三道防線、兩大免疫系統、以及一個辨識機制。本講分三步回答同一個問題:免疫系統是什麼、在哪裡發生、如何分辨敵我。
ABCT 5101 Immunology Part Lectures · 第 1 講 · 2026 年 10 月 21 日。 教授的親筆 annotation 用 A–G 標分節;下面保留這些標號,方便你對回筆記本。 正文內容全部來自板書/筆記——數字、清單與措辭都是教授的,不是補寫的。
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| Immunology 免疫學 | 研究一個生物體免疫系統的組成與功能 → 本質是研究宿主防禦機制 |
| Immunity 免疫 | 宿主(人)保護自己、對抗外來生物或物質(細菌、病毒、真菌、寄生蟲)或異常細胞(如癌細胞)的能力 |
| Immune system 免疫系統 | 防備物理、化學與生物入侵;對抗細菌、病毒、真菌、寄生蟲、毒素、污染物;亦對抗異常細胞(癌細胞、組織移植) |
留意 Immunology 那行寫的是 host-defence——這是它屬於「防禦學」而非「疾病學」的關鍵字。
| 防線 | 中文邏輯 |
|---|---|
| 1 第一道防線 | 身體與外界接觸部位的上皮襯裡 → 例:皮膚細胞 |
| 2 第二道防線 | 非特異性宿主防禦機制 → 對抗病原性微生物的生長與存活 → 即先天免疫 |
| 3 第三道防線 | 對抗外來與局部異常細胞及物質入侵的特異性免疫系統 → 即適應性免疫 |
第 3、6、7 項在商業上最關鍵:腫瘤免疫撐起整個免疫治療市場,疫苗是平台型生意,移植則決定了免疫抑制劑市場。
三個特徵:辨識(自己 vs 非自己)→ 專一性 → 免疫記憶。
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| 辨認「SELF」與「NON-SELF」的能力 | → Recognition 辨識。這是整個 PAMP 論述的前提:PAMP 之所以不存在於人體細胞,正因為這個辨識必須成立 |
| 免疫反應的專一性 | 不是所有反應都泛泛而為 → 適應性那一支針對單一抗原 |
| 免疫記憶 | 讓疫苗與加強針有效的那個性質 |
Key players → 主要免疫器官/組織/細胞。教授對這個詞自己的定義: 指免疫細胞在其中成熟、分化與增殖的那些組織/器官。
| # | Term | 分類 |
|---|---|---|
| 1 | Thymus 胸腺 | 初級淋巴器官 → 「Lymphopoiesis 淋巴細胞生成」(製造白血球) |
| 2 | Bone marrow 骨髓 | |
| 3 | Tonsils 扁桃腺 | 次級淋巴器官/組織 → 「Effector mechanisms 效應機制」(清除微生物細胞;免疫細胞增殖/發育) |
| 4 | Adenoids 腺樣體 | |
| 5 | Spleen 脾臟 | |
| 6 | Lymph node 淋巴結 | |
| 7 | Mucosal lymphoid system 黏膜淋巴系統 → 互相連通的淋巴系統 |
兩個器官。兩者都是免疫細胞製造的地方 → 骨髓供應幹細胞,胸腺完成 T 細胞。
[1] Thymus 胸腺 → 位置在頸部附近。
功能:[1] 製造淋巴細胞;[2] T 細胞成熟的主要場所。
[2] Bone marrow 骨髓 → 位置在長骨 [如股骨、胸骨、脊柱];教授點出6 個主要的免疫細胞生產部位。
功能:含各種造血幹細胞 [HSC] → 經造血作用 hematopoiesis分化出不同類型的血細胞與免疫細胞。
WBC = white blood cells 白血球。陷阱:骨髓不只造紅血球,紅與白皆出自 HSC。
[1] Tonsils 扁桃腺 → 位置在口咽與鼻咽附近。
功能:[1] 青春期前後達到最大;[2] 製造淋巴細胞;[3] 阻止病原體經鼻腔與口腔途徑入侵;
[4] 製造免疫球蛋白[抗體];[5] 對抗感染。
[2] Adenoid 腺樣體 → 位置在鼻腔後方。
功能:[1] 製造抗體;[2] 提供局部免疫保護;[3] 於青春期萎縮。
[3] Spleen 脾臟 → 位置在腹部左上象限,肋骨之下、胃之上;淋巴系統中最大的器官之一。
功能:[1] 製造 WBC 與抗體(協助對抗感染);[2] 過濾血液,清除老化與受損血細胞;
[3] 製造紅血球 [RBC];[4] 儲血器官。
[4] Lymph node 淋巴結 → 遍布全身,但主要在頸部、腋下、胸部、腹部與大腿。
功能:作為外來抗原[物質]的過濾器——病毒、細菌、癌細胞、受損細胞等。
細胞類型:WBC(淋巴細胞);B 細胞;T 細胞;巨噬細胞;
NK[自然殺手]細胞;樹突細胞 [DC] 等。
[5] Mucosal lymphoid system 黏膜淋巴系統 [MALT] →
黏膜相關淋巴組織,散布在身體的黏膜襯裡[黏膜下層]。
例子:[1] 胃腸道[G.I. tract]· [2] 呼吸道[R.T.]· [3] 泌尿生殖道
· [4] 鼻咽 · [5] 乳腺 · [6] 唾液腺系統 · [7] 眼睛。
功能:[1] 對抗穿過黏膜上皮的外來物質;[2] 在「局部」免疫中扮演重要角色。
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| GALT | Gut-associated lymphoid tissues 腸道相關淋巴組織 → 胃腸道 → Peyer's patches 培氏斑與淋巴結相連 |
| BALT | Bronchial-associated lymphoid tissues 支氣管相關淋巴組織 → 呼吸道 |
| NALT | Nasal-associated lymphoid tissue 鼻相關淋巴組織 → 鼻咽 |
| Feature | Innate 先天免疫 | Adaptive 適應性(獲得性)免疫 |
|---|---|---|
| 1 先天? | 天生 → 出生即有 | 非天生 → 在宿主一生中學習/發育而來 |
| 2 一直開着? | 一直「ON」 | 需要被激活 |
| 3 專一性 | 非特異 → 以一般方式應對各類病原體;防禦時不檢視對方是誰;在辨識之前就消滅病原體 | 高度特異 → 對不同類型外來物質作針對性反應,屬抗原為基礎;反應有差異 |
| 4 持久性 | 不持久 | 較持久 |
| 5 速度 | 快速反應[分鐘至小時];辨認到外來物質(如 PAMP/DAMP)後立即啟動 | 反應較慢;延遲反應——天至週 |
| 6 記憶 | 無記憶 | 有記憶 → 再次暴露時又快又強 |
| 7 關鍵分子 | Cytokines 細胞激素與補體蛋白 | Cytokines 細胞激素與抗體 |
| 8 關鍵細胞 | 巨噬細胞、嗜中性球、自然殺手細胞等 | B 細胞與T 細胞等 |
| 9 屬哪一道防線 | 免疫系統的第一與第二道 | 第三道防線 |
| 10 臨床對應 | 發炎 · 過敏反應 · 感染 | 疫苗 · 自身免疫 · 腫瘤免疫 · 移植排斥 |
[1] Cytokines 細胞激素 → 免疫系統裡的「化學傳訊者」。
小的胜肽細胞訊號分子 → 協助免疫系統內的「細胞對細胞通訊」並維持免疫系統「運作」;
並刺激免疫細胞向感染部位移動。
涉及的四組配對:[A] 細胞活化 → 免疫反應 ·
[B] 細胞分化 → 免疫細胞發育 · [C] 細胞增殖 → 免疫反應 ·
[D] 細胞成熟 → 免疫細胞發育。
[2] Antigen presenting cells [APC] 抗原呈遞細胞
Antigen 抗原:刺激免疫系統的外來物質[NON-SELF]。
APC:把從環境/病原體捕捉到的抗原呈遞給適應性免疫細胞[如 B 細胞/T 細胞],
藉此啟動適應性免疫反應。
APC 例子:巨噬細胞(Mφ)、樹突細胞(DC)。
[1] Exogenous infection 外源性感染 → 病原體來自體外的來源(如病原體、毒素、過敏原等)。
入侵部位:皮膚、黏膜表面、攝入、注射等。
[2] Endogenous infection 內源性感染 → 微生物本來就存在體內或體表。
例子:[1] 伺機性病原體——體內的正常菌群,當免疫系統轉弱時即致病;
[2] 抗生素;[3] 化療。 [2] 潛伏病原體——處於休眠狀態。
[6] 外部屏障三大類
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| 1 物理屏障 | 皮膚表皮;纖毛 |
| 2 化學屏障 | 脂肪酸;低 pH 化學物質;酶類化學物質/蛋白質 |
| 3 微生物屏障 | 正常菌群(共生菌) |
[5] 物理屏障 · [1] Skin epidermis 皮膚表皮 → 三層:
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| Epidermis 表皮 | 最外層,亦即屏障本身 → 教授的圖上標示為「緊密排列的死細胞、角質化細胞[防水]」;同一行的結論是:「若無損傷」,病原體進不來。表皮持續脫落與更新,把微生物與病原體一併移除 |
| Dermis 真皮 | 汗腺、皮脂腺;免疫細胞:巨噬細胞等 |
| Subcutaneous layer 皮下層 | 下方的脂肪層 |
[5] 物理屏障 · [2] Cilia 纖毛 → 見於呼吸道黏膜。教授畫的邏輯鏈: 黏膜 → 產生黏液 → 黏液黏住不需要的物質 → 外面的纖毛在「掃動」 → 把黏住的負載送出體外。 這是自動扶梯,不是城牆。
[1] Chemical barriers 化學屏障 → 三組,以下表格必須記,因為教授給了準確數值:
| 類別 | 成員 | pH/細節 | 功能 |
|---|---|---|---|
| Fatty acid 脂肪酸 | 皮膚表面 – 皮脂 sebum 由皮脂腺分泌 | pH ≈ 5.5 | 降低皮膚 pH → 抑制病原體生長;阻止病原體附著於皮膚表面 |
| 低 pH 化學物質 | 胃酸 | pH ≈ 2 | 確保環境不適合大多數病原體生長 |
| 泌尿生殖道 – 陰道 | pH ≈ 3.5 – 4.5 | 保護宿主免受細菌感染 | |
| Sebum 皮脂 | 見上方脂肪酸。 | ||
| 酶類化學物質/蛋白質 | 淚液、唾液、黏液 → 含 Lysozyme 溶菌酶 | — | 攻擊細菌的表面層(肽聚醣 peptidoglycan) |
| 胃液 → 含 Pepsin 胃蛋白酶(蛋白質) | — | 胃腸道的蛋白質消化酶 → 降解病原體的蛋白質 | |
[3] Microbiological barriers 微生物屏障 · Normal flora 正常菌群 →
正常菌群(共生菌)定殖於身體的外部介面。
例子:胃腸道 · 呼吸道 · 皮膚 · 口腔 ·
陰道 · 眼睛。
功能:[1] 正常菌群形成一層保護層,阻止病原體定殖並入侵身體;
[2] 產生抗微生物物質。
Phagocytosis 吞噬作用 → 一種重要的細胞處理與清除外來顆粒的機制
(如病原體、外來物質、受損細胞等)。
它是先天免疫的第二道防線,對象是那些已突破第一道防線的病原體。
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| Professional phagocytes 專業吞噬細胞 | [A] 巨噬細胞 [Mφ] · [B] 樹突細胞 [DC] · [C] 嗜中性球 · [D] 單核細胞 → 可藉趨化性迅速被招募至受傷或受感染部位 |
| Non-professional phagocytes 非專業吞噬細胞 | [1] 纖維母細胞 · [2] 內皮細胞(血管內襯)· [3] 上皮細胞(胃腸道、呼吸道等)→ 不能移動;吞噬過程較慢且效率較低;能吞噬的顆粒範圍有限 |
Cell-mediated immunity 細胞免疫 → 適應性那一支由細胞執行,而非由可溶性分子執行。 細節見第 2 講(11 月 4 日)。
本講的核心機制。先天細胞讀病原體表面的 PAMP, 以及你自己受損細胞釋出的 DAMP;適應性細胞讀抗原。 兩者都由免疫細胞表面的 PRR 偵測。
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| PAMPs | Pathogen-Associated Molecular Patterns 病原體相關分子模式 → 來自病原體(細菌、病毒、真菌)→ 被 PRR 辨認 → 啟動先天免疫 |
| DAMPs | Damage-associated molecular patterns 損傷相關分子模式 → 來自你自己正在死亡、受壓或受損的細胞,即內源性危險訊號 → 被 PRR 辨認 → 啟動先天免疫 |
| Antigen 抗原 | 來自病原體 → 由適應性受體(BCR/TCR)辨認 |
| PRRs | Pattern recognition receptors 病原體辨識受體 → 免疫細胞表面的專門受體 → 偵測 PAMP 與/或 DAMP |
[1] DAMPs[損傷相關分子模式]
• 內源性訊號——由死亡細胞、受壓細胞或受損細胞釋出的危險蛋白訊號分子
• 活化先天免疫
• 例:[1] Heat shock protein [HSP] 熱休克蛋白——由受壓細胞釋出,本身是應激蛋白
[2] PAMPs[病原體相關分子模式]
• 只存在於病原體(如細菌、病毒、真菌等)
• 是存在於病原體表面或內部的保守分子結構
| Term | 中文邏輯 |
|---|---|
| [1] LPS 脂多醣 | 革蘭氏陰性菌細胞壁的外膜 |
| [2] Peptidoglycans 肽聚醣 | 革蘭氏陽性菌細胞壁的主要成分,陰性菌亦有 |
| [3] Lipopeptide 脂肽 | 細菌質膜表面 |
| [4] Unmethylated CpG DNA 未甲基化 CpG DNA | 細菌/病毒 DNA 含有 [CpG] motif——一段同時含胞嘧啶(C)與鳥嘌呤(G)的短序列 |
| [5] Flagellin 鞭毛蛋白 | 細菌鞭毛的結構蛋白 |
該頁的革蘭氏陽性/陰性圖,正是 LPS 與肽聚醣分開列的原因:LPS 在外膜,是陰性菌的招牌;肽聚醣則是陽性菌的主要成分,且兩者皆有。
其中[3] 是承重的一項:若 PAMP 也存在於人體細胞,先天免疫就分不出敵我——而這正是 C 節提出的要求。
[3] PRRs[病原體辨識受體]
• 先天免疫系統的專門受體
• 免疫細胞帶有這類受體,用以偵測病原體、「NON-SELF」或受損細胞等
• 偵測 PAMP 與/或 DAMP
教授畫了三類 PRR 的三叉樹狀圖,但只標了第一類——Type I:細胞外 PRR——隨即轉到 TLR。 另外兩類當天並未填上。
Toll-like receptors [TLRs] 類鐸受體 → 教授展開的 Type I 例子:
[1] TLR 最初在果蠅 [Drosophila]發現
[2] 辨認 PAMP 與 DAMP
[3] 主要與對抗細菌、病毒、真菌感染等有關
[4] 啟動訊號傳遞路徑 → 促使產生 細胞激素/趨化激素
[5] 人類已知有 10 種不同的 TLR
| TLR | 配體 |
|---|---|
| TLR3, 7, 8 | RNA(病毒) |
| TLR9 | 未甲基化 CpG DNA(細菌/病毒 DNA) |
| TLR4 | LPS(革蘭氏陰性菌) |
| TLR2, 6 | 脂肽(細菌) |
陷阱:TLR 不只對付細菌。TLR3/7/8 讀病毒 RNA,TLR9 讀病毒 DNA。人類共 10 種 TLR。
以下是把 30 頁手寫講義逐頁放大核對後,原筆記沒有或只寫了名字的細節。考試是選擇題,這些正是分辨選項的地方。
| 講次 | 日期 | 題目 |
|---|---|---|
| Lecture 1 | Oct 21 | Basic concept of Immunology |
| Lecture 2 | Nov 4 | Innate & Adaptive Immunity |
| Lecture 3 | Nov 11 | Immune system disorder |
| 防線 | 講義原文要點 |
|---|---|
| 第一道 | 與外界接觸部位的 上皮襯裡(epithelial linings);例:皮膚細胞 |
| 第二道 | 非專一的防禦機制,抑制病原微生物的生長與存活 |
| 第三道 | 專一性免疫,對抗外來及自身異常細胞/物質的入侵 |
免疫系統不只對付感染——講義列了七個領域:發炎、傳染病、腫瘤免疫、自體免疫、過敏、疫苗、器官移植。
特徵:辨識 self/non-self、專一性、免疫記憶。
行為則是 3R:Recognition(辨識)→ Respond(反應)→ Resolve/Recover(清除與回復)。講義漫畫寫得很直白:對 self 說「hello」,對 non-self 問「who r u」,最後只消滅 non-self。
| 器官 | 類型 | 講義列出的功能 |
|---|---|---|
| 胸腺 Thymus | 初級 | 製造淋巴細胞;T 細胞成熟的主要場所;位於頸部附近 |
| 骨髓 Bone marrow | 初級 | 長骨(股骨、胸骨、脊椎);造血幹細胞(HSC)經 haematopoiesis 產生各種血球與免疫細胞 |
| 扁桃腺 Tonsils | 次級 | 青春期前後最大;製造淋巴細胞;阻止病原由鼻口進入;製造免疫球蛋白 |
| 腺樣體 Adenoid | 次級 | 鼻腔後方;製造抗體、局部免疫保護;青春期後萎縮 |
| 脾 Spleen | 次級 | 左上腹、胃之上;過濾血液清除老舊紅血球;製造 WBC 與抗體;儲血 |
| 淋巴結 Lymph node | 次級 | 頸、腋、胸、腹、大腿;過濾外來抗原;內含 B/T 細胞、巨噬細胞、NK、DC |
| 黏膜系統 MALT | 次級 | 沿黏膜散佈;GALT(腸,含 Peyer's patches)、BALT(支氣管)、NALT(鼻咽);另有泌尿道、乳腺、唾液腺、眼 |
講義圖上共九個入口:皮膚(含破損皮膚)、眼結膜、鼻、口、胎盤、陰道、尿道、肛門、昆蟲叮咬。這解釋了為何「黏膜」是第一道防線的主戰場。
| 外源性 Exogenous | 內源性 Endogenous | |
|---|---|---|
| 來源 | 體外:病原體、毒素、過敏原 | 體內本來就有的微生物 |
| 入口 | 皮膚、黏膜、食入、注射 | — |
| 例子 | 食物中毒、傷口感染 | 機會性病原(opportunistic):正常菌叢在免疫力下降時致病;潛伏病原(latent):處於休眠狀態後再活化 |
| 類型 | 機制 | 講義給的例子/數字 |
|---|---|---|
| 物理 | 角質層緊密堆疊的死細胞;不斷脫落更換;纖毛+黏液捕捉顆粒 | 皮膚三層(epidermis/dermis/subcutaneous);呼吸道纖毛 |
| 化學(脂肪酸) | 皮脂(sebum)由皮脂腺分泌,阻止病原附著 | 皮膚表面 |
| 化學(低 pH) | 酸性環境不適合病原生長 | 胃 pH ≈ 2;陰道 pH ≈ 3.5–4.5;皮膚/血清 pH ≈ 5.5 |
| 化學(酶) | 溶菌酶(lysozyme)切細菌細胞壁的 peptidoglycan;胃蛋白酶(pepsin)分解蛋白 | 淚、唾液、黏液;胃液 |
| 微生物 | 正常菌叢(commensal flora):佔位形成保護層、產生抗微生物物質 | GI tract、呼吸道、皮膚、口腔、陰道、眼 |
| 細胞(cellular) | 化學(chemical) |
|---|---|
| 巨噬細胞 Mφ、嗜中性球、肥大細胞、樹突細胞、NK、嗜酸性球、單核球 | 補體系統(蛋白質、抗微生物)、細胞因子(與適應性免疫溝通)、發炎/急性期蛋白、淋巴液、血液 |
| 步 | 名稱 | 做什麼 |
|---|---|---|
| 1 | Recognition | 認出目標:病原的 PAMP 被吞噬細胞的 PRR 認到 |
| 2 | Respond | 啟動內化,形成 phagosome(膜包住病原的囊泡) |
| 3 | Resolve | phagosome 與 lysosome 融合成 phagolysosome;內含 lysozyme、蛋白酶、核酸酶 → 殺死病原 → 殘餘碎片交給適應性免疫(Mφ 作為 APC) |
專業 vs 非專業吞噬細胞:專業(Mφ、DC、neutrophil、monocyte)可經趨化(chemotaxis)快速被招募到感染處;非專業(纖維母細胞、內皮細胞、上皮細胞)不移動、較慢、能吞的種類有限。
| 面向 | Innate | Adaptive |
|---|---|---|
| 來源 | 與生俱來(inborn) | 後天學習(lifelong learning) |
| 狀態 | 永遠開著 | 需要誘導 |
| 專一性 | 非專一(generic) | 高度專一(antigen-based) |
| 速度 | 數小時 | 數天至數週 |
| 記憶 | 無 | 有(再感染時更快更強) |
| 關鍵分子 | 細胞因子、補體 | 抗體、細胞因子 |
| 關鍵細胞 | Mφ、neutrophil、NK | B、T 細胞;APC 呈遞抗原 |
| 防線 | 第一、二道 | 第三道 |
| 失效時 | 反覆感染 | 過敏、自體免疫 |
動力學(p17):先天反應先達高峰 → 誘導適應性 → 適應性接手 → 免疫記憶。病原清除後反應回落,但記憶細胞留存。
把免疫學拆回零件:誰在辨識(PAMP/PRR)、誰在執行(各種白血球)、誰在記憶(B/T 細胞)、誰在放大(補體)、誰在呈遞(MHC)。
PAMP = Pathogen-Associated Molecular Pattern(病原體相關分子模式)。定義兩個條件:
| # | PAMP | 在哪裡 | 重點 |
|---|---|---|---|
| [1] | LPS Lipopolysaccharide 脂多醣 | 格蘭氏陰性菌外膜 | 革蘭氏陰性菌的標誌;TLR4 的配體 |
| [2] | Peptidoglycan 肽聚醣 | 格蘭氏陽性菌(主要)及陰性菌的細胞壁 | 細胞壁結構;青黴素的靶點家族 |
| [3] | Lipopeptide 脂肽 | 細菌細胞膜表面 | TLR2/6 的配體 |
| [4] | Unmethylated CpG DNA 未甲基化 CpG DNA | 細菌/病毒 DNA | 短序列 motif:胞嘧啶 C + 鳥嘌呤 G;TLR9 的配體 |
| [5] | Flagellin 鞭毛蛋白 | 細菌鞭毛 | 結構蛋白 |
PRR = Pattern Recognition Receptor(模式辨識受體)。免疫細胞上的專門受體,用來偵測病原體、 「非自己」或受損細胞 —— 亦即偵測 PAMP 與 DAMP。
| 型別 | 位置 | 包括什麼 | 作用 |
|---|---|---|---|
| Type I 細胞外 PRR | 細胞膜表面 | A. Toll-like receptors(TLR) B. Mannose receptors(C-type lectin receptor) | 在細胞外抓病原體 |
| Type II 分泌型/可溶性 PRR | 分泌到體液 | Complement receptors → 補體級聯 | 調理吞噬、活化補體 |
| Type III 細胞內 PRR | 細胞質內 | NOD-like receptors NOD = Nucleotide-binding Oligomerization Domain | 偵測已侵入細胞內的病原體 |
TLR 五個要點:
| TLR | 配體 Ligand | 來源 |
|---|---|---|
| TLR2 / TLR6 | Lipopeptides 脂肽 | 細菌 |
| TLR3 / TLR7 / TLR8 | RNA | 病毒(RNA 病毒) |
| TLR4 | LPS | 革蘭氏陰性菌 |
| TLR9 | Unmethylated CpG DNA | 細菌 DNA、病毒 DNA |
備註:筆記 p06 寫了「Type I · Scenario I / Scenario II」兩個標題但未填內容。
DAMP = Damage-Associated Molecular Pattern(損傷相關分子模式)。
所有免疫細胞都源自 bone marrow(骨髓),大致分為 myeloid(髓系) 與 lymphoid(淋巴系) 兩支。 白血球的分化主要由不同種類的細胞因子(cytokines)控制。
| 譜系 | 共同前驅 | 分化出什麼 | 歸屬 |
|---|---|---|---|
| Lymphoid 淋巴系 | common lymphoid progenitor | B 細胞(→ 漿細胞/記憶 B)、T 細胞(→ TH、Tc、Treg)、NK 細胞 | 適應性免疫(NK 屬先天) |
| Myeloid 髓系 | common granulocyte-macrophage progenitor | 嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性球、肥大細胞、單核球(→ 巨噬細胞/DC)、紅血球 | 先天免疫 |
| (跨界) | — | 樹突狀細胞 DC 有 lymphoid 與 myeloid 兩個來源 | 先天 與 適應性之間的橋 |
| 細胞 | 佔 WBC | 壽命 | 核型 | 主要功能 |
|---|---|---|---|---|
| Erythrocyte 紅血球 | ~5 × 10⁶ /μl 血液 | 100–120 日 | 無核(最大化血紅蛋白空間) | 氣體交換:O₂/CO₂ 運送 |
| Neutrophil 嗜中性球 | 45–75%(最多) | 組織內 1–2 日 | 多葉(2–5 葉) | ① 感染第一responder ② 專業吞噬 ③ 分泌抗菌肽 ④ degranulation(細胞外殺菌)⑤ 釋放促炎細胞因子 |
| Basophil 嗜鹼性球 | <1% | 1–3 日 | 雙/三葉 | ① IgE 媒介過敏反應 ② 組織胺 ③ 細胞因子 ④ 抗寄生蟲 |
| Eosinophil 嗜酸性球 | 2–4% | 8–12 小時(組織內數日) | 雙/三葉 | ① 過敏(哮喘、濕疹)② 抗寄生蟲 ③ 組織胺 ④ 細胞因子 ⑤ degranulation |
| Mast cell 肥大細胞 | (組織內,非循環) | 組織內數週 | — | ① IgE 過敏 ② 發炎 ③ 抗寄生蟲 ④ 組織胺 ⑤ 細胞因子→活化適應性 |
| Monocyte 單核球 | 2–8% | 1–3 日 | 腎形 | ① 分化為巨噬細胞/DC ② 吞噬 ③ 細胞因子 ④ 趨化因子 |
Dendritic cell(DC):由單核球分化;組織常駐 + 循環兩種。功能:① 感應微生物/病原體的存在;② 捕捉微生物蛋白並呈遞給 T 細胞以啟動適應性免疫。
DC 成熟(DC maturation)的三個變化:
Macrophage(Mφ,巨噬細胞):由單核球分化;功能是專業吞噬與抗原呈遞(APC)。 成熟過程:吞噬能力上升、被吞噬病原體觸發、釋放細胞因子活化 T 細胞、向 T 細胞呈遞抗原。
B 淋巴細胞(B-cells):適應性免疫細胞,主要負責產生抗體。
| 亞群 | 表面標記 | 辨識什麼 | 核心功能 |
|---|---|---|---|
| TH1 輔助 T 細胞(1 型) | CD4+ | 細胞內病原體(病毒、細菌) | 分泌細胞因子:活化細胞媒介免疫、活化巨噬細胞(IFN-γ)、活化 CD8+ T 細胞(IL-2)、誘導 NK 細胞毒性、參與發炎 |
| TH2 輔助 T 細胞(2 型) | CD4+ | 細胞外病原體(寄生蟲) | 活化體液免疫:活化 B 細胞產生抗體(IL-4)、抗發炎(IL-10)、招募與活化嗜酸性球(IL-5) |
| Tc / CTL 細胞毒性 T 細胞 | CD8+ | 被感染/異常細胞(抗原專一) | 細胞媒介免疫;活化後成 CTL → 殺病原體;直接誘導凋亡;只殺目標細胞,不傷鄰近正常組織 |
| Treg 調節性 T 細胞 | CD4+ CD25+ FoxP3+ | —(抑制而非攻擊) | 維持免疫恆定、防止自體免疫、維持自我耐受(self-tolerance)、控制發炎、抑制 CD4+/CD8+ 活化、維持腸道共生菌耐受 |
抗原(Antigen)= 能刺激免疫反應或被抗體辨識的物質。 抗體(Antibody, Ab)= 蛋白質、免疫球蛋白(Immunoglobulin, Ig)、適應性免疫的關鍵角色。
兩種存在形式:
| 結構部位 | 組成 | 功能 |
|---|---|---|
| Fab region | VH + VL(可變區)+ CH1 + CL | 抗原結合位(antigen binding site);決定專一性 |
| Hinge region 鉸鏈區 | 重鏈之間 | 提供彈性,讓兩個 Fab 臂張合 |
| Fc region | CH2 + CH3(重鏈恆定區) | 大部分效應功能(effector function)由 Fc 媒介 |
| 雙硫鍵 disulfide bond | 鏈間 | 連結重鏈與輕鏈 |
Fc 區的四項效應功能:
結構三型:Monomer 單體 · Dimer 雙體 · Pentamer 五聚體。 五種 isotype 由重鏈恆定區決定:IgA(α)· IgM(μ)· IgE(ε)· IgD(δ)· IgG(γ)。 亞型:IgA 有 IgA1/IgA2;IgG 有 IgG1–4;IgM、IgE、IgD 沒有亞型。
| Isotype | 結構 | 血清 Ig 佔比 | 半衰期 | 主要功能 |
|---|---|---|---|---|
| IgG(γ) | 單體 | ~80%(最多) IgG1 70%/IgG2 20%/IgG3 8%/IgG4 2% | ~21–23 日 | ① 活化古典補體路徑 ② 誘導 NK 的 ADCC ③ 增強 Mφ 與嗜中性球的吞噬 ④ 中和毒素 ⑤ 新生兒免疫:可通過胎盤(母→胎) |
| IgA(α) | 單體 ~80% 雙體 ~20%(分泌型) | 10–15% | ~5–6 日 | ① 黏膜局部免疫 ② 抗病毒能力。單體在血流/免疫細胞表面;雙體在分泌物(淚液、母乳、唾液) |
| IgD(δ) | 單體 | ~1% | ~3 日 | ① 參與 B 細胞活化 ② 參與過敏反應。主要見於 B 細胞表面、血液、淋巴結 |
| IgM(μ) | 五聚體 | —(970 kDa) | ~5–10 日 | ① 活化古典補體路徑 ② 初次感染的主要抗體反應 ③ 對抗病原體、凝集抗原。有 10 個抗原結合位 |
| IgE(ε) | 單體 | 0.003%(最少) | ~2 日 | ① 過敏反應的主要角色 ② 結合肥大細胞 → 釋放組織胺 ③ 與寄生蟲感染相關 |
補體(Complement)概述:由血清與細胞表面蛋白組成,以高度調控的方式互相作用,產生消滅病原體的產物。
級聯邏輯:① 一個反應觸發下一個,依此類推 ② 可指數放大,反應極快 ③ 命名為「C」+ 數字(C1, C2, C3 … C9)④ 補體蛋白被切開成兩個肽段,例如 C3 → C3a(小片段)+ C3b(大片段),產物驅動下一個酵素活性。
| 路徑 | 觸發者 | 起始辨識 | 歸屬 |
|---|---|---|---|
| #1 Classical Pathway(CP)古典路徑 | IgG 與 IgM 結合抗原 | C1qrs(C1 complex) —— C1qrs 是絲氨酸蛋白酶 | 抗原–抗體依賴 → 適應性免疫 |
| #2 Mannose-Binding Lectin(MBL) | 甘露糖(mannose)多醣 | MASP1 / MASP2(甘露糖相關絲氨酸蛋白酶)→「類 C1 複合體」 | 抗體非依賴 |
| #3 Alternative Pathway(AP)替代路徑 | 自發性水解的 C3(低速率持續發生);由病毒/細菌/真菌的多醣活化 | Factor B、Factor D → C3bBb | 抗體非依賴 |
| Convertase | 組成(CP/MBL) | 組成(AP) |
|---|---|---|
| C3 convertase | C4bC2a | C3bBb |
| C5 convertase | C4bC2aC3b | C3bBbC3b |
MAC = Membrane Attack Complex(膜攻擊複合體)
| 功能 | 機制 | 關鍵分子 |
|---|---|---|
| [1] Opsonization 調理作用 | C3b 標記外來物,增強吞噬。巨噬細胞的 CR1 受體辨識 C3b | C3b(opsonin 調理素) |
| (另一種調理) | 抗體包覆病原體 → 巨噬細胞的 Fc receptor 辨識抗體的 Fc 區 | 抗體 + Fc receptor |
| [2] 發炎(Inflammation) | C3a、C4a、C5a 是趨化物質,把免疫細胞吸引到感染部位。C5a > C3a > C4a(強度) | 過敏毒素(anaphylatoxins) |
| [3] 細胞溶解(Cytolysis) | 由 MAC 媒介的病原體溶解 | C5b–C9 |
Major Histocompatibility Complex(MHC,主要組織相容性複合體)
功能:細胞層面的辨識 SELF(接受)vs NON-SELF(排斥)。
兩大類(皆為糖蛋白):
| MHC Class I | MHC Class II | |
|---|---|---|
| 呈遞什麼 | 內源性/細胞內抗原、肽段 | 外源性/細胞外抗原、肽段 |
| 表現在哪 | 所有「有核」細胞(紅血球例外) | APC:專業 APC(Mφ、DC)、非專業 APC(纖維母細胞) |
| 鏈組成 | α-chain(3 個結構域 α1/α2/α3)+ β2-microglobulin | α-chain + β-chain |
| 結構外形 | 1 條腿(1 LEG) | 2 條腿(2 LEGS) |
| 肽段長度 | ~8–15 個胺基酸* | ~13–18 個胺基酸 |
| 共受體(co-receptor) | α3 結合 CD8+(Tk / Tc 細胞) | β2 結合 CD4+(TH 細胞) |
| 結果 | 活化 CD8+ 細胞(細胞毒性) | 活化 CD4+ 細胞(輔助) |
MHC Class I 由兩條非共價結合的多肽鏈組成:α-chain(3 個次單元) + β2-microglobulin。
MHC Class II 由 α-chain 與 β-chain 組成(兩條都是跨膜鏈,所以「2 條腿」)。
定義:抗原處理與呈遞(antigen processing and presentation)= ① 病原體/細胞內成分及其副產物被降解成肽段(抗原)→ ② 運送到細胞表面 → ③ 呈遞給 T 細胞。
總流程:MHC 分子(I 或 II)+ 肽段/抗原 → MHC–肽段複合體 → 表現在細胞表面 → 呈遞給 T 細胞 → 活化。
| MHC I 路徑(Cytosolic pathway 胞質路徑) | MHC II 路徑(Endocytic 內吞路徑) | |
|---|---|---|
| 處理什麼 | 內源性抗原(endogenous) | 外源性抗原(exogenous) |
| 入口 | 病毒感染 → 病毒 DNA/病毒蛋白在細胞內 | 吞噬作用(phagocytosis)吞入病原體 |
| 降解場所 | 蛋白酶體(proteasome) → 蛋白水解 → 病毒片段肽 | 吞噬體(phagosome)+溶酶體(lysosome)融合成吞噬溶酶體(phagolysosome) → 細菌抗原肽 |
| 運送 | 經 TAP(Transporter associated with Antigen Processing) 通道進入 ER(內質網) | 胜肽在吞噬溶酶體內與 MHC II 結合 |
| MHC 在哪裡組裝 | ER(粗內質網)合成 MHC I;ERp57 防止肽段過早結合 | 在 ER 合成 MHC II,帶Ii chain(不變鏈)防止過早結合肽段 |
| 之後 | 經 Golgi 高基氏體 → 囊泡(vesicle)→ 細胞表面 | Ii chain 被降解成 CLIP(Class II-associated invariant chain peptide)→ 由 HLA-DM 換上抗原肽 → 細胞表面 |
| 呈遞給誰 | CD8+ T 細胞 | CD4+ T 細胞 |
| English | 中文邏輯 |
|---|---|
| PAMP | 病原體相關分子模式 —— 病原體獨有、保守、人體沒有 |
| DAMP | 損傷相關分子模式 —— 宿主細胞破裂釋出的自身分子 |
| PRR | 模式辨識受體。Type I 細胞外(TLR、甘露糖受體)/Type II 分泌型(補體受體)/Type III 細胞內(NOD-like) |
| TLR | Toll 樣受體,人類有 10 種。TLR4=LPS、TLR2/6=脂肽、TLR3/7/8=RNA、TLR9=CpG DNA |
| PMN / Granulocyte | 多形核白血球/顆粒球。含嗜中性、嗜酸性、嗜鹼性球 |
| Degranulation | 去顆粒:把顆粒內容物釋放到細胞外 → 細胞外殺菌 |
| ADCC | 抗體依賴性細胞媒介細胞毒性:NK 攻擊被抗體包覆的目標 |
| Opsonization | 調理作用:用抗體或 C3b 包覆病原體,增加被吞噬的易感性 |
| Isotype | 抗體類別,由重鏈恆定區決定:IgA/IgD/IgE/IgG/IgM |
| Convertase | C3 convertase(C4bC2a 或 C3bBb);C5 convertase(多一個 C3b) |
| MAC | 膜攻擊複合體:C5b+C6+C7+C8+(10–16)C9 → 打孔 → 溶解 |
| MHC | 主要組織相容性複合體。Class I 給 CD8+,Class II 給 CD4+ |
| TAP | 抗原處理相關轉運體:把肽段送進 ER 與 MHC I 結合 |
| CLIP / Ii chain | Ii 不變鏈保護 MHC II 不早接肽;切成 CLIP 後由抗原肽取代 |
以下數字與機制是 59 頁手寫講義逐頁核對後,原筆記沒有或只寫了名稱的部分。選擇題最愛考這些「可分辨的數字」。
| PAMP | 在哪裡 | 備註 |
|---|---|---|
| LPS(脂多醣) | 革蘭氏陰性菌外膜 | TLR4 |
| Peptidoglycan(肽聚糖) | 革蘭氏陽性菌細胞壁(主要)與陰性菌 | TLR2/NOD |
| Lipopeptide(脂肽) | 細菌質膜表面 | TLR2/TLR6 |
| Unmethylated CpG DNA | 細菌/病毒 DNA 的 CpG motif | TLR9 |
| Flagellin(鞭毛蛋白) | 細菌鞭毛的結構蛋白 | TLR5 |
| 類型 | 位置 | 例子 | 作用 |
|---|---|---|---|
| Type I | 細胞外(膜上) | TLR、mannose receptor、C-type lectin receptor | 抓細胞外的病原 |
| Type II | 分泌型/可溶 | Complement receptors | ① 增強吞噬(調理)② 啟動補體級聯 |
| Type III | 細胞內(胞質) | NOD-like receptors(nucleotide-binding oligomerization domain) | 感應胞內病原;放大免疫反應 |
TLR 的五個事實:最早在果蠅(Drosophila)發現;認 PAMP 和 DAMP;主要對付細菌、病毒、真菌;活化訊息路徑 → 產生細胞因子/趨化因子;人類共 10 種。
| TLR | 配體 |
|---|---|
| TLR3、7、8 | RNA(病毒) |
| TLR9 | Unmethylated CpG DNA(細菌/病毒) |
| TLR4 | LPS(革蘭氏陰性) |
| TLR2、6 | Lipopeptide |
| TLR5 | Flagellin |
| 細胞 | 佔 WBC | 壽命 | 核形 | 關鍵功能 |
|---|---|---|---|---|
| Neutrophil | 45–75% | 1–2 天(組織內) | 多葉(2–5 葉) | 第一線抵達;專業吞噬;分泌抗菌肽;去顆粒;釋放促炎細胞因子 |
| Eosinophil | 2–4% | 血中 8–12 小時、組織數天 | 雙/三葉 | 過敏(哮喘、濕疹)、寄生蟲;組織胺;去顆粒 |
| Basophil | <1% | 1–3 天 | 雙/三葉 | IgE 媒介過敏;組織胺;細胞因子 |
| Monocyte | 2–8% | 1–3 天 | 腎形 | 分化為巨噬細胞/DC;吞噬;細胞因子、趨化因子 |
| Mast cell | —(組織) | 數週 | — | 黏膜/上皮/結締組織;IgE 過敏、發炎、寄生蟲 |
| NK | — | — | — | 毒殺受感染/癌細胞;ADCC;分泌細胞因子活化巨噬細胞 |
| 階段 | 做什麼 |
|---|---|
| 未成熟 DC | 在組織中吞噬取樣(phagocytosis);偵測 PAMP/DAMP |
| 成熟 DC | ① 細胞骨架重組 ② 移動力上升 ③ 吞噬能力下降 → 轉向 抗原呈現,把抗原帶到 T 細胞 |
一句話:未成熟 DC 是採樣員,成熟 DC 是快遞員——同一顆細胞,功能整個翻轉。
巨噬細胞離開血液進入組織後會改名:CNS → microglia;皮膚 → Langerhans cells。考試常用「組織名稱」考你是否知道它其實是巨噬細胞。
B 細胞被活化後變成漿細胞(plasma cell),每秒可分泌數百至數千個抗體(講義寫 hundreds to thousands Abs/sec)。這個數字用來區分「B 細胞」與「漿細胞」——前者是辨識器,後者是工廠。
| Isotype | 重鏈 | 結構 | 佔血清 Ig | 半衰期 | 關鍵功能 |
|---|---|---|---|---|---|
| IgG | γ | 單體 | ~80% | 21–23 天 | 活化經典補體、ADCC(NK)、調理、中和毒素、胎盤轉移(新生兒免疫) |
| IgA | α | 單體 ~80%/二聚體 ~20% | 10–15% | 5–6 天 | 分泌型 IgA 經黏膜上皮運送;淚、母乳、唾液;局部黏膜免疫 |
| IgM | μ | 五聚體 | ~5–10% | ~5 天 | 初次反應;最強補體活化(多個 Fc 同時抓 C1q) |
| IgD | δ | 單體 | ~1% | ~3 天 | B 細胞表面;B 細胞活化;過敏反應 |
| IgE | ε | 單體 | 極低 | ~2 天(組織結合後更久) | 肥大細胞/嗜鹼性球;第一型過敏;寄生蟲 |
| Isotype | 亞類(subclass) | 比例 |
|---|---|---|
| IgG | IgG1/IgG2/IgG3/IgG4 | 70% / 20% / 8% / 2% |
| IgA | IgA1/IgA2 | — |
| IgM、IgE、IgD | 沒有亞類 | — |
| 功能 | 機制 |
|---|---|
| 補體活化 | Fc 與病原結合後,C1q 認 Fc → 經典路徑(antibody-mediated complement activation) |
| 引發發炎 | Fc 結合免疫細胞(如 肥大細胞)→ 釋放介質 |
| 調理(opsonisation) | 用抗體包住病原,增加吞噬細胞辨識與吞噬的效率 |
| ADCC | Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity:NK 經 Fc 受體認被抗體覆蓋的目標 → 毒殺 |
Fab vs Fc:Fab 是 NH₂ 端、可變區,負責抗原結合;Fc 是 COOH 端、恒定區,負責效應功能。兩條重鏈與兩條輕鏈之間以 disulfide bond 連接。
| 亞群 | 表面標記 | 做什麼 |
|---|---|---|
| Th1 | CD4、CCR5 | 胞內病原;IFN-γ 活化巨噬細胞;IL-2 活化 CD8;誘導 NK;發炎 |
| Th2 | CD4、CCR3 | 胞外病原/寄生蟲;分泌 IL-4、IL-5 → 活化 B 細胞產生抗體;IL-10 抗發炎;招募並活化嗜酸性球 |
| Tc(CTL) | CD8 | 細胞媒介免疫;抗原專一地殺被感染/異常細胞;誘導 apoptosis;只殺目標,不傷鄰近正常組織 |
| Treg | CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺ | 維持自體耐受、防止自體免疫;抑制 CD4/CD8 過度活化;控制發炎;維持對共生菌叢的耐受 |
不同的 B 細胞各自負責不同的病原;每個抗體只綁定它對應的抗原。所以「抗體專一性」不是指抗體很強,而是指一對一的配對關係。
把「防禦流水線」由頭到尾走一次:補體如何在體液放大訊號、MHC 如何把抗原抬上表面、B/T 細胞如何被活化、細胞因子如何調控,最後落到疫苗與四型過敏。
| 路徑 | 怎麼開始 | 關鍵分子 | 常見考法 |
|---|---|---|---|
| Classical 經典 | 抗體(IgM/IgG)先綁抗原,C1q 再辨認 Fc | C1 → C4 → C2 → C3 convertase (C4b2b) | 「先有抗體才有補體」=適應性免疫的放大器 |
| MBL 凝集素 | 甘露糖結合凝集素(MBL)直接綁病原體表面的甘露糖 | MBL–MASP → C4 → C2 | 先天免疫、不需抗體;與 classical 共用 C4/C2 |
| Alternative 替代 | C3 自發水解(tick-over),在病原體表面穩定下來 | C3b + Factor B + Factor D → C3 convertase (C3bBb)、Properdin 穩定 | 「沒有抗體也能啟動」;表面保護分子決定會不會被放大 |
這一節是課堂口述、但講義與筆記都沒有寫清楚的三件事。考試是選擇題,老師明講「不要背,要理解路徑」。
| 路徑 | 起點(口述原話的重點) | 逐步反應 |
|---|---|---|
| Classical | 唯一用到抗體的路徑:IgM/IgG 先綁病原體,C1q 只認 Fc,不認抗原 | C1 複合物(C1q + C1r + C1s,r/s 是絲氨酸蛋白酶)→ 切 C4 → C4a(小,釋放)+ C4b(大,留在膜上) → C4b 結合 C2 → C1s 切 C2 → C2a + C2b → C4b2b = C3 convertase |
| MBL | 不用抗體:MBL 直接綁病原體表面的甘露糖,並帶 MASP(MBL-associated serine protease) | MASP 的行為等同 C1 複合物 → 同樣切 C4 → C4b → 結合 C2 → 切 C2 → C4b2b(同一個 C3 convertase) |
| Alternative | 沒有抗體也能啟動:C3 在血漿中自發水解(tick-over)成 C3a + C3b | C3b + Factor B → C3bB → Factor D 切 B → C3bBb(+ Ba 釋放)→ C3bBb = 另一種 C3 convertase;Properdin 穩定它 |
MAC(membrane attack complex)=C5b → C6 → C7 → C8 → 多個 C9 聚合成孔,插入病原體膜,造成滲透性溶解(lysis)。C9 聚合是關鍵步驟,所以擋住 C9 就等於擋住整個溶解作用。
| 調控蛋白 | 作用 | 臨床連結 |
|---|---|---|
| C1 inhibitor (C1-INH) | 阻斷 C1r/C1s | 遺傳性血管水腫(hereditary angioedema) |
| C4BP、Factor H、Factor I | 拆解 C3/C5 convertase、切斷 C3b | Factor H 異常 → 非典型溶血性尿毒症(aHUS) |
| DAF (CD55) | 加速 convertase 解體 | 陣發性夜間血紅素尿症(PNH)相關 |
| CD59 (protectin) | 阻止 C9 聚合,保護自身細胞 | PNH 紅血球缺 CD59 → 被 MAC 溶解 |
MHC 的工作不是殺菌,而是展示。同一個抗原,究竟給 CD8 看還是給 CD4 看,不是由抗原決定,而是由分子的結構決定。
| MHC class I | MHC class II | |
|---|---|---|
| 鏈組成 | α 鏈(α1–α3,跨膜)+ β2-microglobulin(不跨膜) | α 鏈 + β 鏈(兩條都跨膜,所以「兩條腿」) |
| 可變區(放肽的凹槽) | α1 + α2 | α1 + β1 |
| 恆定區(共受體握手位) | α3 → 綁 CD8;β2m 為穩定支架 | β2 → 綁 CD4;α2 為恆定結構域 |
| 表現於 | 所有有核細胞(紅血球例外) | 專業 APC:樹突細胞、巨噬細胞、B 細胞(IFN-γ 可上調) |
| 肽長 | 8–10(凹槽兩端封閉;講義寫 8–15,以封閉端為準) | 13–18(凹槽兩端開放;部分教材寫 13–25) |
| 抗原來源 | 內源性(胞質內,如病毒蛋白) | 外源性(胞外吞入) |
| 給誰看 | CD8 T 細胞(Tc) | CD4 T 細胞(TH) |
| 單元 | 可變 / 恆定 | 做什麼 | 比喻 |
|---|---|---|---|
| α1 + α2 | 高度可變(多型性集中在此) | 形成胜肽結合槽,決定「認什麼」 | 可換的菜單/碟 |
| α3 | 恆定(免疫球蛋白樣結構域,同類分子幾乎一樣) | 給 CD8 共受體握住,確認「這是 MHC I」 | 固定的插頭 |
| β2-microglobulin | 恆定 | 支撐 α 鏈、維持正確摺疊;不與 CD8 結合 | 底座/支架 |
| 面向 | MHC I | MHC II |
|---|---|---|
| 凹槽由誰形成 | α1 + α2(同一條鏈的兩個結構域) | α1 + β1(兩條不同鏈各出一個) |
| 凹槽兩端 | 封閉 | 開放 |
| 肽長 | 8–10 aa | 13–18 aa |
| 恆定握手位 / 共受體 | α3 / CD8 | β2 / CD4 |
| 跨膜鏈數 | 1(α 鏈;β2m 不跨膜) | 2(α 與 β 都跨膜) |
| 抗原來源 | 內源性(胞質) | 外源性(內體) |
| 肽從哪來 | 蛋白酶體 → TAP → ER | 內體/溶體蛋白酶 |
| 組裝守門員 | ERp57(防止過早接肽) | Ii chain → CLIP → HLA-DM |
| 結果 | 活化 CD8(殺) | 活化 CD4(幫) |
「處理」=把蛋白切成肽;「呈遞」=把肽放上 MHC 並送到表面。兩條路徑的分工,決定了同樣的抗原最後給 CD8 還是 CD4 看。
| 胞質路徑 → MHC I | 內體路徑 → MHC II | |
|---|---|---|
| 抗原來源 | 胞內(病毒、腫瘤蛋白) | 胞外(被吞噬的病原體) |
| 分解場所 | 蛋白酶體(proteasome) | 吞噬體+溶體 → 吞噬溶酶體(酸性蛋白酶) |
| 運送 | TAP 把肽送進 ER | 不經 TAP;肽留在內體 |
| 組裝 | ER 內與 MHC I 結合 → Golgi → 表面 | MHC II 先被 Ii chain 佔住 → 切成 CLIP → HLA-DM 換上抗原肽 |
| 守門員 | ERp57(防過早接肽) | Ii chain(防過早接肽) |
| T 非依賴(TI) | T 依賴(TD) | |
|---|---|---|
| 抗原 | 多糖、脂多醣等重複結構 | 蛋白質抗原 |
| 機制 | BCR 大量交聯(clustering)直接活化 | BCR 取抗原 → 呈現在 MHC II → Tfh 辨認 → CD40L–CD40 + 細胞因子 |
| 結果 | 只有 IgM、無記憶 | class switch(IgG/IgA/IgE)、affinity maturation、記憶 B 細胞 |
上面那個三行表只寫了「BCR 取抗原 → MHC II → Tfh → CD40L」,但真正考的是中間每一步用什麼分子、缺了會怎樣。
| 步 | 發生什麼 | 關鍵分子 |
|---|---|---|
| 1 | BCR(膜上 IgM/IgD)辨認抗原 | BCR + Igα/Igβ(CD79a/b) 負責傳訊 |
| 2 | 受體媒介內吞:抗原–BCR 複合物被拉進細胞 | clathrin |
| 3 | 內體/溶體把蛋白切成肽 | 酸性蛋白酶 |
| 4 | MHC II–肽出現在 B 細胞表面 | Ii → CLIP → HLA-DM 換肽;B 細胞是專業 APC,組成性表現 MHC II |
| 5 | Tfh 用 TCR 認 MHC II–肽(signal 1) | TCR–CD3;Tfh 先遷移到 T–B 交界(CXCR5–CXCL13) |
| 6 | 共刺激(signal 2):T 細胞授權 B 細胞 | CD40L–CD40;輔助:B7–CD28、ICOSL–ICOS |
| 7 | 細胞因子(signal 3)決定方向 | IL-4/IL-21/IFN-γ/TGF-β → 增殖、類別轉換、漿細胞或記憶 |
| 訊號 | 分子 | 缺少時的後果 |
|---|---|---|
| Signal 1 | TCR ↔ MHC II–肽 | 根本認不到抗原,B 細胞得不到 T 幫助 |
| Signal 2 | CD40L(T)↔ CD40(B);B7 ↔ CD28;ICOSL ↔ ICOS | 只有 signal 1 而沒有 signal 2 → 耐受(anergy)或刪除;這是自身耐受的機制,也是為何「純抗原」不會自動引發抗體 |
| Signal 3 | IL-4、IL-21、IFN-γ、TGF-β | B 細胞會增生,但不會做類別轉換、也不會分化成漿細胞 |
| 細胞因子 | 推動的類別 | 臨床連結 |
|---|---|---|
| IL-4 | IgE(及 IgG1) | 過敏、寄生蟲;與第 12 節 Type I 過敏直接相連 |
| IL-21 | 漿細胞分化 | Tfh 的主要輸出,決定「有沒有抗體工廠」 |
| IFN-γ | IgG | 胞內病原體、調理作用 |
| TGF-β | IgA | 黏膜免疫、口服疫苗 |
筆記只列出「class switch、affinity maturation」兩個名詞。實際上是生發中心(germinal centre)內三個動作的結果:
| 動作 | 在哪 | 做什麼 |
|---|---|---|
| 體細胞超突變(SHM) | dark zone | AID 酶在 V 區製造點突變 → 產生不同親和力的 BCR |
| 親和力篩選 | light zone | FDC 呈遞抗原,親和力高者存活、低者凋亡 → affinity maturation |
| 類別轉換(CSR) | light zone | AID 在 S 區重組,IgM → IgG/IgA/IgE(由 6.3 的細胞因子決定) |
出口有兩種:漿細胞(短壽命:生發中心外;長壽命:骨髓)與記憶 B 細胞。這解释了「抗體可以維持幾十年」與「二次反應更快更高親和力」。
| TI-1 | TI-2 | |
|---|---|---|
| 刺激物 | LPS 等,經 TLR 直接刺激 | 高度重複的多糖,大量交聯 BCR |
| 主要 B 細胞 | 常規 B 細胞 | 邊緣區 B 細胞(marginal zone) |
| 抗體 | 多為 IgM | 多為 IgM |
| 記憶 / 生發中心 | 幾乎沒有 | 幾乎沒有 |
| 反應 | 時間 | 特徵 |
|---|---|---|
| TI | 數天 | IgM 為主、無記憶、無親和力提升 |
| TD 初次 | 1–2 週 | 先 IgM,後 IgG;生發中心開始 |
| TD 二次 | 2–3 天 | 更快、更高濃度、更高親和力(記憶 B + 長壽命漿細胞) |
講義的手寫頁把 V(D)J 拆成四條定義、三個基因座、兩種多樣性。之前只寫了一句「輕鏈 V–J、重鏈 V–D–J」,細節全部漏掉,這裡按投影片順序重建。
| 鏈 | 染色體 | V 片段 | D 片段 | J 片段 | C 區 |
|---|---|---|---|---|---|
| κ 輕鏈 | 2 | Vκ 1–38 | — | Jκ 1–5 | Cκ |
| λ 輕鏈 | 22 | Vλ 1–33 | — | Jλ 1–4 | Cλ |
| 重鏈 H | 14 | VH 1–45 | DH 1–23 | JH 1–6 | CH 1–9 |
V 與 J 之間隔著 intron;重組在 DNA 層面(somatic cell)把選中的 V 與 J 接起來 → 再把 J 與 C 之間的 intron 剪接掉 → 形成 mRNA → 轉譯成 VL + CL。
重鏈要先做 D–J,再做 V–DJ,總共兩次 DNA 重組;輕鏈只有一次。這正是重鏈多樣性高於輕鏈的原因——多一次接合,就多一次「出錯」的機會。
| 類型 | 來源 | 貢獻 |
|---|---|---|
| Combinatorial | 片段隨機組合:V × D × J | 大 |
| Junctional | 接合處加入或刪除核苷酸(N/P 核苷酸),可造成移碼 | 最大(講義原話:the largest contribution) |
算給你看(補充算術):κ 38×5 = 190;λ 33×4 = 132;重鏈 45×23×6 = 6,210。輕鏈與重鏈配對後已超過 10⁶ 種組合,還未計 junctional 的加減。
| 陷阱 | 正確版 |
|---|---|
| 「輕鏈也有 D 片段」 | 輕鏈只有 V–J;D 只在重鏈 |
| 「V(D)J 發生在 RNA」 | 發生在 DNA(somatic rearrangement),之後才轉錄 |
| 「VJ–C 連接是重組」 | 是剪接(intron removal) |
| 「class switch 會改變 V 區」 | 只改 CH;V 區由 V(D)J 決定,之後不變 |
性質:小分子蛋白/糖蛋白;半衰期短;在極低濃度即有效(10⁻¹⁰–10⁻¹⁵ M);需要高親和力受體。
| 模式 | 對象 | 例子 |
|---|---|---|
| Autocrine 自分泌 | 自己分泌、自己接收 | T 細胞分泌 IL-2 又自己表現 IL-2R |
| Paracrine 旁分泌 | 鄰近細胞(經組織液擴散) | Th 細胞幫助 B 細胞 |
| Endocrine 內分泌 | 經血流作用到遠處 | 少見;發燒時的 IL-1/TNF-α |
| 類別 | 代表 | 功能 |
|---|---|---|
| Interleukin(IL) | IL-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-12 | 白血球之間溝通;IL-2 促 T 細胞增生、IL-4 促 B 細胞/IgE |
| Colony-stimulating factor(CSF) | G-CSF、M-CSF、GM-CSF | 刺激造血:骨髓製造白血球 |
| Interferon(IFN) | IFN-α/β(先天)、IFN-γ(適應性) | 抗病毒、活化巨噬細胞、上調 MHC |
| Tumor necrosis factor(TNF) | TNF-α | 促發炎、活化內皮、吸引嗜中性白血球 |
| Transforming growth factor(TGF) | TGF-β | 抑制/調節:抗發炎、抑制 T 細胞增生、誘導 Treg、促進組織修復、推動 IgA class switch |
| Chemokine | IL-8(CXCL8)、CCL19/21 | 趨化:把細胞叫到發炎處或淋巴結 |
| 功能 | 例子 |
|---|---|
| ① 促進先天免疫 | IL-1、IL-6、TNF-α |
| ② 促進適應性免疫 | IL-2、IL-4 |
| ③ 誘導或抑制 T 細胞分化 | IL-12(促 Th1)、IL-10、TGF-β(促 Treg) |
| ④ 促進發炎 | IL-1β、IL-6 |
| ⑤ 刺激造血 | CSFs、M-CSF、GM-CSF |
| ⑥ 影響白血球移動 | chemokines、IL-8 |
| ⑦ 抗發炎 | IL-10、IL-4(部分場合 TGF-β) |
急性發炎、促發炎、過敏、生長與分化、趨化、抗發炎/調節——把這六個詞記住,就能回答「這個細胞因子屬於哪一類作用」。
Antigen(抗原)=能被辨認;immunogen(免疫原)=能引發反應。所有免疫原都是抗原,但反之不然。
| 因素 | 規則 | 例子 |
|---|---|---|
| Foreignness 外來性 | 越不像自體越強;對自體通常無反應(tolerance) | BSA 對兔子是 foreign |
| Molecular size 大小 | 越大越強;<1 kDa 通常弱 | 蛋白(>100 kDa)強;胜肽弱 |
| Chemical composition 化學複雜度 | 蛋白最強 > 多糖 > 脂質/核酸 | 多糖需接蛋白才強(conjugate) |
| Degradability 可降解性 | 要被分解才能被呈現;不可降解的反而弱 | D-胺基酸聚合物幾乎無免疫原性 |
| 名詞 | 定義 |
|---|---|
| Vaccination | 把抗原(immunogen)導入宿主(注射、滴劑)的過程 |
| Immunity | 接種後獲得保護、免於該病的狀態 |
| 目標 | 個人:預防疾病;群體:根除疾病 |
1796 Edward Jenner(1749–1823,英國醫師):觀察到擠奶女工感染牛痘(cowpox)後不會得天花;把牛痘膿皰物質接種到 9 歲的 James Phipps,六週後再接種天花 → 不發病。疫苗(vaccine)一字即來自 vaccinia(牛痘病毒)。1980 年 WHO 宣布天花根除。
1879 Louis Pasteur(1822–1895):用放置變質的雞霍亂菌液接種,雞沒有病死;再用新鮮菌液 → 死亡。結論:減弱(attenuated)的病原可提供免疫力——這是「減毒」原理的起點,比 Jenner 晚約 100 年,但首次說清機制。
| 步驟 | 發生什麼 |
|---|---|
| 1 | 抗原被 APC(DC/巨噬細胞)攝取 |
| 2 | 同時活化 T 與 B 細胞 → 產生記憶細胞 |
| 3 | 產生針對抗原的 Th 與 Tc |
| 4 | 抗原持續招募 B 記憶細胞 → 高親和力抗體 |
| 要素 | 要求 |
|---|---|
| Efficacy | 誘導保護性適應性免疫、clonal expansion、產生記憶;再感染時二次反應更快更強 |
| Availability | 可大量培養/生產、來源容易 |
| Stability | 耐熱耐冷,最好不需要冷鏈 |
| Affordability | 價格可負擔(尤其發展中國家);能達到群體免疫 |
| Safety | 安全、消除致病性 |
| 主動(Active) | 被動(Passive) | |
|---|---|---|
| 來源 | 接種抗原,讓身體自己產生抗體與記憶 | 直接給現成抗體(如母體 IgG、抗蛇毒血清) |
| 生效 | 需數週 | 立即 |
| 維持 | 數年至終身 | 短(數週至數月) |
| 記憶 | 有 | 無 |
主動免疫兩條路:自然(感染後獲得)與人工(接種疫苗)。
| # | 類型 | 做法 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Naturally live | 天然存在、與病原同源但對人不致病的生物 | 免疫原性最高;單劑即可長期保護 | 安全顧慮;極少使用 |
| 2 | Live attenuated | 實驗室反覆繼代減弱毒力,仍可複製 | 低成本、快速、長效、免疫反應最接近自然感染 | 怕熱/光;可能回復毒力;免疫低下者禁忌 |
| 3 | Inactivated(killed) | 培養後以熱或化學滅活 | 不會複製、不會致病(免疫低下也可) | 需多劑+追加;主要誘導體液免疫,細胞免疫弱 |
| 4 | Toxoid | 把外毒素滅活成類毒素 | 針對毒素而非細菌(破傷風、白喉) | 只對產毒素病原有效 |
| 5 | Subunit | 只用純化抗原(表面抗原、片段) | 安全,免疫抑制者也可用 | 免疫原性較弱;可能構象改變 → 抗體認不到原生抗原 |
| 6 | Polysaccharide conjugate | 多醣接到載體蛋白 | 把 TI 抗原變成 TD → 嬰幼兒有效、有記憶 | 製程較複雜、成本較高 |
| 7 | Recombinant | 把基因克隆到酵母/細菌表現 | 安全、易生產、可移除毒素基因 | 需找到並高效表現抗原,成本可能高 |
| 8 | Nucleic acid(DNA/mRNA) | 把基因送入細胞,由細胞自己製造抗原 | 可同時誘導體液+細胞免疫;開發快 | 仍在發展;遞送與穩定性是瓶頸 |
| 陷阱 | 正確 |
|---|---|
| 「減毒疫苗最安全」 | 減毒疫苗免疫最強但安全風險最高(可回復毒力);滅活/次單位較安全但免疫較弱 |
| 「多糖疫苗對嬰兒有效」 | 多醣是 TI 抗原,嬰兒反應差;要接上載體蛋白變成 TD 才有效 |
| 「被動免疫有記憶」 | 被動免疫沒有記憶,保護短暫 |
| 「疫苗一定要冷鏈」 | 理想是不需要冷藏(Stability 是五要素之一) |
| 型 | 機制 | 速度 | 例子 |
|---|---|---|---|
| I | IgE 綁肥大細胞 → 再次接觸交聯 → 脫顆粒(histamine) | 數分鐘(<1 小時) | 花粉症、食物過敏、過敏性休克 |
| II | 抗體(IgG/IgM)攻擊細胞表面或基質抗原 → 補體/NK | 數小時 | 輸血反應、新生兒溶血、青黴素溶血性貧血 |
| III | 免疫複合物沉積在血管壁 → 補體 → 發炎 | 數小時至數天 | Arthus 反應、血清病、SLE |
| IV | T 細胞介導(delayed-type) | 48–72 小時 | 接觸性皮炎(毒藤)、結核菌素試驗 |
| DNA 疫苗 | mRNA 疫苗 | |
|---|---|---|
| 原理 | 質體 DNA 進入細胞 → 表現抗原 | RNA 進入細胞 → 轉譯抗原 → APC 呈現 |
| 優點 | DNA 非常穩定、克隆方法成熟、不複製、可誘導體液+細胞免疫 | 改序列即可換抗原(開發快)、成本較低、可快速量產 |
| 缺點 | 質體帶抗生素抗性基因,可能轉移 | in vivo 不穩定(RNase 分解)、高溫不穩、需包裝與遞送 |
Hypersensitivity=「超過正常的反應」:由正常免疫系統產生過度、不可耐受、造成傷害的反應,包括過敏與自體免疫。依機制與發作時間分四型,口訣 ACID:
| 型 | ACID | 機制 | 發作時間 | 典型例子 |
|---|---|---|---|---|
| I | Allergic | IgE 媒介(肥大細胞) | <1 小時 | 花粉症、食物過敏、過敏性休克 |
| II | Cytotoxic | 抗體-抗原(IgG/IgM)攻擊細胞表面 | 數小時至數天 | 青黴素溶血性貧血、輸血反應 |
| III | Immune complex | 免疫複合物沉積血管壁 | 1–3 週 | 血清病、SLE |
| IV | Delayed | T 細胞媒介 | 數天至數週 | 接觸性皮炎、結核菌素反應 |
| 階段 | 發生什麼 |
|---|---|
| 第一次接觸(Sensitization) | 過敏原被 APC 處理 → Th2 → B 細胞產生 IgE → IgE 綁在肥大細胞上(primed) |
| 第二次接觸(Effector) | 同一過敏原交聯(cross-linking)膜上 IgE → 去顆粒(degranulation) → 釋放 histamine 與細胞因子 → 過敏反應 |
| Histamine 作用 | 結果 |
|---|---|
| ① 血管擴張 | 發紅、發熱 |
| ② 血管通透性上升 | 腫脹(edema) |
| ③ 作用於平滑肌 | 支氣管收縮(哮喘) |
| ④ 吸引免疫細胞 | 嗜酸性球、嗜中性球、致敏嗜鹼性球聚集 |
局部 vs 全身:局部(濕疹、花粉症)只影響特定組織;全身(anaphylaxis)可致命,常見於食物(花生)與藥物(青黴素)。