免疫应答的基本过程和效应机制

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，

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

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

（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 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

（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

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

TI 抗原诱导的体液免疫应答
抗 原 特 异 性 血 清 抗 体 滴 度 （ ）
初次免疫
100000 10000 1000 100 10
再次免疫
IgM
1
0 0 7 14 21 28 35 42
Log
天
数
二、B细胞对TI-Ag的免疫应答
B细胞对TI-Ag的识别机制
•
•
TI抗原可分成TI-1和TI-2两类。
了解抗体产生规律的意义
• 是疫苗接种的理论基础；制定 最佳免疫方案 • IgM可作为早期诊断的依据
细胞免疫应答与体液免疫应答的主要区别
细胞免疫
介导 的 细 胞
参与的细胞 MHC - 限 制 性 引发的抗原 效应产物
体液免疫
B细 胞
B细 胞 、TH、APC 无 TD-Ag、TI-Ag Ab
T细胞 T 细 胞 、APC
有 TD-Ag TH细胞、Tc细胞 特异性细胞介导细胞毒 DTH
抗细胞内感染 抗肿瘤 DTH 移植物排斥反应
效 应方式
生物学
Ag-Ab复合物形成
抗感染 抗肿瘤（ADCC） I、II、III超敏反应 移植物超级排斥反应 免疫调节
功
能
B细胞对TI抗原应答的意义
1. 在感染早期发挥作用。 2. 能有效地杀灭具有荚膜多糖的细菌。
讨论:B 细胞免疫应答的效应
抗感染免疫
• • • SIgA的局部抗感染作用 中和毒素和病毒作用 激活补体、ADCC效应、免疫调理杀灭病原微生物
免疫损伤机制
• • • 导致I、II、III型超敏反应 引起超急移植排斥反应 某些自身免疫性疾病
概念
体液免疫应答的基本过程
B细胞对TD-Ag的免疫应答

同时炎症局部的糖酵解作用增强，产生大量的乳酸等有机 酸，有利于杀灭病原微生物。
三、非特异性免疫的作用时相
1、即刻非特异性免疫应答阶段： 发生于感染0～4h之内
2、早期非特异性免疫应答阶段： 发生在感染后4～96h之内（4d)
3、特异性免疫应答诱导阶段： 吞噬细胞加工处理提呈抗原，启动特异性免疫应答。
2、吞噬的过程
病原体（或异物）进入机体后，吞噬细胞在趋化因子 （又称炎症因子，如IL-8, 单核细胞趋化因子MCP1 ）作用下，向病原体存在部位移动，接触病原或异 物后：
①对较大颗粒，细胞伸出伪足将其包围吞噬； ②对较小颗粒，细胞内陷将其吞入，形成吞噬体，与溶
酶体融合成吞噬溶酶体，溶酶体中水解酶及杀菌物质 将细菌消化和溶解。
非特异性免疫应答（固有免疫）：是生物体在长期种 系发育和进化过程中，逐渐形成的一系列防卫机制， 是生来就有并通过遗传而获得的一种免疫功能。
特异性免疫应答 (获得性免疫) ：是指机体受抗原刺激 后，免疫活性细胞识别抗原，进而活化、增殖、分化， 并表现出一定生物学效应的全过程。
第一节 非特异性免疫应答
（4）乙型溶素 乙型溶素是血液凝固时由血小板释放的一种热稳定的
阳离子蛋白； 可破坏除链球菌外的革兰阳性菌。 对革兰阴性菌无作用。
（四）炎症反应
炎症反应表现：红、肿、热、痛、机能障碍，是一种病理 过程。 也是机体对病原体的非特异性免疫应答。能够减 缓或阻止病原体向机体其他部位扩散。
当病原微生物侵入机体时，被侵害局部汇集大量的吞噬细 胞和体液杀菌物质，组织细胞释放溶菌酶、白细胞介素等 抗感染物质。
机体还存在着其他重要生理屏障： 血肺屏障 血睾屏障 血胸腺屏障
（二）非特异性免疫细胞--吞噬作用细胞