《微生物学与免疫学》知识点总结(一）

《微生物学与免疫学》知识点总结(一）

 

《微生物学与免疫学》学习要求

 

●考试题型/分值：①填空（10分）；②单选（20分）；③判断（10分）；④名词解释（10分）；⑤简答（32分）；⑥论述（18分）。

 

1、了解免疫学的发展简史，掌握重要科学家的贡献

时间	国家	科学家	事件
1675	荷兰	列文虎克	显微镜，人类第一次认识微生物的世界。
1796	英国	琴纳	用牛豆预防天花， 揭开免疫学发展的实验阶段。
1857	法国	巴斯德	证实发酵与腐败都是微生物所致， 开创了微生物研究的生理学时代。
1877	德国	郭霍	用固体培养基分离出多种病原菌和提出郭霍法则，对鉴定一种新病原体具有重要的指导意义。
1891	德国	Behring	用白喉抗毒素治疗白喉获得成功，开创了人工被动免疫疗法，即血清治疗的时期。
1892	俄国	伊凡诺夫斯基	首先发现烟花草叶病毒， 开创了病毒学的研究。
1929	英国	弗莱明	发现了第一个抗生素：青霉素
1935		杜马克	发现白浪多息治疗链球菌感染
1957		F.M.Burnet	提出克隆选择学说。

 

2、免疫系统的组成及其基本功能

    →免疫系统的组成：

  ◆免疫器官：中枢免疫器官（骨髓和胸腺）和外周免疫器官（脾脏、淋巴结和黏膜免疫系统）。

  ◆免疫细胞：淋巴细胞（T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤细胞）、抗原提呈细胞（树突状细胞、单核/巨噬细胞）和粒细胞（中性、嗜酸和嗜碱）。

  ◆免疫分子：多种效应分子（免疫球蛋白和细胞因子）和表达于免疫细胞表面的各类膜分子（特异性抗原受体、CD分子、黏附分子、主要组织相容性分子和其它类型受体）。

 

→免疫系统的功能：

  ◆免疫防御：即抗感染免疫，指机体针对外来抗原的免疫清除作用，保护机体免受病原微生物的侵袭。在异常情况下，若应答过强，发生超敏反应；应答过低，可发生免疫缺陷。

  ◆免疫自稳：指机体可及时清除体内衰老或损伤的体细胞，对自身成分处于耐受状态，以维持体内环境的相对稳定。若发生异常，可导致自身免疫疾病的发生。

  ◆免疫监视：指机体免疫系统可识别和清除畸变以及突变细胞的功能。若发生异常，可导致肿瘤发生和持续感染。

 

3、免疫应答的类型

◆固有免疫：亦称天然免疫或非特异性免疫，是种群长期进化过程中逐渐形成，是机体抵御病原体侵袭的第一道防线。

◆适应性免疫：亦称为特异性免疫或获得性免疫，为个体接触特定抗原而产生，仅针对该特定抗原而发生反应。

 

4、抗原的基本概念和特性

◆抗原（Ag）：是指能与淋巴细胞抗原受体（BCR/TCR）特异性结合，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，并能与相应免疫应答产物（指抗体或致敏淋巴细胞）在体内、外发生特异性反应的物质。

◆抗原的基本特性：◇免疫原性：指抗原能刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞的特性；◇免疫反应性或抗原性：指抗原能与相应免疫应答产物（抗体或致敏淋巴细胞）发生特异性结合的特性。

 

5、抗原表位概念和类型

◆抗原表位（又称抗原决定基）：抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团，它是TCR、BCR及抗体特异结合的基本单位。

◆类型：

²   构象表位：指序列上不相连的多肽或多糖，形成特定空间构象的决定基，一般位于抗原分子表面；

²   线性表位：指一段序列相连续的氨基酸片段，多位于抗原分子的内部。

 

6、了解影响免疫应答的因素，掌握抗原理化性质和免疫方法对免疫应答的影响

◆抗原的理化性质：

²   分子量大小：抗原的分子量一般≥10kD，且分子量越大，免疫原性越强。

²   化学性质：分子结构越复杂，免疫原性越强；芳香族氨基酸越多，免疫原性越强；

²   分子构象和易接近性

²   物理性状：聚合状态的蛋白质比单体免疫原性强，颗粒性抗原强于可溶性抗原。

◆免疫方法：

²   免疫抗原的剂量：太高或太低引起免疫耐受；

²   免疫途径：皮内免疫最佳，皮下免疫次之，口服易诱导免疫耐受；

²   免疫佐剂的使用。

 

7、抗原的类型

◆根据抗原诱生抗体对T细胞的依赖性：

²   胸腺依赖性抗原（TD-Ag):亦称T细胞依赖性抗原，其刺激B细胞产生抗体有赖于T细胞辅助。如病原微生物、血细胞、血清蛋白等。

²   胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）：亦称T细胞非依赖性抗原，其刺激机体产生抗体无须T细胞辅助。可分为两类：TI-1抗原具有激活多克隆B细胞的作用，可刺激成熟或未成熟B细胞活化、增殖；TI-2抗原仅能刺激成熟B细胞活化。 

◆根据抗原与机体的亲缘关系：

²   异种抗原：指来自不同种属的抗原。如马血清抗毒素，具有双重效应.即能中和外毒素的毒性，反复使用可致超敏反应。

²   同种异型抗原：指同一种属不同个体所具有的特异性抗原，又称同种抗原。

²   自身抗原：某些病理情况下，自身抗原可诱导机体产生自身免疫应答。

²   异嗜性抗原：又称Forssman抗原，指一类存在于人、动物、植物或微生物之间的共同抗原。

◆根据抗原的产生方式

²   天然抗原

²   人工抗原的优点：可选择性获得有效抗原成分；可增加天然抗原所不具备的成分；有利于避免不良反应；更有利于大规模工业生产。

◆根据抗原的两个基本特性：

可分为完全抗原（如TD抗原和TI抗原）和半抗原（与载体交联可形成完全抗原，在体内可能诱导超敏反应）。

◆根据TD抗原是否由抗原提呈细胞所摄取

²   外源性抗原：来源于抗原提呈细胞之外的抗原；

²   内源性抗原：由抗原提呈细胞在胞内合成的抗原。

◆根据抗原诱导免疫应答的性质

可分为移植抗原、肿瘤抗原、微生物抗原、引起致敏反应的变应原或过敏原、诱导免疫耐受的耐受原。

◆根据抗原的理化性质

可分为颗粒性抗原、可溶性抗原、蛋白抗原、多糖抗原及多肽抗原等。

 

 

8、免疫球蛋白的基本结构和酶水解片断

→免疫球蛋白分子的基本结构：“Y”字形四肽链结构，由两条完全相同的重链和两条完全相同的轻链以二硫键链接而成。

◆重链(H):分为5链，据此可免疫球蛋白分为IgM、IgD、IgG、IgA、IgE五个同种型；

◆轻链（L）:分为2链，据此可将Ig分为κ和λ两型；

◆可变区（V）：Ig重链和轻链近氨基端（N端）约110个氨基酸序列的变化很大，故称为可变区，分别占重链和轻链的1/4和1/2。

◆恒定区（C）：位于肽段羧基端（C端），其氨基酸序列相对恒定，故称为恒定区，分别占重链和轻链的3/4和1/2。

◆高变区（或互补决定区）：重链和轻链V区（V_H、V_L）各含3个由氨基酸组成和排列顺序高度可变的区域，分别为CDR1～3。V_H和V_L的3个CDR共同组成Ig的抗原结合部位，负责识别及结合抗原，从而发挥免疫学效应。

◆骨架区（FR）:CDR以外的V区，其氨基酸组成和排列顺序相对不易变化，成为骨架区。
V_H和V_L各有4个骨架区。

◆铰链区：IgD、IgG、IgA有，IgM、IgE无。

◆结构域：免疫球蛋白两条重链和两条轻链折叠形成的数个环形结构。每个结构域一般具有其独特的功能，故又称功能区。

 

→水解片段：

◆木瓜蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链的近N端，将Ig裂解为两个完全相同的抗原结合片段（Fab）和1个可结晶片段(Fc)。

²   Fab可与抗原结合但不发生凝集反应或沉淀反应；

²   Fc无抗原结合活性，是Ig与效应分子或细胞相互作用的部位。

◆胃蛋白酶作用于铰链区二硫键所连接的两条重链的近C端，将Ig水解为一个大片段F(ab’)₂和一些小片段pFc’。

²   F(ab’)₂可同时结合两个抗原表位，故能形成凝集反应或沉淀反应。

 

9、免疫球蛋白的功能

→免疫球蛋白的主要生物学功能：

◆中和作用：阻止病原体入侵；

◆活化补体：溶解细胞或细菌，联合调理作用；

◆被动免疫：通过胎盘；

◆结合Fc受体：ADCC,调理作用，接到I型超敏反应。

 

10、五类免疫球蛋白的特性

◆IgG：是血清和细胞外液中主要的抗体成分，其血清浓度从高到低依次为：IgG₁、IgG₂、IgG₃、IgG₄。IgG是再次体液免疫应答产生的主要抗体，亲和力高，在体内分布广泛，具有重要的免疫效应。IgG₁、IgG₃、IgG₄能通过胎盘屏障；IgG₁、IgG₂、IgG₄可以其Fc段与葡萄球菌蛋白A结合；IgG₁、IgG₃可高效激活补体；一些自身抗体和引起Ⅱ、Ⅲ型超敏反应的抗体也属IgG。

◆IgM：是BCR的主要构成成分，分泌型为五聚体，不能通过血管壁，主要存在于血清中。天然血型抗体为IgM，血型不符的输血可发生严重的溶血反应。IgM是个体发育最早合成的抗体，在胚胎发育晚期的胎儿即可产生IgM；也是体液免疫应答中最早出现的抗体，可用于感染的早期诊断。

◆IgA：分为血清型和分泌型。血清型为单体，主要存在于血清中；分泌型为二聚体，主要存在于乳汁、唾液、泪液和呼吸道、消化道、生殖道黏膜表面，参与局部的黏膜免疫。新生儿易患呼吸道、消化道感染可能与分泌型IgA合成不足有关。婴儿可从母乳中获得sIgA,是一种重要的自然被动免疫。

◆IgD：分为血清型和膜结合型，其中mIgD是BCR的重要组成部分，为细胞分化成熟的标志。

◆IgE：是正常人血清中含量最少的免疫球蛋白，具有很强的亲细胞性，故可以引起Ⅰ型超敏反应。此外，IgE可能与抗体抗寄生虫免疫有关。

  

11、制备单克隆抗体的基本原理

◆单克隆抗体概念：单一抗原表位特异性B细胞克隆经融合、筛选和克隆化而获得单克隆杂交瘤细胞，其所产生的同源抗体。具有纯度高、特异性强、效价高、少或无血清交叉反应、制备成本低等优点。

◆（第二代抗体）原理：利用骨髓瘤细胞无限增殖和免疫B细胞合成、分泌特异性抗体的功能，通过细胞融合获得杂交瘤，杂交瘤细胞具有无限增殖和分泌抗体的特性。

 

12、免疫球蛋白多样性产生的机制

→免疫球蛋白多样性产生的机制：

◆组合多样性；◆连接多样性；◆体细胞高频突变。

 

13、补体激活的三条途径

→补体系统激活的三条途径：

◆经典激活途径；◆MBL激活途径；◆旁路激活途径。

 

14、补体活化的调节

→补体活化的调节：

◆自身的衰变调节；◆体液调节因子；◆膜结合型调节分子。

 

15、补体的生物学功能

→补体的生物学功能：

◆溶解细菌；◆调理作用；◆清除免疫复合物；◆引起炎症反应。

 

16、细胞因子的作用方式和作用特点

◆细胞因子的作用方式：自分泌、旁分泌或内分泌。

◆作用特点：高效性；多样性；局部性；短暂性；复杂性（重叠性、双向性、网络性）。

 

17、细胞因子的分类：六大类

◆白细胞介素(IL)；

◆干扰素（IFN)：主要作用是抗病毒感染、抗肿瘤和免疫调节；

◆肿瘤坏死因子（TNF)；

◆集落刺激因子(CSF)；

◆转化生长因子(GF)；

◆趋化性因子：是一类促进炎症的细胞因子。

 

18、细胞因子受体：五大家族

◆免疫球蛋白基因超家族；

◆Ⅰ型细胞因子受体家族（造血因子受体家族）；

◆Ⅱ型细胞因子受体家族（干扰素受体家族）；

◆Ⅲ型细胞因子受体家族（肿瘤坏死因子受体家族）；

◆趋化因子受体家族。

 

19、MHC结构：Ⅰ、Ⅱ类基因区和多基因特性（MHC是指主要组织相容性复合体）

→Ⅰ类基因区：

◆经典Ⅰ类基因(Ia基因)：A、B、C座位，具有多态性，编码HLAⅠ类分子的重链(α链)；

◆非经典Ⅰ类基因(Ib基因)：E、F、G基因，非多态性，编码与HLAⅠ类分子结构同源的多肽。

→Ⅱ类基因区：

◆经典Ⅱ类基因：DP、DQ、DR基因，编码HLAⅡ类分子的α链和β链。某些HLAⅡ类基因可有2个或2个以上的β链功能基因，但一般只有一个α链功能基因；

◆非经典Ⅱ类基因：DM、DN、DO等基因，编码的分子参与HLAⅡ类分子与外源性抗原的结合。

多基因特性：HLA复合体：位于人第6号染色体的短臂，分布范围大约3600~4000 kb，HLA复合体结构十分复杂，表现为多基因性和多态性。

 

20、MHC遗传特征以及多态性的产生和意义

◆MHC的遗传特征：一、多态性；二、单元型遗传；三、连锁不平衡

◆多态性：一个基因座位上存在多个等位基因。

◆意义：多态性是一个群体概念，指群体中不同个体在等位基因拥有状态上存在差别。HLA是人体多态性最丰富的系统。

 

21、MHCⅠ、Ⅱ类分子的结构特点

→MHCⅠ类分子的分布、结构和功能分布：

◆有核细胞(含血小板和网织红细胞)；

◆表面结构：二条多肽链。

◆α链（重链）：MHCⅠ类基因编码，具有高度多态性。

◆胞外区α1、α2功能区，抗原结合部位；

◆α3功能区，CD8分子结合部位；

◆β2-微球蛋白（β2m）：分子量12kDa，由15号染色体基因编码。

→MHCⅡ类分子的分布、结构和功能分布：

◆分布：APC细胞和激活的T细胞。

◆结构及功能：

²   两条异质多肽链，α链（α1和α2功能区）和β链（β1和β2功能区）。

²   α1和β1：抗原肽结合部位；

²   β2：CD4分子结合部位。

 

22、MHCⅠ、Ⅱ类分子与抗原肽作用的专一性和包容性

23、HLA分型在临床中的应用 (HLA是指人类白细胞抗原)

◆与疾病相关的HLA：与HLA相关的疾病已达500种，大多为自身免疫病某些基因的存在反映了个体易感或抵抗某些疾病的倾向，而这些基因不一定是直接引起疾病的遗传因素；

◆HLA与肿瘤的关系：INF-γ可以促进肿瘤细胞HLAⅠ类分子表达，从而增强CD8+CTL细胞的特异性杀伤；

◆HLA与器官移植：HLA配型成为寻找合适供者的依据；

◆HLA检测在法医学上的应用：由于HLA复合体的高度多态性，个体的HLA复合体可视为伴随个体终生的特异性遗传标记。在基因和所编码产物二个水平同时检测HLA基因型，可进行亲子关系及死亡者身份等方面的法医学鉴定。

 

24、CD分子及其在临床应用

◆CD：分化群分子，也称白细胞分化抗原，指血细胞在发育、分化不同阶段或活化过程中所表达的膜表面分子。

◆CD分子的作用：◇用作鉴别细胞种类或分化阶段的标志：T细胞标志：CD3+；B细胞标志：CD19+、CD21+；NK细胞标志：CD16+、CD56+；◇参与细胞间黏附和跨膜信号传递，如CD3、CD4、CD28等。

 

25、黏附分子的种类及其作用

→黏附分子的种类：

◆整合素家族；◆选择素家族；◆免疫球蛋白超家族；◆钙粘蛋白家族。

→黏附分子的作用：

◆免疫细胞识别中的辅助受体和协同刺激信号；

◆炎症过程中白细胞与血管内皮细胞黏附；

◆淋巴细胞归巢。

 

26、专职APC及其摄取抗原的方式 (APC是指抗原递呈细胞)

→专职APC：

◆单核-巨噬细胞：细胞表面伸出许多树突样或伪足样突起摄取抗原；

◆树突状细胞：吞噬摄取抗原；

◆Ｂ细胞：可通过BCR摄入抗原，也可通过胞饮非特异性地摄取抗原。

 

27、抗原提呈的过程及机制

◆外源性抗原的加工提呈过程：指抗原在囊泡系统内被酶降解成小肽片段，与MHCⅡ类分子结合，运送到细胞表面，供CD4+T细胞识别的过程。

◆内源性抗原的加工提呈过程：指胞浆内的抗原，经酶降解成小的肽片段，与MHCⅠ类分子结合成复合物，然后转送到细胞膜表面，供CD8+T细胞识别的过程。