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先天性免疫

作者: Peter J. Delves, PhD, University College London, London, UK

先天性(天然)免疫的命名来源于其天生存在,不需要通过入侵者暴露而获得。因此它可以对外来细胞产生即刻反应。然而,它对所有外来细胞都产生一样的反应。它们仅能识别有限的外来细胞物质(抗原),尽管这些抗原可见于很多不同细胞。固有免疫不会对侵入者产生记忆,因此不会对将来的感染产生长期的保护作用。

参与固有免疫的白细胞包括:

  • 单核细胞(可分化为巨噬细胞)

  • 中性粒细胞

  • 嗜酸性粒细胞

  • 嗜碱性粒细胞

  • 自然杀伤细胞

每种类型都有其独特的功能。补体系统和细胞因子也参与固有免疫。

巨噬细胞

巨噬细胞来源于一种被称为单核细胞的白细胞,在单核细胞从血流进入组织后转化为巨噬细胞。单核细胞在出现感染时进入组织。在感染部位,经过大约8个小时,单核细胞明显增大,并在细胞内产生颗粒,而成为巨噬细胞。其颗粒中充满了杀伤和消化细菌和其他外来细胞的酶和其他物质。巨噬细胞驻留组织中。它们吞噬细菌、外来细胞和受损及死亡细胞。(细胞消化微生物、其他细胞或细胞碎片的过程被称为吞噬作用,产生消化作用的细胞被称为吞噬细胞。)

巨噬细胞分泌一些物质趋化其他白细胞到感染部位。它们可以帮助T细胞识别入侵者而参与获得性免疫。

中性粒细胞

中性粒细胞是血流中最常见的白细胞类型,是构成机体抵御感染的第一道免疫防线的细胞之一。它们吞噬细菌和其他外来细胞。中性粒细胞包含一些颗粒,可以释放酶来辅助杀伤和吞噬这些细胞。

中性粒细胞在血液中循环,必须在接受信号时才能离开血流进入组织。这种信号来自于细菌本身、补体蛋白或者受损组织,所有这些都会产生吸引中性粒细胞到达感染部位的物质。(吸引细胞的过程被称为趋化)。

中性粒细胞还释放物质,导致周围组织产生纤维。这些纤维可以捕获细菌,以防止它们播散,并使它们易于被破坏。

嗜酸性粒细胞

嗜酸性粒细胞可以吞噬细菌,同时也对过大而不能被吞噬的外来细胞起作用。嗜酸性粒细胞含有颗粒,当遇到外来细胞时可以释放酶和其他毒性物质。这些物质还可以在靶细胞膜上打孔。

嗜酸性粒细胞在血流中循环。然而,它们抵御细菌的作用弱于中性粒细胞和巨噬细胞。它们的主要功能可能是与寄生虫结合,将其固定并杀伤。

嗜酸性粒细胞还有助于杀伤恶性肿瘤细胞。它们还产生化学物质,参与炎症反应和过敏反应(见 过敏反应概述 : 症状)。过敏、寄生虫感染或哮喘的病人通常血流中嗜酸性粒细胞升高。

嗜碱性粒细胞

嗜碱性粒细胞不吞噬外来细胞。它们含有充满组胺(参与免疫反应的物质)的颗粒。当嗜碱性粒细胞遇到过敏原(导致过敏反应的抗原)会释放组胺。组胺会增加受损组织的血流。嗜碱性粒细胞可以释放物质趋化中性粒细胞和嗜酸性粒细胞到受损部位。

自然杀伤细胞

自然杀伤细胞被称为“自然”杀手是因为一旦它们形成就有杀伤能力。自然杀伤细胞与异物细胞结合,释放酶和其他物质,损伤外来细胞的外膜。自然杀伤细胞杀伤某些微生物、恶性肿瘤细胞和病毒感染的细胞。因此,自然杀伤细胞是抵御病毒感染第一道防线的主要组成部分。

自然杀伤细胞还可以产生细胞因子,调节T细胞、B细胞和巨噬细胞的某些功能。

树突状细胞

树突状细胞遍布于皮肤、淋巴结和机体组织。多数树突状细胞吞噬抗原并将之破坏为碎片(被称为抗原处理),使辅助T细胞可以识别抗原。树突状细胞将抗原呈递给淋巴结的T细胞。

另一类型的树突状细胞——滤泡树突状细胞——将与抗体结合在一起的未处理的(完整的)抗原(抗体-抗原复合物)呈递给B细胞。

当抗原被呈递给T细胞和B细胞后,T细胞和B细胞被活化。

补体系统

补体系统由超过30种序列作用(一种蛋白质激活另一种)的蛋白质组成。这种序列作用被称为补体瀑布。补体蛋白质在固有免疫和获得性免疫中有很多功能:

  • 直接杀伤细菌

  • 通过与细菌结合而帮助破坏细菌,并使细菌容易被中性粒细胞和巨噬细胞识别和吞噬

  • 趋化巨噬细胞和中性粒细胞到受累部位

  • 导致细菌簇集

  • 中和病毒

  • 帮助免疫细胞记忆特异入侵者

  • 促进抗体形成

  • 增强抗体效用

  • 帮助机体清除免疫复合物,后者由结合与异物(抗原)和死亡细胞的抗体组成。

细胞因子

细胞因子是免疫系统的信使。白细胞和免疫系统的其他细胞在识别抗原后会产生细胞因子。

有很多种不同的细胞因子,对免疫系统的不同部分产生影响。有些有刺激活性。它们刺激某些白细胞成为更有效的杀伤细胞,并趋化其他白细胞到达作用位点。其他细胞因子有抑制活性,帮助终止免疫反应。有些细胞因子被称为干扰素,可以干扰病毒的复制。细胞因子还参与特异的免疫作用。