第一章　免疫系统

答：免疫学（immunology）是研究人体免疫系统的结构和功能、免疫应答的规律和效应、免疫功能异常所致疾病及其发生机制的一门学科。通过掌握免疫学的基本理论和技术，探讨有效的免疫措施，为诊断、预防和治疗免疫相关疾病奠定基础。免疫学的理论和技术为生物制品研制提供了极大的空间，如乙型病毒性肝炎疫苗、众多细胞因子制品和造血干细胞移植等。免疫学的理论和技术为生命科学研究提供了极大的便利，如以抗原-抗体特异性结合技术理论为基础开发的试剂盒已经广泛应用于医学基础研究和临床疾病诊断。免疫系统的正常运转是维持生命活动和机体稳定的关键因素，免疫功能的异常与疾病的发生息息相关，免疫相关疾病的分子病理学及其临床诊治归根结底将有赖于免疫学学科的发展和进步。随着细胞生物学、分子生物学和遗传学等学科与免疫学的交叉渗透，免疫学已成为当今生命科学的前沿学科和现代医学的支撑学科之一。因此，免疫学在生命科学和医学中有着重要作用和地位。

答：“免疫（immunity）”一词来源于拉丁文 “immunitas”，原意是免除赋税和差役，后来引申为免除疾病。就本质而言，免疫是机体识别 “自己”和 “非己”成分的一种生理功能。“自己”是指所有人体正常的组织与细胞等；“非己”是侵入体内的微生物与寄生虫或是输入血型不符的他人血液、移植的异体器官与肿瘤细胞等。机体的免疫首先是识别 “自己”和 “非己”成分，然后通过免疫应答，最终表现为对 “非己”成分的排斥。这种排斥所造成的后果，大多是对机体有利的，如防御感染。但在某些情况下，机体对“自己”和 “非己”区分的差错和失衡则会引发疾病。有两种极端情况：一是将 “非己”视为 “自己”，造成免疫系统对 “非己”清除不力导致免疫功能低下，如肿瘤的发生和持续感染；另一方面，机体一旦将 “自己”视为 “非己”进行攻击，则导致机体组织细胞的损伤，如自身免疫病等。

答：抗原（antigen，Ag）是指能激发机体产生免疫应答并与应答产物（如抗体）、T淋巴细胞受体（T cell receptor，TCR）和B淋巴细胞受体（B cell receptor，BCR）结合，进而发挥免疫效应的物质。如感染情况下，病原微生物的结构成分（细菌的细胞壁、荚膜和鞭毛及病毒的衣壳和包膜相关蛋白等）和细菌毒素均能作为抗原刺激机体产生免疫应答。在某些特殊情况下，改变的自身物质也可作为抗原而诱发自身免疫应答，如肺炎支原体感染可改变红细胞表面的血型抗原结构，这种改变了的血型抗原可刺激机体产生抗红细胞的冷凝集素。此外，感染或外伤导致某些原本处于生理隐蔽位置的自身物质如人眼晶状体蛋白和精子等暴露，也导致机体针对这些自身物质产生免疫应答，这些自身物质也可被称为抗原。

答：抗原物质刺激机体产生免疫应答即诱导产生抗体或致敏淋巴细胞的能力称为免疫原性（immunogenicity）。抗原只有具备了免疫原性，才能刺激机体产生免疫应答。免疫原性的强弱受多种因素的影响：

如果抗原来自不同的物种，其与宿主之间的种系差异越大则异物性越高，免疫原性越强。

天然抗原多为大分子有机物。有机大分子中，蛋白质的免疫原性最强，多糖次之，脂类和核酸免疫原性很弱，无机物无免疫原性。

抗原的相对分子质量一般≥10 000，分子质量越大，免疫原性越强。

指组成抗原分子的结构异质性。免疫原性强的抗原物质通常是一种化学结构复杂的异源有机生物大分子。

机体对抗原的应答部分受遗传因素的控制。

答：一个完整的抗原除了能够刺激机体产生免疫应答，还需要有与免疫应答产物相结合的能力，这种能力称为免疫反应性（immunoreactivity），即抗原与其诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞受体特异性结合。一般而言，具有免疫原性的物质均同时具备免疫反应性，称为免疫原（immunogen），又称完全抗原，即通常所称的抗原。天然抗原如大多数的蛋白质、细菌和病毒等多为完全抗原。有免疫反应性而无免疫原性的物质称不完全抗原或半抗原。多数半抗原物质的分子质量较低，如多糖、多肽、甾体激素、脂肪胺、类脂质、核酸和某些药物（包括抗生素）以及其他化学物质等。半抗原与大分子蛋白质或非抗原性的载体交联或结合可成为完全抗原。

答：在某些特殊情况下，半抗原和大分子蛋白质或非抗原性的载体交联或结合即可获得免疫原性而变成完全抗原，继而刺激免疫系统产生抗体或效应细胞。例如青霉素作为一种小分子半抗原，本身不具备免疫原性，但青霉素进入体内后，其降解产物和组织蛋白结合形成的完全抗原能刺激机体免疫系统产生抗青霉素抗体。当机体再次接受青霉素注射时可发生病理性免疫应答，出现皮疹或过敏性休克等症状。

答：抗原的特异性（specificity）是指抗原刺激机体产生免疫应答及其与应答产物发生反应所显示的专一性，即某一特定抗原只能刺激机体产生特异性的抗体或致敏淋巴细胞，且仅能与该抗体或致敏淋巴细胞受体发生特异性结合。但这种识别和结合并非针对整个抗原分子，而是抗原分子中某些特殊的化学基团或区段，这些结构称为抗原表位（epitope）或抗原决定簇（antigenic determinant）。抗原表位通常由5～15个氨基酸残基组成，也可以由多糖残基和核苷酸组成。抗原分子中能与抗体分子结合的抗原表位的总数称为抗原结合价（antigenic valence）。由于细菌和病毒等病原微生物作为天然抗原通常含有多种及多个抗原表位，因此，机体针对一种细菌和（或）病毒等病原微生物通常可产生多种抗体分子或致敏淋巴细胞。

答：不同抗原分子上可能具有的相同或相似的抗原表位称为共同抗原表位（common epitope）。因此，机体针对某一抗原产生的抗体或致敏淋巴细胞能对另一具有相同或相似表位的不同抗原起反应，此即交叉反应（cross reaction）。交叉反应与某些疾病的发生有关，如A群溶血性链球菌的表面成分与人类心肌组织有共同表位，当机体感染了该菌并产生相应抗体后，该抗体也可与心肌组织抗原结合，从而导致心肌疾病。

答：免疫刺激剂是不同于传统的抗原分子，但也能引起免疫应答的物质。由于这些物质所引起的免疫应答具有多克隆性，属于非特异性免疫应答。常见的免疫刺激剂有超抗原、佐剂和有丝分裂原。

是一种由细菌或病毒产生的对淋巴细胞有强大刺激功能的蛋白质。超抗原对T细胞的激活方式与普通抗原明显不同，不受MHC限制，也无抗原特异性，极低浓度即可激活高比例的淋巴细胞克隆，分泌大量炎性细胞因子，导致中毒性休克和多器官衰竭等严重病理过程。

是指与抗原同时或预先注入机体可增强机体对抗原的免疫应答或改变免疫应答类型的非特异性免疫增强型物质。佐剂可通过改变抗原物理性状帮助抗原缓释以延长抗原在体内潴留时间，或者刺激单核-吞噬细胞系统增强其对抗原的加工和提呈以及刺激淋巴细胞增殖分化来增强和放大免疫应答。如弗氏佐剂常用于动物实验，氢氧化铝则是安全的人用佐剂。

又称丝裂原，它们与淋巴细胞表面的有丝分裂原受体结合后，刺激静止淋巴细胞转化为淋巴母细胞并进行有丝分裂。丝裂原可激活某一类淋巴细胞的全部克隆，是一种非特异性的淋巴细胞多克隆激活剂。常用的有刀豆蛋白A、植物血凝素和美洲商路等。

答：疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次体和病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的主动免疫制剂。疫苗保留了病原体刺激机体免疫系统的特性。当婴幼儿接种疫苗后，免疫系统便会产生抗体和致敏淋巴细胞；当机体再次接触到这种病原体时，机体的免疫系统便会依循其原有的记忆，快速合成、分泌抗体或产生致敏淋巴细胞来阻止病原体的伤害，进而使接种者对该疾病具有较强的抵抗能力。虽然新生儿从母体获得一定的抗体可以帮助婴儿抵抗某些细菌或病毒感染，但随着月龄增长，来自母体的抗体效价降低，对疾病的抵抗能力也越来越弱。因此，婴幼儿需要进行有计划的疫苗接种，以建立婴幼儿自身的免疫应答，从而获得抵抗细菌或病毒等病原体感染的能力。

答：天花曾是一种通过呼吸道传播的烈性传染病，死亡率极高。18世纪发生在欧洲的天花大流行，造成6000万人死亡。16世纪我国明朝隆庆年间已有有关 “种痘”预防天花的记载。天花大约在2世纪时传入我国，在长期的医疗实践中，古代医师沿着 “以毒攻毒”的思路，找到了预防痘症的有效方法—— “人痘”接种。主要采用 “鼻苗法”，即用天花痊愈患者皮肤的痘痂制备干粉，将干粉用银管吹入接种者的鼻腔（旱苗法），或将干粉用水调和后塞入鼻孔（水苗法）。正常情况下，接种者会发烧并伴发轻微水痘，造成预防性轻度感染，但不久即可自愈，获得对天花病毒的免疫力，从而达到预防天花的目的。

答：“牛痘”是发生在牛身上的一种传染病，由牛痘病毒引起。人感染该病毒后会出现轻微不适，产生抗牛痘病毒的抵抗力。18世纪后叶，英国医生Edward Jenner发现感染牛痘病毒的患者不得天花，随后他在一名男孩身上进行了接种 “牛痘”预防天花的试验，取得了成功。牛痘病毒与引起人类天花病的天花病毒具有共同抗原表位，人接种牛痘后，也可以同时获得抗天花病毒的免疫力。因此，Jenner发明的 “牛痘接种法”也可以有效预防天花，而且比 “人痘”接种更为安全。通过全球性的大规模牛痘接种，使得天花从此被征服。