Historical Perspective• Variolation

• A technique• 1718, Lady Mary Wortley Montagu, dried crusts from s

mallpox to be inhaled into the nostrils or inserted into the skin

• Improved by Edward Jenner in 1798, fluid from a cowpox to be pustuled into people

• Louis Pasteur• 1880, Succeeded in growing the bacterium throught to

cause fowl cholera in culture• The attenuated pathogen would immunize and not caus

e disease, called vaccine

The beginnings of the discipline of immunology

• 1881, Pasteur, first vaccinated one group of sheep with heat-attenuated Bacillus anthracis

• 1885, Pasteur, the first vaccine for human against rabid dog

• 1890s, Emil von Behring and Shibasaburo Kitasato, first insight into the mechanism of immunity - serum

Humoral and cellular immunity

• Humoral immunity• 1930s, Elvin Kabat, gamma-globulin

• The active molecules in immunoglobulin fraction, antibodies, contained in body fluid

• Cellular immunity• 1883, Elie Metchnikoff, observe phagocytes

• Cell-mediated immunity

• 1950s, lymphocytes, the cell responsible for both cellular and humoral immunity

Early immunity theories

• Selective theory• Interaction between an infectious agent and a cell-boun

d side-chain receptor would result in release of the side chain and would induce the cell to produce and secrete more side-chain receptor with the same specificity

• 1950, clonal-selection theory

• Instructional theory• Antigen played a central role in determining the specifi

city of the antibody molecule.

The Nature of Immunity- Immunity was originally used to indicate exemption from taxes and this meaning

still exits in the term "diplomatic immunity".

• 免疫系統保護人體免於受病源體侵入。• 免疫反應可分為應變性（ adaptive immune r

esponse ）及先天性（ innate ）或非應變性免疫反應（ non-adaptive immune response)

• 專一性（ specificity ）、記憶性（ memory ）及自我辨識（ self-discrimination ）為應變性免疫反應主要特徵。

Innate immunity –resistance mechanisms are not specific to a particular

pathogen

Adaptive immunity-a high degree of specificity as well as the remarkable

memory property

• Antigenic specificity• To distinguish subtle difference among antigens

• Diversity• To recognize billions of uniquely different structures on f

oreign antigens

• Immunologic memory• A second encounter with the same antigen induces a heigh

tened state of immune reactivity

• Self/nonself recognition• To respond only to foreign antigens

Response of immune system• 專一性（ specificit ）：

• 對外來物之間化學性質微小的不同具有顯著的辨識能力。

• 記憶性（ memory ）：• 受外來物質感染後，能演變出對外來物

特性的記憶，此種特性可能可以持續一生。

• 個體受感染後，先後產生免疫反應稱為primary response 及 secondary response ，經過此免疫反應後，個體會產生具有記憶性的細胞，進而對相同之病源體產生記憶性之對抗。

• 自我辨識（ self-discrimination ）：• 如器官移植或輸血時產生的排斥現象。

Cells of the immune system- 專一性及非專一性辨識細胞組成。

• 吞噬細胞：• 單核吞噬細胞（單核球， mononucle

ar phagocyte ）：進入組織發育成巨噬細胞（ macrophage ）。

• 多形核嗜中性細胞（嗜中性球， polymorphonuclear neutrophil ， PMN ）：白血球之一種。

• 淋巴球細胞：• B 細胞（ B lymphocyte ）• T 細胞（ T lymphocyte ）： T-helper

Cell （ TH ）、 T-cytotoxic Cell （ T

C ）• 大顆粒淋巴球（ large granular lymph

ocyte ， LGL ）： natural killer cell（ NK ）。

• 毒殺性細胞（ cytotoxic cell ）• 多形核嗜酸性細胞（嗜酸性球， polymorphonuclear eosinophil ）：

白血球之一種。• 嗜鹼性細胞（嗜鹼性球， basophil ）：白血球之一種。• 肥大細胞（ mast cell ）• 血小板（ platelet ）• 輔助細胞（ auxiliary cells ）

Soluble mediators of immunity- 調理素（ opsonin ）進行調理作用（ opsonization ）

• 補體蛋白質（ complements ）：• 血清蛋白，調節吞噬作用、控制發炎反

應、與抗體相互作用參與免疫防禦（專一性防禦）。

• 細胞激素（ cytokines ）：• 免疫反應進行時，傳遞各細胞間訊息的

一群大分子，稱之。• 為蛋白質、或醣蛋白，如干擾素（ interf

erons ， INFs ）、間白素（ interlukins ，ILs ）、株落刺激因子（ colony stimulating factors ， CSFs ）、腫瘤壞死因子（ tumor necrosis factors ， TNF ）及轉型生長因子（ transforming growth factor ， TGF ）。

• 抗體（ antibodies ， immunoglobulins ）

Biological events of immune system

免疫系統中的事件：recognition of the target pathogen

effective defence against the pathogen

Recognition unit ：如抗體分子、 TCR （ T 細胞表面受體， T Cell

Receptor ）。Defence unit ：

如 T 細胞、 mast cell 或其他具有抗體受器之免疫細胞。

形式：Combined recognition and defence unit ：僅具有

單一辨識特異性，如 T 細胞的作用。Separate recognition and defence unit ：具有多種

不同的辨識特異性，如免疫球蛋白的作用。

Immunological recognition

• Antibodies （ immunoglobulins ）：與抗原結合之作用。

• 抗原：可以誘導 B 細胞產生抗體之分子 or 可被應變性免疫系統中之組成細胞專一性辨識之分子。

• 抗原決定部位（ epitope ）：抗原與抗體結合之特定部位。

抗原的辨認是所有應變性免疫反應的基礎。抗原與少數可以辨認它的細胞結合後，可誘導細胞迅速增殖，即抗原能選擇對本身產生專一結合之細胞株落，此種過程稱之為株落選擇（ colonal sele

ction ）。

• T lymphocytes• 細胞受感染會將病源體之一小段蛋白表現

在細胞表面上， T 細胞就能辨認出來。• 將抗原片段表現出來的細胞稱之為抗原呈

獻細胞（ antigen presenting cell ， APC ）。

位於抗原呈獻細胞表面，用來呈獻抗原片段的分子稱為主組織相容復合體（ major histocompatibility complex ， MHC ）。

Immunological defence-Lysis or digestion ： the successful elimination of pathogen

s• 中和作用（ neutralization ）• 吞噬作用（ phagocytosis ）• 毒殺作用（ cytotoxic reaction ）• 細胞自殺作用（ apoptosis ）

Inflammation

受感染部位血流量增加。微血管通透性增加，使原

無法通過的大分子通過內皮細胞，使免疫反應之可溶性物質到達感染部位。

白血球離開微血管進入周圍組織 – Influx of phagocytes

• 趨化作用（ chemotaxis ）藉由白血球表面分子 (L-selectin) 與活化之內皮細胞 (P- and E- selectin) 間的交互作用，使細胞向感染部位移動的作用。

• 細胞遷移作用： margination （ selectin-mediated ， inte

grin-mediated ） and extravasation (diapedesis) 。

Immunopathology

自體免疫（ autoimmunity ）過敏（ hypersensitivity ）免疫不全（ immunodeficiency ）