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免疫反應的操控 (Manipulation of the immune response) • Pin Lin (凌 斌), Ph.D. Departg ment of Microbiology & Immunology, NCKU ext 5632 [email protected] • References: 1. Chapters 12 in 免疫系統 (黎煥耀 教授 編譯, 2nd edition) 2. Parham, The Immune System (2nd edition) 課程要點 (Outline) • • • • • • • • • 疫苗的發展與它在預防醫學上的角色。 器官移植與宿主排斥的作用與機轉。 移植法則(the law of transplantation)。 免疫特權位置(immunological privilege site)。 移植排斥。 移植在臨床上的應用。 免疫監測理論(immune surveillance hypothesis)。 癌細胞抗原(tumor antigen)。 癌症免疫學的發展及在生物醫學上的應用。 疫苗的作用機制及種類-I 1. 疫苗的使用，可以預防傳染性疾病的發生，尤其是病毒感染。 2. 基本上疫苗必須是安全、有效的，經濟上能負擔得起的，在 觀念上要記住的是疫苗不是用來預防感染(infection)，它是 用來預防疾病(disease)。 3. • • • • 疫苗設計上必須考慮下列數點： 那一個抗原可以產生有效的保護力？ 要在何處(anatomical site)誘導的免疫力才是有效的？ 需要的免疫力是抗體或細胞性免疫才是有效的？ 需要何種佐劑(adjuvant)和注射計畫才能引發適當的免疫力？ 疫苗的作用機制及種類-II 1. 特異的抗原 =>先天免疫系統 (Innate immunity) => 適應性免疫系統 (Adaptive immunity) => 保護性免疫力 2. 病毒疫苗- Whole viruses or Viral components (1) 去活化病毒疫苗 (inactivated virus vaccine), eg., 狂犬病, 沙克小兒麻痺 (2) 活的減毐病毒疫苗 (live-attenuated vaccine) , eg., 麻疹, 沙賓小兒麻痺 (3) 次單元疫苗 (Subunit vaccine), eg., B 型肝炎病毒 3. 細菌疫苗- Whole bacteria, bacterial components or secreted toxins 4. 佐劑 (Adjuvants)可增強疫苗引起的免疫反應 人類的第一個疫苗-牛痘病毒疫苗 活的減毐病毒疫苗 (live-attenuated vaccine) 佐劑可增強疫苗引起的免疫反應 對很多的慢性病原菌也需要疫苗 基因改造的疫苗 (Genetic engineered vaccine) 課程要點 (Outline) • • • • • • • • • 疫苗的發展與它在預防醫學上的角色。 器官移植與宿主排斥的作用與機轉。 移植法則(the law of transplantation)。 免疫特權位置(immunological privilege site)。 移植排斥。 移植在臨床上的應用。 免疫監測理論(immune surveillance hypothesis)。 癌細胞抗原(tumor antigen)。 癌症免疫學的發展及在生物醫學上的應用。 組織器官移植 (Transplantation of tissues & organs) 1. 組織器官的移植, 一直是臨床醫療上的一大課題 2. 主要挑戰是必須克服接受者的免疫系統對移植物 的排斥反應 3. 移植排斥反應 - 由遺傳差異所造成; 主要是Non-self allogeneic MHC 分子 (or HLA)差異 - 由接受者的 T 細胞引起免疫排斥 => 抑制免疫反應 (抑制T 細胞活性) 組織器官移植的類型 1.自體移植(Autograft) -Skin 2.同系移植 (Syngeneic or Isograft) -同卵雙胞胎 3.同種異體移植(Allograft) - 最常見 4. 異種異體移植(Xenograft) MHC (HLA)差異引起移植排斥反應 接受者的 T 細胞主導移植排斥反應 皮膚移植排斥反應 腎臟移植排斥反應 移植排斥&移植抗宿主反應 移植抗宿主反應 非MHC (HLA)差異引起移植排斥反應 血液 A, B, O 型的抗原構造 交叉配合實驗 (Cross-match Test) 接受者血清+輸血者紅血球 => A, B, O 相容 超急性排斥 (Hyperacute rejection) O 型 recipient (有Anti-A Abs) 接受A型Donor的Kidney Anti-A Abs在移植Kidney 形成免疫複合物 => 活化補體 類似第三型過敏反應 MHC (HLA)配對改善移植排斥反應 次要組織相容抗原差異引起移植排斥反應 (Minor Histocompatibility Ag difference) 免疫抑制劑應用至移植 e.g. 環孢黴素A 抑制T 細胞活化 課程要點 (Outline) • • • • • • • • • • 疫苗的發展與它在預防醫學上的角色。 器官移植與宿主排斥的作用與機轉。 移植法則(the law of transplantation)。 免疫特權位置(immunological privilege site)。 移植排斥。 移植在臨床上的應用。 免疫監測理論(immune surveillance hypothesis)。 癌細胞抗原(tumor antigen)。 癌症免疫學的發展及在生物醫學上的應用。 基因療法(gene therapy)。 癌症免疫學(tumor immunology) 1. 癌症的產生可以是因為環境因子如致癌物的誘導或病毒感 造成細胞轉形而發生。 2. 細胞轉形(transformation)所牽涉到細胞基因的改變，包括突 變(mutation)、基因放大(gene amplification)、染色體刪除 (chromosomal deletion)或轉移(translocation)在大部份的癌症 細胞都存在。 3. 上述的改變對細胞造成的影響，一定要有抗原存在，才能被 免疫系統辨認。 4. 癌細胞可以被免疫細胞攻擊、殺死。 5. 癌細胞會利用不同的方式，以逃避免疫細胞的攻擊。 6. 免疫方法在癌症的治療、診斷和預防上扮演很重要的角色。 癌症是細胞增生轉形所引起 癌症的產生牽涉到 細胞基因的改變 腫瘤抗原的產生 對抗腫瘤的免疫力是 有專一性 毒殺CD8 T細胞及NK細胞 對抗腫瘤細胞有互補功能 裸鼠-Low T cells High NK cells 對抗腫瘤的免疫療法-增強T細胞反應 對抗腫瘤抗原的抗體 可用來診斷及治療 對抗腫瘤抗原的抗體可用來診斷及治療 SUMMARY 1. 2. 疫苗注射可以預防傳染性疾病=> 增強免疫力 =>操控免疫反應的可行性 有些傳染性疾病仍缺乏有效疫苗 =>進一步了解這些病原菌引起的免疫反應 3. 組織器官移植=> 抑制免疫力 => MHC (HLA)配對 => 抑制免疫反應 (抑制T 細胞活性) 4. 5. 6. 癌細胞一定要有抗原存在，才能被免疫系統辨認 癌細胞會利用不同的方式，以逃避免疫細胞的攻擊。 癌症免疫療法仍在實驗階段