1、分子免疫学概述 吉林大学畜牧兽医学院 2011.09 The Origin of Immune Concept 1.The term “Immunity” = Latin word “Immunitas” = Protection from legal prosecution (Roman senators) Biological definition = Protection from infectious diseases 2. The concept of immunity = existed in ancient Greek & Chinese = the experienced vi
2、ew “天花”又名痘疮 十六世纪下半叶（明代隆庆年间1567-1572） 正式发明了人痘接种术，十七世纪普遍推广 。 3. The medical view of immunity = Edward Jenner (1796) Observation = Milkmaids generally get No Smallpox Hypothesis = Pus from vaccinia (cowpox) = Protect milkmaids from smallpox Test = Inoculate materials from cowpox pus = Protect a young b
3、oy from smallpox (Protective immunity) The vaccination against smallpox Exudate from a cowpox pustule on the hand of milkmaid Sarah Nelmes was inserted into scratches on the arms of James Phipps, May 14, 1796. 1796年，英国人Edward Jenner发明牛痘苗预防天 花（cowpox vaccine） 。 Edward Jenner Eradication of smallpox 2
4、00 years after Jenner WHO announce smallpox eradicated 1965197019751980 Countries with more than one smallpox case per month 30 15 0 4. The concept of “Immunity” developed gradually over time through many scientific findings: = Robert Koch (1905 Nobel Laureate) = Infectious diseases caused by microo
5、rganisms = Louis Pasteur = Vaccines against cholera & rabies = These clinical successes = The search of underlying mechanism of “Protection of Infectious Diseases” 研制出多种减毒疫苗（attenuated vaccine）,用于预防鸡霍乱,炭疽杆菌,狂 犬病等疾病。 Louis Pasteur 1880年，鸡霍乱弧菌减毒疫苗 Vaccines for common infectious diseases b型流感嗜血杆菌 破伤风 百
6、日咳 风疹 腮腺炎 麻疹 脊髓灰质炎 乙肝 白喉 Still no effective vaccines for many infectious microbes, e.g., HCV, HIV, Dengue virus.etc 细胞免疫和体液免疫学派的形成： (19世纪后叶-20世纪中 叶) 免疫学重大学说和理论：克隆选择学说(1957)；免疫网络 学说(1974) 对免疫系统的全面认识：发现各种免疫器官及免疫细胞 Descriptive Science” = “Experimental Science” (1) (1) 细胞免疫学说细胞免疫学说 (cellular immunity) (
7、cellular immunity) Neutrophil 梅契尼可夫 1880s- Metchnikoff discovered phagocytic cells that ingest microbes and particles cells conferred immunity 免疫应答机制的研究: 1. The Discovery of antibody functions in 1897 2. The Nobel Laureate in Medicine 1908 Adopted from Nature Immunology, July 2008 liquid of blood co
8、nferred immunity 发现抗体能清除各种病原微 生物或者能中和细菌毒素。 (2) (2) 体液免疫学说体液免疫学说 ( (humoralhumoral immunity)immunity) Paul Ehrlich: One of the fathers of humoral adaptive immunity Q: Which confers immunity cells or serum? A: Both cells and serum contribute to immunity! MacFarlane Burnet （1899-1985） 克隆选择学说 clonal sel
9、ection theory 体内事先就存有能识别各种抗 原的细胞克隆(clone)，每一细胞 表面均有对特定抗原的受体，能与 相应抗原结合而识别它们。抗原的 作用在于选择与其相应的细胞克隆 与其受体结合后，引起细胞的增殖 分化，产生免疫应答，产生大量抗 体（即免疫球蛋白）。 抗体形成理论 -克隆选择学说 体内存在无数抗原特异性淋巴细胞克隆 胚胎期与自身成分反应的淋巴细胞被“禁忌”形成耐受 出生后淋巴细胞遇到相应抗原发生特异应答，并形成记忆 禁忌细胞突变可导致自身免疫 5. Advances in technology (e.g., Cell culture, Monoclonal Ab, Fl
10、ow cytometry, Genetic engineeringetc) have facilitated our understanding of the immune system and its functions. “ (1)免疫学理论研究 抗体多样性和特异性的遗传学基础 T细胞抗原受体的基因克隆 免疫遗传学和MHC限制性的发现 细胞因子及其受体 信号转导的研究 危险信号学说 (2)免疫学应用研究： 基因工程疫苗 基因工程制备重组细胞因子 免疫细胞治疗 治疗性抗体 免疫（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
11、识别并 排除“非己”的功能。 免疫的基本功能 功能正常表（有利）异常表（有害） 免疫防御 immune defence 抗病原微生物 的侵 超敏反 易受感染或免疫缺陷 病 免疫定 immune homeostasis 清除 、衰老、 死亡胞 自身免疫性疾病 免疫 immune surveillance 清除突或畸的 性胞 性瘤 免疫系统 (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。 The four kinds of pathogens that cause human disease 常见的病原微生物常见的病原微生物 Overview of imm
12、une responses 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 病原微生物的反复接触而改变。 固有免疫系统的组成 屏障 细胞 分子 皮肤黏膜屏障：物理、化学、微生物 血-脑屏障、血-胸腺屏障 血-胎屏障、气-血屏障 巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞 、T 细胞、NK细胞、NK
13、T细胞、 B1细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞 和嗜酸性粒细胞等。 抗菌肽、溶菌酶、急 性期蛋白、补体、细 胞因子和黏附分子、 Epithelial barriers prevent the entry of microbes 固有免疫细胞 Phagocyte NK ILLs（固有样淋巴细胞） DC MC Basophil Eosinophil T细胞 NKT细胞 B1细胞 Monocyte-macrophage Neutrophil 肺部巨噬细胞吞噬大肠杆菌 Phagocytosis by innate immunity 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的 可
14、溶性分子。 抗菌肽 antimicrobial peptides 溶菌酶 lysozyme 急性期蛋白(acute phase proteins, APP) 脂多糖结合蛋白（LBP） 血清淀粉样蛋白（SAP） 甘露糖结合蛋白（MBP） C反应蛋白等（CRP） 补体 细胞因子和黏附分子 Complement activation pathways Elie Mechnikoff:The Pioneer of Innate Immunity 1. The Discovery of Phagocytes & Phagocytosis 2. The Nobel Laureate in Medicine
15、 1908 Adopted from Nature Immunology, July 2008 The development of modern Immunology in 20th century mainly centers on understanding the Adaptive Immune System. Charles A. Janeway, M.D. Yale Univ. The “Renaissance” of innate immunityThe “Renaissance” of innate immunity In 1989, Janeway = Immune reco
16、gnition of microbes = Detection of conserved molecular 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 PRR
17、s (Pattern-Recognition Receptors). 4. Innate immunity regulates adaptive immunity Julie A. Hoffmann, Ph.D. Strasbourg, France The “Renaissance” of innate immunityThe “Renaissance” of innate immunity In 1996, Hoffmanns group Toll functions as a PRR in Drosophila Key concepts in innate immunity 1. The innate immune system mainly recognizes common structures shared by classes of microbes, = Pathogen Associated Molec
