免疫学教案.docx

1、免疫学教案绪 论一、教学内容与学时分配：绪 论 2学时二、授课对象：生物技术、生物科学专业本科生三、单元教学目标：掌握：免疫的概念、免疫系统的功能、免疫应答的基本特点。熟悉：免疫的类型、免疫系统基本组成、重要免疫学家的贡献。了解：免疫学发展简史；现代免疫学的发展。四、授课重点：免疫的概念、免疫系统的基本功能。五、授课难点：教学过程中着重讲解如何理解免疫功能的双重性，并使学生熟悉免疫学涉及的专业名词。六、授课形式：多媒体辅助授课。七、授课方法与课前准备：认真查阅相关的书籍、文献资料，查找最新的免疫学相关进展。八、思考题：1、如何理解现代免疫概念的三个层次？2、现代免疫学的理论与技术向其它学科的渗

2、透体现在哪些方面？授课内容：一、Why we study immunology人类生存在一个充满危险的环境中。在人类生存的环境中存在有大量的致病原，其中包括细菌、真菌、病毒、病原虫等。这些病原生物的存在严重地威胁着人类的健康和生命。自古以来，传染性疾病（黑死病、天花和流感）对人类的健康造成了极大的威胁。由于传染病死亡的人数远远超过了任何一场战争。于1918年流感的全球性大暴发，夺走了2000多万人的生命，这一数字远远超过了在刚刚结束的第一次世界大战中的死亡人数。100年前，世界疾病死亡率前三位的均为传染性疾病，但是目前已被各种心脑血管病和癌症所取代。这些得益于免疫学理论和实验技术的快速发展。二

3、、现代免疫学的重要地位：1901年首次医学和生理学奖的获得者就是在免疫学有突出贡献的von Behring。截至1996年止，该奖共颁发87次，而免疫学以及与免疫学密切相关的科学成果就占16项，为获奖次数的18.4%。这是任何生物医学学科所属的单一学科所不比拟的。这一事实说明免疫学及其成就的重要性，同时也反映了免疫学是生物医学领域中的一块肥沃的原野，具有极为广阔的发展前景。三、免疫的概念：immunis Immune/Immunity；中文“免疫”一词免是免除的意思，而疫则是指能够传染的疾病。二者合起来就是免除疾病的意思。现代免疫的概念：机体对自我物质和非我物质的识别；机体通过发动一系列（特异

4、性或非特异性）的生理学过程，排除非我成分保护自我成分，从而使机体达到稳定、平衡的状态；在保护机体的同时，也可能对机体产生一定的损伤。四、免疫学的发展简史（一）经验免疫学时期的重要事件11世纪的中国，人们就发现天花病人愈后的痂皮可以对天花起到预防作用，并将种人痘的方法用于天花的预防。这种方法沿丝绸之路传入土尔其，后经土尔其的大使夫人将此方法传入英国。Jenner和牛痘的发明：1798年Jenner发表了关于牛痘疫苗的文章，为当时人们抵御天花做出了贡献。1979年，世界卫生组织（WHO）宣布人类已消灭天花，从而使得天花成为人类第一个彻底战胜的疾病。（二）实验免疫学时期的重要事件1、Pasteur和

5、减毒疫苗：Pasteur提出了病原的概念，指出病原就是致病菌；通过人为处理的方法降低病原菌的致病性，从而获得多种人工减毒疫苗；Pasruer被称作是现代免疫学之父。2、Koch和病原菌致病的提出：Koch发明了固体培养基，分离培养结核杆菌成功；建立了微生物分离培养的技术，并在短期内发现了多种病原菌。提出病原菌致病的概念。将各种病原菌制成减毒疫苗，最主要的是制备成功了结核杆菌的疫苗，并因此获得了1905年的诺贝尔奖。3、Behring和血清疗法：1890年Behring发现利用白喉外毒素免疫马，可使马体内产生某种能够中和外毒素的物质，并将其称为抗毒素，实际上就是抗体。1891年他利用动物免疫血清

6、成功治愈了首例白喉患者，开创了被动免疫临床应用的先河，并因此获得了1901年首届诺贝尔医学及生理学奖。4、Paul Ehrlich与体液免疫学：Bordet在体外实验中发现抗原和抗血清可以发生凝集反应，提出在血清中存在凝集病原菌的物质，称为抗体；Ehrlich在前人工作的基础上提出了抗体形成的侧链学说，并以此为中心的体液免疫学说，其主要内容是免疫力依赖于体液中具抗体活性的物质。5、Metchnikoff与细胞免疫学：Metchnikoff发现体内吞噬细胞吞噬外来异物的活动与低等的变形虫摄食的活动极为相似，他对此进行了研究并在此基础上发展起来了以细胞为效应成分的细胞免疫学。6、超敏反应的发现：7

7、、Edleman、Porter和抗体的结构：抗体是免疫化学研究的中心。1938年用电泳的方法证明Ig属于-球蛋白；1959年，Edleman 和Porter利用巯基乙醇和酶解的方法证明了抗体是由两条重链和两条轻链组成的Y型结构。8、免疫耐受的发现：1945年，Owen在异卵双生小牛中发现血型不同的小牛的血细胞可以互混，从而提出免疫耐受的概念。1953年Burnet和Modwn进行了小鼠胚胎免疫移植实验，并因此获得了1960年诺贝尔奖。9、Burnet和克隆选择学说：1958年Burnet提出了克隆选择学说；利用这个学说可以较好的解释抗体多样性在细胞水平上的产生机制，自身耐受如何产生等重要的免疫

8、学问题。（三）现代免疫学时期随着分子生物学概念和实验技术的引入，抗体的遗传机制、MHC多样性产生的分子机制、免疫过程中的信号传递等重要问题都得到了解决，免疫学的发展可谓一目千里。免疫学的研究成果在临床上得以了广泛的应用，各种细胞因子、单克隆抗体、各种传染病疫苗等免疫学相关手段都得到了广泛的应用，并在乙肝、癌症等众多疾病的治疗过程中发挥了重要的作用。五、免疫的功能免疫防御（immunologic defence）：是机体防御病原微生物和外来抗原性异物侵袭的一种免疫保护功能，即通常指的抗感染免疫。在异常情况下，如果防御反应过分强烈可引发超敏反应，反应过低（或缺如）则表现为易受感染或免疫缺陷病。免疫

9、自稳（immunologic homeostasis）：是机体免疫系统维持内环境稳定的一种生理功能。正常情况下，免疫系统能及时清除体内损伤、衰老或变性的细胞或抗原抗体复合物，而对自身成分不发生免疫应答，处于免疫耐受状态；若免疫耐受功能失调，则可导致自身免疫性疾病。免疫监视（immunologic surveillance）：是机体免疫系统及时识别、清除体内出现的突变细胞和病毒感染细胞的一种生理保护作用。若免疫监视功能失调，则可发生肿瘤或病毒持续性感染。免疫系统概述一、教学内容与学时分配免疫系统概述 2学时二、授课对象生物技术、生物科学专业本科生三、单元教学目标掌握：固有性免疫和获得性免疫的概念

10、及其主要过程。熟悉：在免疫系统中重要的免疫过程和重要概念，为今后教学内容的展开打下基础。了解：固有性免疫和获得性免疫之间的相互作用与联系。 四、授课重点固有性免疫和获得性免疫的概念及主要过程。五、授课难点教学过程中着重讲解获得性免疫的主要组成成分及其过程。六、授课形式多媒体辅助授课。七、授课方法与课前准备认真查阅相关的书籍、文献资料，丰富图片和动画过程。九、思考题1、如何理解固有性免疫和获得性免疫的关系？2、细胞免疫与体液免疫之间存在何种联系？十、教研室意见授课内容：一、 Innate (Nonspecific) immunity：任何生命有机体都具有抵御外来微生物侵袭的与生俱有的本领，称之为

11、固有性免疫。是机体在接触外来的侵染物之前就已经存在的免疫性，所以天然免疫性是机体先天就有的，而且始终存在的防御机制。解剖屏障：皮肤、粘膜、血脑和血胎屏障机械阻挡和排除作用生理屏障：温度、低pH、生物活性物质阻止细菌生长或杀伤细菌吞噬作用屏障通过吞噬细胞的吞噬作用清除病原体炎症反应屏障组织损伤和感染引起的血管物质外渗，引起感染部位和体温升高。二、 Adaptive (Specific) immunity：是指免疫系统与外界微生物或其它抗原性异物接触后其本身形态发生了变化，从而获得了针对该种微生物或抗原的免疫力。（一）Humoral and cell-mediated immune respons

12、e体内由T淋巴细胞介导的免疫称为细胞免疫。The recognition of an antigen-MHC complex by a specific mature T lymphocyte induces clonal proliferation into various T cells with effector functions (TH cells and CTLs) and into memory T cells.体内由B淋巴细胞介导的免疫称为体液免疫。antigen induces the clonal proliferation of B lymphocytes into an

13、tibody- secreting plasma cells and memory B cells.（二）Cells of the immune systemThe Adaptive Immune System Requires Cooperation Between Lymphocytes and Antigen-Presenting Cells。1、T lymphocytes: T lymphocytes also arise in the bone marrow. Then T cells migrate to the thymus gland to mature.A、T cells b

14、earing CD4 (CD4+ cells) recognize only antigen bound to class II MHC molecules.B、T cells bearing CD8 (CD8+ cells) recognize only antigen associated with class I MHC molecules.In general, CD4+ cells act as helper cells and CD8+ cells act as cytotoxic cells. Both types of T cells express about 105 ide

15、ntical molecules of the antigen binding T-cell receptor (TCR) per cell, all with the same antigenic specificity.2、B lymphocytes: B lymphocytes mature within the bone marrow or brusa.B cells have about 105 molecules of membrane-bound antibody per cell. All the antibody molecules on a given B cell hav

16、e the same antigenic specificity and can interact directly with antigen.3、Antigen presenting cells (APC, 抗原递呈细胞): These specialized cells, which include macrophages, B lymphocytes, and dendritic cells.（三）Recognition of antigen by B and T cellsBoth B and T lymphocytes recognize discrete sites on the

17、antigen called epitopes(表位).Four related but distinct cell-membrane molecules are responsible for antigen recognition by the immune system: Membrane-bound antibodies on B cells (smIg)、T-cell receptors、Class I MHC molecules、Class II MHC molecules。（四）Role of major histocompatibility complex (MHC)T cel

18、ls can recognize an epitope only when it is associated with an MHC molecule on the surface of a self-cell。（五）Processing and presentation of antigensComplex Antigens Are Degraded (Processed) and Displayed (Presented) with MHC Molecules on the Cell SurfaceExogenous antigen is produced outside of the h

19、ost cell and enters the cell by endocytosis or phagocytosis. Exogenous antigen is ingested by endocytosis or phagocytosis and then enters the endocytic processing pathway. Here, within an acidic environment, the antigen is degraded into small peptides, which then are presented with class II MHC mole

20、cules on the membrane of the antigen-presenting cell.Endogenous antigen is produced within the host cell itself. Two common examples are viral proteins synthesized within virus-infected host cells and unique proteins synthesized by cancerous cells. endogenous antigen, which is produced within the ce

21、ll itself (e.g., in a virus infected cell), is degraded within the cytoplasm into peptides, which move into the endoplasmic reticulum, where they bind to class I MHC molecules. The peptideclass I MHC complexes then move through the Golgi complex to the cell surface.（六）Cellular interactions required

22、for generation of immune responses三、Collaboration between innate and adaptive immunity四、Immune Dysfunction and Its ConsequencesSometimes the immune system fails to protect the host adequately or misdirects its activities to cause discomfort, debilitating disease, or even death. There are several com

23、mon manifestations of immune dysfunction: Allergy and asthma； Graft rejection and graft-versus-host disease； Autoimmune disease； Immunodeficiency免疫系统中的器官、组织和细胞一、教学内容与学时分配免疫系统中的器官、组织和细胞 4学时二、授课对象生物技术、生物科学专业本科生三、单元教学目标掌握：免疫器官的组成及其功能，T、B细胞的重要表面分子亚群及功能。抗原递呈细胞的概念、种类及特性。熟悉：T细胞在胸腺内发育过程，B细胞在骨髓内的发育过程。熟悉免疫细胞间

24、的相互作用。了解：粘膜相关淋巴组织的组成、分布、功能，了解淋巴细胞再循环。四、授课重点免疫器官和主要免疫细胞类型的生理学作用。五、授课难点教学难点是T、B淋巴细胞的发育过程及免疫细胞之间的相互作用。六、授课形式多媒体辅助授课。七、授课方法与课前准备认真查阅相关的书籍、文献资料，丰富图片和动画过程。九、思考题1、如何理解T细胞成熟过程中阴性选择和阳性选择的作用？2、抗原递呈细胞在整个免疫系统中的作用如何？十、教研室意见授课内容：Cells and organs of the immune systemimmune system ：由执行机体免疫功能的器官、组织、细胞和分子组成的系统称为免疫系统。

25、一、Organs of the Immune SystemA number of morphologically and functionally diverse organs and tissues have various functions in the development of immune responses. These can be distinguished by function as the primary and secondary lymphoid organs。Primary lymphoid organs ：免疫细胞发育成熟的部位：胸腺 腔上囊及类器官 骨髓se

26、condary lymphoid organs ：免疫细胞和外来抗原作用的部位：淋巴结 脾脏 粘膜相关淋巴组织（一）胸腺：The thymus is the site of T-cell development and maturation.胸腺位于胸腔纵隔上方，胸骨后方，分左右两叶。胸腺在出生后两年内为活动的高峰期，至青春期长至最大，青春期后逐渐退化，这种现象称为生理性胸腺萎缩。胸腺结构：胸腺可分为皮质和髓质两个部分其中位于皮质的细胞是未成熟的T细胞；髓质中含有网状上皮细胞、巨噬细胞和少量的T细胞，随着细胞从皮质层向髓质的迁移，细胞也会逐渐变为成熟的T细胞。胸腺的功能：胸腺是T细胞分化成熟的

27、场所，在这个过程中，只有大约1%的细胞能最终发育成熟；髓质内的网状上皮细胞可分泌胸腺激素，这些物质是构成胸腺微环境的重要因素，对于T细胞的分化和调节起到重要的作用；形成对自身抗原的耐受性维持自身的稳定。在T细胞成熟的过程中能与自身抗原物质发生反应的克隆都被清除掉了。（二）Bursa(腔上囊及类器官)腔上囊是鸟类特有的器官，它是鸟类B淋巴细胞成熟的部位；（三）Bone骨髓是人和哺乳类动物的造血器官，同时也是各种免疫细胞的发源地，其中含有具强大分化潜能的多能干细胞，能分化为髓样干细胞和淋巴干细胞；骨髓功能缺陷时可导致机体免疫功能的缺陷；骨髓被认为是高等哺乳动物B细胞成熟的部位。（四）淋巴结淋巴结外

28、具被膜，实质分为皮质和髓质两部分，皮质浅区为B细胞居留地，皮质深区为T细胞居留地；淋巴结不仅是特异的免疫应答的发生地，同时还具有过滤病原的作用（五）Spleen滤过作用：体内约90%的循环血液要流经脾脏，脾脏中的Mf可吞噬和清除血液中的病原体，以及衰老死亡的自身红细胞、白细胞、某些蜕变细胞及免疫复合物等，从而使血液得到净化。脾脏是T细胞和B细胞细胞定居的场所；是免疫应答发生的场所：血液中的病原体等抗原性异物竟血液循环进入脾脏，除被Mf摄取并降解为抗原肽，导致T、B 细胞活化、增殖，产生效应T细胞和浆细胞。脾脏是针对来自血液中抗原异物的免疫应答场所，也是体内产生抗体的主要器官；还是合成某些生物活

29、性物质，如补体、干扰素等。（六）粘膜相关淋巴组织（mucosa-associated lymphoid tissue，MALT）粘膜相关淋巴组织，乃无被膜的淋巴组织，主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道粘膜固有层和上皮细胞下散在的淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，MALT 主要包括鼻相关淋巴组织、肠相关淋巴组织和支气管相关淋巴组织。如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyers patch）、阑尾等。二、免疫细胞（一）免疫细胞的概念：免疫细胞泛指所有参加免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前身，主要包括造血干细胞、淋巴细胞、单核/巨噬细胞及其他抗原递呈细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞。Al

30、l blood cells arise from a type of cell called the hematopoietic stem cell。造血干细胞是存在于造血组织中的一群原始造血细胞。在人胚胎第2周时可出现于卵黄囊，第四周开始转移至胚肝，妊娠5个月后，骨髓开始造血，出生后骨髓成为造血干细胞的主要来源。（二）、免疫细胞的主要类型1、淋巴细胞Lymphocytes are the central cells of the immune system, responsible for adaptive immunity and the immunologic attributes of

31、 diversity, specificity, memory, and self/nonself recognition.淋巴细胞在体内是极为复杂的不均一的细胞群体。各种淋巴细胞在免疫应答过程中相互协作，相互制约，共同完成机体对抗原性物质的识别、应答和清除，维持内环境的稳定。体内的淋巴细胞主要包括T细胞和B细胞两类。1）thymus dependent cellA、T细胞的主要类群a、辅助性T细胞(help T cells,Th)：T细胞具有辅助B细胞产生抗体的能力。它还可以辅助其它免疫细胞发挥作用。我们将这类T细胞称为辅助性T细胞（helper T cells TH）。它占所有T细胞总数的

32、4060%。TH是AIDS的受体细胞。Th细胞可根据它分泌的细胞因子的类型不同分成两个亚群：Th1和Th2。b、抑制性T细胞：在T细胞类群中有一类T细胞，它可以抑制其它免疫细胞（TH、B）的活性，防止机体产生过高的免疫应答。这一类T细胞我们称为抑制性T细胞（suppressor T cells TS）。抑制性T细胞不是独立的亚群，只是功能含义上的命名。具有抑制功能的T细胞既可表达CD4也可表达CD8标志。它约占T细胞总量的510%。c、cytotoxic T lymphocyte CTLs：细胞毒性T细胞是T细胞的主要效应形式。作用方式：通过与靶细胞细胞后释放成孔蛋白使靶细胞膜受损，从而导致靶细胞的破裂；向靶细胞内释放物质，诱导靶细胞发生细胞凋亡。所以我们将此类细胞称为细胞毒性T细胞。d、反抑制性T细胞：这类细胞