免疫系統(tǒng)是細(xì)胞和可溶性成分相互作用的網(wǎng)絡(luò)，它的功能是識(shí)別"自我"或"非我"。微生物是主要的非我物質(zhì)，但腫瘤，移植物和某些異物(即某些毒素)也屬非我物質(zhì)。為了完成這些任務(wù)，免疫系統(tǒng)具有兩種機(jī)制：非特異性免疫和特異性免疫，它們相互聯(lián)系并互為影響。
非特異性(先天性)免疫
這型免疫是較老的種系發(fā)育的免疫，在出生時(shí)已存在，并不需預(yù)先與抗原物質(zhì)相遭遇，不會(huì)發(fā)展記憶。先天性免疫包括屏障，諸如皮膚；和化學(xué)保護(hù)，如胃酸。它有兩種細(xì)胞成分：(1)吞噬細(xì)胞系統(tǒng)，其功能是攝食和消化吞食的微生物，(2)自然殺傷細(xì)胞(NK)，其功能是殺死一些腫瘤，一些微生物和病毒感染的細(xì)胞(見(jiàn)下文)。可溶性物質(zhì)由補(bǔ)體蛋白，急性反應(yīng)相蛋白和細(xì)胞因子組成。
吞噬細(xì)胞包括中性粒細(xì)胞，單核細(xì)胞(在血中)和巨噬細(xì)胞(在組織中)。巨噬細(xì)胞戰(zhàn)略性地分布在血供組織或腔的內(nèi)表面，如肺泡巨噬細(xì)胞(肺)，Kupf-fer細(xì)胞(肝竇)，滑膜細(xì)胞(關(guān)節(jié)腔)，血管周圍的神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞(中樞神經(jīng)系統(tǒng)襯里)，系膜吞噬細(xì)胞(腎)。
細(xì)胞因子是一些非免疫球蛋白的多肽，由單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞與特異性抗原，非特異性抗原或一些非特異性刺激(如內(nèi)毒素，其他細(xì)胞因子)相互作用應(yīng)答時(shí)所分泌。它們影響著炎癥或免疫應(yīng)答的大小，雖然細(xì)胞因子的分泌可由淋巴細(xì)胞與它的特異性抗原相互反應(yīng)來(lái)啟動(dòng)，而細(xì)胞因子本身并無(wú)抗原特異性，因而它們是先天和獲得免疫的橋梁。
特異性(獲得性)免疫
特異性免疫具有獲得性，適應(yīng)性和記憶的特征。其細(xì)胞成分是淋巴細(xì)胞，可溶性成分是免疫球蛋白。
淋巴細(xì)胞可分為兩個(gè)亞類：胸腺衍生的T細(xì)胞和骨髓衍生的B細(xì)胞。淋巴細(xì)胞呈克隆分布；每個(gè)克隆專一地通過(guò)它的抗原受體識(shí)別特異性抗原，由于抗原的數(shù)量無(wú)限制地多，此特異性似乎使免疫系統(tǒng)處于過(guò)度的負(fù)擔(dān)。通過(guò)淋巴細(xì)胞的抗原受體基因能無(wú)限制地重排，才解決了需提供無(wú)數(shù)專一克隆的困境。
在B細(xì)胞上抗原受體的功能由表面免疫球蛋白(sIgs)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)B細(xì)胞通過(guò)它們表面免疫球蛋白與可溶性抗原結(jié)合后產(chǎn)生一系列的變化(如增殖，分化)，最終分泌免疫球蛋白，這是最終針對(duì)抗原的特異性抗體。目前認(rèn)為在接觸抗原前體內(nèi)抗體譜是由于B細(xì)胞在成熟過(guò)程時(shí)免疫球蛋白基因重排所致。為了理解免疫球蛋白基因重排的性質(zhì)，需了解免疫球蛋白的結(jié)構(gòu)。
免疫球蛋白由2條重鏈和2條輕鏈組成，每條鏈有恒定區(qū)和可變區(qū)。抗原與可變區(qū)相結(jié)合。從基因水平，恒定區(qū)由C區(qū)基因所編碼，輕鏈的可變區(qū)由V和J區(qū)基因所編碼，重鏈可變區(qū)由V，D和J區(qū)基因所編碼。這些胚系基因節(jié)段不連續(xù)地定位在染色體上，可能在B細(xì)胞成熟過(guò)程中才安置在一起。因而，為了合成一個(gè)重鏈，幾個(gè)D節(jié)段中的一個(gè)(至少已鑒定了12個(gè))與6個(gè)J節(jié)段(位于C基因的上游)中的一個(gè)相結(jié)合。這種集合物再與幾百個(gè)(可能有幾千個(gè))V基因節(jié)段中的一個(gè)相結(jié)合，組成一個(gè)能完全轉(zhuǎn)錄免疫球蛋白重鏈的單位。
根據(jù)需要可采用每個(gè)基因的特殊節(jié)段，這樣就有可能得到大量各種不同特異性的免疫球蛋白分子。在接合點(diǎn)(在V，D和J區(qū)間)隨機(jī)加入一些核苷酸，體細(xì)胞點(diǎn)突變以及不精確地加入各種節(jié)段，進(jìn)一步擴(kuò)大潛在的多樣性。目前認(rèn)為在接觸抗原前機(jī)體的抗體譜，由B細(xì)胞在成熟過(guò)程中通過(guò)基因重排產(chǎn)生的多種抗體所形成。
T細(xì)胞并無(wú)表面免疫球蛋白，但可通過(guò)它們主要的識(shí)別工具即T細(xì)胞受體(TCR)和其他一些輔助粘附分子(見(jiàn)下文)識(shí)別抗原。編碼TCR的基因?qū)儆诿庖咔虻鞍椎某易澹慌c免疫球蛋白基因相似，它們也可重組，因而會(huì)得到大量的T細(xì)胞克隆，每個(gè)克隆可應(yīng)答一種特異性抗原。
TCR的抗原結(jié)合部分由2條鏈組成(αβ和γδ)，每條鏈具有一個(gè)恒定區(qū)和一個(gè)可變區(qū)(圖146-1)。與免疫球蛋白不同，TCR的每條鏈可獨(dú)立存在于B細(xì)胞表面。TCR與CD3分子相結(jié)合；這整個(gè)單位稱為TCR，CD3復(fù)合物。雖然TCR鏈由基因重排所決定，且可變，而CD3鏈(至少由5條鏈組成)是不變的，且無(wú)抗原特異性。某些抗CD3抗體經(jīng)不需要抗原的旁路直接激活T細(xì)胞。因而，CD3對(duì)通過(guò)淋巴細(xì)胞膜傳遞激活信號(hào)來(lái)說(shuō)是重要的。淋巴細(xì)胞可藉助于功能或表面標(biāo)志再進(jìn)一步分成一些亞類。www.med126.com
淋巴細(xì)胞亞類可通過(guò)與其表面一定的分子相結(jié)合作出鑒定。這些表面標(biāo)志命名為分化簇(CD)。至今已有166個(gè)CD被鑒定。有關(guān)CD抗原的資料可在國(guó)際網(wǎng)絡(luò)中找到(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/prow)。
主要組織相容性復(fù)體
免疫系統(tǒng)從"非我"中識(shí)別"自我"的能力很大程度上取決于主要組織相容性復(fù)體(MHC)的產(chǎn)物。MHC的基因位于第6號(hào)染色體上，屬于免疫球蛋白基因超家族，并受重組的支配。MHCⅠ類產(chǎn)物由HLA-A，B和C組成；它們分布廣泛，可存在于所有的有核細(xì)胞表面和血小板上。MHCⅡ類產(chǎn)物由HLA-D，DR和DQ所組成；它的產(chǎn)物有限地分布在B細(xì)胞，巨噬細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞，朗格漢斯細(xì)胞和激活的(但不是休止期)T細(xì)胞上。
B細(xì)胞能應(yīng)答可溶性抗原，但T細(xì)胞很少這樣，它僅識(shí)別嵌入MHC分子內(nèi)的抗原；因此T細(xì)胞識(shí)別的是抗原-MHC的復(fù)合物�？乖谔岢手罷細(xì)胞之前，由抗原提呈細(xì)胞完成抗原的處理及與MHC的結(jié)合。抗原提呈細(xì)胞有朗格漢斯細(xì)胞，單核細(xì)胞，巨噬細(xì)胞，濾泡的樹突狀細(xì)胞和B細(xì)胞。雖然其機(jī)制還未完全闡明，似乎抗原經(jīng)處理需成為無(wú)褶疊，降解和片段狀。在處理外源性抗原時(shí)，抗原經(jīng)歷了胞內(nèi)攝取和在溶酶體內(nèi)降解，然后與MHCⅡ類產(chǎn)物相結(jié)合，再轉(zhuǎn)送至細(xì)胞表面。在處理內(nèi)源性抗原時(shí)，胞內(nèi)產(chǎn)生的抗原(如病毒感染)，在溶酶體外側(cè)的稱為proteosomes的細(xì)胞器內(nèi)，經(jīng)歷了降解，所產(chǎn)生的肽被轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(RER)轉(zhuǎn)送至粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。一旦這些多肽在RER，它們?cè)谵D(zhuǎn)送至細(xì)胞表面前與MHCⅠ類產(chǎn)物相結(jié)合。由于CD4和CD8分子作為輔助的粘附分子起著作用，可分別與Ⅰ類或Ⅱ類MHC相結(jié)合，因此，了解抗原與MHCⅠ類或Ⅱ類產(chǎn)物相結(jié)合顯得很重要。T細(xì)胞受體與MHC/抗原的結(jié)合不足以使T細(xì)胞激活，還需存在共刺激信號(hào)；這種第二信號(hào)是由T細(xì)胞表面的CD28與抗原提呈細(xì)胞上的CD80或CD86相作用所致。缺少CD28與CD80，CD86的反應(yīng)可使T細(xì)胞成為無(wú)能或耐受(圖146-1)。
細(xì)胞因子
雖然最適宜的T細(xì)胞應(yīng)答需細(xì)胞緊密地接觸，T細(xì)胞和單核細(xì)胞所分泌的細(xì)胞因子能影響近端或遠(yuǎn)處的T細(xì)胞應(yīng)答。細(xì)胞因子與細(xì)胞表面特異性的受體起反應(yīng)，以自分泌或旁分泌方式起作用。
細(xì)胞因子能分成幾個(gè)組，包括干擾素(α，β和γ)，腫瘤壞死因子(α和β)，白細(xì)胞介素(IL-1至IL-18)，轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子和促紅細(xì)胞生成的集落刺激因子(CSF)。對(duì)于大多數(shù)細(xì)胞因子的來(lái)源和主要作用，見(jiàn)表146-1。
雖然不同的細(xì)胞因子和它們的作用通常分開列出，但重要的需記住在免疫應(yīng)答時(shí)細(xì)胞因子相協(xié)調(diào)，前后或相制約地起著作用；如IL-1能誘導(dǎo)IL-2的分泌。IL-2，IL-4和IL-6能協(xié)調(diào)地衍生細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞。而IL-4和IFN-γ對(duì)誘導(dǎo)B細(xì)胞上MHCⅡ類抗原的表達(dá)和IgE的分泌相互間起著抵消的作用。
幾種免疫應(yīng)答會(huì)同時(shí)協(xié)調(diào)產(chǎn)生以及免疫系統(tǒng)過(guò)度應(yīng)答均可從一些白細(xì)胞介素受體的結(jié)構(gòu)得到很好的解釋。IL-2受體由α，β和γ3條鏈組成。當(dāng)3條鏈均表達(dá)可產(chǎn)生高親和力的IL-2受體；β和γ鏈的表達(dá)僅見(jiàn)于中等親和力的IL-2受體；然而1條α鏈的表達(dá)僅見(jiàn)于低親和力受體。近年來(lái)已發(fā)現(xiàn)IL-2受體γ鏈的突變或去除是性連嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷癥的分子學(xué)基礎(chǔ)(SCID)。值得注意的是，IL-2受體α或β鏈的突變并不會(huì)造成SCID(至少在動(dòng)物模型)。此種明顯的不符是因?yàn)镮L-2受體的γ鏈也是IL-4，IL-7，IL-9和IL-15受體復(fù)合物的一部分，此鏈現(xiàn)稱之為共有γ鏈(γc)。IL-15受體與IL-2受體共有β和γc鏈。IL-13受體的α鏈與IL-4受體的α鏈相同。IL-3，IL-5和GM-CSF受體都有一條相同的β鏈。
趨化因子是一組新的細(xì)胞因子，它們可使白細(xì)胞亞類趨化和移行。趨化因子有4個(gè)亞類，它們可根據(jù)分子中最初2個(gè)半胱氨酸殘基間插入的氨基酸數(shù)加以確定。趨化因子的一些受體可作為人免疫缺陷病毒進(jìn)入單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞的共同受體。
