家庭診療/免疫和免疫反應(yīng)

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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(xué)
  - 免疫系統(tǒng)解剖
  - 免疫系統(tǒng)的組成
  - 免疫和免疫反應(yīng)
  - 自身免疫反應(yīng)

免疫系統(tǒng)包含復(fù)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(xì)胞、中性粒細(xì)胞和補(bǔ)體。它們對所有外來物都有相似的反應(yīng)，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(shí)，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(xué)習(xí)對遇到的每一種新抗原反應(yīng)。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(diǎn)是其學(xué)習(xí)、適應(yīng)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(xì)胞的長壽使這種可能性存在。淋巴細(xì)胞再次遇到抗原時(shí)，它們對這種抗原產(chǎn)生快速、充分的特異性反應(yīng)。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(yù)防疾病的原因。例如，要預(yù)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(shí)，免疫系統(tǒng)查找記憶庫，發(fā)現(xiàn)了該病毒的藍(lán)圖，并很快激活相應(yīng)的防御機(jī)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(gè)系統(tǒng)直接或通過細(xì)胞因子(信使)相互作用、相互影響，很少一個(gè)刺激只激活一個(gè)單一的反應(yīng)。幾個(gè)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，其中一些可協(xié)同作用，偶爾可相互沖突。然而，所有的反應(yīng)都圍繞三個(gè)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(yīng)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(xì)胞是主要抗原遞呈細(xì)胞，其他細(xì)胞如B淋巴細(xì)胞等也可遞呈抗原。

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

T淋巴細(xì)胞有兩種主要亞基，分別與兩類主要組織相容性復(fù)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(xì)胞如何識別抗原

T淋巴細(xì)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(xì)胞才能被識別，這里給出示意圖。

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

2．抗原遞呈細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞)吞噬抗原。

3．抗原遞呈細(xì)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(fù)合物連接并散在分布于細(xì)胞膜表面。

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

T淋巴細(xì)胞識別抗原

動員

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

T淋巴細(xì)胞通過T細(xì)胞受體被激活時(shí)，產(chǎn)生幾種細(xì)胞因子來協(xié)助募集其他淋巴細(xì)胞，這樣就放大了免疫反應(yīng)。細(xì)胞因子也可激活非特異性免疫防御。因此，細(xì)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(xì)胞、中性粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞來完成。

如果不能完全清除入侵者，特殊細(xì)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(gè)感染不能被完全清除的例子；引起結(jié)核的細(xì)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(xì)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(xì)菌就開始繁殖。

機(jī)體防御各種入侵者的方式是不同的。細(xì)胞外微生物相對容易防御；免疫系統(tǒng)動員防御機(jī)制加強(qiáng)巨噬細(xì)胞和其他細(xì)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(xì)胞內(nèi)微生物)所用的攻擊方式是完全不同的。

有包膜的細(xì)胞外微生物

有些細(xì)菌在它們的細(xì)胞壁外有一層包膜，以防止巨噬細(xì)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(yīng)是使B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抗體對抗包膜?？贵w也可中和某些細(xì)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(xì)菌-抗體單位稱為一個(gè)免疫復(fù)合物。免疫復(fù)合物又連接到巨噬細(xì)胞的受體上。這種連接促進(jìn)巨噬細(xì)胞消化細(xì)菌。免疫復(fù)合物也可激活補(bǔ)體級聯(lián)，這樣使巨噬細(xì)胞識別和消化免疫復(fù)合物更容易。

無包膜的細(xì)胞外微生物

有些細(xì)菌僅有一層細(xì)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(dāng)無包膜的胞外細(xì)菌侵入體后，巨噬細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、細(xì)胞因子和補(bǔ)體級聯(lián)立即進(jìn)入活化狀態(tài)。

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

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

細(xì)胞內(nèi)微生物

某些微生物，如結(jié)核菌，在細(xì)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(jìn)入細(xì)胞才能存活。當(dāng)它們被巨噬細(xì)胞攝入時(shí)，這些微生物在細(xì)胞內(nèi)形成稱為吞噬小體或吞噬溶酶體的保護(hù)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(shí)，MHC可能粘附一些細(xì)菌的片段。當(dāng)這些MHC-Ⅱ類分子轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜表面時(shí)，已含有外來物的肽段。這種含有肽段的MHC就能被T淋巴細(xì)胞識別。T淋巴細(xì)胞通過釋放細(xì)胞因子對抗原片段作出反應(yīng)，細(xì)胞因子也激活巨噬細(xì)胞。這種作用導(dǎo)致在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生新的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)使巨噬細(xì)胞在胞內(nèi)殺死微生物。

有些細(xì)胞因子促進(jìn)抗體產(chǎn)生?？贵w有助于防御胞外微生物的進(jìn)攻，但它們對胞內(nèi)感染無能為力。

病毒是另一種必須進(jìn)入細(xì)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(yùn)到稱為粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，這是細(xì)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(dāng)MHC-Ⅰ類分子裝配時(shí)，它可能與病毒的肽段結(jié)合并一起轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞膜表面。

某種T淋巴細(xì)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(shí)，通過細(xì)胞膜發(fā)出信號激活抗原特異性T淋巴細(xì)胞，它們大部分發(fā)育成殺傷T細(xì)胞。與自然殺傷細(xì)胞不同的是，殺傷T細(xì)胞只能殺傷被激活它的特異性病毒所感染的細(xì)胞。例如，殺傷T細(xì)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(fù)?其原因就在于機(jī)體需要這么長的時(shí)間才能啟動殺死流感病毒的殺傷T細(xì)胞。