课程名称：微生物学 班级：生物工程1101 (第三十讲) 章节标题：第三节特异性免疫 目的要求：1.了解免疫器官的组成 2.掌握细胞免疫的过程 3.掌握体液免疫的过程 教学重点：1.细胞免疫的过程 2.体液免疫的过程 教学难点：1.细胞免疫的过程 2.体液免疫的过程 教学方法：多媒体讲授及讨论法 内容提要及课时分配： 1.免疫器官的组成 15分钟 2.细胞免疫的过程 40分钟 3.体液免疫的过程 40分钟 4.小结 5分钟 主讲教师：赵萌萌 授课日期：2013年6月6日 兰州交通大学化学与生物工程学院
第三节特异性免疫 特异性免疫是指机体针对一种或某一类微生物或其产物所产生的特异性抵 抗力。它是个体在生活过程中获得的，故又称后天获得性免疫。它包括体液免疫 和细胞免疫，其物质基础是免疫淋巴器宫、免疫细胞和免疫分子。具有获得性 高度特异性和记忆性。 特异性免疫包括，自动获得和被动获得。自动获得是指经过传染或接种疫苗 而获得的，是经过抗原刺激后产生的抗体：而被动获得是机体从外界直接接收抗 体，从而产生的免疫。 前面说了，免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成，下面我们就分 别来介绍。 免疫器官 免疫器官按功能又可分为中枢免疫器官和周围免疫器官。 1、中枢免疫器官（也叫一级淋巴器官） 是免疫细胞发生和分化的场所，包括骨髓、胸腺和鸟类的法式囊。骨髓是成 血干细胞（免疫祖细胞）发生的场所（这里的细胞有很大的分化潜能，可以分化 为原血细胞-红细胞、粒细胞和巨噬细胞和淋巴干细胞一淋巴细胞，免疫细胞的总 来源)，胸腺是T淋巴细胞发育的场所（人的胸腺是胸腔内紧贴气管、心脏和大 静脉的腺体，常有两个大叶组成，每个大叶又分若干小叶。小叶周围为皮质，深 部为髓质。胸腺在免疫中起中枢性的重要作用。胸腺不产生抗体，只是T细胞分 化成熟的部位。来自骨髓的干细胞，在胸腺中分化成具有免疫活性的T细胞。成 熟的T细胞通过毛细血管的壁进入血流，到达周围淋巴器官的特定区域，在那里 定居，起细胞免疫的作用)，法式囊是B淋巴细胞发生的场所。 骨髓：成血干细胞（免疫祖细胞）发生的场所 一级淋巴器官 胸腺：T淋巴细胞发育的场所 法式囊：B淋巴细胞发生的场所（鸟类特有，人哺乳动物 没有) 2、周围免疫器官：又叫二级淋巴器官 包括脾脏和淋巴结。米自一级淋巴器官的淋巴细胞在此定居，過到抗原后增 殖并进一步分化成为效应B细胞和T细胞及产生抗体的浆细胞，执行免疫功能
是免疫应答的重要场所。 关于这两个人体中的重要器官简单了解一下： 淋巴结：人体淋巴结分布广泛，总数为500-600个，肾形，被结箭组织包围。 淋巴结接受淋巴和血液的双循环，主要起净化淋巴液的作用。当细菌、毒素或者 癌细胞等有害物质从组织液进入通透性较高的毛细淋巴管中，随淋巴液流入淋巴 结，再由淋巴结中的巨噬细胞和抗体等作用予以消除。所以，淋巴结是一个能消 除侵入机体有害异物的重要免疫器官。 脾脏：脾脏之接受血液循环，因此起净化血液的作用，是过滤和储存血液的器宫， 是最大的淋巴器官，是产生致敏淋巴细胞和抗体的重要场所。 除了淋巴结和脾脏以外，还有其它若干周围淋巴器宫，如扁桃体、阑尾（阑 尾是回肠与盲肠交界处的一小段蚯蚓状突起，有时会发言叫阑尾炎，老百姓常叫 做盲肠炎。过去认为阑尾是人类在长期进化过程中留下的一段没有用的肠子，还 经常发炎，所以，一日发炎，就用手术切除。实际上科学家证实了，阑尾在胎儿 和青少年时期起者重要的作用，胚胎发育到第十一周左右，胚胎中的阑尾就出现 了分泌细胞，产生种种生物胺和肽激素，帮助人体协调、平衡的发有。最近的研 究表明，阑尾有一种有助于提高免疫力的特殊组织，很多对人体极端有害、容易引 起腹腔疾患的微生物和细菌在里面受到剿灭。美国纽约肿瘤研究机构的专家们曾 对好几百例消化器官得癌症的病人进行过调查，发现其中84%的人都已经把阑尾 切掉。肿瘤专家还声称，切掉阑尾的人得几种恶性肿瘤的几率是常人的3倍。四、 免疫细胞 参与免疫的细胞包括各类淋巴细胞、巨噬细胞、单核细胞和粒细胞等统称为 免疫细胞。而免疫活性细胞主要指在免疫过程中受抗原刺激后能进行分化、增殖 病发生特异性免疫应答的T细胞、B细胞。免疫细胞均来源于骨髓的干细胞。首 先了解一下什么叫干细胞？ (一)干细胞：造血干细胞是存在于造血组织中的一群原始造血细胞，具有 自我增殖和分化的功能。分化发育为不同血细胞系的定向干细胞后，再进一步增 殖分化为给佟的血细胞系的祖始细胞，最后在分化成各类终末细胞。（看书上图） 所以又叫多功能干细胞。胎儿出生后骨髓成为造血干细胞的主要来源。 关于骨髓移植的知识
、什么是造血干细胞移植：人们以前常说的骨髓移植、骨髓捐献到今天己 经不准确也不科学，由于我们医学技术的高发展，也就是说我们真正采集、我们 捐献的实际是造血干细胞。在我们人身体哪些部位生产和存储造血干细胞呢？ 般来说，有三个部位，生产和储存的大部分在骨髓里，所以我们叫做骨髓造血干 细胞。还有一部分在外周血，也就是在血管里面有少量的造血干细胞。第三就是 人们所知道，当妈妈生完小孩之后，在脐带里有大量、丰富的造血干细胞。反过 来说造血干细胞都在哪些部位，有骨髓的造血干细胞，有外周血的造血干细胞 有脐带的造血干细胞，现在我们提倡用外周血的造血干细胞来进行采集。那么骨 髓的造血干细胞采集和外周血的造血干细胞采集有什么不同呢？如果说是骨髓 移植用骨髓的造血干细胞，供者要进行全麻，或者在他的骨上凿几个洞。用外周 血造血干细胞则是先打三、四天的外周血动员剂，将骨髓中的造血干细胞动员入 血，然后用采血的方法来采集，这样的方法供者没有什么痛苦。 二、如何进行造血干细胞移植：首先让骨髓中的造血干细胞大量释放到血液 中去，这个过程称为“动员”。然后，通过血细胞分离机分离获得大量造血干细 胞用于移植，这种方法称为“外周血造血干细胞移植”。这样现在捐赠骨髓已不 再抽取骨髓，而只是“献血”了。而且，由于技术的进步，现在运用造血干细胞 “动员”技术，只需采集分离约50至200毫升外周血即可得到足够数量的造血 干细胞。采集足够数量的造血干细胞后，血液可回输到捐献者体内。 三、造血干细胞移植与输血有什么不同：不论是骨髓移植还是外周血干细胞 移植，说到底是造血干细胞移植。按照造血一元论的观点认识，人体的造血细胞 都是来源于一种最原始的血细胞，由它不断地增殖、分化，生生不息产生出多种 多样的血细胞，如红细胞、白细胞和血小板。既然这样，人们又管它叫种子细胞。 把它播到另外的有机体内（受者），在合适的环境下，就能不断地增殖、分化，将 有病的细胞取而代之。输血就不一样了，输的都是成熟的成分，只能暂时帮一下 忙，慢慢地就被受者破坏分解掉了。 四、造血干细胞移植会不会影响身体健康：现在很多人对于造血干细胞捐献 不了解，认为捐献出去会对自己的身体造成影响。其实，通过对全球已实施移植 的供者的身体状况进行监测，到目前为止，没有发现对身体有影响的个例。正常 人骨髓总量约为3000克，移植时只需10克，相当于采集干细胞10毫升。在采
集时，从一处静脉引出血，通过仪器把需要的细胞提取出米用于移植，不需要的 成分再“送”回供者的体内。采集过程中，供者只需躺在床上约4个小时，整个 过程只需一个星期。由于造血干细胞具有自我复制功能，捐赠造血干细胞后人体 将在短时间内恢复原有的造血细胞数量。所以，人不会感到任何不适，对供者很 安全。造血干细胞的供给者通常只要请半天假就能完成整个手术，不用作任何额 外的休息和调养。 五、造血干细胞移植有哪些类型：造血干细胞移档按造血干细胞的来源部位 可分为骨髓移植、外周血干细胞移植和脐血干细胞移植。按造血干细胞来自患者 自身与否可分为自体移植、同基因移植和异基因移植。其中同基因移植是指忠者 与移植供体为同卵孪生兄弟或姐妹。对急性白血病无供体者，在治疗完全缓解后， 采取其自身造血干细胞用于移植，称为“自体造血干细胞移植“。因为缓解期骨髓 或外周中恶性细胞极少，可视为“正常“细胞，但一般复发率较高，因而疗效比异 体移植稍差。人们正在研究一些特殊的“净化“方法，用以去除骨髓中的恶性细胞， 可望进一步提高自体移植的疗效。 六、造血干细胞移植的应用：造血干细胞移植可以治疗多种血液病、实体瘤、 免疫缺陷病和重度急性放射病，这已被很多人所熟悉。据介绍，造血干细胞移植 目前广泛应用于恶性血液病、非恶性难治性血液病、遗传性疾病和某些实体瘤治 疗，并获得了较好的疗效。1990年后这种洽疗手段迅速发展，全世界1997年移 植例数达到4.7万例以上，自1995年开始，自体造血干细胞移植例数超过异基 因造血干细胞移植，占总数的60%以上。同时移植种类逐渐增多，提高了临床疗 效。 七、造血干细胞移植的三个必要条件：一是移植前的预处理。这是为了使 受者能够接受外来的造血干细胞和减少本身肿瘤细胞的负荷采取的措施，经典的 方案是环磷酰胺60毫克/公斤体重服3日加上8~12戈瑞的一次或分次的全身 照射。这种方案对病人损伤较大，多用于原来身体较好、年龄较轻、病程较短、 主要脏器功能良好的患者，为了使儿章和年纪稍大、体质较弱的患者也可以接受 造血干细胞移植，于是有了对上述经典方案的改良方案，称之为非清髓性骨髓移 植预处理方法，通常是减少使用细胞毒药物的数量和剂量，不加或减少全身照射 剂量。这对于病人来说相对比较安全。二是受者和供者应有相匹配的人类白细胞
抗原(HLA)系统。它存在于人类第六对染色体上，医生称其为H,A-A,B,C和DR 位点，在移植能否成功上，LA一DR位点关系尤大，必须相合，这样成功机会大， 风险比较小。三是要有一定量的造血干细胞数。这点不难理解，既然作为种子细 胞，就要到适合于它的新的“土壤”环境中去生根、发芽、开花和结果，就不会 是一帆风顺，其过程会有损失，没有一定数量是不行的。这些主要是对异基因造 血干细胞移植而言。它带给移植患者以生有的机会，同时又受屏障和条件的限制 而埋伏着风险，诸如出血、感染、排斥、抗宿主病和肝静脉栓塞等并发症。但随 着科技的不断创新，不完善的逐渐完善，没认识到的逐渐被认识，经验越来越丰 富，相信会有越来越多的患者得到合理的救治重新获得健康。 八、造血干细胞的移植是否会有排斥反应：有的，造血干细胞移植本身也可 以说是一种器官移植，不过它不是大的组织，大的器官，也是人体的细胞，人体 的本身的免疫功能，都有一个认自己，排别人的东西，自己体内的东西都可以和 平共处，不是自己身体里面的东西都要千方百计的排斥出去。机体有两个屏障： 一个是个体发育屏障，一个是免疫屏障。为什么会有这样的屏障，最重要的理由 就是生物的多样性，人和人不同。具体到造血干细胞移植，除了同卵双胎外，其 他的都存在着差别，只不过差别有大有小而已。现在已经知道胎儿发育到3个月 以后，胎肝便有造血干细胞，胎儿开始自己造血。但这种造血功能还很不完善， 各种细胞成分的比例还很不稳定，红细胞系统造血比较旺盛，免疫功能细胞不够 完善，抗体数量不足，这时如果作为造血干细胞移植给别人，则有不易植入而易 被排斥的可能，对于受者而言此即个体发育屏障。而成人的造血干细胞，包括骨 髓和外周血干细胞，就可因性别、内分泌、免疫功能和基因的内在差别而影响植 入，这即谓之免疫屏障。造血干细胞的移植本身也有排斥的过程，这样我们就要 在移植造血干细胞之后，大夫要密切观察排斥的现象，根据排斥现象，要用一些 药物来进行预防它的排斥。如果说人体本身的一个功能，应该要有，但是由于我 们严密的进行分型和配型，我们的配型是全相合，所以排斥的情况也不一定特别 严重，我们也要预防，也要注射一些抗排斥的药物。所以采集以后，主要两大问 题，一个是排斥问题，一个是抗感染的问题。 九、造血干细胞的捐献和配型过程：首先从捐献者抽取的5毫升左右的血液 送往血液中心细胞实验室进行分子学检测，得到捐献者的人体白细胞抗原(LA)
数据，存入资料库。然后由各大医院提交申请单，并附有病人的人体白细胞抗原 (LA)的检测数据。管理中心再将捐献者的LA和病人的LA在电脑中进行配型 检测，如果有相符的就将进入实质捐献阶段。 十、骨髓移植改变了什么：随着医学知识的普及，“骨髓移植”早已不是什 么新鲜词了，很多人都知道，如果人的骨髓出现问题，失去造血功能，就可能不 得不接受骨髓移植手术。但是成功接受骨髓移植后，患者的身体方面会发生什么 变化，一般人恐怕都不了解。有人提出：进行骨髓移植后，两个非亲非故的陌生 人的相貌越长越像。还有一种比较流行的说法认为患者的性格会发生变化。这种 说法有科学性吗？骨髓移植到底改变了什么？专家认为骨髓移植是造血干细胞 移植，造血干细胞移植是经大剂量放化疗或其他免疫抑制颅处理，清除受体体内 的肿瘤细胞、异常克隆细胞，阻断发病机制，然后把自体或异体造血干细胞移档 给受体，使受体重建正常造血和免疫，从而达到治疗目的的一种治疗手段。造血 干细胞移植后，患者身体的确会发生一些变化。根据现有的已经被普遍接受的研 究资料，接受骨髓移植者，最常见的改变是血型，移植后患者的红细胞血型变为 供者红细胞血型。比如供者是A型，移植后不论移植前患者血型为何型，均变为 A型。内分泌系统也会改变：由于移植前预处理为大剂量照射和化疗，这种洽疗 对身体器官有很大的损伤。移植后很多器官组织短期内得到恢复，但是性激素分 泌变化显著。男性患者出现精子数量减少，但其性功能（性生活）不受影响。女性 患者常常出现闭经。另外，由于移植后的免疫反应，部分患者会出现口腔溃疡、 皮肤色素沉者。人的一生很多关键的生长发育是在胎儿期间完成的，一个器官的 形成需要非常复杂的发有过程。因此，单纯通过骨髓移植改变人的性别是不可能 的。不过也有专家认为在相貌上也许有“越来越像”的可能。因为传统观念认为， 不同组织种类的干细胞是“世袭终身制”，不可逆转，然而在1999年，美国科学 家首先证明人体干细胞具有“横向分化”的功能，比如造血干细胞可能转化为肌 肉细胞、神经细胞、成骨细胞等等，反之亦然。因而相貌的“移植”恐怕不仅仅 是猜测或者空想。不过专家表示，关于国内的骨髓移植，可能这些话题都还不应 该是“主角”，尽快解决国内骨随库捐献者资料稀缺的问题才是目前最迫切的事 十一、中国造血干细胞捐献者资料库（中华骨髓库）介绍：
中国造血干细胞捐献者资料库亦称“中华骨髓库”。其前身是1992年经卫生 部批准建立的“中国非血缘关系骨髓移植供者资料检索库”。2000年11月，经 卫生部同意改为“中国造血干细胞捐献者资料库（中华骨髓库）”。2001年经中央 编办批准成立中国造血干细胞捐献者资料库管理中心，管理中心成立两年来，资 料库己建立了24个省级分库，24个定点实验室，一个质控实验室，己有了较为 健全的规章制度，可用于检索的资料达6万多人份，由管理中心统一指挥协调。 迄今，各地分库及实验室已为2000多人进行了检索服务，有200多名患者配型 成功，有40多位患者成功地进行了造血干细胞的移植。根据统计，目前全球已 有37个国家建立了48个骨髓库，美国国家骨髓库有470万份，欧洲370万份， 我国台湾有23万份，资料表明登记人数已达700多万。在亚洲、香港、台湾、 新加坡、日本和韩国都相继建立了骨髓捐献者登记处。中国造血干细胞捐献者资 料库起步较晚，但这两年发展较快，目前正在向具有临床意义的10万人份库容 积极努力。计划在2005年内达到20万人份的库容，并力争做到华人最大的骨髓 库。为了达到这个目标，拯救生命、奉献爱心、参与公益、升华自我，希望有更 多的志愿者加入到当中来。 十二、关于脐血库：目前我国的干细胞库主要有中国造血干细胞捐献者资料 库和脐血库。这两类干细胞库的不同在于，中国造血干细胞捐献者资料库（中华 骨髓库)是中国红十字会发起建立的，主要对自愿捐献者进行白细胞抗原配型和 资料登记，将来需要时再采集骨髓，是一种资料库。脐血库是实物库，即通过对 新生儿脐血进行配型和资料登记，同时采集储存可供移植用的干细胞，一旦需要， 这些干细胞即可用于临床移植。目前我国已有7家成规模的脐血库。脐血库可分 为公共库和自体库两种。脐带血库的公共库可为广大患者提供作为造血干细胞 来源的脐带血，进行脐带血造血干细胞移植：自体库可为需要冻存脐带血的个人 及家庭服务。公共库是由政府出资或社会捐赠，自体库则由保存者个人出资。自 体保存的好处是，配型的针对性极强，排异性小，成功率极高。与骨髓干细胞移 植、外周血干细胞移植相比，脐带血干细胞移植具有以下优势：脐带血资源丰富、 采集简单：异体间排斥反应小，再生能力和速度是前者的10-20倍：纯洁度高： 对LA(人类白细胞抗原)配型相合的要求相对降低，可扩大供者范围：能快速 获得移植供者，避免供者原因耽误造成风险：移植后发生移植物抗宿主病的危险
性较低。用脐带血替代骨髓进行造血干细胞移植始于90年代初，目前只有美国、 英国、日本等一些发达国家建有脐带血库。脐带血移植配型相和的机率要比骨髓 配型高得多，配型指标中人白细胞抗原(HLA)有A、B、DR三项共6个位点，只 要有5个位点相和就可进行移植，而且成功率高，花费相对低廉 (二)淋巴细胞：淋巴细胞呈圆形或椭圆形。其中最主要的是小淋巴细胞， 这种细胞的细胞核很大。淋巴细胞可以在全身循环，它具有特异的识别外来细胞 的能力，根据其表面标志及功能的不同，可以分为以下几种： 1、T淋巴细胞：前面讲了T细胞是在胸腺中由前T细胞分化成熟的。但是 绝大部分在胸腺中就死亡了，只有少数随血流进入淋巴结、脾脏定居下来，或通 过血流、淋巴管进行再循环。受到抗原刺激后，T细胞进一步增殖、分化成为致 敏T细胞参与细胞免疫。在分化过程中有一部分细胞转变为免疫记忆细胞，当再 次受到抗原刺激时，其增殖、分化速度可大大加快。 近期研究表明，各种动物的T细胞膜表面都有令一种动物红细胞的受体。 如人类T细胞具有与绵羊红细胞非特异性结合的受体，两者结合会形成玫瑰花环 的形状。可用于T细胞的鉴定和计数。 T细胞按其表面有CD4或CD8分子可分为两个亚群： CD4+T细胞（辅助性T细胞Th) CD8+T细胞 按功能不同可以分为： 辅助性T细胞Th 调节细胞(Tr)抑制性T细胞(Ts) 迟发型超敏T细胞Td 效应细胞(Te) 细胞毒T细胞Tc 各个细胞都有不同的功能，详细的书上自己看。 2、B细胞：由骨髓中的干细胞经过淋巴干细胞分化为前B细胞，然后再分 化为成熟的B细胞。当抗原进入机体后，先经巨噬细胞吞噬处理，将抗原决定簇 传给T细胞，T细胞在传递给B细胞，B细胞接受刺激后发有成浆细胞，合成并 分泌各种类型的免疫球蛋白（抗体），所以B细胞也叫抗体形成细胞
B细胞表面有IgG的F心受体及补体C3受体，还有抗原受体，可分别与IgG 的℃端、补体C3及抗原结合。 3、K细胞，又叫杀伤细胞。它是人骨髓干细胞直接演化而来的，主要分布 于腹腔渗出液、血液和脾脏，K细胞膜上的IgG的F℃受体能与任何抗原抗体复 合物的FC端结合，从而激发K细胞将把细胞杀伤。所以，K细胞具有非特异性 的杀伤靶细胞的作用。 4、N细胞：又叫裸细胞。表面无T细胞和B细胞标记。有些人认为它是K 细胞，也有些人认为他是未成熟的T细胞或B细胞。机制尚不清楚。 5、D细胞：具有T细胞和B细胞两者的标记。功能不清楚 6、K细胞：又叫自然杀伤细胞。他在无任何抗原的刺激下，可以在体外杀 伤肿瘤细胞。人体的抗肿瘤的能力大小与NK细胞的水平有直接的关系 7、NKT细胞：专门杀伤导致自身免疫性疾病的细胞。（全身性红斑狼疮：狼 疮(LUPUS)一词来自拉丁语，含意是在患者颧部或相关区域皮肤出现顽周难治 和具有破坏性的损害，造成毁容，从而使面容变形，好象狡猾的狼。它主要好发 于面部，常在红斑基础上出现萎缩、瘢痕、色素改变，使面容毁坏，顽固难治， 像狼咬的一般。故有其名，形容和命名还是比较恰当的。 形成原因是：参与人体免疫反应的主要是T淋巴细胞，另一类称B淋巴细胞。 前者与细胞免疫有关，后者与体液免疫有关，在正常情况下，两者的功能相辅相 成，保持功能上的平衡。在某些外界（或）人体内部因素作用下，例如病毒感染、 日光曝晒、精神创伤、药物、妊娠等，使两类细胞的功能失去平衡，T淋巴细胞 功能下降，B淋巴细胞功能亢进，从而产生多种抵抗自身组织的抗体。例如抗核 抗体，这种抗体可与人体自身组织，如皮肤、血管、心、肝、肾、脑等脏器发生 免疫反应，引起组织损伤，产生各种临床表现，如各种皮疹、蛋白尿、关节疼痛、 脏器功能损害等，由此而发病。) 研究表明，TK细胞可抑制这些自身免疫病，此外，还有抑制癌症转移和延 缓人体衰老的作用 三、免疫分子 免疫分子包括膜表面免疫分子和体液免疫分子两大类。其他的你们自家了解 下即可，在这里我们介绍两种最重要的体液免疫分子抗原和抗体
