免疫应答的基本过程和效应机制

适应性免疫应答的特点及其机制

03
适应性免疫应答的机制
抗原识别与呈递
抗原识别
适应性免疫系统通过T细胞和B细胞表面的抗原受体（TCR和BCR）特异性识别抗原。
抗原呈递
抗原被抗原呈递细胞（如树突状细胞、巨噬细胞）摄取、加工并呈递给T细胞，启动适应性免疫应答。
T细胞活化与增殖
T细胞活化
T细胞在识别抗原后，通过信号转导途径被活化，表达共刺激分子和细胞因子受体。
效应T细胞和抗体通过各自的作用机制清除病原体，保护机体免受感染。
免疫调节
适应性免疫系统通过复杂的调节机制维持免疫应答的平衡，避免过度免疫应答对机体造成损伤。这些调节机制包括细胞因子网络、免疫检查点、表观遗传修饰等。
04
适应性免疫应答的调控
免疫耐受的诱导与维持
克隆清除
在免疫应答过程中，针对自身抗原的免疫细胞克隆会被清除，以避免自身免疫反应的发生。
适应性免疫应答的特点及其机制
目录 Contents
• 适应性免疫应答概述 • 适应性免疫应答的特点 • 适应性免疫应答的机制 • 适应性免疫应答的调控 • 适应性免疫应答与疾病的关系 • 适应性免疫应答的研究与展望
01
适应性免疫应答概述
定义与基本概念
适应性免疫应答是指机体在受到外来抗原刺激后，通过特定的免疫细胞和分子机制，产生针对该抗原的特异性免疫应答。
免疫细胞与靶细胞的相互作用
如NK细胞可以通过识别靶细胞表面的应激配体，直接杀伤靶细胞；巨噬细胞可以通过吞噬和消化病原体或凋亡细胞，清除体内的异物。
03
免疫细胞之间的相互作用
如DC细胞可以通过分泌细胞因子和表达共刺激分子等方式，激活初始T
细胞；Treg细胞可以通过分泌抑制性细胞因子和表达抑制性受体等方式，

免疫应答的分子机制与调控

免疫应答的分子机制与调控免疫应答是机体对抗外来病原体的必要反应。

其分子机制主要包括免疫系统内外的分子互作，其中涉及到一系列免疫细胞、信息分子、抗原表位等。

免疫应答的调控则是在这些分子的基础上，通过多种途径对免疫应答进行调整，以达到最适化的效果。

一、免疫应答的分子机制1. 抗原表位抗原表位是指病原体表面的一段化学结构，能够被免疫系统中相应的抗原受体所识别。

这些抗原受体通常是由B细胞和T细胞上的受体序列所编码的。

如果抗原表位能够和这些受体匹配，就会引发一系列免疫应答。

2. 免疫细胞免疫细胞是免疫系统的基本组成单元。

其中，B细胞主要负责抗体的产生，而T细胞则有多种功能，如杀伤改变自身状态的细胞、促进B细胞产生抗体、辅助其他T细胞等。

此外，真核细胞还有一类能够表达MHC分子的专门细胞，这些分子能够给T细胞提供信号，引导其完成应答过程。

3. 信息分子信息分子是介导免疫应答的分子，其类型包括激素和细胞因子等。

它们作用于特定的细胞表面分子，引发一连串的递归信号，推动免疫应答的进行。

4. 其他分子除了上述主要的分子机制，还有其他一些分子可以参与到免疫应答中。

例如，（1）凝集素可以介导细胞黏附和屏障损伤修复；（2）镰刀状细胞负责捕捉病原体并将其送往淋巴结；（3）MHC 分子可以呈递抗原，从而引导T细胞的产生。

二、免疫应答的调控1. 免疫记忆在第一次抗原遇到时，免疫系统会经历一系列复杂的应答过程。

但是，一旦遇到相同的抗原，系统就会快速地启动一个记忆性应答。

这种免疫记忆可以为机体提供较快速、更强大的应答，从而提升机体对付病原体的能力。

2. 免疫抑制免疫抑制主要是指一组细胞或分子，能够抑制免疫应答或某些细胞的功能。

其中，Treg细胞是最重要的抑制性细胞类型之一，主要负责在适当的时机限制T细胞的活动。

IgG等抗体也可以起到抑制免疫应答的作用，从而控制自身免疫反应过度。

3. 免疫调节免疫调节是指在免疫应答中调节免疫细胞、信息分子和抗原表位等多种因素的过程。

第十一章细胞免疫2

TCR搜索特异性Ag肽-MHC复合物
成功Biblioteka 失败免疫突触分离
免疫突触（immunological synapses）
–T细胞与APC相互作用过程中，由TCR和肽-MHC复合物及聚集的黏附分子有序排列形成的圆柱状结构 –中心：TCR--肽-MHC复合物 –内层：B7--CD28；CD58--CD2 –外围：IFA-1—ICAM-1；CD45等
Clonal selection and differentiation
APC
T
IL-2
Effector T cell
T cell activate, proliferate, and differentiate under the control of autocrine IL-2 to an effector T cell
CD4＋T细胞分化为Th1细胞和Th2细胞
CD8＋T细胞在Th1细胞辅助下分化成CTL
记忆T细胞的产生
–体内长期存在 –高水平表达黏附分子，易激活 –更迅速强烈的再次免疫应答或记忆性免疫应答
三、效应阶段
效应T细胞由淋巴结移行至抗原所在部位，清除抗原
–不再表达L-选择素 ----不再进入外周淋巴器官再循环 –诱导表达VLA-4，加强表达LFA-1 ----穿越血管，移行至炎症部位 ----特异性识别靶细胞，发挥效应
缺乏第二信号，T细胞无能（anergy）
CD8+T细胞的活化
第一信号
–TCR——Ag肽-MHCⅠ分子复合物 –CD8——MHC-Ⅰ类分子 –通过CD3向胞内传递第一信号
第二信号
–CD28——B7 –CD2——LFA-3 –LFA-1——ICAM-1
CD4+T细胞的辅助

免疫学第六章-免疫应答

提供共刺激信号而促进CD8+T细胞合成IL-2，促使自身增强并分化为效应CTL，因而无需Th细胞的辅助。 3.2.2 Th细胞依赖性. CD8+T细胞作用的靶细胞一般仅低表达或不表达共刺激分子，而有赖于APC及CD4+T 细胞协同激活初始CD8+T细胞。如病毒抗原、肿瘤抗原、同种异体MHC抗原从宿主细胞表面脱落，以可溶性抗原形式被APC摄取并在细胞内分别与MHCⅠ或 MHCⅡ类分子结合为复合物，再表达于APC表面，同时提呈给CD4+T细胞和CD8+T细胞。若此T细胞是CD4+的记忆T-细胞，其对共刺激信号要求阈值较低，它们与 APC作用后易被激活并产生分泌IL-2，从而辅助邻近的CD8+T细胞活化增殖分化；若CD4+T细胞是巳活化的效应T细胞，其所表达的CD40L可与APC表面的CD40结合而使APC表达B-7和4-IBBL等共刺激分子增加至足以达到CD8+T细胞激活所需的水平，使之产生IL-2引起自身增殖分化。
，在Ca2+存在下，穿孔素插入靶细胞膜并发生多聚化，即在靶细胞上形成管状结构，可致靶细胞外Na+、水分子内流而改变细胞渗透压而最终引起细胞溶解。同时这种胞膜通道也有利于颗粒酶、TNF等细胞毒介质进入靶细胞并导致靶细胞死亡。其二是Fas/FasL途径。 Fas(CD95)属肿瘤坏死因子受体超家族成员，可表达于活化的T/B细胞、NK-细胞、单核细胞、成纤维细胞、胸腺细胞等表面。FasL(CD178)是前者的配体，属肿瘤坏死因子家族成员，主要分布于T-细胞表面。激活的CTL表面迅速表达FasL并与靶细胞表面的Fas结合，通过激活细胞内的Caspase( Cysteine aspartic acid specific protease，天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶)系统而导致靶细胞死亡。 4.2 CD4+Th1介导的细胞免疫效应某些胞内寄生的病原体(结核杆菌、麻风杆菌)可在Mφ 吞噬小体内生长并可逃避特异性抗体和CTL的攻

10适应性免疫应答

（一）外源性抗原的加工提呈途径
(1)抗原加工：内体(endosome) 溶酶体 (2)蛋白抗原降解 (3) MHCⅡ类分子从内质网(ER)向内体转运（4）MHCⅡ类分子-抗原肽（5）外源性抗原的提呈
(二)内源性抗原加工递呈途径
1.内源性抗原在蛋白酶体(proteosome)中降解： 2. 内源性抗原肽的转运：抗原加工相关转运蛋白 (transporter associated with antigen processing,TAP) 3.MHCⅠ类分子-抗原肽 4.内源性抗原的提呈
（b）处理抗原
抗原肽： MHC分子复合物的识别
（a）内化抗原
抗原抗原提呈细胞
（C）经处理的抗原肽与MHC分子结合后表达于抗原提呈细胞表面
主要专职性抗原提呈细胞 1.巨噬细胞(macrophage,Mф ) 2.树突状细胞(dendritic cell,DC) 单核－巨噬细胞树突状细胞 B细胞 3.B细胞抗原提呈分子 1.MHCⅠ和MHCⅡ类分子 2.CD1分子
BCR特异性识别完整蛋白质抗原的天然空间构象，无需APC对抗原进行加工和处理，亦无MHC限制性;
B细胞识别抗原--内化--对抗原进行加工和处理--T细胞。
②B细胞活化第一信号转导分子
• Igα/Igβ把第一活化信号转导入胞内
• B细胞免疫突触形成: Ag--Ig/Ig--传递活化信号形成B 细胞免疫突触, BCR复合物聚集在富含神经鞘磷脂和胆固醇的筏状结构上，相互靠拢，形成Ag--B细胞间相互结合的部位，抗原参与BCR交联，可活化PTK，使Ig/Ig胞内区ITAM磷酸化，继而激活syk，引起PLC活化，通过磷脂酰肌醇途径产生 IP3和DG，再分别激活PKC和使胞内Ca2+浓度升高，参与B细胞激活、增殖，产生第一信号信号。

T细胞应答

T cell
LFA-1 CD2 8
CD40L CD2 CD152
CD4/ 8
ICAM-1 ICAM-1
B7
MHC
LFA-3
B7
CD40
APC
（1） T细胞与APC的非特异性结合
Naï ve T细胞与APC之间淋巴结副皮质区黏附分子：LFA-1、CD2（T cell）
/ICAM-1、LFA- 3（APC）
记忆T
效应T
抗原及表位

IL-2是参与T细胞活化与增殖的最重要的细胞因子。 IL-4，6，10，15，18等也发挥重要作用。
低亲和力 IL-2R
IL-2
中等亲和力 IL-2 R
高亲和力 IL-2 R
未活化T细胞
活化T细胞
a
g
b
a
b
g
IL-2 受体的三种类型 T细胞
抗原特异T细胞的增殖、分化
静息的T细胞表达低亲合力 IL-2受体（βγ）
IL-2可经自分泌或旁分泌作用于T细胞
活化的T细胞表达高亲合力 IL-2受体（αβγ）
并分泌 IL-2
T细胞增殖
1. CD4+T细胞的增殖分化

Th 细胞的分化
Th0 +IL-12 IFN-γ Th1 +IL-4
细胞因子促进Th细胞分化
Th1和Th2细胞；记忆性T细胞；
寻找攻击目标
特异性结合
CD2
LFA3
非特异性结合
㈡ CTL的极化
辅助受体向效靶接触部位聚集，CTL内细胞骨架结构、高尔基体及胞浆颗粒等均向效-靶接触部位聚集并重新排列和分布，从而保证CTL分泌的非特异性效应分子只作用于所接触的靶细胞而不会附近正常的细胞产生影响。 CTL攻击前的武器准备亚显微结构向效靶结合部位排列分布

免疫应答

（MHC-II类途径）
抗原处理抗原提呈
降解、形成MHC-肽、表达于C表面 MHC-肽被T识别
内源性抗原
细胞内合成
如病毒、肿瘤抗原
外源性抗原
细胞外摄入
内源性抗原的加工提呈
（MHC-I类途径）
蛋白
蛋白酶体（含LMP）降解短肽 TAP转运（选择性8—13aa）进入内质网（MHC-I与肽结合形成复合物）
辅助体液免疫表达CD40L 、分泌CK 促B活化、增殖、分化参与I型超敏反应、抗寄生虫激活肥大C、嗜碱粒、嗜酸粒
Tc：
分泌穿孔素、颗粒酶表达FasL 分泌TNF
Tc通过TCR-肽-MHC-I 三元体识别靶细胞，提供第1信号
可不再依赖协同刺激分子提供第二信号，就可对靶细胞发动免疫攻击靶细胞裂解效应机制靶细胞凋亡释放穿孔素
细胞分化浆细胞、记忆B Ab
对TD抗原的免疫应答
（一）抗原识别
1. 抗原受体
抗原
BCR Ig/Ig (CD79/CD79)
ITAM基序
2. B细胞活化辅助受体
CD19/CD21/CD81/CD225
C3d
对第一信号的转导起辅助作用
提高100-1000倍
B 细胞共受体
3. 信号转导
模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）病原相关分子模式（pathogen association molecular pattern，PAMP）
模式识别受体（PRR）
固有免疫的识别受体 MR、SR、TLR等，胚系基因编码较少多样性，识别病原体或宿主凋亡细胞表面的共有特定分子结构（PAMP）
生发中心

固有免疫应答

补体系统* 感染早期，抗体尚未产生时，通过MBL或旁路激活补体，引起溶菌，发挥第一道防御功能。* 趋化(C3a、C5a、C567)、调理（C3b）、免疫粘附(C3b)及促炎作用(C3a、C5a)。溶菌酶* 来源于巨噬细胞，存在于各种体液和巨噬细胞溶酶体中；* 水解细菌胞壁的肽聚糖，使细菌溶解；可激活补体，促吞噬。抗菌肽（防御素） * 具有抗菌活性的短肽，以防御素最具代表。 * 对细菌、真菌、有包膜的病毒有直接杀伤活性。细胞因子 * 趋化炎症细胞，致炎。促炎细胞因子：
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几类重要的模式识别受体
分泌型：甘露糖结合凝集素（MBL），c-反应蛋白
膜型
巨噬细胞内吞型PRR：甘露糖受体、清道夫受体
信号转导型PRR：Toll样受体、NOD样受体等。
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定义：为一家族分子，因其胞外段与一种果蝇蛋白Toll同源而得名，在免疫应答的诱导和炎性反应中发挥重要作用，现已发现十余种。TLR的生物学特征：TLR识别的配体均属于保守的PAMP，并向机体提供微生物感染的信号；几乎所有TLR均可单独或共同识别多种结构不同的配体，某些TLR（TLR4)则须依赖于辅助蛋白才能识别相应配体。 TLR与相应配体结合启动胞内信号转导介导多种生物学效应：激活天然免疫、启动特异性免疫。
效应分子：
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免疫防御
天然免疫
屏障结构
体表屏障：物理、化学、生物屏障
内部屏障：血脑屏障、血胎屏障
吞噬细胞：中性粒细胞、单核/巨噬细胞
NK、gdT、B-1、肥大细胞、NKT
体液中的抗菌物质：补体、防御素、炎性介质
适应性免疫
黏膜免疫系统
体液免疫：抗毒素、抗菌抗体、抗病毒抗体
细胞免疫