免疫相關(guān)問題釋疑

雷火軍

【摘要】高中生物學(xué)所涉及的免疫學(xué)知識比較多，但教材大多敘述的比較簡單，一些問題對于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都顯得不夠詳細(xì)，不好做出判斷。綜合高中生物教材和免疫生物學(xué)文獻(xiàn)對免疫學(xué)概念、疫苗種類、抗體的多樣性、抗原的呈遞、免疫應(yīng)答等方面做出闡述。

【關(guān)鍵詞】疫苗種類 抗體多樣性 抗原呈遞 免疫應(yīng)答

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）29-0078-02

一、免疫學(xué)中常見概念

免疫學(xué)是一門新興的學(xué)科，這門學(xué)科的研究核心就是弄清楚機(jī)體怎樣區(qū)別自身和非自身。通?？梢苑譃閮深悾?/p>

1.非特異性免疫/先天性免疫：是機(jī)體在接觸外來的侵染物之前就已經(jīng)存在的免疫。所以非特異性免疫是先天就有的，而且始終存在的防御機(jī)制。主要包括第一道防線（皮膚、黏膜、機(jī)體分泌的脂肪酸等有效的物理和化學(xué)屏障）和第二道防線（機(jī)體中有一些具有防御作用的細(xì)胞，比如吞噬細(xì)胞、自然殺傷作用細(xì)胞、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的小膠質(zhì)細(xì)胞等，能破壞和清除越過了第一道防線的外來侵害物）。

2.特異性免疫：機(jī)體與外來物接觸之后才獲得的免疫特性?？煞譃橹鲃?dòng)免疫和被動(dòng)免疫。

（1）主動(dòng)免疫：由抗原誘導(dǎo)機(jī)體而獲得免疫性的方式。主要包括人工主動(dòng)免疫和自然主動(dòng)免疫。人工主動(dòng)免疫是指抗原是人工傳染的。自然主動(dòng)免疫是指抗原是由其他的生物傳染的。

（2）被動(dòng)免疫：把具有特異性的抗體人工轉(zhuǎn)移給一個(gè)未經(jīng)抗原直接免疫的機(jī)體，使機(jī)體獲得免疫性。包括人工被動(dòng)免疫和自然被動(dòng)免疫。人工被動(dòng)免疫是指抗體的傳遞是人工傳遞的；自然被動(dòng)免疫是指抗體轉(zhuǎn)移由其他生物等非人工途徑傳遞的。

二、疫苗的種類

1.常規(guī)疫苗

疫苗主要是相關(guān)的病原體制成的生物制劑，可分為活疫苗（指人工定向變異或從自然界篩選獲得毒力減弱或基本無毒的病原微生物制成的預(yù)防制品。

2.重組活疫苗

將外源的抗原基因作為目的基因插入已有的病毒或細(xì)菌疫苗株DNA的某部位，使之高效表達(dá)但不影響該疫苗的生存與繁殖。

3.多肽疫苗

應(yīng)用基因工程技術(shù)表達(dá)出細(xì)菌或病毒的一段抗原蛋白，或從蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)結(jié)合單克隆抗體分析等技術(shù)大致推導(dǎo)出主要抗原蛋白，并用化合方法合成此抗原，然后制成疫苗制劑。

4.DNA疫苗

主要原理是將抗原編碼基因插入具有強(qiáng)啟動(dòng)子的質(zhì)粒載體，然后用物理方法將此重組質(zhì)粒導(dǎo)入體內(nèi)細(xì)胞，抗原編碼基因即可在細(xì)胞內(nèi)合成抗原蛋白，誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)。接種方法：用基因槍把包被的重組質(zhì)粒注入到表皮細(xì)胞。

三、免疫球蛋白（抗體）多樣性與有限基因之間的關(guān)系

免疫球蛋白是具有抗原決定簇特異性的多種多樣蛋白分子的總稱，多樣性是免疫球蛋白的主要特點(diǎn)。因?yàn)榭乖姆N類極多，每種抗原上也有不同的抗原決定簇，可以想象有各種特異性的免疫球蛋白的種類必然是一個(gè)非常巨大的數(shù)字，可以多達(dá)幾百萬。然而脊椎動(dòng)物中并沒有如此巨大數(shù)量的基因來表達(dá)如此巨大數(shù)量的不同特異性的蛋白。人類基因組也不過3.8萬個(gè)基因。機(jī)體如何做到呢？研究發(fā)現(xiàn)，不同免疫球蛋白的數(shù)量如此大是由于基因重排的結(jié)果，其中重鏈（構(gòu)成抗體的基本結(jié)構(gòu)，后面提到的識別序列、輕鏈也是）可能的基因組合多樣性為：

500V×20D×4J=40000。

（其中DNVJ代表合成重鏈上的不同區(qū)段的基因）再考慮到識別序列的連接造成的多樣性至少增加10倍，N區(qū)可變氨基酸插入的序列和長度變化造成的多樣性至少增加100倍不同組合，由此估計(jì)重鏈總多樣性為：

40000×10×100=4×107。

如果把輕鏈和重鏈的組合多樣性加在一起估算，可以達(dá)到1011以上不同序列的基因，由重排的基因轉(zhuǎn)錄，翻譯大量的具有不同特異性的球蛋白。

四、抗原呈遞概述

吞噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞是免疫反應(yīng)中的抗原呈遞細(xì)胞?？乖蔬f通常包括兩方面，一是外源性抗原的呈遞，二是內(nèi)源性抗原的呈遞。高中階段主要涉及的是外源性抗原的呈遞。呈遞抗原的具體過程是：

第一步：抗原呈遞細(xì)胞內(nèi)吞抗原。內(nèi)吞作用的方式有三種：吞噬細(xì)胞的吞噬作用，通過巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞進(jìn)行的胞飲作用和B淋巴細(xì)胞特異性受體介導(dǎo)的攝取作用。

1.吞噬細(xì)胞的吞噬作用

以吞噬細(xì)胞吞噬的途徑攝取抗原是胞吞作用的一種形式，在這種方式中，一些大的顆粒如微生物被巨噬細(xì)胞吞噬到大的吞飲泡內(nèi)，叫做吞噬體。吞噬作用依靠抗體、補(bǔ)體成分或肝細(xì)胞所合成的急性期蛋白質(zhì)與微生物表面結(jié)合，用宿主蛋白包被致病源的過程叫做調(diào)理作用。當(dāng)調(diào)理分子作用過的顆粒與吞噬細(xì)胞表面抗體恒定區(qū)的受體部位、補(bǔ)體受體或急性期蛋白受體結(jié)合后，吞噬作用即可開始。這些顆粒被吞噬形成吞噬體，吞噬體再與溶酶體作用，形成吞噬溶酶體。吞噬溶酶體與溶酶體內(nèi)的蛋白酶共同形成一個(gè)PH值較低的微環(huán)境，有利于吞噬顆粒的處理。從而得到抗原肽。

2.通過巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞進(jìn)行的胞飲作用

在胞飲作用中，血漿膜凹陷，包被抗原，從而抗原被攝取，并在細(xì)胞內(nèi)內(nèi)化，形成胞飲體，隨后抗原肽水解。

3.B淋巴細(xì)胞特異性受體介導(dǎo)的攝取作用

利用B淋巴細(xì)胞上的特異性的受體對外來抗原的識別作用，受體能與外來抗原發(fā)生特異性結(jié)合，然后結(jié)合有抗原的受體積聚到一起，觸發(fā)質(zhì)膜內(nèi)陷，形成內(nèi)粒體。

第二步：抗原呈遞細(xì)胞呈遞抗原

外源性抗原是通過MHC—II（主要組織相容性抗原，只在部分細(xì)胞表面存在）分子呈遞的。外源性抗原首先要經(jīng)過抗原呈遞細(xì)胞內(nèi)吞作用，形成小囊泡進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，該小囊泡稱為內(nèi)粒體，這種內(nèi)粒體中含有多種水解酶，可以將其中的抗原水解形成一定長度的肽段?？乖蔬f細(xì)胞中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上新合成的MHC—II分子，在無抗原肽時(shí)，首先與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的一種叫恒定鏈的分子結(jié)合，保持良好的構(gòu)象。恒定鏈?zhǔn)窍鄬Ψ肿淤|(zhì)量為30000的抗體超家族成員，這種復(fù)合分子隨著內(nèi)質(zhì)網(wǎng)移動(dòng)，形成囊泡，并與內(nèi)粒體囊泡融合，這時(shí)MHC分子上的恒定鏈被抗原肽取代，形成MHC—II類分子與抗原肽的復(fù)合物，恒定鏈隨后被降解，而囊泡繼續(xù)向細(xì)胞質(zhì)外移動(dòng)，最后與細(xì)胞外膜融合，從而使結(jié)合有抗原肽的MHC—II分子表達(dá)與抗原呈遞細(xì)胞表面，隨后被T細(xì)胞識別。如圖1。

我們在高中階段提到的具有識別抗原的細(xì)胞不包括吞噬細(xì)胞從上文介紹就可以理解了！

參考文獻(xiàn)：

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