作者：袁嘉丽,刘永琦
出版社：中国中医药出版社
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免疫学基础与病原生物学试读：
编写说明
本教材是根据国务院《中医药健康服务发展规划（2015—2020年）》《教育部等六部门关于医教协同深化临床医学人才培养改革的意见》（教研〔2014〕2号）的精神，在国家中医药管理局教材建设工作委员会宏观指导下，以全面提高中医药人才的培养质量、积极与医疗卫生实践接轨为目的，为临床服务。
免疫学与病原生物学作为生命科学的基本组成，是医学院校重要的桥梁课程，《免疫学基础与病原生物学》教材主要介绍病原生物与宿主免疫系统间相互作用所呈现的生理和病理变化，人类与各种感染性疾病斗争二百余年历史所积累的经验和知识，构成本书的写作基础。本教材分上、下两篇，上篇为免疫学基础，主要介绍免疫系统的组成、功能和作用机制，免疫异常所致的病理损伤，免疫学在疾病的诊断、治疗和预防中的应用；下篇为病原生物学，主要介绍病原生物（微生物和寄生虫）的生物学特性及其与人类的相互关系，感染性疾病的诊断和防治原则。与上一版相比，参照国家执业医师考试大纲，本教材增加了病理免疫章节，突出介绍了超敏反应、自身免疫性疾病、免疫缺陷病、肿瘤免疫和移植免疫的内容；病原生物学部分弱化了常见病原生物的发现历程、基因结构等基础生命科学内容，突出了病原生物与其致病作用相关的生物学特性和致病机制，兼顾了中医学与现代生命科学间的有机联系，更符合医学类专业学生的人才培养目标。
参加本教材编写的有19所医学院校21位专业教师。上篇的编写由袁嘉丽、边育红、高永翔、周宏、张宏方、姜昕、韩妮萍和田敬华完成；下篇的编写由刘永琦、卢芳国、田维毅、梁裕芬、杜娈英、马志红、汪长中、佟书娟、姜成、曹婧、韩晓伟、苏韫和梅雪完成。
本教材数字化工作是在国家中医药管理局中医药教育教学改革研究项目的支持下，由中国中医药出版社资助展开的。该项目（编号GJYJS16032）由卢芳国具体负责，全体编委参与。
上海中医药大学王易教授带领的上版本教材的编委会对教材编写模式的创新，特别是生物学基础知识的侧重，为本教材的编写打下良好基础，专人设计的精美插图，也为本教材所采用，在此特别向“十二五”规划教材《免疫学基础与病原生物学》的编委会表示感谢。《免疫学基础与病原生物学》编委会2016年7月上篇免疫学基础第一章免疫学绪论
免疫（immune）现象对于多数生物而言，可视为与新陈代谢、遗传生殖并列的生命基本特征，是独立生命个体在进化过程中维持自身并延续物种所必须建立与发展的生存机制。这一机制作为生物体趋利避害的重要手段，在长期的进化与选择过程中，从简单走向复杂，从粗糙走向精密，从非选择针对性走向选择针对性，以保障高等生物在与周围环境尤其是生物共生环境中适应的需要。二百余年来，生命科学界对免疫现象逐渐关注，尤其是20世纪60年代后，人们对免疫作用机制的深刻解读，使免疫学（immunology）脱离了医学微生物学的母体，最终形成生命科学研究领域的一门独立学科。免疫学是研究免疫系统组成和功能的学科。医学免疫学（medical immunology）是一门研究人体免疫系统的结构与功能、免疫病理和免疫学应用的医学基础学科。第一节 免疫学概述
在人类历史上相当长的一段时间，传染病是导致人类死亡和人口锐减的重要原因，人类对免疫现象的认识是在与疾病抗争的漫长年代里逐渐形成的。一、免疫的概念和功能
免疫这个词来自拉丁文词“immunitas”，原意为免除赋税。人们发现在瘟疫流行中患过某种传染病而康复的人，再经历相同的瘟疫时能免除瘟疫，称之为“免疫”（immunity）。传统的免疫概念有“抵抗感染”之意，然而在免疫学发展过程中，人们对免疫的认识逐渐深入，免疫的功能不仅仅局限于机体抗感染的防御功能，免疫的结果也并非任何时候对机体都是有利的，因此免疫的概念也随之演变。目前认为，免疫是生物在生存、发展过程中所形成的识别“自我”与“非己”，以及通过排斥“非己”而保护“自我”的过程。
目前认为免疫主要有防御、自稳和监视三个功能。
1.免疫防御（immunological defence）免疫防御功能是指机体防止外来病原生物的侵袭，清除已入侵病原生物及其有害物质（如细菌毒素）的能力，或称抗感染免疫。这是机体维护自身生存、与致病因子斗争和保持物种独立的生理机制。此功能异常时，机体可发生免疫缺陷和超敏反应性疾病。
2.免疫自稳（immunological homeostasis）免疫自稳功能是指机体能识别和清除自身损伤、衰老和死亡的组织细胞，维持自身生理平衡稳定的能力。此功能异常时，机体可发生自身免疫性疾病。
3.免疫监视（immunological surveillance）免疫监视功能是指机体能及时识别并清除发生突变或被病毒感染的细胞，防止肿瘤发生和病毒持续性感染的能力。此功能异常时，机体可发生肿瘤和病毒持续性感染。
随着对免疫功能的逐步认识，已知免疫对机体而言具有双重意义，除了具有对机体的保护作用外，也具有消极的一面，即当免疫功能过强、低下或是调节异常时，可引起免疫损伤（immune injury），这不仅反映在感染性疾病的损害性表现中，也成为超敏反应、自身免疫病等免疫性疾病的发生原因。二、免疫系统的组成
免疫系统主宰并执行免疫功能，由免疫组织器官、免疫细胞和免疫分子组成（表1-1）。免疫组织器官的结构和功能将在本章第二节详细介绍，免疫分子和免疫细胞将在第三章与第四章详细介绍。表1-1 人类免疫系统的组成三、免疫的类型
根据种系和个体免疫系统的进化、发育及免疫效应机制和作用特征，通常将免疫分为固有免疫和适应性免疫两种类型。（一）固有免疫
固有免疫（innate immunity），又称天然免疫（natural immunity），是生物体在长期种系进化过程中逐渐形成的天然防御机制。这种免疫通过遗传获得，与生俱来，是机体抵御病原体侵袭的第一道防线，对病原体的清除作用无严格选择针对性，故又称为非特异性免疫（nonspecific immunity）。固有免疫无免疫记忆性，针对病原体的应答模式和强度并不因与病原体接触次数的增加而有所增强。
固有免疫由屏障系统（barrier system）、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。屏障系统包括皮肤黏膜屏障和体内屏障，如血-脑屏障、母体妊娠期间的胎盘屏障等，起到防御病原体侵袭和维持内环境稳定的作用。固有免疫细胞包括吞噬细胞（phagocyte）、树突状细胞（dendritic cell，DC）、自然杀伤细胞（natural killer，NK）、NKT细胞、γδT细胞和B1细胞等（表1-1）。这些细胞通过吞噬作用、自然杀伤作用和介导炎症反应等效应方式参与固有免疫应答过程，将在第四章与第五章详细介绍。固有免疫分子主要是体液中的抗微生物物质，如补体系统、细胞因子等，其特点和效应将在第三章与第五章详细介绍。（二）适应性免疫
适应性免疫（adaptive immunity），又称获得性免疫（acquired immunity），是T/B淋巴细胞受到抗原刺激后活化、增殖、分化，产生效应物质清除抗原的过程。这种免疫是机体后天获得的，是针对病原体等非己物质产生的特异性防御功能，故又称为特异性免疫（specific immunity）。适应性免疫中，由于记忆性淋巴细胞的存在，针对病原体的应答模式和强度随着与病原体接触次数的增加而有所增强，可形成免疫记忆。在生理或病理状态下，T/B淋巴细胞对某些特定抗原也会表现出“不应答”的免疫耐受现象。
参与适应性免疫的主要细胞是T淋巴细胞和B淋巴细胞，历经抗原识别、T/B淋巴细胞活化、增殖、分化和效应物质清除抗原三个阶段。适应性免疫应答的发生过程、应答机制等将在第五章详细介绍。
适应性免疫是高等生物在原有的固有免疫基础上进化演变所形成，在机体内绝大部分的适应性免疫作用机制都与固有免疫作用机制相联系、相协调，两者相辅相成。固有免疫是适应性免疫的先决条件，如树突状细胞和巨噬细胞吞噬病原生物实际上是一个加工和提呈抗原的过程，为适应性免疫应答准备了条件。而适应性免疫的效应也会由固有免疫的参与而更加有效与完善，如抗体清除抗原的作用就须依赖补体系统激活及吞噬细胞、NK细胞的激活而得以实现。四、免疫学的发展历程
免疫学从人类在与传染病抗争的过程中对免疫现象的感性认识开始，发展成为医学乃至生命科学的一门重要的支柱学科，经历了经验免疫学、科学免疫学和现代免疫学三个时期。（一）经验免疫学时期
一般将19世纪中叶以前的免疫学发展时期称为经验免疫学时期，这个时期人类对免疫现象有初步认识，形成的一些免疫经验和方法对免疫学的形成和诞生产生了深远的影响。如约303年，我国东晋医家葛洪所著《肘后备急方》中“仍杀所咬犬，取脑傅之，便不复发”，即取咬伤人的疯狗大脑敷于人伤口上可预防狂犬病的记载；约649年，我国唐代著名医家孙思邈所著《备急千金要方》中也有“取猘犬脑傅上，后不复发”的描述。这种距今一千七百多年前的防病治病方法可能是人类预防接种的最早记载，说明我国古代对免疫现象已有深刻的认识，在免疫方法应用方面已经取得宝贵的经验。在对天花的预防中，中国古代医家发明的“人痘法”预防天花对免疫学的发展起到了深远的影响。天花是一种易于流行、致死率高、危害较大的烈性传染病，世界各国均有对天花危害的记载。人是天花病毒唯一宿主，经呼吸道传播，发病时患者全身出“痘疹”，即使康复，头面部也会留下特有瘢痕，俗称“麻子”，对容貌有较大的影响。人们发现天花患者若能康复将终生不会再患此病，随之逐渐积累预防天花的经验和方法。“人痘法”有“痘衣法”“痘浆法”“旱苗法”和“水苗法”等接种方法，这些方法是何人、何时、何地发明已无据可考。有明确记载是在16世纪明代隆庆年间，医者将天花康复者痂粉吹入儿童鼻腔（旱苗法），用于预防天花，在天花流行时，接种过人痘者死亡率比未接种者明显降低。明清时期“人痘法”传至日本、朝鲜、俄国和土耳其等地，后又传至英国。18世纪末，英国的乡村医生Edward Jenner观察到挤牛奶的女工因接触患牛痘的牛后，手臂上长牛痘却不会患天花，在人痘法的启发下（Jenner本身就是一名人痘接种师），他发明了牛痘法预防天花。经过近180年的努力，1979年10月26日，世界卫生组织宣布人类彻底消灭了天花，这不仅是人类医学史上具有划时代意义的重大事件，也是免疫学对人类健康所做出的巨大贡献。（二）科学免疫学时期
免疫学初期的研究主要是抗感染免疫。19世纪70年代后，微生物学兴起，人们认识到病原生物感染是传染病发生的根源。德国科学家Robert Koch发明了细菌的纯培养技术，使得每一种特定致病菌的分离成为可能，并由此成功分离了炭疽、结核、霍乱等重要病原生物。在这些工作的基础上，Koch提出了确定传染病病原生物的主要原则——Koch法则（Koch’s postulates）。法国细菌学家Louis Pasteur成功地制备了炭疽杆菌、狂犬病病毒等病原生物的减毒活疫苗，这种将减毒病原生物接种于动物预防感染的思想推动了疫苗（vaccine）的发展，为科学免疫学发展奠定了理论、实验和应用基础。
在Koch的指导下，德国医生Emil von Behring开创了“免疫血清疗法”，1891年12月，他首次用免疫动物的白喉抗毒血清成功治愈了一位重症白喉患儿，证实了抗毒素能中和细菌毒素的确切临床疗效，挽救了无数患儿的生命，为后来的抗体研究和体液免疫学说奠定了基础，也开创了人工被动免疫的先河。为表彰其为人类医学进步所做的贡献，1901年Behring被授予首届诺贝尔生理学或医学奖。
19世纪后期，俄国学者Ilya Ilyich Mechnikov在实验观察的基础上提出细胞免疫假说即“吞噬细胞理论”，无脊椎动物和脊椎动物的巨噬细胞都能摄取和破坏侵入机体的细菌、外源性异物等，他非常有远见地推测吞噬细胞是天然免疫的重要组成；同时，他认为炎症反应也是机体的保护性机制之一，并非只有危害。大约同一时期，Paul Ehrlich提出了“抗体产生的侧链学说”，开创了体液免疫学说。1908年Mechnikov和Ehrlich共同分享诺贝尔生理学或医学奖。加之Behring抗毒血清的治疗取得成功，Jules Bordet发现了补体系统等，体液免疫学说得到大力发展。在此基础上，抗体的研究丰富了体液免疫学说，使之在较长一段时期在免疫学中占主导地位。值得一提的是，20世纪上叶免疫学界出现了体液免疫学派和细胞免疫学派的争论，两派学者的学术观点均建立在科学实验基础之上，这种争论促进并推动了免疫学的发展，搭建了现代免疫学的基本框架和格局。
1957年，澳大利亚免疫学家Frank Macfarlane Burnet提出免疫耐受理论和抗体生成的“克隆选择学说”，这是免疫学发展中最为重要的理论学说。该学说认为全身的免疫细胞由能识别不同抗原的大量细胞克隆组成，当抗原进入机体，能识别该种抗原的淋巴细胞被选择而后活化增殖分化产生效应。Gerald M.Edelman和Rodney R.Porter是分子免疫和化学免疫的创始人，阐明了抗体的化学结构。George D.Snell发现主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC），Baruj Benacerraf发现了免疫应答基因，Jean Dausset发现了HLA等。丹麦免疫学家Niels K.Jerne提出免疫系统的独特性网络学说，为现代免疫学的建立奠定了基础。自1901年诺贝尔奖设立以来，先后16届27位科学家因在免疫学领域中的卓越贡献而获生理学或医学奖（表1-2），他们的成就是免疫学发展史上的一座座里程碑，推动着这一学科的发展。表1-2 历届在免疫学领域获诺贝尔生理学或医学奖的科学家及其成就注：本表内容自诺贝尔奖官网http：//www.nobelprize.org转载和翻译。（三）现代免疫学时期
1953年Watson和Grick揭示了DNA双螺旋结构，开创了生命科学的新纪元，分子生物学的兴起推动了免疫学发展，20世纪70年代后，免疫学进入现代发展时期。1978年Susumu Tonegawa发现抗体生成多样性和特异性的遗传学原理。Doherty和Zinkernagel提出了MHC限制性理论，揭示了MHC分子和基因在免疫应答中的作用。1973年Ralph M.Steinman发现了树突状细胞，Beutler和Hoffmann发现了固有免疫细胞的识别和活化机制等。这些成就将免疫学的发展又推进一步，使固有免疫和细胞免疫理论更为丰富，固有免疫受体介导的免疫细胞活化和信号转导机制成为免疫学领域的热点。
目前，免疫学在医学乃至生命科学领域的发展态势蓬勃并受到瞩目，基础免疫学的发展使免疫机制得到更加深刻和完整的阐释，许多免疫机制逐渐被揭示；免疫学与医学相关学科不断交叉、融合，形成了许多分支学科如肿瘤免疫学、感染免疫学和移植免疫学等；新的免疫方法和技术的出现，使免疫学在临床疾病的诊断、治疗和预防方面的应用更加深入。第二节 免疫器官与组织
如前所述，免疫系统（immune system）由免疫器官和组织、免疫细胞和免疫分子组成。免疫器官和组织根据功能不同分为中枢免疫器官和外周免疫器官（图1-1）。一、中枢免疫器官
中枢免疫器官（central immune organ）又称为初级淋巴器官（primary lymphoid organs），是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所，人类的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺。（一）骨髓
骨髓（bone marrow）是成人的造血器官。在正常骨髓中，所有血细胞均由造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSC）分化而来。造血干细胞具有高度自我更新和多向分化潜能，它和其分化的各类细胞混合形成一个个岛状结构，散布于脂肪组织中。骨髓基质细胞（stromal cells）分泌的多种细胞因子（IL-3、IL-4、IL-6、IL-7、CSF、GM-CSF等）与细胞外基质共同构成了造血诱导微环境，是造血干细胞分化的结构和分子基础。
骨髓的功能主要包括：①骨髓是成人各类血细胞（包括免疫细胞）的发源地。造血干细胞在骨髓造血诱导微环境中分化为髓样干细胞和淋巴样干细胞，前者进一步分化成熟为粒细胞、单核细胞、树突状细胞、红细胞和血小板，后者则发育为各种淋巴细胞（T细胞、B细胞、NK细胞）的前体细胞。②骨髓是B淋巴细胞发育成熟的场所。骨髓内的骨髓基质细胞为早期前B细胞提供多种黏附分子，这些分子是B细胞分化、发育的信号来源之一。③骨髓是再次体液免疫应答发生的场所。在外周免疫器官受抗原刺激形成的记忆性B细胞又可经全身循环进入骨髓，在此分化为成熟长寿的浆细胞，持久地产生大量抗体（主要为IgG）释放入血，是血清抗体的主要来源。图1-1 机体免疫器官组成（二）胸腺
胸腺（thymus）实质由结缔组织包裹并分隔为若干小叶，由外至内分为皮质和髓质两部分。胸腺微环境为T淋巴细胞的发育成熟提供必要的环境和刺激，并很大程度上决定了其发育过程。胸腺微环境由胸腺基质细胞（thymic stromal cell，TSC）包括胸腺上皮细胞、树突状细胞、巨噬细胞及其表达的黏附分子和分泌的胸腺激素、细胞因子（G-CSF、GM-CSF等），以及胸腺细胞分泌的细胞因子（如IL-2、IL-4）及细胞外基质共同构成。
胸腺的功能包括：①胸腺是T淋巴细胞分化、发育和成熟的主要器官。骨髓内的T前体细胞进入胸腺皮质后称为胸腺细胞。胸腺细胞向髓质迁移，并与相应胸腺微环境相互作用，经有序分化、发育而成熟。成熟胸腺细胞进入外周血和淋巴组织，成为成熟T淋巴细胞，定居于外周免疫器官的胸腺依赖区，并循淋巴细胞再循环而分布于全身。②胸腺是自身免疫耐受和维持的重要器官。胸腺细胞在胸腺内经历阳性选择（positive selection）和阴性选择（negative selection）过程，最终分化为两群成熟细胞，即CD4+T细胞和CD8+T细胞，并获得了识别“自我”与“非己”的能力，对自身抗原形成免疫耐受。③免疫调节作用。胸腺基质细胞分泌的多种细胞因子和胸腺激素如胸腺肽等既能调控胸腺细胞的分化发育，也能调控外周免疫器官和其他免疫细胞的功能。二、外周免疫器官
外周免疫器官（peripheral immune organs），又称为次级淋巴器官（secondary lymphoid organs），是成熟免疫细胞定居、进一步分化执行免疫功能的场所。人类的外周免疫器官包括淋巴结、脾和黏膜相关淋巴组织。（一）淋巴结
淋巴结（lymph node）是广泛串联在全身淋巴通道上的外周免疫器官。其结构可分为髓质与皮质两部分。皮质部分又可分为浅皮质区和深皮质区。靠近被膜下为浅皮质区，系B细胞定居场所，大量B细胞在此聚集形成淋巴滤泡，称为非胸腺依赖区（thymus-independent area）。未受抗原刺激的淋巴滤泡称为初级淋巴滤泡（primary lymphoid follicles）；经抗原刺激后，滤泡区充满大量增殖、分化的B细胞时，称为次级淋巴滤泡（secondary lymphoid follicles），亦称生发中心（genminal center，GC）。皮质深层和滤泡间隙称为副皮质区，是T细胞定居场所，称为胸腺依赖区（thymus-dependent area）。副皮质区内有许多特化的毛细血管后微静脉，称为高内皮静脉（high endothelial venule，HEV），随血液而来的T淋巴细胞和B淋巴细胞穿过HEV内皮间隙，进入淋巴结的副皮质区和皮质区，是淋巴细胞再循环的结构基础。树突状细胞在皮质区和副皮质区都存在，在滤泡中的称为滤泡树突状细胞，在副皮质区的称为并指状树突状细胞。在发生免疫应答的淋巴结中，这两个区域组成一个分界清楚的混合结节（composite nodule），这一结构为T细胞、B细胞相互作用的解剖学基础。髓质由髓索和髓窦构成，聚集大量淋巴细胞和巨噬细胞。
淋巴结的功能包括：①成熟T、B淋巴细胞定居的场所。②免疫细胞执行免疫应答功能的场所。树突状细胞摄取组织中抗原后，在副皮质区将加工处理的抗原肽提呈给T细胞，使其增殖分化为辅助性T细胞（helper T cell，Th），Th与B细胞相互作用，在浅皮质区B细胞活化增殖分化为浆细胞，迁移至髓质分泌抗体发挥效应；或迁移至骨髓执行再次体液免疫应答效应。③过滤淋巴液。侵入机体的病原生物、毒素等有害物质随淋巴引流进入淋巴结后，淋巴液缓慢流入淋巴窦，聚集在淋巴结的淋巴细胞和巨噬细胞等清除上述抗原物质，起到净化淋巴液的作用。④参与淋巴细胞再循环。（二）脾
脾（spleen）是体内最大的免疫器官。由被膜和实质组成，实质又分为白髓（white pulp）与红髓（red pulp）两部分。白髓为密集的淋巴组织，脾动脉入脾后进入脾实质的分支称为中央动脉，中央动脉周围的一层弥散淋巴组织称为动脉周围淋巴鞘（periarteriolar lymphoid sheath，PALS），是T细胞聚集区。PALS旁淋巴滤泡也称为脾小结，是B细胞聚集区，未受抗原刺激时为初级淋巴滤泡，受抗原刺激后为次级淋巴滤泡，出现生发中心。白髓中还有巨噬细胞、树突状细胞等分布。白髓和红髓交界处是边缘区（marginal zone），循环中的T、B细胞进入脾脏白髓时都要通过边缘区，故该区呈现T、B细胞的混居。在边缘区的B细胞都呈活化状态，这是由于胸腺非依赖性抗原（Thymus independent antigen，TI-Ag）的激活所致。红髓由脾索和脾血窦构成，脾索是索条状组织，B细胞、巨噬细胞和树突状细胞分布其上，脾血窦中充满血液，经小梁静脉汇入脾静脉出脾。
脾的功能包括：①成熟T、B淋巴细胞定居的场所。②免疫细胞执行免疫应答功能的场所。脾主要清除血源性抗原，这是与淋巴结的主要区别。③储存和过滤血液。血液在脾血窦中缓慢流动，通过狭窄脾索间隙时，血液中的病原生物、衰老的血细胞等被此处的巨噬细胞和树突状细胞吞噬和清除，从而净化血液。④分泌生物活性物质，如补体成分、细胞因子等。（三）黏膜相关淋巴组织
黏膜相关淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue，MALT）是存在于呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜局部的散在淋巴组织。MALT具有两种形式：一种具有组织结构，如扁桃体、阑尾和Peyer小结等；另一种是无组织结构的、分布于上皮及结缔组织内的弥散淋巴组织。在MALT中也存在不同的淋巴细胞聚集区，分成淋巴滤泡与胸腺依赖区。在肠道黏膜内含有大量分泌IgA的浆细胞和CD8+细胞毒性T细胞（CTL），而CD4+辅助性T细胞（Th）则较多集中于黏膜下层。在黏膜上皮间隙的淋巴细胞中，γδT细胞（是一种在胸腺皮质中出现的早期分化类型的T细胞）占有较大比例。另外，抗体与致敏淋巴细胞可通过结构与MALT类似的导管相关淋巴组织（duct-associated lymphoid tissue，DALT）进入唾液腺、乳腺等外分泌腺体，再通过外分泌作用进入开放管腔。在哺乳期，由于催乳素的作用，黏膜相关淋巴组织中的大量致敏淋巴细胞、浆细胞富集于乳腺组织，使乳汁富含多种抗体，以满足婴儿被动免疫的需要。
皮肤相关淋巴组织（cutaneous-associated lymphoid tissue，CALT）由再循环进入皮肤表皮与真皮层的T细胞、皮肤上皮组织内的朗格汉斯细胞、产生上皮源性T细胞活化因子的角质细胞及局部的引流淋巴结组成。其中，朗格汉斯细胞表面带有MHCⅡ类分子和Fc受体（见第三章），在表皮的棘细胞层内形成一个近乎封闭的抗原提呈网络，只有在皮肤的引流淋巴结中才能发现具有朗格汉斯细胞表型的树突状细胞，这意味着捕获抗原的朗格汉斯细胞可以随组织液进入引流淋巴结，并在副皮质区向T细胞提呈抗原。
MALT的功能包括：①执行局部黏膜免疫功能。②分泌SIgA。分布于黏膜的B细胞多产生分泌型免疫球蛋白A（secretory immunoglobulin A，SIgA），此为局部黏膜免疫的主要效应分子。
黏膜免疫（mucosal immunity）是由黏膜免疫系统（mucosal immune system，MIS）所执行的局部免疫功能。MIS由人体消化道、呼吸道、泌尿生殖道等黏膜及其附属分泌腺体的免疫组织、细胞和分子组成，人体黏膜面积多达400m2，因此MIS是机体最大的免疫组织，所含淋巴细胞占全身淋巴细胞总数的四分之三，是病原体进入机体的第一道屏障，是人体抵御感染至关重要的免疫。三、淋巴细胞归巢和淋巴细胞再循环
血液中的淋巴细胞选择性趋向迁移并定居于外周免疫器官或特定组织的特定区域的现象称为淋巴细胞归巢（lymphocyte homing）。这种现象的分子基础是成熟淋巴细胞表达归巢受体（homing receptor），通过与特定组织中内皮细胞表面的黏附分子（又称血管地址素，addressin）相互作用实现淋巴细胞趋向性定居。
淋巴细胞再循环（lymphocyte recirculation）是指成熟的淋巴细胞在外周免疫器官、淋巴液和血液中反复循环的过程。参与再循环的淋巴细胞主要是T细胞，约占80%以上，其次是B细胞。淋巴结内高内皮静脉是完成淋巴细胞再循环的组织学基础，随血液而来的T淋巴细胞和B淋巴细胞穿过HEV内皮间隙，进入淋巴结的副皮质区和皮质区，再迁移至髓窦，从输出淋巴管进入淋巴循环中，分布于全身淋巴器官，后汇入淋巴干、胸导管或右淋巴导管进入血液循环；经血液循环到达外周免疫器官后，穿越HEV重新进入淋巴循环，如此反复（图1-2）。淋巴细胞再循环的意义在于：①使全身的淋巴细胞分布更趋合理；②增加了淋巴细胞接触抗原的机会，扩大了免疫识别；③使全身免疫器官组织成为一个有机联系的整体。图1-2 淋巴细胞再循环模式图第二章抗原
按照现代免疫学的观点，可特异性或非特异性激活免疫细胞并使其增殖分化的物质称为免疫细胞激活物。免疫细胞激活物不仅包括特异性激活T、B淋巴细胞的物质——抗原，也包括非特异性激活T、B淋巴细胞的超抗原、有丝分裂原、佐剂，以及激活固有免疫细胞的分子模式等。本章主要介绍特异性免疫细胞激活物抗原，同时介绍四种非特异性免疫细胞激活物，即超抗原、丝裂原、佐剂、分子模式。第一节 抗原的概念和属性
抗原是适应性免疫应答的始动因子，是特异性激活T、B细胞的激活物。一、抗原的概念和性能
抗原（antigen，Ag）是指能与T/B细胞的抗原受体（TCR/BCR）特异性结合，使其活化、增殖和分化，产生免疫应答产物（效应淋巴细胞/抗体），并能与之特异性结合的物质。抗原具有两个重要性能，即免疫原性（immunogenicity）和免疫反应性（immunoreactivity）。免疫原性指抗原特异性激活免疫细胞，使之增殖分化产生免疫应答产物的性能。免疫反应性指抗原与相应的免疫应答产物在体内外发生特异性结合的特性。二、抗原的特异性
特异性即专一性。抗原的特异性表现在两个方面：①免疫原性的特异性，即抗原能激活特定的T/B淋巴细胞产生针对该抗原的免疫应答产物（抗体/效应T细胞）；②免疫反应性的特异性，抗原只能与其相应的免疫应答产物特异性结合。抗原的特异性是抗原的重要性质，也是免疫诊断和免疫防治的理论基础。决定抗原特异性的物质基础是抗原分子中的抗原表位。（一）抗原表位
抗原表位（antigenic epitope）是抗原分子中决定其特异性的特殊化学基团，又称抗原决定簇（antigenic determinant，AD）。抗原通过表位与T/B细胞表面抗原受体（TCR/BCR）结合，激活淋巴细胞，引起免疫应答；抗原也借抗原表位与抗体或效应T细胞发生特异性结合进而发挥免疫效应。抗原表位一般由5～15个氨基酸残基组成，也可由5～7个糖基或6～8个核苷酸残基组成。
表位的化学组成和空间构型决定抗原的特异性。如将连接不同化学基团的苯胺衍生物作为半抗原，分别与同一种载体偶联制备成人工结合抗原后免疫动物，结果证明，各种带有不同化学基团的半抗原只能与其相应的抗体结合（表2-1）。化学组成相同的抗原表位，如果空间构型不同，其特异性也不同。如邻位、间位和对位的氨基苯甲酸，作为抗原表位所诱导产生的抗体，只能与相应表位结合，不能与其同分异构体表位结合（表2-2）。表2-1 化学基团的组成对抗原表位特异性的影响表2-2 化学基团的位置对抗原表位特异性的影响
根据抗原表位中氨基酸的空间结构特点，可将其分为顺序表位和构象表位（图2-1）。顺序表位由序列上相连的氨基酸组成，主要存在于抗原分子的疏水区，为T细胞表位；构象表位由序列上相连或不相连、但空间结构上相互邻近的氨基酸或多糖构成，为B细胞表位，T细胞表位和B细胞表位具有不同的特点（表2-3），天然蛋白抗原同时存在T和B细胞表位，可分别激活T细胞和B细胞。图2-1顺序表位和构象表位示意图1、2、4、5为顺序表位，3为构象表位表2-3 T细胞表位和B细胞表位的特点比较（二）共同抗原与交叉反应
不同抗原具有相同或相似的表位，这些抗原可互称为共同抗原（common antigen）。天然抗原往往带有多种表位，因此不同抗原携带相同抗原表位的现象是较常见的。抗原诱导产生的特异性抗体或效应T细胞，不仅能与诱导其产生的抗原表位结合，还能与其共同抗原的表位结合，这种反应称为交叉反应（cross reaction）。第二节 影响抗原免疫原性的因素
抗原的免疫原性主要取决于抗原的异物性和理化性质、宿主方面的因素及抗原进入机体的方式。一、抗原的理化和结构性质（一）异物性
异物性是指抗原物质与机体自身正常组织细胞成分在化学组成和结构上存在差异。抗原与机体之间的亲缘关系越远，组织结构差异越大，异物性越强，免疫原性就越强，如细菌、病毒等病原生物、破伤风抗毒素等动物蛋白制剂对人是异物，免疫原性强；鸡卵蛋白对鸭免疫原性弱，对哺乳动物则免疫原性强。同一种属，不同个体的细胞也存在异物性，如A型血红细胞（表面为A型凝集原）对B型血的人免疫原性强。自身组织细胞因感染、损伤或突变与正常组织细胞存在差异时也具有了异物性；自身的某些组织细胞在胚胎时期因免疫细胞未与之接触，没有诱导特异性的免疫耐受，这样的物质免疫系统也将其视作异物，具有免疫原性。（二）理化性质
1.分子大小 分子量大的物质具有较多的抗原表位，而且不易被降解和清除，能更有效地刺激免疫系统引起免疫应答。通常分子量越大，免疫原性越强。具有免疫原性的物质，其分子量常在10kD以上。
2.化学组成和结构 某些高分子化合物免疫原性并不强，如明胶分子量达100kD但由直链氨基酸组成，在体内容易降解为小分子物质，这说明抗原的免疫原性不仅取决于分子量，还取决于其化学组成和结构。抗原的化学组成越复杂，免疫原性越强。抗原分子结构的复杂性是由氨基酸和单糖的类型及空间构型等决定，例如芳香族氨基酸含量较高的蛋白质具有较强的免疫原性。通常蛋白质免疫原性较强，多糖次之，核酸和脂类免疫原性较弱。
3.分子构象及易接近性 分子构象指抗原分子中某些特殊化学基团的三维空间结构。分子构象决定该抗原分子能否与相应淋巴细胞表面的抗原受体互补结合，从而启动免疫应答。易接近性指抗原分子的特殊化学基团与淋巴细胞表面相应抗原受体相互接近的难易程度。
4.物理状态 聚合状态的蛋白质较其单体免疫原性强，颗粒性抗原较可溶性抗原免疫原性强。将免疫原性弱的物质吸附在颗粒物质表面或组装为颗粒状物质，可显著增强其免疫原性。二、宿主方面的因素
1.遗传因素 机体对抗原的应答能力受多种遗传基因特别是主要组织相容性复合体（MHC）基因的控制。不同种属动物对同一抗原物质所产生免疫应答强弱不同；同一种属内，个体对特定抗原产生应答的能力受遗传背景调控。在群体水平，MHC多态性是决定个体免疫应答质和量的关键因素。
2.年龄、性别与健康状态 青壮年个体通常比婴幼儿和老年个体对相同抗原的免疫应答能力强；新生动物或婴儿对多糖类抗原不应答，故易引起细菌感染。雌性比雄性动物抗体生成高，但怀孕个体的应答能力受到显著抑制。感染或免疫抑制剂都能干扰和抑制免疫系统对抗原的应答。三、抗原进入机体的方式、剂量及应答效果
抗原进入机体的量、途径、次数、频率等均可影响机体对抗原的免疫应答强度和类型。适中的抗原剂量可诱导免疫应答，而过低和过高剂量可诱导免疫耐受；皮内和皮下注射抗原容易诱导免疫应答，肌内注射次之，静脉注射效果较差，口服抗原则容易诱导免疫耐受。适当间隔给予抗原可诱导较好的免疫应答，频繁注射抗原则可能诱导免疫耐受。第三节 抗原的分类
抗原物质种类繁多，可根据不同原则对抗原进行分类。一、根据抗原的性能分类
1.完全抗原（complete antigen） 同时具有免疫原性和免疫反应性的抗原。通常所指的抗原属此类，如大多数蛋白质、细菌、病毒等天然抗原。
2.半抗原（hapten） 单独存在时只有免疫反应性而无免疫原性的抗原，又称为不完全抗原。半抗原常见于某些小分子化合物及药物，通常分子量小，不能激活免疫细胞，但半抗原与载体（如血清蛋白等）结合后可成为完全抗原。二、根据抗原与机体的亲缘关系分类
1.异种抗原（xenogenic antigen） 指来自于不同物种的抗原。如病原生物及其代谢产物（如细菌外毒素）、动物血清（如马血清）、植物蛋白、药物和化学物质等对人而言均为异种抗原。
2.同种异型抗原（allogenic antigen） 指同一种属不同个体之间存在的抗原。由于同种生物的不同个体之间等位基因的差异，造成不同个体之间所表达分子的差异。常见的人类同种异型抗原有红细胞血型抗原和主要组织相容性抗原即人白细胞抗原（HLA）。至今已发现有40余种红细胞血型抗原系统，如ABO系统和Rh系统；具有高度多态性的HLA是介导人群不同个体器官移植排斥反应的抗原。
3.自身抗原（autoantigen） 指来自机体自身能引起免疫应答的抗原，包括修饰的自身抗原和隐蔽的自身抗原。正常情况下，机体对自身正常组织细胞不发生免疫应答。在感染、理化因素、某些药物等影响下，自身组织细胞发生改变和修饰，称修饰的自身抗原，可诱导免疫应答。由于解剖位置特殊，机体内某些组织细胞从胚胎期开始从未与机体免疫系统接触，称为隐蔽的自身抗原。这类抗原有晶状体、睾丸、精（卵）子和中枢神经系统中的抗原等，通常不引发自身免疫反应，但在外伤、感染、手术、烧伤等外界因素作用下，隐蔽抗原可释放出来，进入血液和淋巴管，被免疫系统识别，发生免疫应答，导致自身免疫疾病。
4.独特性抗原（idiotypic antigen） 是指抗体（Ig）分子中独特的氨基酸序列。抗原刺激机体某种B细胞产生的抗体（Ab1），其可变区内含有独特空间构型的氨基酸序列即互补决定区（CDR）。由于每种特异性抗体的CDR各不相同，也能作为抗原表位刺激机体内其他B细胞针对该抗体产生抗体（即抗抗体，Ab2）。独特型抗原抗体在机体内构成复杂的网络系统，对免疫应答起重要调控作用。
5.异嗜性抗原（heterophilic antigen） 存在于人、动物、植物及微生物等不同种属生物之间的共同抗原称为异嗜性抗原。首先由Forssman于1911年发现，故又称Forssman抗原。存在于人类和微生物之间的异嗜性抗原在医学上具有重要的意义。例如，溶血性链球菌的表面成分与人肾小球基底膜、心瓣膜及心肌组织存在共同抗原，故链球菌感染机体产生的抗体可与心、肾组织发生交叉反应，导致肾小球肾炎或风湿性心脏病。但应用异嗜性抗原和交叉反应原理也有助于疾病的诊断和预防。如用变形杆菌的OX、OX和OX抗原代替立克192K次体（难培养）检测患者血清中的抗立克次体抗体，即外斐反应（Weil-Felix reaction）；接种牛痘获得的免疫物质能预防天花，就是由于牛痘病毒和天花病毒为共同抗原。三、根据B细胞产生抗体是否需要Th细胞辅助分类
1.胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen，TD-Ag） 激活B细胞产生抗体时需要Th细胞辅助的抗原。大多数蛋白质抗原为TD-Ag，如病原生物、细菌产生的外毒素、血细胞、血清来源的蛋白分子等。先天性胸腺缺陷和后天性T细胞功能缺陷的个体，TD-Ag诱导机体产生抗体的能力明显低下。
2.胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen，TI-Ag） 激活B细胞产生抗体时无需Th细胞辅助的抗原，如细菌脂多糖、荚膜多糖等。TI-Ag只含有B细胞抗原决定基，只能激发B细胞产生IgM类抗体，无免疫球蛋白类别的转换。TI-Ag多不能引起细胞免疫应答，也不产生免疫记忆。四、根据是否在抗原提呈细胞内合成分类
1.外源性抗原（exogenous antigen） 指抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）外合成抗原。这类抗原通过胞吞、胞饮、内吞等方式被APC摄入，在其细胞内被降解为抗原肽并与MHC Ⅱ类分+子结合成复合物，提呈于APC表面，被CD4T细胞识别。
2.内源性抗原（endogenous antigen） 指在抗原提呈细胞内合成的抗原，这类抗原在APC胞质内被加工处理为抗原肽，与MHCⅠ类+分子结合形成复合物，表达于APC表面，被CD8T细胞识别。五、其他的抗原分类
还有些抗原依据其他原则进行分类命名。可诱导机体产生免疫耐受的抗原称为耐受原（tolerogen）；能诱导超敏反应发生的抗原称为变应原（allergen）或过敏原。第四节 非特异性免疫细胞激活物
除了特异性激活T、B细胞引起免疫应答的抗原外，还有些物质可非特异性激活T、B细胞及固有免疫细胞，这些物质称为非特异性免疫细胞激活物，主要包括超抗原、丝裂原、佐剂、病原相关分子模式。一、超抗原图2-2 SAg与T细胞的相互作用
普通蛋白质抗原含有若干抗原表位，一般能特异性激活机体总T细胞库中万分之一至百万分之一的T细胞克隆。某些特殊的抗原，只需极低浓度（1～10ng/mL）即可非特异性激活人体总T细胞库中的2%～20%的T细胞克隆，产生极强的免疫应答，这种抗原称为超抗原（superantigen，SAg）。常见的SAg有金黄色葡萄球菌蛋白A（staphylococcus protein A，SPA）、金黄色葡萄球菌肠毒素A～E、小鼠乳腺肿瘤病毒蛋白、热休克蛋白（heat shock protein，HSP）等。
SAg对T淋巴细胞的激活方式也是通过其抗原受体（TCR）所介导（图2-2）。普通抗原激活T细胞时，先被APC摄取、加工处理，以抗原肽的形式经APC表面的MHC Ⅱ类分子的肽结合区提呈给T细胞表面的TCR，通过抗原表位与TCR上互补决定区（V区）的相互匹配形成活化信号，而SAg的激活则无须依赖于这种相互匹配。SAg通常以完整蛋白（而非抗原肽）形式结合APC与T细胞，即一端与APC表面的MHC Ⅱ类分子肽结合区外侧区域结合，另一端与TCR Vβ链外侧区域结合，故不涉及抗原表位与MHC和TCR的识别，无MHC限制性。SAg所诱导的T细胞应答，并非针对超抗原本身，而是通过分泌大量的细胞因子参与某些病理生理过程的发生与发展。SAg主要特点见表2-4。表2-4 超抗原与普通抗原的比较二、丝裂原
丝裂原（mitogen）即有丝分裂原，可致细胞发生有丝分裂，属非特异性免疫细胞激活剂。T、B细胞表面均表达多种丝裂原受体，丝裂原在体外可刺激静止的淋巴细胞转化为淋巴母细胞，表现为细胞体积增大、胞质增多、DNA合成增加、出现有丝分裂等。利用淋巴细胞对丝裂原刺激产生的增殖反应，可检测机体免疫系统功能状态。常见的丝裂原见表2-5。表2-5 作用于人和小鼠T、B细胞的常见丝裂原三、佐剂
佐剂（adjuvant）指先于抗原或同时与抗原注入体内，可增强机体对抗原的免疫应答程度或改变免疫应答类型的物质。佐剂的种类繁多，常用的有：①生物性佐剂，如卡介苗（BCG）、脂多糖（LPS）和细胞因子等；②无机化合物，如氢氧化铝、明矾等；③有机物，如矿物油等；④人工合成物，如模拟细菌来源的低甲基化CpG寡核苷酸等；⑤油性佐剂，如弗氏佐剂。弗氏佐剂是动物实验中最常用的佐剂。
佐剂的作用机制为：①改变抗原物理性状，延缓抗原降解，延长抗原在体内潴留时间；②刺激抗原提呈细胞，增强其对抗原的加工和提呈；③刺激淋巴细胞增殖和分化，增强和扩大免疫应答。
佐剂的生物学作用为：①增强抗原的免疫原性，使无或仅具有微弱免疫原性的物质变为有效免疫原；②增强机体对抗原刺激的反应性，提高初次应答和再次应答产生抗体的滴度；③改变抗体类型，由产生IgM转变为产生IgG；④引起或增强迟发型超敏反应。
由于佐剂的综合效应能增强机体免疫功能，故佐剂的应用范围很广。例如，免疫动物时加用弗氏佐剂可获得高效价抗体；预防接种时加佐剂（氢氧化铝）可增强疫苗的效果。临床上将佐剂（如卡介苗）作为免疫增强剂，可用于肿瘤或慢性感染患者的辅助治疗。四、病原相关分子模式
种类繁多的病原生物具有某些结构相似、进化保守的分子，称为病原相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMP），如细菌肽聚糖、G-菌的脂多糖（LPS）和真菌的酵母多糖等。固有免疫细胞表面不表达特异性抗原受体（TCR/BCR），通过另一类受体即模式识别受体（pattern recognition receptor，PRR）非特异性识别入侵病原体的PAMP激活从而启动固有免疫应答（详见第四、五章）。第三章免疫分子
免疫分子包括存在于体液中的分泌型免疫分子和表达于细胞膜上的膜型免疫分子。分泌型免疫分子主要有免疫球蛋白（抗体）、补体系统和细胞因子等；膜型免疫分子主要有淋巴细胞抗原受体（TCR/BCR）、主要组织相容性复合体、CD分子和黏附分子等。免疫分子参与介导了免疫细胞对抗原的识别、清除及免疫细胞间相互作用和信息传递，是免疫系统的重要组成部分。第一节 免疫球蛋白
抗体和免疫球蛋白是从不同角度命名的两个相关概念。抗体（antibody，Ab）是B细胞受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生的球蛋白，主要分布于血清等体液中，通过与相应抗原特异性结合，介导体液免疫效应。免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）是具有抗体活性或化学结构与抗体相似的球蛋白。Ab是侧重生物学功能的概念，Ig是侧重化学结构的概念。Ig是1968年和1972年世界卫生组织和国际免疫学联合会先后提出的概念，范畴更广泛一些，包括了抗体和未证实有抗体活性的球蛋白，如多发性骨髓瘤、巨球蛋白血症等患者血清中存在着化学结构与抗体相似但无抗体活性的Ig。根据存在和分布情况，Ig分为膜型和分泌型两种类型。膜型免疫球蛋白（membrane Ig，mIg）分布于B细胞表面，即B细胞表面抗原受体（BCR）；分泌型免疫球蛋白（secreted Ig，sIg）存在于血清和组织液等体液中，即通常所指的抗体。一、免疫球蛋白的结构（一）Ig的重链和轻链
免疫球蛋白单体由四条肽链组成，包括两条相同的重链（heavy chain，H链）和两条相同的轻链（light chain，L链），各肽链间由数量不等的二硫键连接。结构上免疫球蛋白呈“Y”型（图3-1）。
1.重链 分子量为50～75kD，由450～550个氨基酸残基组成。按其编码基因及产物，人类Ig重链可分μ链、γ链、α链、δ链和ε链五类，由此将Ig对应分为IgM、IgG、IgA、IgD和IgE五类（class）（图3-2）。其中γ链又分γ1、γ2、γ3和γ4四种，α链又分α1、α2两种，由此又构成相应的亚类（subclass），IgG为IgG1、IgG2、IgG3和IgG4四个亚类，IgA为IgA1、IgA2两个亚类。
2.轻链 分子量约为25kD，由214个氨基酸残基组成。按其编码基因及产物，人类Ig轻链分κ型和λ型（分为λ1～λ4四种），由此相应的Ig分为κ型和λ型。图3-1 免疫球蛋白结构模式图图3-2 五类免疫球蛋白结构模式图（二）Ig的可变区、恒定区和铰链区
1.可变区（variable region，V区） 在Ig的H链和L链近N端约110个氨基酸残基的区域内，其氨基酸序列变化较大，称可变区（V区）。重链和轻链的V区分别以VH、VL表示。VH和VL内各含三个氨基酸序列变化非常大的区域，称为高变区（hypervariable region，HVR）。该区即为与抗原表位互补结合之部位，又称互补决定区（complementarity determining region，CDR），高变区外的V区部位称为骨架区（framework region，FR），VL和VH各有4个FR。
重链和轻链高变区为抗原结合部位（antigen-binding site），其特定的空间构型可与抗原表位形成类同锁匙的高度互补关系。故高变区的存在使Ig具有多样性（diversity），是其与众多不同空间构型的抗原表位特异性结合的基础。
2.恒定区（constant region，C区） Ig近C端L链的1/2及H链的3/4或4/5区域内，氨基酸序列相对稳定，称恒定区（C区）。重链和轻链的C区分别称为CH和CL。不同类Ig重链CH区长度不一，其中IgG、IgA、IgD具有CH1、CH2、CH3三个功能区，而IgM、IgE还有CH4功能区。C区是Ig结合补体和具有Ig末端受体（FcR）细胞的部位。
3.铰链区（hinge region） 一些Ig的CH1与CH2功能区之间的区域富含脯氨酸，具有良好的延展性，称为铰链区。铰链区的存在使Ig容易发生变构，有利于其V区与抗原表位的结合；通过Ig变构可暴露/隐蔽结合补体的位点从而控制补体激活；铰链区也是多种蛋白酶水解Ig的区域。不同类或亚类的Ig铰链区不尽相同，IgG1、IgG2、IgG4和IgA铰链区较短，IgG3和IgD铰链区较长，IgE和IgM无铰链区。（三）Ig的结构域
免疫球蛋白的H链和L链每隔100～110个氨基酸即由链内二硫键连接，折叠往复形成一个具有特定功能的超二级桶状结构，称为Ig结构域（domain）（图3-3），或称功能区。L链具有VL和CL两个结构域，H链V区有1个VH结构域；而C区结构域因Ig类别不同数量有差异，IgG、IgA、IgD有3个CH结构域，IgM和IgE有4个CH结构域。结构域是Ig生物学作用的结构基础：VH与VL是Ig与抗原表位特异性结合的部位；CH1～CH3与CL是遗传标志所在；CH2～CH4是Ig与补体和FcR细胞结合的部位。图3-3 Ig的结构域（四）Ig多聚体及其辅助结构
人体内的Ig中（图3-2），IgG、IgD、IgE和血清型IgA为前所述之单体结构，IgM和分泌型IgA为多聚体，由多个单体通过J链等辅助成分聚合形成，分泌型IgA为二聚体，IgM为五聚体（图3-4）。图3-4 Ig多聚体及其辅助结构
1.J链（joining chain） 是一条分子量约为20kD的富含半胱氨酸的多肽链，含有137个氨基酸残基，由浆细胞合成。J链是组成Ig多聚体的重要成分，其主要功能是将单体Ig分子连接为多聚体。J链通过二硫键与免疫球蛋白μ链或α链羧基端的半胱氨酸连接，将两个单体IgA连接形成二聚体，将五个单体IgM连接形成五聚体。
2.分泌片（secretory piece，SP） 又称分泌成分（secretory component，SC），是分泌型IgA的辅助成分，由黏膜上皮细胞合成分泌（图3-5）。初为黏膜上皮细胞表面的多聚免疫球蛋白受体（poly-Ig receptor，pIgR），通过与二聚体IgA结合、组装和从黏膜上皮细胞上解离的机制介导分泌型IgA向黏膜表面的转运。SP还能保护IgA铰链区，使之免受蛋白水解酶降解。图3-5 分泌型IgA分泌片的组装和转运（五）免疫球蛋白的水解片段
Ig可被多种蛋白酶水解，酶解部位不尽相同，所得水解片段不同（图3-6），据此可用于研究Ig的结构和功能。
1.木瓜蛋白酶水解片段 木瓜蛋白酶（papain）可使Ig在铰链区二硫键连接的两条重链的近N端处断裂，水解成两个Fab段（fragment antigen binding，Fab）和一个Fc段（fragment crystallizable，Fc）。其中Fab由一条完整的轻链和重链的VH和CH1组成，为单价抗原结合片段；Fc段无抗原结合活性，是Ig与补体和FcR细胞相互作用的部位。
2.胃蛋白酶水解片段 胃蛋白酶（pepsin）可使Ig在铰链区二硫键连接的两条重链的近C端处断裂，形成一个F（ab’）2片段和一些无生物学活性的小分子片段（pFc’）。其中F（ab’）2可结合两个抗原表位，pFc’最终被降解，无生物学活性。图3-6 免疫球蛋白（IgG）酶解片段二、免疫球蛋白的异质性
Ig作为大分子蛋白质，带有多种抗原表位，且因结构的差异，抗原表位亦不同，称为免疫球蛋白的异质性（heterogeneity）。Ig的异质性表现于三个方面：①同种型（isotype），指同一种属所有个体共有的Ig抗原特异性的标记，在异种体内可诱导产生相应的抗体。其抗原表位位于CH和CL上。②同种异型（allotype），是同一种属不同个体间的Ig分子所具有的不同抗原表位，在同种异体间可诱导免疫反应。其抗原表位位于CH和CL一个或几个位点上，可视作遗传标志。③独特型（idiotype，Id），是指每一特定抗体分子V区所特有的抗原表位。Id的抗原表位存在于Ig的V区，尤其是超变区，可在异种、同种异型及自身体内诱导产生相应的抗体。三、免疫球蛋白（Ab）的生物学功能
膜型Ig即为BCR，是B细胞的特征性膜分子，可与抗原表位结合，参与B细胞活化第一信号形成；分泌型的免疫分子主要指抗体，功能与其结构密切相关：其V区（Fab）是与抗原结合的部位，C区（Fc）是结合补体和FcR细胞等效应物质的部位。以下将主要介绍膜型Ig即抗体的生物学功能。（一）中和作用
抗体Fab段与抗原表位的空间分子构象互补，通过抗原抗体特异性结合，封阻了抗原的生物学活性部位，而使抗原的毒害作用不能发生，如阻止病原生物和毒素对宿主细胞的吸附、结合和破坏；阻止病原生物的抗吞噬作用；阻止病原体生物对营养成分的利用而抑制病原生物增殖等。能够形成封阻效应的抗体称为中和抗体。（二）激活补体
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