen

8、ts to induce tolerance in mice.,1954年Medawar等设计并建立了同种移植耐受试验,六周后,A系新生小鼠,B系小鼠,皮肤移植,移植物存活,1953年，Medawar,六周后,A系新生小鼠,皮肤移植,移植物排斥,C系小鼠,1953年，Medawar,提示：在新生期若接触某种抗原，可形成获得性免疫耐受,胚胎期新生期,接触自身抗原或外来抗原,不成熟的T、B细胞,出生或成年后,对相同抗原不发生免疫应答,免疫耐受的形成,二、免疫耐受的诱导条件,1、机体因素,(1) 免疫系统成熟程度,胚胎期、新生儿期： 免疫系统不成熟，易产生耐受成年人： 免疫功能成熟，不易诱导耐受,(

9、2) 机体生理状态,健康成年人：难诱导耐受免疫抑制：免疫抑制状态有利于诱导耐受,全身淋巴组织照射抗淋巴细胞血清环磷酰胺、糖皮质激素等免疫抑制剂,(3) 动物种属与品系 小鼠和大鼠较兔和猴等动物对耐受诱导敏感,大鼠、小鼠,兔、有蹄类、灵长类,2、 抗原因素,(1) 抗原性质,BSA,(2) 抗原剂量,不同抗原剂量诱导的应答情况,低带与高带耐受的主要特征,参与细胞 T T、B产生速度 快 慢持续时间 长 短抗原种类 TD抗原 TD、TI抗原,低带耐受 高带耐受,口 服：易诱导免疫耐受静脉注射：易诱导免疫耐受皮下注射：易诱导免疫应答肌肉注射：易诱导免疫应答,(3) 抗原免疫途径,HEL,Ts 活化,

10、Th 活化,（）,免疫耐受,Th 活化,免疫应答,(4)抗原表位的数量和结构,影响免疫耐受的抗原因素,抗原性质Physical form of antigen,抗原剂量Dose of antigen,免疫途径Route of injection,因素,免疫耐受,大分子、 颗粒性、聚合体,小分子、可溶性、单体,适当剂量,过低剂量或 过高剂量,皮下、肌肉注射,口服、静脉注射,免疫应答,中枢耐受机制外周耐受机制,第三节 免疫耐受产生的机制,中枢耐受：在胚胎期及在T、B细胞的发育过程中，遇自身抗原所形成的耐受。包括克隆清除、克隆流产和克隆无能；外周耐受：T、B免疫功能细胞遇内源性或外源性抗原，不产生免

11、疫应答。包括克隆清除、克隆无能、抑制性调节和免疫隔离等。,T细胞的中枢耐受：阴性选择 B细胞的中枢耐受：克隆流产(Clonal abortion) 、克隆无能(anergy) 。,一、中枢免疫耐受机制,胸腺是T细胞分化、发育的主要场所，具有如下重要免疫功能：,接受T细胞前体是T细胞成熟、训练和筛选的主要发育中心调控成熟T细胞释放入外周,T细胞的中枢耐受,T细胞中枢耐受,阴性选择(negative selection),发生在胸腺皮质与髓质交界处排除了与自身肽-MHC分子结合的，针对自身抗原起反应的细胞克隆，是T细胞形成自身耐受的重要机制。分化为仅能识别非己抗原的T细胞,克隆选择学说 （clon

12、al selection theory）免疫细胞发育早期，接触抗原后，相应的特异性淋巴细胞克隆发生凋亡，即克隆清除，机体将不对此抗原产生正向免疫应答。,Burnet,1957,重点内容,问题：,为什么胸腺会表达众多的来自其他组织的自身抗原呢?,Nature reviews Immunol, 2007, 7:645-650,自身免疫调节因子（Autoimmune regulator，Aire）,功能：调控机体组织抗原在胸腺髓质上皮细胞中 的异位表达。1500 gene,问题：,T细胞的阴性选择能够清除全部的自身反应性T细胞吗？,如能，则：,Thymus中APC必须表达所有的自身抗原,某些抗原并不

13、能在thymus中被发现：如胰岛细胞的谷氨酸脱羧酶某些抗原只在成年期表达,Only 60-75% autoreactive T cells can be deleted during negative selection！,B细胞中枢耐受,Nossal于1974年提出B细胞克隆流产学说：前B细胞在发育为B细胞之前接触抗原，则B细胞发育中止；Vitetta于1975年提出mIgM抑制学说：未成熟B细胞表面mIgM接触抗原可启动胞内抑制信号，导致抗原特异性B细胞无能。,二、外周耐受机制,外周自身反应性T及B细胞的产生： 胸腺及骨髓基质细胞并不表达某些外周器官的组织特异性抗原或存在低亲和力的自身反应

14、性T细胞针对自身组织特异性抗原的T/B细胞克隆未被消除(输至外周）。,通过中枢耐受机制尚不能完全清除的自身反应性T、B细胞，可能在外周免疫器官被清除或使其丧失功能,产生机制： 1、免疫隔离； 2、自身反应性淋巴细胞的克隆无能； 3、活化诱导自身反应性淋巴细胞死亡； 4、调节性T细胞的作用； 5、克隆忽视作用； 6、淋巴细胞移行限制。,体内存在一些生理性屏障，可将自身反应性T细胞与某些自身抗原组织隔离，从而形成免疫隔离部位（脑、眼的前房部位、胎盘等），并在一些抑制性细胞因子的参与下，在该部位进行同种异体组织或器官移植一般不发生排斥反应。,机制：免疫隔离,机制：克隆忽视,绝大多数组织特异性抗原浓度

15、太低，不足以活化相应的自身反应性T及B细胞，这种自身抗原与自身反应性T细胞并存状态称克隆忽视（clonal ignorance）；但是这些T、B细胞对于适合浓度的相应抗原刺激仍然具有正常反应性，故有致自身免疫病的危险。,T和B细胞的活化需要包括来自抗原、共刺激分子和细胞因子等多种刺激信号的作用。其中某种活化刺激信号的缺失或无功能，均可导致T、B细胞不能活化，处于无能状态。,机制：克隆无能,（1）T细胞克隆无能,（2）B细胞克隆无能在无T细胞辅助情况下，自身反应性B细胞对外周可溶性自身抗原处于免疫无能状态。,B细胞克隆无能,机制：克隆清除,在转基因小鼠模型中发现，一旦外周成熟T细胞接触自身抗原得

16、以活化后，能迅速通过Fas/FasL途径介导的AICD凋亡机制导致自身反应性细胞的清除。,活化诱导自身反应性淋巴细胞死亡 (activation induced cell death, AICD),外周自身反应性T、B细胞的活化受调节性T细胞的抑制，维持自身耐受。,机制：调节性T细胞的抑制作用,（1）未活化的自身反应性淋巴细胞仅表达L-选择素和CD45RA等黏附分子不能穿过血管壁进入外周组织，自身反应性淋巴细胞很少有机会接触外周组织中的自身抗原。（2）与自身抗原接触的B细胞失去进入淋巴滤泡的能力，从而失去产生针对自身抗原的抗体能力。,机制：淋巴细胞移行限制,自身免疫病,器官移植,慢性感染,肿

17、瘤,建立,打破,免疫耐受,Autoimmune disease,Organtransplantation,Immunotolerance,Tumor,Chronic infection,第四节、免疫耐受的临床意义,（一）建立免疫耐受,1. 口服或静脉注射免疫原建立全身免疫耐受,非肥胖性糖尿病,口服胰岛素,Example 1,Immunotolerance,攻击自身胰岛细胞,免疫系统识别自身胰岛素分子并被活化,口服/静脉注射腹腔注射皮下/肌肉注射,移植前静注供体血细胞,延长移植物存活,器官移植,Example 2,受体对供体抗原产生耐受,2. 自身抗原拮抗剂的应用,从人工肽库中筛选拮抗肽,竞争抑

18、制抗原与相应TCR或BCR结合,诱导免疫耐受,(1)使用第二信号阻断剂 抗CD40LmAb与CD40L结合 阻断CD40-40L结合(2)抑制DC的功能 (3)提高移植物FasL的表达 (4)胸腺内移植异种抗原可导致机体对此抗原的全身耐受,3.新方法的应用,在慢性感染及肿瘤患者中，常因诱导免疫应答的条件缺陷导致致免疫耐受；提供相应条件，可望恢复免疫应答。,（二）打破免疫耐受,如：利用T淋巴细胞活化的双信号机制,第一信号 TCRpMHC第二信号 CD28-B7,1.免疫原及免疫应答分子用于肿瘤患者的治疗,2. 细胞因子及其抗体的合理使用,IFN-和IL-12,促进T细胞活化打破免疫耐受,抗TGF

19、-抗体,消除TGF-对免疫的抑制作用，打破免疫耐受,针对促T细胞活化的细胞因子,针对抑制T细胞活化的细胞因子,抑制或清除CD4+CD25+ Treg细胞可增强免疫系统对肿瘤的免疫应答。,肿瘤局部浸润的CD4+CD25+ Treg可削弱抗肿瘤免疫应答,3. 干预CD4+CD25+ Treg细胞,第二部分 免疫调节Immune Regulation,免疫应答过程中,各种免疫细胞与免疫分子相互促进和抑制,形成正、负作用的网络结构,并在遗传基因的控制下,完成免疫系统对抗原的识别和应答。,免疫调节(immune regulation),Outline,分子水平的调节细胞水平的调节独特型网络的调节整体水平

20、的调节,1. 抗原的调节作用2. 抗体和免疫复合物的调节作用3. 补体的调节作用4. CK的免疫调节作用,一、分子水平的调节,抗原的性质应用结构类似的人工合成肽段可发挥免疫调节作用。,1抗原的调节作用 -是调节免疫应答的最关键因素,抗原多肽结构改变对免疫应答的影响,2. 抗体和抗原-抗体复合物调节,抗体以发挥负调节作用为主 抗体加速抗原清除 抗原封闭或抗原竞争 受体交联,3补体调节,免疫调理,介导免疫黏附，清除循环免疫复合物,4. 细胞因子的免疫调节作用 正调节如IL-2，IL-4等可促进T、B细胞活化、增殖和分化。 负调节TGF-，IL-10等可显著抑制T细胞活化、增殖、细胞因子释放及功能。

21、,1.T细胞亚群的调节作用,二、细胞水平的调节,（1）具有负调节功能的T细胞亚群（Treg）,（2）Th1/Th2细胞的免疫调节作用,（3）细胞凋亡介导的负调节作用,2. 巨噬细胞的调节作用 正调：提呈抗原，分泌IL-1 负调：清除抗原，分泌前列腺素E3. NK细胞的调节作用 正调：分泌IL-1、 IL-2 负调：杀伤未成熟T细胞、抑制B细胞的增殖,独特型（idiotype,Id） 同一分子所有独特位的集合。针对独特型的抗体（Ab2）称为独特型抗体（anti-idiotype Ab）。 独特型分布部位：主要覆盖CDR（Ab2），部分位于CDR相邻的骨架区（Ab2）。,独特位（idiotope）

22、 指存在于Ig、TCR、BCR分子中、与同一个体内其它Ig、TCR、BCR分子不同的表位。,三、独特型网络的调节,难点内容,神经递质/内分泌激素、受体和免疫细胞及免疫分子间形成复杂的调节网络 在整体水平对免疫应答发挥调节作用。,四、整体水平调节,神经-内分泌-免疫网络调节,小 结,一、免疫耐受的概念 机体对某种抗原的特异性免疫无应答状态。区别：免疫抑制（ immunosuppression ） 机体在后天外界因素的影响下，对所有抗原的免疫应答能力下调或丧失。免疫缺陷（immunodeficiency） 非特异性低应答或无应答状态。,二、影响免疫耐受形成的因素,Specific Ag,无应答,抗

23、原因素1.抗原的性质2.抗原剂量3.抗原免疫途径,机体因素1.免疫系统的成熟度(年龄)2.种属和品系（遗传）3.机体免疫功能状态,三、中枢免疫耐受的机制,1. T细胞的中枢耐受：克隆选择学说（clonal selection theory） 免疫细胞发育早期，接触抗原后，相应的特异性淋巴细胞克隆发生凋亡，即克隆清除，机体将不对此抗原产生正向免疫应答。2. B细胞的中枢耐受：与自身抗原具有高亲合力的未成熟B细胞被克隆清除或处于无反应性(anergy)状态。,名词解释：免疫耐受、中枢耐受、外周免疫耐受、克隆无能简答题：(1) 免疫耐受形成的主要机制； (2) 简述独特性网络的生物学意义思考题： 试以肿瘤和移植排斥为例，分别叙述在哪些情况下需要打破免疫耐受和在哪些情况下需建立免疫耐受，以及有关方法的基本原理。,Homework,