12免疫系统

null免疫系统 Immune System免疫系统 Immune System主讲教师：金 辉 jinhui@zzu.edu.cn内容提要内容提要 概述 主要免疫细胞 淋巴组织 淋巴器官的结构和功能概 述概 述淋巴器官免疫系统的组成淋巴组织免疫系统的组成淋巴细胞、巨噬细胞、抗原提呈细胞、浆细胞、粒细胞和肥大细胞等免疫球蛋白、补体和多种细胞因子，由免疫细胞产生。免疫活性因子免疫细胞免疫系统的组成免疫系统的功能：“内审诸己，外察诸异”免疫系统的功能：“内审诸己，外察诸异” 免疫防御immunologic defense 识别和清除进入机体的抗原（病原生物、异体细胞等） 免疫监视immunologic surveillance 识别和清除体内面抗原发生变异的细胞（肿瘤细胞或 病毒感染细胞） 免疫稳定immunologic homeostasis 识别和清除体内衰老死亡的细胞，维持内环境的稳定。免疫系统功能的分子基础免疫系统功能的分子基础主要组织相容性复合分子(major histocompatibility complex molecular, MHC分子)：为自身细胞的标志,有种属特异性 MHC-I: 分布于体内所有细胞表面 MHC-II: 仅分布于一些免疫细胞表面 抗原提呈时，首先识别MHC分子免疫系统功能的分子基础免疫系统功能的分子基础T细胞和B细胞表面特异性的抗原受体（TCR或者BCR） T细胞（B细胞）受体种类多达百万种，但经过基因重排之后，只有一种抗原受体表达于细胞表面一、免疫细胞（immune cell）一、免疫细胞（immune cell）淋巴细胞（lymphocyte） 巨噬细胞（macrophage）及单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocyte system, MPS） 抗原提呈细胞（Antigen presenting cell ）（一）淋巴细胞（lymphocyte） ---免疫系统核心细胞（一）淋巴细胞（lymphocyte） ---免疫系统核心细胞1. T细胞:胸腺依赖淋巴细胞 2. B细胞:骨髓依赖淋巴细胞 3. NK细胞:自然杀伤性淋巴细胞根据发生来源、形态特点和免疫功能等方面的差异，分为：1. T细胞1. T细胞胸腺产生初始T细胞（naive T cell)外周淋巴器官或淋巴组织（静止状态）效应T细胞 (effector T cell)记忆性T细胞(memory T cell)接触APC提呈的，与其抗原受体匹配的抗原肽迁入细胞免疫静息状态，长期保持免疫记忆及迅速再次反应能力T细胞亚群T细胞亚群⑶ 调节性T细胞（regulatory T cell ,Tr细胞） 　　抑制T细胞的活化和增殖，对免疫应答进行负调节，使免疫应答不致过于强烈⑴辅助性T细胞（helper T cell , Th细胞） 　　通过分泌细胞因子辅助B细胞和Tc 细胞进行免疫应答⑵细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell ,Tc细胞） 　　通过释放穿孔素和颗粒酶，直接攻击带异抗原的肿瘤细胞、病毒感染细胞和异体细胞nullT细胞增殖分化过程示意图nullTc细胞作用过程模式图2. B细胞2. B细胞初始Ｂ细胞离开骨髓（naive Ｂ cell)外周淋巴器官或淋巴组织（静止状态）效应Ｂ细胞（浆细胞） (effector Ｂ cell)记忆性Ｂ细胞(memory Ｂ cell)抗原刺激迁入体液免疫静息状态，长期保持免疫记忆及迅速再次反应能力3. NK细胞3. NK细胞 体积大，胞质丰富，含有大量的溶酶体。无需抗原提呈细胞的中介，不借助抗体，即可直接杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞。淋巴细胞再循环（recirculation of lymphocyte）淋巴细胞再循环（recirculation of lymphocyte）周围淋巴器官和淋巴组织内的淋巴细胞可经淋巴管进入血流循环于全身，它们又可通过毛细血管后微静脉再回入淋巴器官或淋巴组织内，如此周而复始，使淋巴细胞从一个淋巴器官到另一个淋巴器官，从一处淋巴组织至另一处淋巴组织。这种现象称为淋巴细胞再循环除效应T细胞、幼浆细胞、K细胞和NK细胞以外，大部分淋巴细胞均参与再循环，尤以记忆T细胞和记忆B细胞最为活跃。 null淋巴细胞再循环示意图参与再循环的淋巴细胞大量位于淋巴器官或淋巴组织内，其总数约为血液中淋巴细胞总数的数十倍，总称为淋巴细胞再循环库。淋巴细胞通过淋巴结再循环一次需18～20小时，通过脾再循环较快，约需2～8小时。淋巴细胞再循环的意义淋巴细胞再循环的意义 正是由于这种淋巴细胞的再循环，使淋巴细胞能在体内各淋巴组织及器官处合理分布，带有特异性抗原受体的T细胞和B细胞不断在体内各处巡游，增加了与抗原和抗原提呈细胞接触的机会。 这些细胞接触相应的抗原后立即进入淋巴组织发生增殖反应，产生初次或再次免疫应答；并动员淋巴细胞至病原体入侵处，将抗原活化的淋巴细胞引流入局部淋巴组织及器官，同时完成T、B、APC细胞间协同的免疫应答作用，产生效应淋巴细胞，定向并相对集中地迁移定位于炎症部位，发挥免疫作用。 （二）巨噬细胞及单核吞噬细胞系统（二）巨噬细胞及单核吞噬细胞系统巨噬细胞：单核细胞穿出血管后分化形成。 单核吞噬细胞系统：单核细胞及其分化来的具有吞噬功能的细胞，包括： 单核细胞（血液） 巨噬细胞（结缔组织和淋巴组织） 破骨细胞（骨组织） 肝巨噬细胞（肝脏） 肺巨噬细胞（肺脏）（三）抗原提呈细胞（Antigen presenting cell ）（三）抗原提呈细胞（Antigen presenting cell ）捕获和处理抗原，形成抗原肽-MHC分子复合物，将其提呈给T细胞，激发后者活化增殖。 包括树突状细胞（dendritic cell, DC）和巨噬细胞。 表面有大量MHC-II类分子，有树枝状突起。其抗原提呈 能力强于巨噬细胞。 包括： 朗格汉斯细胞（表皮） 间质DC（心、肝、肺、肾、消化管） 血液DC 面纱细胞（淋巴） 交错突细胞（淋巴器官和淋巴组织）null巨噬细胞处理抗原过程示意图二、淋巴组织（lymphoid tissue）二、淋巴组织（lymphoid tissue）弥散淋巴组织（diffuse lymphoid tissue） 淋巴小结（lymphoid nodule）以网状组织为支架，网孔中充满淋巴细胞和其它免疫细胞（一）弥散淋巴组织（diffuse lymphoid tissue）（一）弥散淋巴组织（diffuse lymphoid tissue）无明确界限 其内有毛细血管后微静脉，又称高内皮微静脉，是淋巴细胞从血液进入淋巴组织的通道。 抗原刺激可使其扩大并出现淋巴小结。null高内皮微静脉（high endothelial venule）（二） 淋巴小结（lymphoid nodule）（二） 淋巴小结（lymphoid nodule）又称淋巴滤泡。呈球形小体，有明确界限 含大量B细胞，部分Th细胞、滤泡树突状细胞、巨噬细胞等 抗原刺激后，产生生发中心。 初级淋巴小结：无生发中心 次级淋巴小结：有生发中心 抗原刺激下，增大增多，产生大量浆细胞，分泌抗体， 参与体液免疫应答淋巴小结初级淋巴小结次级淋巴小结生发中心淋巴小结生发中心Ｄ　暗区 Ｌ　明区 Ｃ　小结帽ＤＬＣ生发中心生发中心ＣＣnull迁移到初级淋巴小结并分裂增殖, 成为大而幼稚、嗜碱性强的B细胞,紧密聚集于淋巴小结一端 生发中心的形成初始B细胞或记忆性B细胞识别抗原Th细胞辅助继续增殖分化成为中等大的B细胞，排列不紧密并夹杂较多的DC产生的幼浆细胞迁移至附近的弥散淋巴组织，或机体其他部位的淋巴组织或结缔组织，转化为浆细胞迁移暗区明区null生发中心的形成不具有该抗原特异性受体的B细胞被推向外侧小结帽三、淋巴器官(lymphoid organ)三、淋巴器官(lymphoid organ)中枢淋巴器官 包括：胸腺和骨髓 发生早(出生前) 培育各类不同淋巴细胞的场所 产生并向周围淋巴组织输送初始淋巴细胞（T或B）周围淋巴器官 包括：淋巴结、脾和扁桃体 发生晚（出生后） 淋巴细胞定居的部位 进行免疫应答的场所 抗原刺激后淋巴细胞增殖（一）胸腺(thymus)（一）胸腺(thymus)被膜（薄层结缔组织），伸入其内形成小叶间隔1.胸腺的结构（1）皮质(cortex)（1）皮质(cortex)胸腺上皮细胞构成支架, 间隙内含有大量胸腺细胞和少量基质细胞①胸腺上皮细胞（上皮性网状细胞）： 分布于被膜下或胸腺细胞之间； 星形，有突起，以桥粒连接成网； 分泌胸腺素和胸腺生成素。null②胸腺细胞：在胸腺内处于不同分化发育阶段的T细胞阳性选择：a.能够识别基质细胞表面MHC分子的胸腺细胞存活 b.不能识别基质细胞表面MHC分子的胸腺细胞凋亡阴性选择：凡能与机体自身抗原发生反应的，发生凋亡最终只有5％左右的胸腺细胞能发育成熟，成为初始T细胞。 阳性选择使胸腺细胞具有了自身限制性阴性选择使胸腺细胞具有了自身耐受性（2）髓质(medulla)（2）髓质(medulla)有大量胸腺上皮细胞，少量初始T细胞、巨噬细胞髓质上皮细胞： 多边形，胞体较大 能分泌胸腺激素 部分形成胸腺小体胸腺小体(thymic corpuscle)胸腺小体(thymic corpuscle)胸腺的特征性结构，在髓质内散在分布。 由胸腺小体上皮细胞呈同心圆状排列而成。 小体外周的细胞较幼稚；近中心的细胞较成熟；小体中心的细胞完全角质化，强嗜酸性 功能不详，缺乏胸腺小体不能培育出T细胞。血-胸腺屏障(blood-thymus barrier)血-胸腺屏障(blood-thymus barrier)定义：血液与胸腺皮质之间的屏障结构 组成：连续毛细血管内皮（细胞间有紧密连接） 内皮基膜 血管周隙（含巨噬细胞） 上皮基膜 一层连续的胸腺上皮 功能：阻挡抗原物质进入胸腺皮质，维持内环境稳定， 保证胸腺细胞的正常发育。null2.胸腺的功能形成初始T细胞的场所 新生小鼠立即摘除胸腺缺乏T细胞无移植排斥反应产生Ab能力下降新生小鼠几周后摘除胸腺有免疫功能但免疫力随时间推移而下降null裸鼠：主要特征表现为无毛Hairless、裸体Nacked和无胸腺Athymus 可作移植人类恶性肿瘤的接受体移植于裸鼠的人类恶性肿瘤具有以下特征： 　　1．被移植肿瘤仍保持原有组织学构造或各种机能。 　　2．将人癌组织的组织培养物移种于裸鼠时，能重现已在组织培养中消失的原有的癌结构。 　　3．几乎未发现被移植肿瘤的转移。 　　上述特征有助于分析人类肿瘤的性质。 　null　　1．裸鼠体内免疫缺陷机制恒定，其它鼠类需另加去免疫措施，其条件恒定性受个体差异因素影响。 　　2．可以控制肿瘤的致癌性，使人体肿瘤移植后良好生长。 　　3．接种成功的瘤结构具有原肿瘤的结构特点，有利于体外培养的瘤细胞株的鉴定； 　　4．研究肿瘤在体内的生长行为与过程，探讨肿瘤与宿主免疫间的相互关系。 　　5．体内和体外研究互补配合进行观察。 　　6．可利用其建立稳定的动物模型，进行药物筛选。肿瘤细胞形态、染色体含量和同功酶水平与人体肿瘤一样，说明未发生细胞选择和细胞杂交现象，细胞动力学和生物化学特征也未改变。 　　7．在动物体内进行连续接种传代后的肿瘤细胞，在体外培养中也易于获得长期生存，可提高培养的成功率等。 　　因此，裸鼠的应用，将对肿瘤基础研究工作做出新的贡献。 （二）淋巴结（lymph node）（二）淋巴结（lymph node）300-500个，呈肾形或豆形 被膜：含输入淋巴管 小梁：被膜伸入实质形成， 构成粗支架 门部：含输出淋巴管 实质：皮质和髓质1.淋巴结的结构1.淋巴结的结构髓质浅层皮质 副皮质区 皮质淋巴窦髓索 髓窦被膜皮质（1）皮质（1）皮质浅层皮质：由淋巴小结及小结间弥散淋巴组织构成，为B细胞区副皮质区：为皮质深层的弥散淋巴组织，主要由T细胞组成，故称为胸腺依赖区。富含毛细血管后微静脉皮质淋巴窦：包括被膜下窦和小梁周窦窦壁：由扁平的内皮细胞衬里，其外有网状纤维和扁平的网状细胞 窦腔：由星状内皮细胞支撑，许多巨噬细胞附着于内皮细胞上；淋巴在窦内缓慢流动，利于巨噬细胞清除抗原。null毛细血管后微静脉模式图null毛细血管后微静脉光镜图(低倍及高倍)null毛细血管后微静脉内皮细胞 淋巴细胞null毛细血管后微静脉电镜图皮质淋巴窦模式图皮质淋巴窦模式图皮质淋巴窦光镜图皮质淋巴窦光镜图（2）髓质（2）髓质髓索:相互连接的索条状淋巴组织,含浆细胞、 B细胞和巨噬细胞,浆细胞分泌抗体 髓窦:结构同皮质淋巴窦，但宽大，巨噬细胞多， 有较强滤过功能。(3)淋巴结内的淋巴通路(3)淋巴结内的淋巴通路2.淋巴结的功能2.淋巴结的功能（1）滤过淋巴 巨噬细胞清除淋巴中的抗原物质 （细菌、病毒、毒素等） 99.5% （2）免疫应答 体液免疫应答（B 细胞） 细胞免疫应答（T 细胞）（三）脾（spleen）被膜白髓（White pulp）：新鲜、灰白色点状区域 红髓（Red pulp）：深红色的大部分组织间皮 较厚的致密结缔组织（弹性纤维＋平滑肌纤维） （三）脾（spleen）1.脾的结构null（1）白髓 (white pulp)（1）白髓 (white pulp)动脉周围淋巴鞘淋巴小结中央动脉周围的厚层弥散淋巴组织 含大量T细胞及少量巨噬细胞与交错突细胞---胸腺依赖区 无毛细血管后微静脉 中央动脉旁有一条伴行淋巴管，是T细胞迁出脾的重要通道动脉周围淋巴鞘一侧，主要含B细胞白、红髓交界处的狭窄区域，T细胞、B细胞和较多巨噬细胞 有边缘窦（血液淋巴细胞及抗原进入白髓；白髓淋巴细胞进入血液）边缘区（2）红髓 (red pulp)（2）红髓 (red pulp)脾索：富含血细胞的淋巴组织 有较多B细胞、浆细胞、巨噬细胞和树突状细胞 笔毛微动脉开口于脾索形态不规则，相连成网 长杆状内皮细胞围成，细胞间隙大，基膜不完整 周围有大量巨噬细胞 脾索内血细胞穿越内皮间隙进入脾血窦脾血窦：null红髓（脾索和脾血窦）模式图null红髓（脾索和脾血窦）电镜图null脾血窦光镜图null脾血窦电镜图脾的血液通路脾的血液通路脾动脉小梁动脉中央动脉边缘窦笔毛微动脉脾血窦脾索脾静脉小梁静脉侧枝末端膨大主干分支形成null脾血流通路模式图2、脾的功能2、脾的功能（1）滤血：每天约有全省半量的血液经脾滤过 滤血的主要部位是脾索和边缘区 血细胞经过变形穿过内皮细胞的间隙，衰老的细胞被阻滞在脾索内，由巨噬细胞清除 （2）免疫应答：对血源性抗原物质产生免疫应答 （3）造血：胚胎早期造血；成体在严重缺血或某些病理状态下，恢复造血淋巴细胞再循环及示意图淋巴细胞再循环及示意图（四）扁桃体：自学（四）扁桃体：自学（五）黏膜免疫系统由黏膜局部的黏膜相关淋巴组织及免疫细胞组成，主要分布于胃肠道、呼吸道和泌尿生殖管道等黏膜处，针对经黏膜表面进入的微生物产生应答，抵抗微生物对机体的侵蚀。本章小结本章小结1.各类免疫细胞 2.胸腺、淋巴结和脾的结构和功能