《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》模塊中有關免疫部分的教學重點與難點都是體液免疫和細胞免疫的過程。涉及知識點多且復雜,難度大。在學習時,如果沒有充分理解相關專業(yè)名詞,不能建立良好的知識體系,囫圇吞棗,所掌握的知識就會缺乏系統(tǒng)性,就會影響到學生的學習質量。主流教材人教版教材對該部分知識做了比較精要的概括,但過于簡略。而北京師大版教材內容則詳盡、復雜得多。舉例來說,對細胞免疫的過程,人教版教材只用了寥寥數(shù)十字來闡述,即“T細胞在接受抗原的刺激后,通過分化形成效應T細胞,效應T細胞與被抗原入侵的宿主細胞密切接觸,使這些細胞裂解死亡,病原體失去了寄生的基礎。”而北京師大版教材則對細胞免疫的感應階段、反應階段和效應階段進行了的三大段的描述,將其具體過程完整系統(tǒng)地闡述出來。同樣對于體液免疫過程的講解,北京師大版也顯得更加的詳細而深刻,而且涉及了人教版未講到的補體系統(tǒng)和眾多專業(yè)名詞,如:T細胞、B細胞的命名、發(fā)生,MHC分子,抗原肽,穿孔素,NK細胞,免疫球蛋白(Ig),補體等。信息量非常大,但限于教材篇幅限制,講解過程不可避免的造成知識晦澀難懂,因此,筆者對相關專業(yè)名詞及相關過程進行了必要的闡釋和整理,以便于對本節(jié)內容有著更為有效,更為深刻的理解,構建完整的知識體系。
一、T細胞和B細胞的命名和發(fā)生
(一)命名
T細胞的全稱是胸腺依賴性淋巴細胞(thymus-dependent luphocyte),T細胞的“T”字,是采用“胸腺”的拉丁文第一個字母命名的。
B淋巴細胞(bursa-marrow dependent lymphocyte),亦可簡稱B細胞。B細胞的“B”字,是采用“囊”的拉丁文第一個字母命名的。因起最早被發(fā)現(xiàn)是在禽類是在法氏囊內發(fā)育生成,故又稱囊依賴淋巴細胞(bursa dependent lymphocyte)。人和哺乳動物無法氏囊,其類似的結構可能是骨髓或腸道中的淋巴組織(集合淋巴結,闌尾等),亦有法氏囊作用。
(二)發(fā)生
人和哺乳動物的T細胞和B細胞等大多數(shù)免疫細胞都來自骨髓中的造血干細胞,在胚胎末期一直到出生后,骨髓成為造血干細胞的主要來源。
在人體胚胎期和初生期,骨髓中的一部分多能干細胞或前T細胞遷移到胸腺內,在胸腺激素的誘導下分化成熟,成為具有免疫活性的T細胞。
B細胞的分化過程主要可分為前B細胞、不成熟B細胞、 成熟B細胞、活化B細胞和漿細胞五個階段。在胚胎早期,B細胞分化的最早部位是卵黃囊,此后在脾和骨髓,出生后則在骨髓內分化成熟。 其中前B細胞和不成熟B細胞的分化是抗原非依賴的,其分化過程在骨髓中進行。抗原依賴階段是指成熟B細胞在抗原刺激后活化,并繼續(xù)分化為合成和分泌抗體的漿細胞,這個階段的分化主要是在外周免疫器官中進行的。
二、相關專業(yè)名詞
1.抗原、抗原肽、組織相容性抗原、MHC
抗原 是指能夠刺激機體產生(特異性)免疫應答,并能發(fā)生免疫效應(特異性反應)的物質。抗原具備兩個特性,一是具有能夠刺激機體形成特異抗體或致敏淋巴細胞的能力。即免疫原性,二是能夠與免疫應答產物抗體和致敏淋巴細胞在體外結合,發(fā)生免疫效應,也即反應原性。
抗原肽 是指具有免疫原性的多肽或抗原衍生肽。包括病毒基因或腫瘤基因編碼的蛋白質分子,或侵入機體的病原體,被巨噬細胞吞噬后分解成的小分子多肽等。
組織相容性抗原
在同種異型個體組織移植時引發(fā)免疫反應,其中能引起強烈排斥反應的組織相容性抗原稱為主要組織相容性抗原,不引起強烈排斥反應的成為次要組織相容性抗原。
MHC
MHC(組織相容性復合體)為編碼主要組織相容性抗原的基因群,其表達產物成為MHC分子。MHC能夠提呈抗原供T細胞識別,啟動特異性免疫應答; 介導T細胞在胸腺中的分化、成熟。MHC免疫功能相關基因參與對非特異性免疫應答的調控,如調控補體編碼、NK細胞活性、炎癥反應等。
2.穿孔素、NK細胞、補體
穿孔素
穿孔素存在于細胞毒性T淋巴細胞(CTL)和NK細胞胞質的糖蛋白,當與靶細胞密切接觸相互作用后,細胞可釋放穿孔素。穿孔素在靶細胞膜上形成管狀通道,導致靶細胞溶解破壞。
NK細胞
T細胞只能識別在細胞表面與MHC分子結合的抗原,進行細胞免疫。大部分B細胞在T細胞輔助下才能識別抗原而活化,進行體液免疫。而NK細胞進行的免疫與細胞免疫和體液免疫并列。NK細胞的殺傷活性沒有專一性,無MHC限制,不依賴抗體,因此稱為自然殺傷活性。NK細胞的靶細胞主要有某些腫瘤細胞(包括部分細胞系)、病毒感染細胞、某些自身組織細胞(如血細胞)、寄生蟲等,是機體抗腫瘤、抗感染的重要免疫因素。也可利用分泌穿孔素及腫瘤壞死因子,摧毀目標細胞。
補體
補體是存在于正常人和動物血清與組織液中的一組經(jīng)活化后具有酶活性的蛋白質。早在19世紀末Bordet即證實,新鮮血液中含有一種不耐熱的成分,可輔助和補充特異性抗體,介導免疫溶菌、溶血作用,故稱為補體。補體是由30余種可溶性蛋白、膜結合性蛋白和補體受體組成的多分子系統(tǒng),故稱為補體系統(tǒng)。
三、三大免疫過程要素
(一)細胞免疫
相關細胞:吞噬細胞、T淋巴母細胞,效應T細胞、記憶細胞、靶細胞。
相關物質:抗原、MHC分子、抗原肽-MHC分子復合物、穿孔素,白細胞介素。
免疫流程:
(二)體液免疫
相關細胞:T細胞、B細胞、漿細胞、記憶細胞、靶細胞。
相關物質:胸腺依賴抗原(TD-Ag)、胸腺非依賴抗原(TI-Ag)、抗體(免疫球單倍)、抗原-抗體復合物。
免疫流程:
(三)補體系統(tǒng)
相關細胞:NK細胞、靶細胞
相關物質:抗原-抗體復合物、補體
免疫流程:
四.免疫是一個精細網(wǎng)絡
北師版本節(jié)內容充分展示了各個免疫過程之間的分工合作。如活化的T細胞釋放的白細胞介素(IL-Ⅱ)可以刺激B細胞分化,也可以增強巨噬細胞和NK細胞活性;T細胞識別抗原依賴于巨噬細胞吞噬抗原,抗體則增強巨噬細胞的活性;NK細胞和效應T細胞都可以產生穿孔素殺傷靶細胞;抗原與抗體的結合使抗體構型發(fā)生變化,易于與補體結合。對于其中最重要的體液免疫和細胞免疫過程,既有分工協(xié)作,又有制約拮抗。身體中各類免疫反應,不論是細胞免疫還是體液免液,共同構成了一個極為精細、復雜而完善的防衛(wèi)體系。科學研究表明,人體免疫系統(tǒng)受一系列相關基因的調控,對免疫在分子水平上的深入研究將有助于研發(fā)用于治療艾滋病、自身免疫疾病和過敏癥等疾病的藥物,提升人們的健康水平。