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    免疫耐受(Immune Tolerance)是机体免疫系统接触某种抗原后形成的特异性无应答状态,此时机体对其他抗原仍可作出正常的免疫应答。免疫耐受同正常的免疫应答一样:需抗原诱发,经过诱导期,具有特异性和记忆性,因此免疫耐受也称为负免疫应答。免疫耐受不同于免疫缺陷和免疫抑制。免疫缺陷是由于遗传或疾病等因素造成机体免疫系统缺陷和功能障碍,导致对多种抗原物质的不应答或应答低下,可表现为体液免疫功能缺陷、细胞免疫功能缺陷或联合免疫缺陷。免疫抑制主要由免疫抑制剂使免疫系统的功能受抑制,导致对多种抗原物质不应答或应答低下,停用抑制剂后,可使免疫应答恢复正常。免疫缺陷和免疫抑制均无抗原特异性。诱导免疫耐受性形成的抗原称为耐受原(Tolerogen)。?

    按免疫耐受形成的特点,可分为天然免疫耐受现象和获得性免疫耐受现象。?

一、天然免疫耐受现象

    最常见的天然免疫耐受现象是机体对自身组织成分不发生免疫应答,也即自身耐受性。在一定条件下免疫系统也可对“非已”抗原产生免疫耐受性。1945年Owen观察到一对异卵双生小牛,由于在胚胎期共用一个胎盘,彼此血流相通,出生后双方成为含有两种不同血型红细胞的血型嵌合体,相互间进行皮肤移植也不发生移植排斥反应。1949年Burnet提出的“克隆选择”学说对此现象作出解释,认为由于胚胎期免疫细胞尚未发育成熟,异型血细胞进入胎牛体内,引起具有相应特异性抗原受体的淋巴细胞克隆消除或抑制,从而表现对该抗原的特异性负应答状态。?

二、获得性免疫耐受现象?

    获得性免疫耐受现象可采用实验方法诱导产生。1953年Medawar等成功建立了胚胎期诱导耐受的动物模型。他们将CBA系黑鼠的脾细胞注入A系白鼠的胚胎内,子代A系白鼠8周龄后可接受CBA系黑鼠的皮肤移植而不排斥,但对其他品系小鼠的皮肤移植物则产生排斥反应。1962年Dresser用去凝聚的可溶性蛋白在成年动物诱导免疫耐受获得成功。1968年Mirchison给成年小鼠反复注射各种剂量的牛血清白蛋白(BSA),然后再以BSA加弗氏完全佐剂进行攻击,并不出现对BSA的抗体应答。这些实验证明,成年鼠也可诱导免疫耐受,但较胚胎期和新生期明显困难。?

目录

免疫耐受形成的条件和免疫耐受的细胞学基础编辑本段回目录

一、免疫耐受形成的条件

免疫耐受能否诱导成功,主要取决于抗原和机体两方面因素。

(一)抗原  抗原的性质、剂量、免疫途径和是否加佐剂等都是决定能否建立免疫耐受的重要因素。?

1.性质  一般而言,抗原的异源性远,分子结构差异大,免疫原性强;反之,则易诱发免疫耐受。大分子、颗粒性及蛋白质聚合物如血细胞、细菌及血清蛋白的聚合物等免疫原性较强;反之,小分子、可溶性、非聚合的单体蛋白质常为耐受原。如分子量为104kD的多聚鞭毛素、分子量为40.0kD的单体鞭毛素和从后者所提取分子量为18.0kD的分子“A”,三者的免疫原性递减,而耐受原性递增。?

2.剂量  无一定标准,随抗原性质、动物种类而异。通常TIAg需高剂量才能诱导耐受,TDAg低剂量和高剂量均可诱导耐受。低剂量引起者称为低区带耐受(low zone tolerance),仅使T细胞致耐受,高剂量引起者称高区带耐受(high zone tolerance),能使T、B细胞均致耐受。成年鼠的耐受性产生后,维持时间长短也与抗原剂量有关。剂量大者抗原在体内存留时间长,免疫耐受较持久,随耐受原的排除,免疫耐受可自行消退。?

3.入体途径  抗原经门静脉注入最易致耐受,可能与肝脏使抗原解聚有关,腹腔注射次之,皮下注射最难。有些半抗原经皮下注入,可引起免疫应答或超敏反应,若经口服则可致耐受。注入抗原的同时加免疫佐剂不易引起耐受。?

(二)机体?

1.种系  灵长类、有蹄类动物只在胚胎期可诱导建立耐受性,而小鼠和大鼠在胚胎期和新生期都能诱导成功。此外,同种不同品系动物诱导耐受性所需的剂量也不同,有的甚至可以相差千倍。?

2.免疫系统状态  机体在胚胎期最易诱导免疫耐受,新生期次之,成年期较难。这主要由于胚胎期免疫细胞发育不够成熟。刚离开胸腺的T细胞对耐受原的诱导较敏感,成熟T细胞致耐受所需的抗原量大约是未成熟T细胞的30倍。因此多采用幼龄动物进行免疫耐受性的诱导试验。免疫系统的抑制状态有利于诱导免疫耐受。成年机体单独应用抗原难以诱导耐受性,若联合应用抗原和免疫抑制剂等则成功机率大大增加。常用的方法有全身淋巴组织照射、以及应用抗淋巴细胞球蛋白、特异性单克隆抗体如抗CD4+抗体以及环孢霉素A、FK-506、环磷酰胺和糖皮质激素等免疫抑制剂。?

二、免疫耐受的细胞学基础?

    免疫耐受的细胞学基础是T细胞和/或B细胞对某种抗原物质产生了免疫耐受性。而且只要T、B细胞两者之一产生了免疫耐受性,均可导致免疫系统对该抗原处于负应答状态。Chiller等将新生小鼠摘除胸腺,再用亚致死剂量的X射线照射以杀灭一切具有免疫功能的淋巴细胞,使之成为无免疫功能小鼠,也称“活试管”。另用大剂量单体人丙种球蛋白(HGG)注入另一同品系小鼠,造成高区带免疫耐受,处死后取其胸腺细胞(Tt)和骨髓细胞(Bt);再取同系正常小鼠的胸腺细胞(Tn)和骨髓细胞配成四组:Tt+Bt,Tt+Bn,Tn+Bt和Tn+Bn,分别注入四只活试管小鼠。然后用适量多聚HGG免疫接种,结果除Tn+Bn组能产生相应抗体外,其余3组均不产生。若改用适量多聚火鸡丙种球蛋白(TGG)进行免疫刺激,四组均能产生相应抗体。此实验除证明免疫耐受有特异性外,也说明T、B细胞在形成免疫耐受中的作用。实验还发现T细胞在注入耐受原后,即形成免疫耐受性,持续150天,而且大小剂量的耐受原均可使其耐受。而B细胞在注入耐受原后10天才形成免疫耐受性。持续50天即消退,只在注入高剂量耐受原时才形成免疫耐受性。从而说明T细胞比B细胞更易致免疫耐受。

免疫耐受性形成的机制?编辑本段回目录

      关于免疫耐受性形成的机制,至今尚不能用单一机制来解释所有的免疫耐受现象,故多数学者认为是多种机制并存。

一、克隆排除学说

克隆排除又称克隆丢失(clonal deletion)是指在具有不同特异性TCR的淋巴细胞群体中,对某一种特定抗原起反应的淋巴细胞克隆被排除或丢失,这在自身免疫耐受的形成中可能是最重要的机制。Burnet最先提出,在胚胎期,某些淋巴细胞克隆的受体接触相应抗原(包括自身抗原和外来抗原)时即被消除或“禁忌”。以后的研究证实了Burnet的这一学说,同时又对该学说作了许多新的补充。淋巴细胞的克隆排除主要发生在中枢免疫器官,但在外周免疫器官也可发生成熟淋巴细胞的克隆排除。?

T细胞的克隆排除主要发生在胸腺。从骨髓到达胸腺的前体T细胞(CD4-CD8-)在接触胸腺皮质上皮细胞的MHCⅠ类和Ⅱ类分子后获得阳性选择,即只有和MHCⅠ类和II类分子结合的前体T细胞才能存活增殖,并发育成CD4+CD8+双阳性细胞,而其他细胞则进入程序性死亡。在胸腺中还存在阴性选择,即当胸腺T细胞同胸腺基质细胞表面MHC分子-抗原肽复合物识别时,两者呈高亲和力结合者,该T细胞克隆即凋亡而丢失。?

B细胞的克隆排除(特别是自身抗原特异性B细胞克隆)主要发生在骨髓。近来有证据表明,在外周免疫器官的生发中心也可发生B细胞克隆的排除和丢失。Nossal等用NP-HSA(4-羟基-3-硝基乙酰苯和人血清白蛋白的复合物)给小鼠免疫之前或之后,注入解聚的可溶性NP-HSA,均可导致抗体的减少,尤其是高亲和性IgG1的减少更为明显。研究表明,抗体产生的减少既通过T细胞的间接介导,也通过对B细胞的直接作用。而在对B细胞的直接作用中,B细胞克隆排除可能是最重要的机制。因为发现,给小鼠注入可溶性抗原后其脾脏白髓生发中心的凋亡细胞明显增加。而且细胞凋亡的发生具有抗原特异性,当用无关蛋白质如转铁蛋白给小鼠注射时则不能诱导细胞凋亡。当采用具有抗凋亡功能的Bc1-2转基因小鼠(该小鼠的所有B细胞均可表达Bc1-2基因)进行该种实验时,由可溶性抗原诱导的B细胞凋亡只是受到部分抑制。表明除抗原特异性B细胞克隆排除外,尚有其他机制参与可溶性抗原诱导的免疫耐受性。?

二、克隆无能学说?

克隆无能也称为克隆失活(clonal anergy)。淋巴细胞的活化需要两种或两种以上的信号,除T、B细胞膜上的抗原受体同抗原多肽-MHC分子复合物结合作为第一信号外,还需要包括细胞表面粘附分子相互作用的协同刺激信号和细胞因子信号。否则T、B细胞仍不能被激活,而是处于无应答状态,即克隆无能状态。?

有一部分自身反应性T细胞可以在胸腺逃避阴性选择而进入外周。但由于某些器官特异性自身抗原表达于不携带MHCⅡ类分子的细胞表面,不能形成T细胞可识别的抗原\|MHC分子复合物,T细胞就不被激活而呈现无能状态。此外,某些自身抗原虽然已同MHC分子结合成复合物,但处于无协同刺激因子的环境中而仍使T细胞处于克隆无能状态。有资料表明,当口服高剂量抗原时,可出现克隆无能(亦能出现克隆排除),但当免疫无能的克隆与重组IL2一起培养,可以逆转其无应答状态。克隆无能状态有的是功能性的,有的同T、B细胞表面膜蛋白分子的表达受阻有关。在B细胞发育早期,膜表面只表达SmIgM,此时若与抗原接触,可对B细胞发生抑制信号,阻断SmIg的进一步表达,从而对抗原物质不能应答;但此时仍可被LPS等多克隆刺激剂激活(因多克隆刺激剂的受体与SmIg无关)。B细胞抗原受体表达的抑制机制也称为克隆流产(clonal abortion)。?

三、B细胞抗原受体的交联作用?

 适量抗原与B细胞的抗原受体结合并使之交联,可激活B细胞产生免疫应答,但当大剂量具有重复排列相同决定簇的TIAg与B细胞表面的抗原受体广泛交联时,可封锁其受体,使细胞处于“冻结”状态,导致B细胞产生免疫耐受性。?

四、抑制性T细胞的作用

Ts细胞在形成和维持免疫耐受性中的作用已得到实验证实。新生期小鼠在抗原刺激后不产生抗体,如加用LPS等B细胞有丝分裂原后,可使该动物产生抗体,表明B细胞的功能是正常的。若将正常成年鼠体内有免疫应答能力的T细胞转输给同系新生鼠,此时对抗原刺激仍不产生抗体,说明并非T细胞功能不全。若用抗小鼠T细胞的抗Thy-1血清加补体处理去除新生鼠原有的T细胞,再转输成年鼠T细胞时,即能对抗原刺激产生抗体。表明新生鼠体内存在着非特异性Ts细胞,抑制了新生鼠的免疫应答。Gerson等的实验能说明在免疫耐受性形成中,特异性Ts细胞的作用(见图9.1)。①首先用大剂量SRBC攻击小鼠甲,使其产生高区带耐受后。将同系正常小鼠脾细胞(含正常T、B细胞)注入小鼠甲,再以适量SRBC免疫,仍无相应抗体产生。换注入适量多聚HGG,则可产生相应抗体。说明正常脾细胞产生抗SRBC抗体的能力被特异性抑制。②将小鼠甲的脾细胞注入同系另一正常小鼠体内,再以适量SRBC免疫此小鼠,也不产生相应抗体。若换注入适当多聚HGG则可产生相应抗体。说明特异性免疫耐受可由细胞转移。③小鼠甲脾细胞加抗Thy1-抗体,再加补体破坏其中的T细胞后,再重复作试验②,则可产生抗SRBC的抗体。说明特异性免疫耐受的转移成功与T细胞有关。④小鼠甲脾细胞加抗Lyt-1-、2+、3+抗体再加补体,破坏其中的Ts细胞后再重复作试验②,结果与试验③相同。说明Ts细胞是特异性免疫耐受转移成功的细胞学基础。

五、独特型网络的作用

独特型与抗独特型免疫调节网络在免疫耐受性的形成和维持上也起重要作用。抗独特型抗体与淋巴细胞表面具有独特型标志的抗原受体特异性结合后,可能通过使该细胞“克隆无能”或激活细胞介导的溶细胞作用破坏细胞,此外大量抗独特型抗体的存在也可经诱导Ts活化等途径使机体对某种抗原形成免疫耐受。?

人工诱导和终止免疫耐受编辑本段回目录

  (一)人工诱导免疫耐受的意义:用于自身免疫病、超敏反应性疾病、器官移植排斥等的治疗。
  (二)人工诱导免疫耐受形成的条件:取决于抗原和机体二个方面。
  1.抗原方面:
  (1)抗原的性质,结构简单、分子小、亲缘关系近易诱发免疫耐受;
  (2)抗原的剂量,高剂量的TI 抗原可诱导B 细胞产生耐受,低剂量与高剂量的TD 抗原均可诱导T 细胞产生耐受。抗原剂量过低,不足以激活T 及B 细胞,不能诱导免疫应答,导致低带耐受。抗原剂量过高,抑制性T 细胞被活化抑制免疫应答,导致高带耐受。T 细胞较B 细胞更易于诱导耐受。低带耐受和高带耐受间的比较见下表。
  (3)抗原注射的途径,抗原经鼻内、口服、静脉注射最易诱导耐受,腹腔注射次之,皮下及肌肉注射不易诱导机体产生耐受。口服耐受是指体外给予抗原,通过肠道刺激外周免疫系统产生免疫耐受。
  (4)抗原在体内的持续时间, 抗原持续存在刺激免疫耐受,抗原消失免疫耐受逐渐消退。
  (5)抗原不加佐剂易致耐受。
  2.机体方面:
  (1)免疫系统的成熟度,胚胎期或新生期易诱导免疫耐受,成年期不易诱导免疫耐受。
  (2)采用免疫抑制措施,如X 线全身照射、胸导管引流、应用抗淋巴细胞单克隆抗体和免疫抑制剂等破坏、去除或抑制淋巴细胞。
  (3)使用第二信号阻断剂,如:抗CD40 配体、胸腺内移植异种抗原等。
  人工终止耐受是指使用拟抗原物质,特异性地破坏或终止已建立的免疫耐受性。通过终止耐受,可治疗肿瘤和慢性感染等疾病。终止耐受的方式有通过理化或生物因素改变耐受原结构,投给与耐受原结构类似的交叉抗原,提高第二刺激信号分子B7、CD40 等的表达等。

研究免疫耐受性的意义编辑本段回目录

 对免疫耐受性进行深入的研究,无论对于免疫学基础理论的发展,或是对临床医学的实践都具有十分重要的意义。

一、促进免疫学基础理论研究的发展?

      免疫学理论的核心问题是免疫系统如何识别“自己”和“非己”,也即对自身成分形成免疫耐受,而对外来抗原视为异物加以清除。免疫耐受是机体免疫系统对抗原应答的一种方式,是机体正常的生理功能。因此对免疫耐受进行深入研究必然有助于进一步认识免疫应答的本质问题。目前已明确,免疫耐受的形成机制,涉及免疫细胞的分子识别,信号传递,基因表达以及免疫细胞相互作用等多方面、多层次的调节。因此有关免疫耐受形成机制的深入研究,必将有力地促进免疫学基础理论研究的发展。?

二、临床意义?

(一)防止器官移植的排斥反应?

 目前防止器官移植排斥反应主要是采取组织配型和免疫抑制的方法。虽然这些方法也有效地提高了器官移植的存活率,但由于MHC抗原的多态性,寻找组织相容性合适类型的供者是非常困难的,另外,免疫抑制剂的毒副作用也十分明显。因此诱导受者产生对供者器官特异性免疫耐受,是防止器官移植排斥反应最理想的方法。此外由于同种异体移植器官的短缺,因此,除了要开展同种异体移植耐受的研究外,更有必要开展异种移植耐受的研究。?

(二)自身免疫病和超敏反应的防治?

 机体免疫系统针对自身组织成分的抗体和致敏淋巴细胞在机体正常情况下可以有限度的存在,特别在老年人体内更为明显,多数属于生理现象。当自身免疫引起相应组织器官的功能障碍并出现临床症状者,称为自身免疫病。当自身组织抗原性发生改变,病原微生物交叉抗原的出现,免疫系统发育异常或免疫调节功能紊乱时,可导致自身耐受的终止,从而引起自身免疫病的发生。因此提高机体对自身成分的免疫耐受性是防治自身免疫病的根本方法。同样诱导机体对变应原产生耐受性,可消除超敏反应的发生。用口服抗原诱导免疫耐受性,已在动物试验中证明了对多种自身免疫病如糖尿病、类风湿关节炎有明显疗效,并在临床治疗糖尿病,防止I型超敏反应等疾病上也获得初步成功。?

(三)肿瘤及感染性疾病的治疗?

肿瘤的发生是由于机体对突变细胞不能及时识别和清除,也即对其产生免疫耐受的结果。乙型肝炎病毒(HBV)之所以能在体内持续存在,其主要原因之一也是免疫系统对它们产生了免疫耐受。研究这种耐受产生的原因和条件,就可以设法终止机体对某些特定抗原的耐受性,从而增强机体的主动免疫监视和免疫防御的功能。?

(四)控制生殖过程?

 胎儿是一种特殊的“异体移植物”,但母体对异己的子代胚胎组织具有免疫耐受性而不进行排斥,研究母-胎耐受的机理,并控制这一过程,可以通过重建母胎耐受而防止自然流产的发生,同时也可以用免疫干预手段,打破母胎耐受进行早期人工流产以达到计划生育的目的。

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