宿主防御机制

作者:Larry M. Bush, MD, FACP, Charles E. Schmidt College of Medicine, Florida Atlantic University;
Maria T. Vazquez-Pertejo, MD, FACP, Wellington Regional Medical Center
Reviewed ByBrenda L. Tesini, MD, University of Rochester School of Medicine and Dentistry
已审核/已修订 修改的 7月 2024
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看法 进行患者培训

宿主应对感染的防御机制包括

(参见免疫系统概述。)

抵抗感染的天然屏障

皮肤

皮肤通常能阻止微生物入侵,除非发生破损(例如,节肢动物咬伤、外伤、静脉置管或手术切口)。以下情况例外:

粘膜

许多粘膜都浸泡在具有抗菌特性的分泌物中。例如,宫颈粘液、前列腺液和泪液中含有溶菌酶,它能分解细菌细胞壁中的胞壁酸键(尤其对革兰阳性菌有效);革兰阴性菌因其外膜的脂多糖而受到保护。

局部分泌物还包括免疫球蛋白,主要是IgG和分泌型IgA,能阻止微生物附着于宿主细胞;以及结合铁的蛋白质,对许多微生物来说都是必不可少的。

呼吸道

呼吸道拥有上气道滤器。如果侵袭性微生物到达支气管树,纤毛上皮会将其从肺脏转运出去。咳嗽也有助于清除病原体。如果微生物达到肺泡,肺泡巨噬细胞和组织细胞会将其吞噬。 然而,防御功能可以被大量病原体攻克,也可因空气污染(如香烟烟雾)、保护机制受到干扰(如气管内插管、气管切开)或先天缺陷(如囊性纤维化)而失效。

胃肠道

胃肠道屏障包括酸性胃液和胰酶、胆汁、肠液的抗菌活性。

蠕动和肠上皮细胞正常脱落能清除微生物。若蠕动减缓(如因服用颠茄或阿片类生物碱等药物),清除延迟会延长某些感染病程,例如症状性志贺菌病艰难梭菌性结肠炎

受损的胃肠道防御机制可能使患者易患特定感染(例如,胃酸缺乏易患 沙门氏菌, 弯曲杆菌, 和 艰难梭菌 感染)。

正常肠道菌群能抑制病原体,但抗生素导致的菌群改变可导致固有致病微生物(如沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌)过度生长、艰难梭菌过度生长并形成毒素,或通常为共生微生物(如白色念珠菌)引起的双重感染。

泌尿生殖道

泌尿生殖道屏障包括男性较长的尿道(20cm),女性阴道的酸性环境,肾髓质的高渗状态和尿液尿素浓度。

肾脏还产生和分泌大量Tamm-Horsfall黏蛋白,可与特定细菌结合,并促进其无害de排出(1)。

天然屏障参考

  1. 1.Wu TH, Li KJ, Yu CL, Tsai CY. Tamm-Horsfall Protein is a Potent Immunomodulatory Molecule and a Disease Biomarker in the Urinary System. Molecules.2018;23(1):200.Published 2018 Jan 22.doi:10.3390/molecules23010200

非特异性免疫反应(先天免疫反应)

细胞因子(包括白细胞介素-1、白细胞介素-6、肿瘤坏死因子-α和干扰素-γ)主要由巨噬细胞和活化淋巴细胞产生,可介导与病原微生物无关的急性期反应。这种反应包括发热和骨髓中的中性粒细胞产生增加。内皮细胞也分泌大量的白介素-8,能吸引中性粒细胞聚集。

炎症反应介导免疫系统的组分到达损伤或感染部位,途径如下:增加局部血供和血管通透性,允许趋化肽、中性粒细胞和单核细胞游走出血管腔。

微生物的蔓延因吞噬细胞(如中性粒细胞和巨噬细胞)的吞噬作用而被限制。吞噬细胞通过趋化作用被吸引到微生物处并吞噬微生物,同时释放吞噬性溶酶体内容物以帮助破坏微生物。吞噬细胞产生氧化性产物如过氧化氢来杀死其吞噬的微生物。如果中性粒细胞出现了数量不足或质量问题,则可导致反复感染迁延难愈(如慢性肉芽肿病),且对抗菌药物反应迟缓。相应的病原体中以葡萄球菌、革兰阴性菌和真菌为常见。

特异性免疫反应(适应性免疫反应)

感染后,宿主可合成一系列抗体,亦即被称作免疫球蛋白的糖蛋白复合物,与特定微生物抗原表位相结合。抗体通过吸引宿主白细胞和激活补体系统协助清除感染性微生物。

补体系统通常通过经典途径破坏感染微生物的细胞壁。补体也可以在某些微生物表面通过替代途径被激活。

抗体也可促进一些称作调理素的物质(如补体蛋白C3b)在微生物表面沉积,进而促进吞噬作用。调理作用对于清除有被膜微生物如肺炎球菌、脑膜炎球菌相当重要。

宿主基因因素

对于许多病原体,宿主的基因组成影响宿主的敏感性和疾病最终的发病率和死亡率。例如,缺少终末补体成分(C5至C8,或者C9)的患者对由奈瑟菌属(如脑膜炎球菌、淋球菌)引起的感染的易感性增加。

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