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梅奇尼科夫(Metchnikff)(1):细胞免疫学的开始与现代免疫学 精选

已有 3249 次阅读 2021-7-2 13:17 |系统分类:教学心得

免疫学作为一门科学学科是由两个重大发现开创的:第一,细胞的吞噬作用:是梅奇尼科夫Elias Metchnikff1845-1916)对吞噬细胞的鉴定,吞噬细胞吞噬并破坏入侵的病原体。第二,抗体对细菌毒素的中和作用:是Emil Behring1854-1917)和Paul Ehrlich1854-1915)对抗体的鉴定,这些抗体可以中和微生物毒素。免疫学基础的主要的早期贡献者如图1A所示。

中间阶段(图1B贡献者)从抗体到B淋巴细胞,包括发现不同形式的临床超敏反应,强调免疫系统也具有有害的功能。鉴定出淋巴细胞并将其分离为产生抗体的B细胞和浆细胞,以及作为免疫中枢的T细胞。抗体的产生早在1940年就被瑞典研究者Astrid Fragaeus1913-1997)鉴定为浆细胞。她的工作和美国免疫学家Max Cooper1933-)的工作一样,揭示了浆细胞来源于B淋巴细胞。

1C(贡献者)显示,随着T淋巴细胞作为获得性免疫调节因子的发现,淋巴细胞逐渐成为免疫学研究的中心。研究表明,T细胞在遗传上受到限制,可以调节不同的白细胞群,包括B细胞和专业吞噬细胞。树突状细胞作为主要抗原呈递细胞的发现及其表面模式识别受体的表达揭示了先天免疫指导获得性免疫的机制。单克隆抗体的发明不仅为产生抗体的浆细胞独特的抗原特异性提供了最终证据,也为免疫治疗的新时代铺平了道路。Emil Behring展示了通过血清疗法治愈传染病,阐明了临床研究如何促进基础研究。2018年诺贝尔奖授予美国免疫学家Jim Allison1948–)和日本免疫学家Tasuku Honjo1942–),他们通过抑制负性免疫调节发现了癌症治疗方法,说明了临床应用如何受益于对基本机制的洞察。

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1 Recap of immunology: from serum therapy to checkpoint control. (A) Foundation of immunology. (B) From antibodies to B lymphocytes. (C) T lymphocytes: from function to instruction.


梅奇尼科夫Elias Metchnikff的炎症和吞噬防御理论在整个20世纪基本上被忽视了。一直到20世纪90年代,免疫系统的主要作用从宿主防御扩展到维持宿主健康(图2)。包括与一般管家功能和维持全身稳定状态相关的低水平炎症。只有当有足够的抗原来驱动这个过程时,适应性反应才会进行。

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             图2   没有炎症就没有免疫反应。炎症环境和低氧的变化驱动免疫反应的类型和程度。

现在的研究表明,细胞因子、炎症、免疫功能和疾病越来越被认为是同一个相互交织的过程的一部分。微生物群越来越被视为对健康和疾病至关重要的人体器官,并与免疫系统紧密交织在一起。因此,许多器官特异性疾病的基础是区域免疫应答功能失调。

未来的免疫学必须考虑从器官到组织,从细胞到分子的各个层次对这些相互作用的综合看法。高通量多组学技术和生物信息学的巨大进步使人们能够对免疫应答的多个层次进行研究,从而提供了丰富的数据,最终导致在生理和病理条件下构建免疫应答的多分子网络。最终,这种系统生物学方法将提供一个更加全面的免疫学视角,从而产生新的概念,用于预防和治疗由于功能失调、免疫力不足或被破坏而对当前干预策略不起作用的疾病。


主要参考文献

Nat Immunol. (2008) 9:705–12. 10.1038/ni0708-705 

Front Immunol. 2019 Apr 3;10:684

Scand J Immunol. 1981  13:99–104

Nat Rev Immunol. 2015  15:191–7.

Pharmacol Res. 2019 Jul;145:104258.

Front Immunol. 2020; 11: 610131.

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