1 免疫学基本概念 免疫学基本概念.doc

第一部分 免疫生物学和天然免疫概论 第一章 免疫学基本概念 免疫系统的组成 天然免疫和获得性免疫的原理 获得性免疫的识别和效应机制 第二章 天然免疫 宿主防御的第一道防线 补体系统和天然免疫 天然免疫系统中的受体 诱导抗感染的天然免疫应答 第一章 免疫学基本概念 免疫学是一门相对比较新的学科。通常认为其起源归功于Edward Jenner（爱德华?詹纳）（图1.1），他在1796年发现牛痘（即疫苗）能够诱导人体针对天花这种致死性疾病产生保护力。他将该过程称为接种疫苗，目前接种疫苗这个术语仍然是指给健康人体接种减毒的致病原，从而使其获得预防该病的能力。尽管Jenner大胆的实验很成功，但在全世界普及接种天花疫苗几乎花了两个世纪的时间，终于在1979年世界卫生组织正式宣布天花已经被消灭了（图1.2），这是现代医学史上最伟大的胜利。 图1.1 Edward Jenner John Raphael Smith绘制的肖像画，由Yale大学的Harvey Cushing/John Hay Whitney 医学图书馆同意复制。 每个月有一个以上病例的国家总数 （曲线） 正式宣布 天花灭绝 年 图1.2 接种疫苗灭绝了天花 连续三年没有天花病例的报道之后，世界卫生组织在1979年宣布天花已被灭绝。 当Jenner提出接种疫苗这一概念时，他对引起传染病的致病原一无所知。直到19世纪后叶，Robert Koch（罗伯特?科赫）才证明传染病是由微生物（microorganisms）引起的，每种微生物引起一种特定的疾病，即病理学（pathology）。现在我们将病原微生物即病原体（pathogens）大致分为四类：病毒（viruses）、细菌（bacteria）、致病性真菌（fungi）和其他相对比较大而复杂的真核生物——寄生虫（parasites）。 Koch以及19世纪其他一些伟大的微生物学家的发现，拓展了Jenner接种疫苗在其他传染病上的应用。19世纪80年代，Louis Pasteur（路易斯?巴斯德）发明了鸡霍乱疫苗和狂犬病疫苗，并在首次应用于一个被疯狗咬伤的男孩身上时获得了巨大成功。这一系列实践促使人们去探索其保护机制，由此发展了免疫学。1890年Emil von Behring（埃米尔?冯?贝林）和Shibasaburo Kitasato（北里柴三郎）发现在预防接种过的人体血清中含有一种能特异性结合相应病原体的物质，他们将这种物质称为抗体（antibodies）。 针对特定病原体产生相应抗体，这种特异性免疫应答（immune response）称为获得性免疫应答（adaptive immune response），因为它是一个个体在后天成长中，与病原体感染抗争的过程中获得的能力。多数情况下，获得性免疫应答赋予了机体长期的保护性免疫力（protective immunity），从而防止同样病原体的再次感染。这是获得性免疫与天然免疫（innate immunity）的区别所在。在Behring和Kitasato发现抗体的同时，人们也从伟大的俄国免疫学家Elie Metchnikoff（埃利?梅切尼科夫）的研究工作中首次认识了天然免疫。Metchnikoff发现有一类能吞噬并消化许多微生物的吞噬细胞（phagocytic cells），他将这类细胞称为巨噬细胞（macrophages）。巨噬细胞能直接对抗广泛存在的病原体而不需要预先致敏，是天然免疫系统中的一个关键成员。相比之下，抗体通常只在感染后产生，并特异性地作用于感染的病原体。因此存在于人体内的抗体能直接反映出该机体受过感染的特性。 事实上，人们很快就发现了大多数物质都能诱导机体产生特异性抗体，这类物质因能刺激机体产生抗体而被称为抗原（antigens）。不过我们应该知道并不是所有的获得性免疫应答过程都会产生抗体，因此抗原现在也有了更广泛的定义，即指任何能被获得性免疫系统所识别的物质。 天然免疫应答和获得性免疫应答都依赖于白血球细胞或称白细胞（leukocytes）的活性。天然免疫应答主要涉及到粒细胞（granulocytes）和巨噬细胞。粒细胞，又称为多形核白细胞，是一个由不同种类白细胞组成的类群，不同种类的粒细胞的颗粒经染色后会呈现出不同的颜色和形态，包括具有吞噬功能的嗜中性粒细胞（neutrophils）。人们推测人类以及其他脊椎动物的巨噬细胞是由低等动物的吞噬细胞演化而来的，如Metchnikoff在海星中观察到的那些吞噬细胞。获得性免疫应答则依赖于淋巴细胞（lymphocytes），能使机体在生病后或接种疫苗后获得终身的免疫力。天然免疫和获得性免疫这两类免疫系统共同组成了一个非常有效的防御系统。尽管我们生活