高中生物“免疫调节”的疑难点整理

高中生物“免疫调节”的疑难点整理

  罗姣姣

陕西省汉中市洋县中学

[摘要]针对“免疫调节”疑难点进行分析,并对相应部分的教学提出建议,旨在提高免疫调节部分的学习效果,加深学生对此部分内容的理解。

[关键词]免疫调节:疑难点;高中生物

《普通高中生物学课程标准(2017年版)》中关于免疫部分的要求有“概述人体的免疫包括生来就有的非特异性免疫和后天获得的特异性免疫"“阐明特异性免疫是通过体液免疫和细胞免疫两种方式,针对特定病原体发生的免疫应答”"。人教版高中生物学选择性必修1教材（以下简称新教材）中关于特异性免疫过程的知识改动较大，如增加了抗原呈递细胞（APC）的概念，将T细胞更具体地分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞，将“淋巴因子”改为“细胞因子”等。在教学过程中，由于新教材相对简化，关于免疫的本质、吞噬细胞功能等细节问题,若做深入思考,学生心中容易产生诸多疑问。现对学习免疫学部分易产生的疑难点进行整理。

一、免疫系统如何识别“自己”和“非己”

从微观角度来看,免疫细胞识别“自己”与“非已”的关键组成分子是主要组织相容性复合体(majorhis-tocompatibilitycomplex,MHC)。但MHC分子具有种属特异性和个体特异性,因此,MHC分子是自身细胞的标记。MHC分子可分为MHC-I类分子和MHC-Ⅱ类分子,前者分布于个体的所有细胞表面,后者仅分布于某些免疫细胞的表面,以利于免疫细胞之间的相互协作,如抗原呈递。哺乳动物都有MHC,其中人的MHC称为人类白细胞抗原(humanleukocyteantigen,HLA)基因复合体。MHC标志是每个人特有的身份标签,在胚胎发育过程中产生。每个人的免疫细胞都认识这些“身份标签”,在正常情况下,不会攻击带有这些标签的自身细胞。病毒、细菌和其他的致病因子在它们的表面也带有表明它们特殊身份的分子标志。当一个入侵者所携带的“非己”标志被识别后,B淋巴细胞和T淋巴细胞受到刺激,就会以不同方式对入侵者做出反应。

二、特异性免疫和非特异性免疫中的吞噬细胞是否相同

第二道防线中的吞噬细胞和第三道防线中吞噬细胞是否相同？事实上，并非所有的吞噬细胞都有抗原提呈功能,也并非所有的抗原呈递细胞都是吞噬细胞。

通常所说的抗原呈递细胞多指的是单核巨噬细胞、树突状细胞(dendriticcells,DC)和B细胞等能表达MHC-Ⅱ类分子的细胞，即专职性的抗原呈递细胞。其他细胞如内皮细胞、成纤维细胞、各种上皮及间皮细胞等也具有一定的抗原呈递功能,称这类细胞为非专职性抗原呈递细胞。吞噬细胞是一类具有吞噬杀伤功能的细胞,主要由单核巨噬细胞和中性粒细胞组成。

单核巨噬细胞除可以吞噬、清除异物和衰老伤亡的细胞外，它是主要的抗原呈递细胞，在免疫应答的起始阶段，巨噬细胞能捕获和处理抗原，能把抗原最具特征性的分子基因(抗原决定基)予以保留，并与巨噬细胞自身的MHC-Ⅱ类分子结合，形成抗原肽-MHC分子复合物,将抗原肽呈递给辅助性T细胞,促进免疫应答，故巨噬细胞是抗原呈递细胞；在免疫应答的效应阶段,它又能聚集于病灶周围,成为破环靶细胞和吞噬细菌的重要成分。

中性粒细胞并非抗原提呈细胞,它是专职“杀手”。中性粒细胞具有超强的吞噬能力,被激活的中性粒细胞会释放一种细胞因子,把组织变成“毒汤”，从而杀死入侵的微生物

三、不同T细胞在特异性免疫中的功能

T细胞是数量最多功能最复杂的一类细胞,至少可分为三个亚群:①辅助性T细胞(helperTcell).简称Th细胞。数量较多,能协助初始细胞毒性T细胞或B细胞识别抗原,引起和增强免疫应答。②抑制性T细胞(suppressorTcell),简称Ts细胞。数量较少,常在免疫应答的后期增多。它能减弱或抑制免疫应答,与Th细胞共同调节免疫应答的强弱。③细胞毒性T细胞(cytotoxicTcell),简称Tc细胞。它受抗原激活后可增殖形成大量效应性Tc细胞,能特异性地杀伤具有抗原性的靶细胞。当它们和靶细胞结合后，释放穿孔素，嵌入靶细胞膜内形成有孔的聚合体。细胞外液便可进入靶细胞，使其膨胀破裂死亡。Tc细胞还分泌颗粒酶,从小孔进入靶细胞,诱发细胞凋亡。

四、T细胞是如何得知已有病毒入侵机体细胞的

根据教材内容，被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化，细胞毒性T细胞识别变化的信号。那么,细胞毒性T细胞如何得知该种病原体已经入侵机体细胞的呢？

细胞免疫中靶细胞在此作为APC，抗原被靶细胞降解成抗原肽，再被转运至内质网中，与内质网中的MHC-I类分子结合，经过内质网和高尔基体的进一步加工和转运至细胞膜上，与细胞毒性T细胞表面的TCR和CD8特异性结合，激活细胞毒性T细胞。所以，靶细胞膜表面的分子发生变化指的是产生了抗原肽-MHC-I类分子复合物，如图所示。

五、体液免疫和细胞免疫的辅助性T细胞及细胞因子

辅助性T细胞既参与体液免疫又参与细胞免疫。那么参与细胞免疫的辅助性T细胞和分泌的细胞因子和参与体液免疫的一样吗？

辅助性T细胞简称为Th，未受抗原刺激的初始辅助性T细胞简称为Th0，Th0可以分化为Th1和Th2等多种辅助性T细胞。影响Th0分化的主要因素是抗原的性质和细胞因子的种类等。在细胞免疫中，侵入宿主细胞的病原体产生的抗原和肿瘤抗原以及IL-12、 IFN-γ等会诱导Th0向Thl分化。Th1主要分泌Th1 型细胞因子，包括IFN-γ、TNF-α、IL-2等。它们除了具有促进细胞毒性T细胞增殖和分化的能力，还具备其他能力。而在体液免疫中，普通细菌和可溶性抗原以及IL-4会诱导Th0向Th2分化。Th2直接接触B细胞提供其活化的第二信号，还能分泌Th2 型细胞因子，包括IL-4、IL-5、IL-6、IL-10及IL-13 等。这些细胞因子可促进B细胞的增殖、分化。综上所述，体液免疫和细胞免疫过程中辅助性T细胞的活化过程类似，但是诱导分化的因素不同，分化的方向不同，产生的细胞因子也不同。

六、结论及建议

受篇幅和教学目标所限，中学生物学教材中免疫学的内容大幅简化，而免疫学知识又是前沿的研究热点，尚有很多未研究清楚的部分，相关知识日新月异，更新很快，教师在这部分内容的教学中可能会产生许多疑问，此时可以参考专业免疫学教材，并适当拓展，但不宜挖掘太深，应以最新中学教材为准。

参考文献

［1］郭学恒.核心素养视域下“免疫调节”内容的延伸与启示

［2］曹雪涛，何维. 医学免疫学［M］.3版. 北京：人民卫生出版社，2015

［3］松佩拉克 .免疫学概览［M］.4版 .赵欣敏，张峰，译 . 北京：北京大学医学出版社，2016.