免疫相關問題釋疑

雷火軍

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

【關鍵詞】疫苗種類 抗體多樣性 抗原呈遞 免疫應答

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

一、免疫學中常見概念

免疫學是一門新興的學科，這門學科的研究核心就是弄清楚機體怎樣區別自身和非自身。通常可以分為兩類：

1.非特異性免疫/先天性免疫：是機體在接觸外來的侵染物之前就已經存在的免疫。所以非特異性免疫是先天就有的，而且始終存在的防御機制。主要包括第一道防線（皮膚、黏膜、機體分泌的脂肪酸等有效的物理和化學屏障）和第二道防線（機體中有一些具有防御作用的細胞，比如吞噬細胞、自然殺傷作用細胞、中樞神經系統的小膠質細胞等，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：機體與外來物接觸之后才獲得的免疫特性。可分為主動免疫和被動免疫。

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

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

二、疫苗的種類

1.常規疫苗

疫苗主要是相關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菌疫苗株DNA的某部位，使之高效表達但不影響該疫苗的生存與繁殖。

3.多肽疫苗

應用基因工程技術表達出細菌或病毒的一段抗原蛋白，或從蛋白質的一級結構結合單克隆抗體分析等技術大致推導出主要抗原蛋白，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啟動子的質粒載體，然后用物理方法將此重組質粒導入體內細胞，抗原編碼基因即可在細胞內合成抗原蛋白，誘發機體產生保護性免疫反應。接種方法：用基因槍把包被的重組質粒注入到表皮細胞。

三、免疫球蛋白（抗體）多樣性與有限基因之間的關系

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。因為抗原的種類極多，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非常巨大的數字，可以多達幾百萬。然而脊椎動物中并沒有如此巨大數量的基因來表達如此巨大數量的不同特異性的蛋白。人類基因組也不過3.8萬個基因。機體如何做到呢？研究發現，不同免疫球蛋白的數量如此大是由于基因重排的結果，其中重鏈（構成抗體的基本結構，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，可以達到1011以上不同序列的基因，由重排的基因轉錄，翻譯大量的具有不同特異性的球蛋白。

四、抗原呈遞概述

吞噬細胞、樹突細胞、B淋巴細胞是免疫反應中的抗原呈遞細胞。抗原呈遞通常包括兩方面，一是外源性抗原的呈遞，二是內源性抗原的呈遞。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：抗原呈遞細胞內吞抗原。內吞作用的方式有三種：吞噬細胞的吞噬作用，通過巨噬細胞、樹突狀細胞進行的胞飲作用和B淋巴細胞特異性受體介導的攝取作用。

1.吞噬細胞的吞噬作用

以吞噬細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胞吞噬到大的吞飲泡內，叫做吞噬體。吞噬作用依靠抗體、補體成分或肝細胞所合成的急性期蛋白質與微生物表面結合，用宿主蛋白包被致病源的過程叫做調理作用。當調理分子作用過的顆粒與吞噬細胞表面抗體恒定區的受體部位、補體受體或急性期蛋白受體結合后，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的蛋白酶共同形成一個PH值較低的微環境，有利于吞噬顆粒的處理。從而得到抗原肽。

2.通過巨噬細胞、樹突狀細胞進行的胞飲作用

在胞飲作用中，血漿膜凹陷，包被抗原，從而抗原被攝取，并在細胞內內化，形成胞飲體，隨后抗原肽水解。

3.B淋巴細胞特異性受體介導的攝取作用

利用B淋巴細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生特異性結合，然后結合有抗原的受體積聚到一起，觸發質膜內陷，形成內粒體。

第二步：抗原呈遞細胞呈遞抗原

外源性抗原是通過MHC—II（主要組織相容性抗原，只在部分細胞表面存在）分子呈遞的。外源性抗原首先要經過抗原呈遞細胞內吞作用，形成小囊泡進入細胞質，該小囊泡稱為內粒體，這種內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。抗原呈遞細胞中內質網上新合成的MHC—II分子，在無抗原肽時，首先與內質網上的一種叫恒定鏈的分子結合，保持良好的構象。恒定鏈是相對分子質量為30000的抗體超家族成員，這種復合分子隨著內質網移動，形成囊泡，并與內粒體囊泡融合，這時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合物，恒定鏈隨后被降解，而囊泡繼續向細胞質外移動，最后與細胞外膜融合，從而使結合有抗原肽的MHC—II分子表達與抗原呈遞細胞表面，隨后被T細胞識別。如圖1。

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

參考文獻：

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[2]于善謙.免疫學導論[M].北京：高等教育出版社&施普林格出版社.1999

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