一、免疫与免疫学
现代“免疫”的概念是指机体免疫系统识别“自己”和“非己”,对自身成分产生天然免疫耐受,对非己异物产生排除作用的一种生理反应。
其生理过程对机体有益,其病理性应答对身体有害。
免疫系统通过对“自己”或“ 非己”的识别和应答,可发挥如下三种功能
1.免疫防御:是机体抗御、清除病原微生物等外来抗原性异物侵袭的一种免疫保护功能,即通常所指的抗感染免疫作用。
2.免疫自稳:是机体免疫系统及时清除体内衰老、损伤或变性细胞,而对自身成分处于耐受状态,以维持内环境相对稳定的一种生理功能。
3.免疫监视:是机体免疫系统及时识别、清除体内突变细胞和病毒感染细胞的一种生理性保护作用。
免疫功能
功能 |
生理表现 |
病理表现 |
免疫防御 |
抗感染 |
过强:超敏反应
过弱:免疫缺陷 |
免疫自稳 |
消除炎症或衰老细胞 |
自身免疫病 |
免疫监视 |
识别清除异常突变和病毒感染细胞 |
肿瘤发生和病毒持续感染 |
二、免疫系统及其功能
免疫系统是机体执行免疫功能的组织系统,由免疫器官和组织、免疫细胞、免疫分子三部分组成。
1.免疫器官:由中枢免疫器官和外周免疫器官组成。人和哺乳动物的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺;骨髓是造血器官,是各种免疫细胞的发源地,也是B淋巴细胞发育成熟的场所。胸腺是T淋巴细胞发育成熟的场所。外周免疫器官主要包括淋巴结、脾脏和黏膜相关的淋巴组织,是成熟T、B淋巴细胞寄居和接受抗原刺激后产生免疫应答的主要场所。
2.免疫细胞:主要包括单核-巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞(NK细胞)、各种粒细胞、肥大细胞和T、B淋巴细胞等。它们是参与和执行免疫应答的细胞。
3.免疫分子:主要由浆细胞合成分泌的抗体,肝脏、肠黏膜上皮细胞、巨噬细胞合成分泌的补体和活化免疫细胞合成分泌的细胞因子组成。
免疫系统可分为固有免疫系统和适应性免疫系统。
(一)固有免疫系统
固有免疫系统是生物体在长期种系进化过程中形成的,与生倶有的非特异性防御体系,主要由组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。
1.组织屏障:皮肤黏膜、分泌液中的抗菌物质和正常菌群。
2.固有免疫细胞:主要包括巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、γδT细胞和B1细胞等。
①巨噬细胞广泛分布于机体各组织中,可对穿越体表屏障进入局部组织中的病原体产生非特异性吞噬杀伤作用。
②中性粒细胞存在于血液中,在局部发生感染时,可迅速穿过血管壁进入感染部位,发挥非特异杀伤作用。
③NK细胞是能够非特异识别杀伤某些肿瘤或病毒感染靶细胞的自然杀伤细胞。
④γδT细胞是表面抗原识别受体(TCR)由γ和δ两条肽链组成的T细胞。发挥非特异杀伤作用。
⑤B1细胞是具有自我更新能力的不成熟的B细胞,其表面抗原识别受体(BCR)缺乏多样性和特异性,产生以IgM类抗体为主的泛特异性抗体,产生抗感染免疫保护作用。
3.固有免疫分子:
主要包括补体和细胞因子:①补体是存在于血清、组织液和细胞膜表面的一组不耐热的蛋白质,又称补体系统。生理条件下,存在于血清和组织液中的补体成分通常以酶原或无活性形式存在。当某些病原体进入体内或抗原与抗体在体内结合形成抗原_抗体免疫复合物时,可使补体系统激活产生细菌溶解作用,促进吞噬的调理作用和释放炎症介质参与炎症反应等生物学效应。
②细胞因子(cytokine,CK)是由多种细胞,特别是活化免疫细胞合成分泌的一类具有多种生物学活性的小分子蛋白。细胞因子在免疫细胞分化发育、免疫应答及其调节、炎症反应和组织修复等过程中发挥重要作用。
(二)适应性免疫系统
是在固有免疫系统基础上建立的,是个体在生命过程中接受病原体等抗原性异物刺激后产生的只对相应特定病原体等抗原性物质起作用的特异性防御体系。适应性免疫系统主要由中枢免疫器官、外周免疫器官和表达特异性抗原受体的T、B淋巴细胞(即αβT细胞和B2细胞)及浆细胞合成、分泌的特异性抗体组成。
1.αβT细胞:胸腺是αβT细胞发育、分化、成熟的中枢免疫器官。αβT细胞是执行特异性免疫应答的T细胞,其表面抗原受体(TCR)由α和β两条肽链组成,对抗原识别具有高度特异性。
2.B2细胞:骨髓是B2细胞发育分化成熟的中枢免疫器官。B2细胞是执行特异性免疫应答的B细胞,其表面抗原受体(BCR)具有多样性,对抗原识别具有高度特异性。
3.抗体(antibody,Ab):是B细胞接受抗原刺激,增殖、分化为浆细胞后,合成、分泌的一种具有免疫功能的球蛋白。它们能与相应病原体等抗原性异物特异性结合,并在补体、吞噬细胞和NK细胞参与下,产生溶菌或溶细胞和促进吞噬杀菌的调理作用。
三、固有免疫应答和适应性免疫应答
(一)固有免疫应答
固有免疫应答主要是指体内固有免疫细胞被病原体等抗原性异物或某些细胞因子激活后迅速产生的,可将病原体等抗原性异物或癌变细胞杀伤清除的非特异性免疫反应。同时也包括体内补体系统被某些病原体直接激活后产生的溶菌和促进病原体吞噬清除的生物学效应。
(二)适应性免疫应答
适应性免疫应答是指体内抗原特异性T、B淋巴细胞接受抗原刺激后,自身活化、增殖、分化为效应细胞,通过分泌抗体、细胞因子和细胞毒性介质,对相应病原体或肿瘤及病毒感染靶细胞发挥杀伤和清除的作用的特异性免疫反应。
1.参与适应性免疫应答的细胞:主要包括抗原提呈细胞和表达特异性抗原受体的T、B淋巴细胞。
(1)抗原提呈细胞(APC):是一类具有摄取、加工处理抗原,并能通过其细胞内MHC分子将加工处理后形成的抗原肽运载到APC细胞表面,供抗原特异性T细胞识别结合,启动特异性免疫应答的细胞。APC主要包括树突状细胞和巨噬细胞,也包括某些肿瘤或病毒感染的靶细胞。
(2)执行特异性免疫应答的T细胞(αβT细胞):根据其表面标志性CD分子的不同,可分为CD4+辅助T细胞(Th),简称CD4+Th细胞和CD8+细胞毒性T细胞(CTL),简称CD8+CTL细胞。根据CD4+Th细胞分泌的细胞因子种类的不同,可将其分为以分泌IL-2、IFN-γ和TNF-β为主的CD4+Th1细胞和以分泌IL-4、5、6、10为主的CD4+Th2细胞。
(3)执行特异性免疫应答的B细胞(即B2细胞):B2细胞表面抗原识别受体(BCR)具有高度多样性,其活化需要CD4+Th2细胞辅助,接受抗原刺激后1~2周可产生以IgG类为主的抗体。此种B细胞具有免疫记忆,再次接受相应抗原刺激后,可迅速产生相应高水平IgG类抗体。
2.适应性免疫应答的类型:根据参与免疫应答细胞种类和效应机制的不同,可将适应性免疫应答分为T细胞介导的细胞免疫应答和B细胞介导的体液免疫应答两种类型。
(1)参与细胞免疫应答的淋巴细胞及其主要作用:CD4+Th1细胞和CD8+CTL细胞是参与细胞免疫应答的主要效应细胞。CD4+Th1细胞接受抗原刺激后,可发育分化为效应CD4+Th1细胞。此种效应CD4+Th1细胞再次接受相应抗原刺激后,可通过分泌IL-2、IFN-7和TNF-β等细胞因子、激活吞噬细胞,引起炎症或迟发型超敏反应产生细胞免疫效应。
CD8+CTL细胞被病毒或肿瘤抗原激活后,可发育分化为效应CD8+CTL细胞。此种效应CD8+CTL细胞与病毒或肿瘤靶细胞表面相应抗原结合后,可通过分泌穿孔素、颗粒酶或表达FasL使上述靶细胞溶解破坏或凋亡产生细胞免疫效应。
(2)参与体液免疫应答的淋巴细胞及其主要作用:B2细胞和CD4+Th2细胞是参与体液免疫应答的淋巴细胞。CD4+Th2细胞可通过表达相应膜分子(CD40L)和分泌IL-4、5、6、10等细胞因子,辅助抗原特异性B细胞(B2细胞)活化,进而增殖分化为浆细胞,合成、分泌相应特异性抗体。此种抗体与相应病原体或病毒感染靶细胞表面相应抗原特异性结合后,可在补体、吞噬细胞和NK细胞等协同作用下,产生溶菌、溶细胞和促进病原体清除等抗感染免疫保护作用。
四、免疫应答异常及其所致的疾病
接受“非己”抗原性异物刺激后,机体免疫应答适度可产生对人体有益的抗感染、抗肿瘤等免疫保护作用;机体免疫应答过高可引发对人体有害的超敏反应,其中包括由特异性IgE抗体介导的速发型超敏反应,如青霉素过敏性休克,或由效应T细胞介导的迟发型超敏反应,如接触性皮炎;机体免疫应答过低和缺失则可引发严重或持续性感染、肿瘤和免疫缺陷病。在长期感染、物理、化学因素刺激诱导下,某些自身反应性T、B淋巴细胞活化,可引发自身免疫性疾病。
例题
机体免疫自稳功能紊乱会导致
A.恶性肿瘤
B.反复感染
C.自身免疫病
D.免疫缺陷病
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| 『正确答案』C
『答案解析』
功能 |
生理表现 |
病理表现 |
免疫防御 |
抗感染 |
过强:超敏反应
过弱:免疫缺陷 |
免疫自稳 |
消除炎症或衰老细胞 |
自身免疫病 |
免疫监视 |
识别清除异常突变和病毒感染细胞 |
肿瘤发生和病毒持续感染 |
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免疫的现代概念是
A.机体消除和杀灭自身突变细胞
B.机体排除抗原性异物的过程,对机体都是有利的
C.机体清除衰老、变异细胞的功能
D.机体识别和排斥抗原性异物的功能
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| 『正确答案』D
『答案解析』免疫的现代概念是机体识别和排斥抗原性异物的功能。
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免疫系统包括
A.胸腺、骨髓、淋巴结、脾脏、扁桃体
B.免疫组织、免疫细胞
C.中枢免疫器官、外周免疫器官
D.免疫器官、免疫细胞、免疫分子
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| 『正确答案』D
『答案解析』免疫系统包括免疫器官、免疫细胞、免疫分子。
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关于脾脏叙述不正确的是
A.贮存血液的器官
B.免疫应答的基地
C.淋巴细胞定居场所
D.中枢免疫器官
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| 『正确答案』D
『答案解析』脾脏属于外周免疫器官。
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