先天免疫

作者:Peter J. Delves, PhD, University College London, London, UK
已审核/已修订 2月 2024
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机体的其中一道防线(免疫系统)涉及穿过血流并进入组织、寻找并攻击微生物及其它入侵者的白细胞。(另见免疫系统概述。)

这层防御具有 2 个组成部分:

先天(自然)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。然而,这些抗原存在于许多不同的入侵者上。先天免疫与获得性免疫不同,不会对入侵者产生记忆,不会记住特异性外来抗原,因此不会对将来的感染产生长期的保护作用。

参与先天免疫的白细胞包括

  • 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。

先天免疫的其它参与者包括

  • 肥大细胞(有时也被认为是一种白细胞)

  • 补体系统

  • 细胞因子

单核细胞和巨噬细胞

巨噬细胞从一个称作单核细胞的白细胞类型发育而来。当单核细胞从血流移至组织时,它们变成巨噬细胞。

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。(所有有这种颗粒的白细胞也被称为粒细胞。) 其颗粒中充满了杀伤和消化细菌和其它外来细胞的酶和其它物质。

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。(细胞吞摄微生物、其它细胞或细胞碎片的过程称作吞噬作用,具有吞噬作用的细胞称作吞噬细胞。)

巨噬细胞分泌一些物质趋化其它白细胞到感染部位。它们还帮助 T 细胞识别入侵者并且因此还参与获得性免疫

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。它们是吞噬细胞,吞噬细菌和其它外来细胞。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。这种信号常来自于细菌本身、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。(利用各种物质吸引细胞到达特异部位的过程称作趋化)。

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它毒性物质。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。它们还产生参与炎症和过敏反应的物质。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。组胺增加受损组织的血流,导致肿胀和炎症

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,释放酶和其它物质,损伤外来细胞的外膜。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。

一些自然杀伤细胞的某些行为方式与获得性免疫反应的 T 细胞类似,因此被称为自然杀伤性 T (NKT) 细胞。

肥大细胞

肥大细胞存在于组织中。它们的功能类似于血液中嗜碱性粒细胞的功能。当遇到过敏原,它们会释放组胺和其它参与炎症和过敏反应的物质。

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:一种蛋白质激活另一种蛋白质,后者激活另一种蛋白质,以此类推以防御感染。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

  • 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它细胞在识别抗原后会产生细胞因子。

存在许多不同的细胞因子,它们影响不同的免疫系统组成部分:

  • 一些细胞因子刺激活性。它们刺激某些白细胞成为更有效的杀伤细胞,并趋化其它白细胞到达作用位点。

  • 其它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。

细胞因子还参与获得性免疫

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