免疫相关问题释疑

雷火军

【摘要】高中生物学所涉及的免疫学知识比较多，但教材大多叙述的比较简单，一些问题对于教师教学和学生学习都显得不够详细，不好做出判断。综合高中生物教材和免疫生物学文献对免疫学概念、疫苗种类、抗体的多样性、抗原的呈递、免疫应答等方面做出阐述。

【关键词】疫苗种类 抗体多样性 抗原呈递 免疫应答

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）29-0078-02

一、免疫学中常见概念

免疫学是一门新興的学科，这门学科的研究核心就是弄清楚机体怎样区别自身和非自身。通常可以分为两类：

1.非特异性免疫/先天性免疫：是机体在接触外来的侵染物之前就已经存在的免疫。所以非特异性免疫是先天就有的，而且始终存在的防御机制。主要包括第一道防线（皮肤、黏膜、机体分泌的脂肪酸等有效的物理和化学屏障）和第二道防线（机体中有一些具有防御作用的细胞，比如吞噬细胞、自然杀伤作用细胞、中枢神经系统的小胶质细胞等，能破坏和清除越过了第一道防线的外来侵害物）。

2.特异性免疫：机体与外来物接触之后才获得的免疫特性。可分为主动免疫和被动免疫。

（1）主动免疫：由抗原诱导机体而获得免疫性的方式。主要包括人工主动免疫和自然主动免疫。人工主动免疫是指抗原是人工传染的。自然主动免疫是指抗原是由其他的生物传染的。

（2）被动免疫：把具有特异性的抗体人工转移给一个未经抗原直接免疫的机体，使机体获得免疫性。包括人工被动免疫和自然被动免疫。人工被动免疫是指抗体的传递是人工传递的；自然被动免疫是指抗体转移由其他生物等非人工途径传递的。

二、疫苗的种类

1.常规疫苗

疫苗主要是相关的病原体制成的生物制剂，可分为活疫苗（指人工定向变异或从自然界筛选获得毒力减弱或基本无毒的病原微生物制成的预防制品。

2.重组活疫苗

将外源的抗原基因作为目的基因插入已有的病毒或细菌疫苗株DNA的某部位，使之高效表达但不影响该疫苗的生存与繁殖。

3.多肽疫苗

应用基因工程技术表达出细菌或病毒的一段抗原蛋白，或从蛋白质的一级结构结合单克隆抗体分析等技术大致推导出主要抗原蛋白，并用化合方法合成此抗原，然后制成疫苗制剂。

4.DNA疫苗

主要原理是将抗原编码基因插入具有强启动子的质粒载体，然后用物理方法将此重组质粒导入体内细胞，抗原编码基因即可在细胞内合成抗原蛋白，诱发机体产生保护性免疫反应。接种方法：用基因枪把包被的重组质粒注入到表皮细胞。

三、免疫球蛋白（抗体）多样性与有限基因之间的关系

免疫球蛋白是具有抗原决定簇特异性的多种多样蛋白分子的总称，多样性是免疫球蛋白的主要特点。因为抗原的种类极多，每种抗原上也有不同的抗原决定簇，可以想象有各种特异性的免疫球蛋白的种类必然是一个非常巨大的数字，可以多达几百万。然而脊椎动物中并没有如此巨大数量的基因来表达如此巨大数量的不同特异性的蛋白。人类基因组也不过3.8万个基因。机体如何做到呢？研究发现，不同免疫球蛋白的数量如此大是由于基因重排的结果，其中重链（构成抗体的基本结构，后面提到的识别序列、轻链也是）可能的基因组合多样性为：

500V×20D×4J=40000。

（其中DNVJ代表合成重链上的不同区段的基因）再考虑到识别序列的连接造成的多样性至少增加10倍，N区可变氨基酸插入的序列和长度变化造成的多样性至少增加100倍不同组合，由此估计重链总多样性为：

40000×10×100=4×107。

如果把轻链和重链的组合多样性加在一起估算，可以达到1011以上不同序列的基因，由重排的基因转录，翻译大量的具有不同特异性的球蛋白。

四、抗原呈递概述

吞噬细胞、树突细胞、B淋巴细胞是免疫反应中的抗原呈递细胞。抗原呈递通常包括两方面，一是外源性抗原的呈递，二是内源性抗原的呈递。高中阶段主要涉及的是外源性抗原的呈递。呈递抗原的具体过程是：

第一步：抗原呈递细胞内吞抗原。内吞作用的方式有三种：吞噬细胞的吞噬作用，通过巨噬细胞、树突状细胞进行的胞饮作用和B淋巴细胞特异性受体介导的摄取作用。

1.吞噬细胞的吞噬作用

以吞噬细胞吞噬的途径摄取抗原是胞吞作用的一种形式，在这种方式中，一些大的颗粒如微生物被巨噬细胞吞噬到大的吞饮泡内，叫做吞噬体。吞噬作用依靠抗体、补体成分或肝细胞所合成的急性期蛋白质与微生物表面结合，用宿主蛋白包被致病源的过程叫做调理作用。当调理分子作用过的颗粒与吞噬细胞表面抗体恒定区的受体部位、补体受体或急性期蛋白受体结合后，吞噬作用即可开始。这些颗粒被吞噬形成吞噬体，吞噬体再与溶酶体作用，形成吞噬溶酶体。吞噬溶酶体与溶酶体内的蛋白酶共同形成一个PH值较低的微环境，有利于吞噬颗粒的处理。从而得到抗原肽。

2.通过巨噬细胞、树突状细胞进行的胞饮作用

在胞饮作用中，血浆膜凹陷，包被抗原，从而抗原被摄取，并在细胞内内化，形成胞饮体，随后抗原肽水解。

3.B淋巴细胞特异性受体介导的摄取作用

利用B淋巴细胞上的特异性的受体对外来抗原的识别作用，受体能与外来抗原发生特异性结合，然后结合有抗原的受体积聚到一起，触发质膜内陷，形成内粒体。

第二步：抗原呈递细胞呈递抗原

外源性抗原是通过MHC—II（主要组织相容性抗原，只在部分细胞表面存在）分子呈递的。外源性抗原首先要经过抗原呈递细胞内吞作用，形成小囊泡进入细胞质，该小囊泡称为内粒体，这种内粒体中含有多种水解酶，可以将其中的抗原水解形成一定长度的肽段。抗原呈递细胞中内质网上新合成的MHC—II分子，在无抗原肽时，首先与内质网上的一种叫恒定链的分子结合，保持良好的构象。恒定链是相对分子质量为30000的抗体超家族成员，这种复合分子随着内质网移动，形成囊泡，并与内粒体囊泡融合，这时MHC分子上的恒定链被抗原肽取代，形成MHC—II类分子与抗原肽的复合物，恒定链随后被降解，而囊泡继续向细胞质外移动，最后与细胞外膜融合，从而使结合有抗原肽的MHC—II分子表达与抗原呈递细胞表面，随后被T细胞识别。如图1。

我们在高中阶段提到的具有识别抗原的细胞不包括吞噬细胞从上文介绍就可以理解了！

参考文献：

[1]金伯泉.细胞和分子免疫学[M].西安：世界图书出版公司.1995

[2]于善谦.免疫学导论[M].北京：高等教育出版社&施普林格出版社.1999

[3]吴敏毓，等.医学免疫学[M].合肥：中国科技大学出版社，1993