家庭診療/免疫和免疫反應

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默克家庭診療手冊

免疫性疾病
- 免疫系統(tǒng)生物學
  - 免疫系統(tǒng)解剖
  - 免疫系統(tǒng)的組成
  - 免疫和免疫反應
  - 自身免疫反應

免疫系統(tǒng)包含復雜的檢測和平衡網(wǎng)絡(luò)，分為初級和獲得性免疫兩類。

初級免疫是與生俱來的。免疫系統(tǒng)中初級免疫的組成包括巨噬細胞、中性粒細胞和補體。它們對所有外來物都有相似的反應，識別抗原，在人與人之間也無不同。

獲得性免疫，顧名思義是后天獲得的。出生時，人的免疫系統(tǒng)還未接觸外部世界并開始發(fā)育它的記憶庫。免疫系統(tǒng)學習對遇到的每一種新抗原反應。獲得性免疫對人一生中遇到的抗原是特異性的。特異性免疫的特點是其學習、適應和記憶的能力。

免疫系統(tǒng)對所遇到的每種抗原均有記憶，無論是通過肺(呼吸)、腸(食物)，或是皮膚而來的抗原。由于淋巴細胞的長壽使這種可能性存在。淋巴細胞再次遇到抗原時，它們對這種抗原產(chǎn)生快速、充分的特異性反應。這就是為什么人不會患兩次天花或麻疹，以及接種疫苗為什么能成功預防疾病的原因。例如，要預防脊髓灰質(zhì)炎，可用較弱的脊髓灰質(zhì)炎病毒制成的疫苗接種。若此人以后再暴露于該病毒時，免疫系統(tǒng)查找記憶庫，發(fā)現(xiàn)了該病毒的藍圖，并很快激活相應的防御機制。結(jié)果在病毒增殖和侵入神經(jīng)系統(tǒng)之前特異性抗體便把它中和、清除了。

初級免疫和獲得性免疫并非互不相關(guān)。每個系統(tǒng)直接或通過細胞因子(信使)相互作用、相互影響，很少一個刺激只激活一個單一的反應。幾個反應同時發(fā)生時，其中一些可協(xié)同作用，偶爾可相互沖突。然而，所有的反應都圍繞三個基本原則：識別、動員和攻擊。

識別

在免疫系統(tǒng)對一種抗原產(chǎn)生反應之前，它必須能夠識別該抗原。這需通過抗原遞呈過程來完成。巨噬細胞是主要抗原遞呈細胞，其他細胞如B淋巴細胞等也可遞呈抗原。

抗原遞呈細胞把抗原消化成小片段。這些片段被主要組織相容性復合物分子包被，分散在細胞膜表面。然后有抗原片段的主要組織相容性復合物部位與稱為T細胞受體的T淋巴細胞表面的特殊分子相結(jié)合。T細胞受體與主要組織相容性復合物上片斷的配合與鑰匙和鎖的匹配相似。

T淋巴細胞有兩種主要亞基，分別與兩類主要組織相容性復合物結(jié)合。具有CD8分子的亞基與MHC-Ⅰ類分子結(jié)合，具有CD4分子的亞基與MHC-Ⅱ類分子相結(jié)合。

T淋巴細胞如何識別抗原

T淋巴細胞是免疫監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。它們幫助識別異己的抗原。抗原必須被遞呈給淋巴細胞才能被識別，這里給出示意圖。

1．機體循環(huán)中的抗原有一個T淋巴細胞不能識別的結(jié)構(gòu)。

2．抗原遞呈細胞(如巨噬細胞)吞噬抗原。

3．抗原遞呈細胞中的酶將抗原破壞成碎片。

4．一些抗原碎片與主要組織相容性復合物連接并散在分布于細胞膜表面。

5．T細胞受體識別抗原碎片連接的主要組織相容性復合物，并與之結(jié)合。

T淋巴細胞識別抗原

動員

一旦抗原被抗原遞呈細胞和T淋巴細胞識別，免疫系統(tǒng)便開始一系列動員工作。抗原遞呈細胞消化抗原，釋放細胞因子，如白細胞介素-1(IL-1)、白細胞介素-8(IL-8)或白細胞介素-12(IL-12)等。它們再作用于其他特定細胞。IL-1動員其他T淋巴細胞：IL-12使自然殺傷細胞更活躍，并分泌干擾素：IL-8像燈塔指引中性粒細胞到捕獲抗原地點。這種吸引和募集細胞的過程稱為趨化。

T淋巴細胞通過T細胞受體被激活時，產(chǎn)生幾種細胞因子來協(xié)助募集其他淋巴細胞，這樣就放大了免疫反應。細胞因子也可激活非特異性免疫防御。因此，細胞因子是初級免疫與獲得性免疫之間的橋梁。

攻擊

一旦免疫系統(tǒng)識別出入侵的微生物，就會消滅并清除它，這種功能是由巨噬細胞、中性粒細胞和自然殺傷細胞來完成。

如果不能完全清除入侵者，特殊細胞便構(gòu)成壁壘，監(jiān)禁入侵者，這種監(jiān)禁壁壘稱為肉芽腫。結(jié)核是一個感染不能被完全清除的例子；引起結(jié)核的細菌被包圍在肉芽腫中。大多數(shù)暴露于結(jié)核菌的健康人不會被感染，但有些細菌長期存活，常在肺內(nèi)，由肉芽腫包圍。如果免疫系統(tǒng)減弱(甚至在50～60年后)，監(jiān)禁壁壘瓦解，引起結(jié)核的細菌就開始繁殖。

機體防御各種入侵者的方式是不同的。細胞外微生物相對容易防御；免疫系統(tǒng)動員防御機制加強巨噬細胞和其他細胞對它們的消化。免疫系統(tǒng)消除它們的方式由入侵者是否有包膜(它們有一厚的包膜圍繞)來決定。對在胞內(nèi)存活并有功能的入侵者(細胞內(nèi)微生物)所用的攻擊方式是完全不同的。

有包膜的細胞外微生物

有些細菌在它們的細胞壁外有一層包膜，以防止巨噬細胞識別。最常見的例子是可引起鏈球菌咽炎的鏈球菌。免疫反應是使B淋巴細胞產(chǎn)生抗體對抗包膜。抗體也可中和某些細菌產(chǎn)生的毒素。

抗體一旦產(chǎn)生，便立即附著于包膜。這種細菌-抗體單位稱為一個免疫復合物。免疫復合物又連接到巨噬細胞的受體上。這種連接促進巨噬細胞消化細菌。免疫復合物也可激活補體級聯(lián)，這樣使巨噬細胞識別和消化免疫復合物更容易。

無包膜的細胞外微生物

有些細菌僅有一層細胞壁，沒有包膜。最常見的例子是可引起食物中毒和尿路感染的埃希大腸桿菌。當無包膜的胞外細菌侵入體后，巨噬細胞、自然殺傷細胞、細胞因子和補體級聯(lián)立即進入活化狀態(tài)。

巨噬細胞有識別無包膜細菌表面分子的感受器。這些分子和感受器相配合時，巨噬細胞就開始吞噬細菌，此過程稱為吞噬作用。吞噬作用刺激巨噬細胞釋放可吸引中性粒細胞的細胞因子，然后中性粒細胞就吞噬和殺死細菌。有些由巨噬細胞釋放的細胞因子可激活自然殺傷細胞，它們可直接殺死某些細菌或協(xié)助中性粒細胞和巨噬細胞更有效地消滅細菌。

無包膜細菌也可激活補體級聯(lián)。補體可輔助破壞細菌，并釋放作為吸引中性粒細胞信號的產(chǎn)物，使中性粒細胞殺死剩余的細菌。

細胞內(nèi)微生物

某些微生物，如結(jié)核菌，在細胞內(nèi)能很好地存活。它們沒有特殊的抵御消化的能力，必須進入細胞才能存活。當它們被巨噬細胞攝入時，這些微生物在細胞內(nèi)形成稱為吞噬小體或吞噬溶酶體的保護結(jié)構(gòu)。這種囊泡可與胞漿內(nèi)的其他囊泡融合，如與含有MHC-Ⅱ類分子的小囊整合。

這些小囊在整合時，MHC可能粘附一些細菌的片段。當這些MHC-Ⅱ類分子轉(zhuǎn)運到細胞膜表面時，已含有外來物的肽段。這種含有肽段的MHC就能被T淋巴細胞識別。T淋巴細胞通過釋放細胞因子對抗原片段作出反應，細胞因子也激活巨噬細胞。這種作用導致在細胞內(nèi)產(chǎn)生新的化學物質(zhì)，這些化學物質(zhì)使巨噬細胞在胞內(nèi)殺死微生物。

有些細胞因子促進抗體產(chǎn)生。抗體有助于防御胞外微生物的進攻，但它們對胞內(nèi)感染無能為力。

病毒是另一種必須進入細胞內(nèi)才能生存的微生物，但病毒不是以形成吞噬小體處理，而是被稱為蛋白酶體的特殊結(jié)構(gòu)處理。蛋白酶體使病毒分解成多肽片段，再將它轉(zhuǎn)運到稱為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，這是細胞制造蛋白質(zhì)的加工廠。MHC-Ⅰ類分子也是在粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)裝配。當MHC-Ⅰ類分子裝配時，它可能與病毒的肽段結(jié)合并一起轉(zhuǎn)運到細胞膜表面。

某種T淋巴細胞可以識別含有病毒肽段的MHC-Ⅰ類分子，并同它結(jié)合。連接完成時，通過細胞膜發(fā)出信號激活抗原特異性T淋巴細胞，它們大部分發(fā)育成殺傷T細胞。與自然殺傷細胞不同的是，殺傷T細胞只能殺傷被激活它的特異性病毒所感染的細胞。例如，殺傷T細胞可以殺傷流感病毒。為什么大多數(shù)人患流感需要7～10天才能恢復?其原因就在于機體需要這么長的時間才能啟動殺死流感病毒的殺傷T細胞。