2.补体 补体(complement system, Cs)是人或动物体液中正常存在的一组与免疫相关并具有酶活性的球蛋白。其生物活性主要表现在:溶菌、杀菌及细胞毒效应,免疫调理作用,免疫黏附作用,中和病毒及阻止病毒对靶细胞的吸附与穿入,炎症介质作用等。
3.细胞因子 细胞因子(CK)是指由免疫细胞和某些非免疫细胞经刺激而合成、分泌的一类生物活性物质。其化学结构上多属小分子多肽或糖蛋白。如由淋巴细胞产生的IL-2、IL-3、IFN-γ、TNF-β、GM-CSF等,由单核巨噬细胞产生的IL-1、IL-6、TNF-α、G-CSF等。细胞因子具有多向性(pleiotropy)、过剩性(redundancy)、协同性(synergy) 、拮抗性(antagonism) 及级联性(cascade induction)等主要共同特性。细胞因子通过与细胞膜上细胞因子受体(CKR)结合而发挥生物学效应。其生物学作用包括参与免疫应答与免疫调节、刺激造血功能及神经-内分泌-免疫网络中细胞因子作为免疫细胞的递质作用等。
4.粘附分子 粘附分子(adhesion molecule, AM)是一类介导细胞与细胞、细胞与细胞外基质(extracellular matrix, ECM)间黏附作用的膜表面糖蛋白。包括选择素家族、粘蛋白家族、整合素家族、免疫球蛋白超家族、钙离子依赖的细胞粘附素家族以及其它尚未归类的如CD44和CD36分子等。它们主要的生物学作用包括:参与免疫细胞发育和分化,参与免疫应答和免疫调节,参与炎症反应,参与淋巴细胞再循环,参与调节免疫细胞的凋亡。
5.白细胞分化抗原 白细胞分化抗原是不同谱系白细胞(还包括血小板、血管内皮细胞等)在正常分化成熟的不同阶段以及活化过程中,出现或消失的细胞表面标记。国际上将不同实验室用单克隆抗体识别的同一分化抗原归为一个分化群(cluster of differentiation, CD)。CD大多数是穿膜蛋白或糖蛋白,少数是糖类半抗原,有些是以糖基磷脂酰肌醇连接方式锚定在细胞膜上。功能上CD可作为受体或配体,在细胞相互识别、黏附、应答、调控等方面发挥作用。
6.主要组织相容性复合体(MHC) 机体参与排斥反应的抗原系统多达20个以上,其中凡能引起强而迅速排斥反应的抗原称为主要组织相容性抗原,它包括多个系列,组成复杂的抗原系统。编码这一系统的基因位于同一染色体片段上,是一组紧密连锁的基因群,称为主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)。主要组织相容性抗原也称MHC分子,人类主要组织相容性抗原因首先在白细胞表面被发现而称为人白细胞抗原(human leucocyte antigen, HLA)。人类的MHC,即编码HLA的基因群称为HLA复合体。MHC分子直接参与APC对内源性或外源性抗原的处理和加工;在TCR特异性识别APC所提呈的抗原肽过程中,必须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子,才能够产生T细胞激活的信号。
三、免疫应答
免疫应答(immune response, Ir)是指机体免疫系统受抗原刺激后,淋巴细胞特异性识别抗原分子,发生活化、增生、分化或无能、凋亡,进而表现出一定生物学效应的全过程。其最基本的生物学意义是识别“自己”与“非己”,并清除“非己”的抗原性物质,以保护机体免受抗原异物侵袭。
(一) 免疫应答的基本过程和主要特征
Ir的基本过程包括抗原呈递识别阶段、增殖分化阶段及效应阶段。其主要特征有特异性、多样性、记忆性、专一性、自限性与识别性等。
(二) 体液免疫应答
体液免疫应答是B细胞介导的特异性免疫应答。其应答的分子机制与所识别的抗原有关。B细胞对胸腺依赖性抗原的识别、活化及应答需要TH细胞辅助。B细胞对胸腺非依赖性抗原(如某些细菌多糖、多聚蛋白质等)免疫应答的特点是胸腺非依赖性抗原可直接激活未致敏的B细胞,而无需抗原特异性T细胞的辅助。主要生物学意义:抗体与抗原结合中和毒素、病毒及抗化脓菌的作用,激活补体发挥杀菌、溶菌效应,自然杀伤细胞(natural killer cell, NK)等发挥依赖性抗体细胞介导细胞ADCC杀伤靶细胞及病原菌感染细胞。
(三) 细胞免疫应答
参与细胞免疫应答的细胞分为两大类:抗原特异性免疫应答细胞包括释放细胞因子的CD4+TH细胞和CD8+细胞毒T细胞;非特异性细胞有NK细胞、巨噬细胞及DC等。其中在T细胞介导的应答过程中,T细胞通过TCR特异性识别APC所提呈的MHC分子-抗原肽复合物需要两个激活信号。T细胞激活后,胞外刺激信号传递至胞内,进而活化转录因子,随即使相关因子活化。细胞免疫应答的主要效应功能是清除细胞内感染的细菌与病毒、杀伤肿瘤细胞和变性的靶细胞、介导迟发性超敏反应、同种移植排斥反应等。
四、免疫调节
免疫调节(immune regulation)是指在免疫应答过程中,各种免疫细胞和免疫分子相互促进和制约,构成正负作用的网络结构,并在遗传基因控制下实现免疫系统对抗原的识别和应答。 机体是一个有机的整体,通过神经内分泌免疫网络的双向调节来保持机体内环境的稳定(图13-2)。
图13-2 神经内分泌免疫系统的双向调节
第二节 外科感染免疫
机体抵抗病原微生物感染的免疫机制主要包括特异性免疫与非特异性免疫。而感染的发生、演变及转归是与机体免疫力和病原微生物致病力相互消长有关。不同种类的病原体其结构、生物学特性、致病因素各异,故机体抵御不同微生物侵袭的免疫学机制虽有其共性,亦各有其特性。
一、细菌感染免疫
病原菌突破机体的防御功能进入体内立足定居,生长繁殖,引起不同程度的病理过程,称之为细菌感染。细菌的感染可诱发机体免疫应答,进而发生免疫保护或免疫病理作用。
(一) 非特异性抗菌免疫
非特异性抗菌免疫是指人类在长期发育进化中建立起来的针对多种细菌的系列天然防御功能。机体的皮肤、黏膜构成了一道天然防御屏障;细菌一旦突破屏障结构进入机体,体内的粒细胞、单核细胞等各种吞噬细胞和体液中的杀菌物质如补体等对病原菌具有天然杀伤作用。
(二) 特异性抗菌免疫
特异性抗菌免疫是指机体在生活过程中与细菌及其毒素等抗原物质接触后自动产生或被动输入免疫效应物质后所获得的免疫力。其特点是具有明显的针对性,它主要是通过抗体和致敏淋巴细胞介导而发挥作用。不同细菌因其抗原结构和致病物质各异而其致病机制与激发机体产生的免疫应答形式也各不相同。
1.胞外菌感染的免疫 葡萄球菌、链球菌、肺炎球菌等感染机体后,主要停留在细胞外的血液、淋巴液、组织液中繁殖致病,它们称之为胞外菌。其机体免疫是以吞噬细胞的吞噬、补体的溶菌及特异性抗体为主。
2.胞内菌感染的免疫 结核杆菌、布氏杆菌、麻风杆菌等感染机体时,往往侵入并在细胞内繁殖,故称为胞内菌感染。机体的免疫主要是靠T细胞介导的细胞免疫来完成,它对机体清除胞内菌引起的慢性感染尤为重要。
3.毒素免疫 细菌外毒素可刺激机体产生抗毒素,它主要是IgG和SIgA,都能中和外毒素,与外毒素结合形成免疫复合物可被吞噬细胞吞噬而降解清除。用外毒素脱毒制成类毒素可进行人工计划免疫。少量内毒素可激活B细胞产生多克隆抗体、促进T细胞成熟及激活巨噬细胞和NK细胞活性,还可诱生免疫调节因子,故适量内毒素可增强机体的非特异性免疫作用。此外,内毒素的一些成分具有免疫原性,可刺激机体产生IgG和IgM,这些抗体可用于G-细菌脓毒血症的治疗。