免疫学知识概述课件.ppt
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1、资料仅供参考,不当之处,请联系改正。The Origin of Immune ConceptThe term “Immunity” = Latin word “Immunitas” = Protection from legal prosecution (Roman senators)Biological definition = Protection from infectious diseases2. The concept of immunity = existed in ancient Greek & Chinese = the experienced view“天花天花”又名痘疮又名
2、痘疮 中国从宋朝起用人痘接种预防天花资料仅供参考,不当之处,请联系改正。The medical view of immunity = Edward Jenner (1796)Observation = Milkmaids generally get No SmallpoxHypothesis = Pus from vaccinia (cowpox) = Protect milkmaids from smallpox Test = Inoculate materials from cowpox pus = Protect a young boy from smallpox (Protective
3、 immunity)The vaccination against smallpoxExudate from a cowpox pustule on the hand of milkmaid Sarah Nelmes was inserted into scratches on the arms of James Phipps, May 14, 1796. 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Edward JennerEradication of smallpox200 yearsafter JennerWHO announcesmallpox eradicated19651970197519
4、80Countries withmore than onesmallpox caseper month30150资料仅供参考,不当之处,请联系改正。4. The concept of “Immunity” developed gradually over time through many scientific findings: = Robert Koch (1905 Nobel Laureate) = Infectious diseases caused by microorganisms= Louis Pasteur = Vaccines against cholera & rabies
5、= These clinical successes = The search of underlying mechanism of “Protection of Infectious Diseases”= The development of “Immunology” Advances in technology (e.g., Cell culture, Monoclonal Ab, Flow cytometry, Genetic engineeringetc) have facilitated our understanding of the immune system and its f
6、unctions. “Descriptive Science” = “Experimental Science”资料仅供参考,不当之处,请联系改正。免疫(免疫(immunity)immunity)传统概念指免除疫病、免除感染,指机体抗感染的防御能力。现代概念指机体对“自己”或“非己”的识别并排除“非己”的功能。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。免疫的基本功能免疫的基本功能功能功能正常表现(有利)正常表现(有利)异常表现(有害)异常表现(有害)免疫防御免疫防御immune defenceimmune defence抗病原微生物抗病原微生物的侵袭的侵袭超敏反应超敏反应易受感染或免疫缺陷易受感染或
7、免疫缺陷病病免疫稳定免疫稳定immune homeostasisimmune homeostasis清除损伤、衰老、清除损伤、衰老、死亡细胞死亡细胞 自身免疫性疾病自身免疫性疾病免疫监视免疫监视immune immune surveillancesurveillance清除突变或畸变的清除突变或畸变的恶性细胞恶性细胞 恶性肿瘤恶性肿瘤 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。免疫系统免疫系统 (immune system)(immune system):机体执行免疫功能的组织、器官、细胞和分子构成免疫系统。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。The four kinds of pathogens
8、that cause human disease资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Overview of immune responses资料仅供参考,不当之处,请联系改正。固有免疫固有免疫(innate immunity)是机体抵御病原微生物入侵的第一道防线,并启动和参与是机体抵御病原微生物入侵的第一道防线,并启动和参与适应性免疫应答。适应性免疫应答。天然免疫(natural immunity)或非特异性免疫(nonspecific immunity),是个体出生时就具有的免疫力,通过遗传获得,是生物在长期进化过程中逐渐形成的,其针对外来异物的范围广,反应迅速,其应答模式和强度不因与病原微
9、生物的反复接触而改变。固有免疫应答的作用时相:固有免疫应答的作用时相:瞬时固有免疫应答阶段、早期固有免疫应答阶段、适应性免疫应答诱导阶段瞬时固有免疫应答阶段、早期固有免疫应答阶段、适应性免疫应答诱导阶段资料仅供参考,不当之处,请联系改正。固有免疫系统的组成固有免疫系统的组成屏障屏障细胞细胞分子分子皮肤黏膜屏障:皮肤黏膜屏障:物理、化学、微生物物理、化学、微生物血血-脑屏障、血脑屏障、血-胸腺屏障胸腺屏障血血-胎屏障、气胎屏障、气-血屏障血屏障巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、T 细胞、细胞、NK细胞、细胞、NKT细胞、细胞、B1细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞细胞
10、、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞等。和嗜酸性粒细胞等。抗菌肽、溶菌酶、急抗菌肽、溶菌酶、急性期蛋白、补体、细性期蛋白、补体、细胞因子和黏附分子、胞因子和黏附分子、资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Epithelial barriers prevent the entry of microbes资料仅供参考,不当之处,请联系改正。固有免疫细胞固有免疫细胞 PhagocyteNKILLs(固有样淋巴细胞)(固有样淋巴细胞)DC MCBasophil Eosinophil T细胞细胞 NKT细胞细胞 B1细胞细胞Monocyte-macrophageNeutrophil资料仅供参考,不当之处
11、,请联系改正。肺部巨噬细胞吞噬大肠杆菌资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Phagocytosis by innate immunity资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Leukocyte recruitment to sites of inflammationor DC资料仅供参考,不当之处,请联系改正。固有性免疫分子固有性免疫分子指体表分泌液以及血浆和其它体液中能够识别或攻击病原体指体表分泌液以及血浆和其它体液中能够识别或攻击病原体的可溶性分子。的可溶性分子。抗菌肽抗菌肽 antimicrobial peptides溶菌酶溶菌酶 lysozyme急性期蛋白急性期蛋白(acute phas
12、e proteins, APP)脂多糖结合蛋白(脂多糖结合蛋白(LBP)血清淀粉样蛋白(血清淀粉样蛋白(SAP)甘露糖结合蛋白(甘露糖结合蛋白(MBP)C反应蛋白等(反应蛋白等(CRP)补体补体 细胞因子和黏附分子细胞因子和黏附分子资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Complement activation pathways 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Elie Mechnikoff:The Pioneer of Innate Immunity1. The Discovery of Phagocytes & Phagocytosis2. The Nobel Laureate in M
13、edicine 1908Adopted from Nature Immunology, July 2008 The development of modern Immunology in 20th century mainly centers on understanding the Adaptive Immune System.资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Charles A. Janeway, M.D.Yale Univ. In 1989, Janeway = Immune recognition of microbes = Detection of conserved molecu
14、lar patterns, referred to PAMPs (Pathogen-Associated Molecular Patterns) with features:1. Invariant among a given class of microbes.2. Have essential roles in microbial physiology. 3. Recognized by receptors of the innate immune system, called PRRs (Pattern-Recognition Receptors). 4. Innate immunity
15、 regulates adaptive immunity资料仅供参考,不当之处,请联系改正。 Julie A. Hoffmann, Ph.D.Strasbourg, FranceIn 1996, Hoffmanns group Toll functions as a PRR in Drosophila资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Key concepts in innate immunity1. The innate immune system mainly recognizes common structures shared by classes of microbes, = Pat
16、hogen Associated Molecular Patterns (PAMPs), e.g., LPS, Peptidoglycan, Microbial DNA & RNA. 2. Host receptors that recognize PAMPs are called Pattern- Recognition Receptors (PRRs), which are encoded in “Germline” DNA= limited Diversity. 3. Innate immunity not only provide the first line of defenses
17、but link to the program of adaptive immunity.4. PRRs may also recognize components from injured or dead host cells = Autoimmune diseases资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Pattern Lipopolysaccharide (LPS) Lipoteichoic acid Bacterial lipopeptides Peptidoglycan Yeast and gram+ bacteria Bacterial DNA (CpG) Flagellin Ter
18、minal mannose/fucose Viral DNA (CpG) ssRNA dsRNAPathogen-AssociatedMolecularPatterns(PAMP)是病原微生物(尤其是原核是病原微生物(尤其是原核生物)表面存在一些人体所生物)表面存在一些人体所没有的,但可为许多相关微没有的,但可为许多相关微生物所共享、结构恒定、进生物所共享、结构恒定、进化保守的分子结构。化保守的分子结构。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。损伤相关分子模式损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)机体自身细胞所释放的内源性分子,即内
19、源性危险信号,来源于受损或坏死组织和某些激活的免疫细胞。主要有HMGB1、热体克蛋白等。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。PAMP vs DAMPSterile inflammationconserved microbial motifs VS non-microbial signals 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Toll-like Receptors资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Locations of Different PRRsBody fluids-Soluble PRRsCellular PRRs- Cell surface- Endosomes- Cytosol资
20、料仅供参考,不当之处,请联系改正。Surface receptors of macrophagesMac-1、CR3资料仅供参考,不当之处,请联系改正。PRR甘露聚糖凝集素(甘露聚糖凝集素(MBL)C反应蛋白(反应蛋白(CRP)脂多糖结合蛋白(脂多糖结合蛋白(LBP)可溶性:体液和血液可溶性:体液和血液细胞吞噬型:细胞膜细胞吞噬型:细胞膜甘露糖受体(甘露糖受体(MR)清道夫受体(清道夫受体(SR)补体受体(补体受体(CR)Fc受体(受体(FcR)甲酰甲硫氨酰肽受体(甲酰甲硫氨酰肽受体(fMLPR)信号转导型信号转导型细胞膜细胞膜内体、溶酶体内体、溶酶体细胞质细胞质TLR1、2、4、5、6、10
21、、11TLR3、7、8、9NLRs、RLRs、ALRs固有免疫细胞表面、内体、溶酶体、细胞质中、可识别一种或固有免疫细胞表面、内体、溶酶体、细胞质中、可识别一种或多种多种PAMPs或或DAMPs的识别分子。的识别分子。Diversity of pattern recognition receptors资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Toll-Like Receptors (TLRs)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。MyD88-Dependent and independent Signaling资料仅供参考,不当之处,请联系改正。NLRs are cytoplasmic bacteri
22、al sensors that activate inflammasomes资料仅供参考,不当之处,请联系改正。资料仅供参考,不当之处,请联系改正。1Viral Pattern Recognition Receptors: Signaling and Consequences资料仅供参考,不当之处,请联系改正。Interaction between innate and& adaptive immunity1. Innate immunity = Ag presentation (by Dendritic cells)2. Adaptive immunity = Ag recognition
23、(by T & B lymphocytes)资料仅供参考,不当之处,请联系改正。适应性免疫(adaptive immunity)是机体获得性、抗原特异性、抵抗病原微生物感染是机体获得性、抗原特异性、抵抗病原微生物感染的高效防御机制。的高效防御机制。获得性免疫(获得性免疫(acquired immunity)或特异性或特异性免疫免疫(specific immunity),是个体出生后,在,是个体出生后,在环境中受抗原刺激所产生的免疫力,针对特定抗原,环境中受抗原刺激所产生的免疫力,针对特定抗原,有特异性、多样性、记忆性和耐受性。有特异性、多样性、记忆性和耐受性。1) 特异性,对某个特定的异物性抗
24、原能引起特异性免疫应答;指抗原特异性。特异性,对某个特定的异物性抗原能引起特异性免疫应答;指抗原特异性。2) 多样性,机体可针对环境中多种多样的抗原,分别建立起不同的特异性免疫多样性,机体可针对环境中多种多样的抗原,分别建立起不同的特异性免疫应答;多样性是特异性产生的基础。应答;多样性是特异性产生的基础。 3) 记忆性,当异物抗原再次入侵时,可产生快而强的再次免疫应答效应;记忆记忆性,当异物抗原再次入侵时,可产生快而强的再次免疫应答效应;记忆性淋巴细胞性淋巴细胞。4) 耐受性,正常情况下,免疫系统对自身成分有保护性的免疫耐受;耐受性,正常情况下,免疫系统对自身成分有保护性的免疫耐受; 资料仅供
25、参考,不当之处,请联系改正。抗原决定簇抗原决定簇Antigenic determinant,AD抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化抗原分子表面具有特殊立体构型和免疫活性的化学基团称为学基团称为抗原决定簇或抗原决定基抗原决定簇或抗原决定基。由于抗由于抗原决定簇通常位于抗原分子表面,因而又称为原决定簇通常位于抗原分子表面,因而又称为抗原表位抗原表位( (epitope) )。 抗原决定簇抗原决定簇抗原决定基抗原决定基 抗原表位抗原表位 抗原决定簇决定抗原的特异性,即决定抗原与抗抗原决定簇决定抗原的特异性,即决定抗原与抗体发生特异性结合的能力体发生特异性结合的能力(实际是抗原(实际是抗原决定
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