固有免疫与黏膜免疫医学PPT

免疫应答之四：固有免疫,1,2,概念及特点,固有免疫（innate immunity ）也称非特异性免疫（non-specific immunity ）,是生物在长期种系进化过程中形成的一系列防御机制。固有免疫系统主要由组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。特点：与生俱来；通过遗传获得；在抗感染中发挥作用早，但对病原体的作用非特异性；无免疫记忆性；构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线,是适应性免疫应答的基础。,屏障结构固有免疫的效应分子固有免疫的效应细胞,3,第一节参 与固有免疫的组分,4,固有免疫系统 固有免疫屏障：种间、皮肤和内部屏障结构 主要：补体系统、细胞因子、急性期蛋 白、溶菌酶、抗菌肽等 固有免疫分子 其它：胃酸、蛋白溶解酶（泪，唾 液、血浆、组织液中），乳 酸和脂肪酸（汗液）等。 固有免疫细胞： 吞噬细胞、树突状细胞、T 细胞、NK细胞、NKT细胞、B1细 胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和 嗜酸性粒细胞等。,一、屏障结构1. 皮肤黏膜屏障,机体抵御微生物侵袭的第一道防线。物理屏障 皮肤的多层鳞状上皮、黏膜上皮细胞。化学屏障 皮肤汗腺分泌的不饱和脂肪酸；胃酸；呼吸道、消化道分泌黏液中的溶菌酶和抗菌肽；正常菌群分泌的抗菌物质。生物学屏障 共生菌的作用。,5,6,皮肤及黏膜的屏障功能,2. 内部屏障血-脑屏障（blood-brain barrier) 由软脑膜、脉络丛的毛细血管壁和包在壁外的星形胶质细胞形成的胶质膜组成。能阻挡微生物和大分子物质进入脑脊液或脑组织，从而保护中枢神经系统。,7,8,血-胎屏障 (blood-placenta barrier) 由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成。可防止母体内病原生物进入胎儿体内，从而保护胎儿免受感染。,血-胸屏障 (blood-thymus barrier) 由连续的毛细血管内皮、内皮外完整基膜、上皮网状细胞和血管周隙和巨噬细胞等组成的屏障结构。,9,二、固有免疫的效应分子,1. 补体在感染早期，补体可以通过甘露糖凝集素途径和替代途径而被活化，并介导溶菌反应。抗体产生以后，补体经经典途径被激活，发挥抗感染效应。补体活化或可以产生多种活性片段，发挥趋化（ C3a、C5a ）、调理（C3b）及促炎（C3a、C5a）等效应。,10,11,12,13,2. 溶菌酶(lysozyme)为不耐热的碱性蛋白质，由吞噬细胞分泌，存在于血液、唾液及尿液中。可以水解G+菌细胞壁中N-乙酰葡糖胺与N-乙酰胞壁酸之间的-1,4糖苷键，从而使细菌溶解。G-菌由于在其肽聚糖外还有LPS和脂蛋白包裹，所以对溶菌酶不敏感，但在相应抗体或补体存在的条件下，也可被溶菌酶溶解破坏。激活补体并促进吞噬。,14,3. 细胞因子 病原体感染机体后，可刺激免疫细胞和感染的组织细胞产生多种细胞因子，引起炎症反应，发挥抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等作用。 IL-1、IL-6、TNF-等为重要的促炎因子IFN-、IFN-可以抑制病毒复制IFN- 可以促进巨噬细胞吞噬IL-12 可以激活NK细胞,15,4. 抗菌肽 （防御素）广谱杀菌作用：多数抗菌肽对革兰阳性菌具有较强的杀灭作用，一些抗菌肽对革兰阴性菌也具有杀伤效应。广谱抗病毒作用：对DNA或RNA病毒均具有明显的抑制作用。抗真菌活性：抗菌肽可使真菌形态发生改变，或通过抑制其线粒体能量合成发挥抗真菌作用。,16,17,防御素（defensin）可破坏细菌细胞膜的完整性，导致细胞内外物质交换失控，细菌死亡。可诱导病原生物产生自溶酶，干扰DNA和蛋白质合成。通过致炎和趋化作用增强吞噬细胞对病原生物的吞噬杀伤作用。,防御素,18,- 防御素的作用机制：,与病原体带负电的成分(LPS、磷壁酸、病毒胞膜脂质等)相互作用，导致膜通透性增高及膜结构破坏，导致病原体死亡；刺激自溶酶产生，干扰DNA/蛋白质合成；致炎和趋化作用，并可诱导IL-8、白三烯、IL-6等产生。,19,5. 其它效应分子 NO、白三烯、反应性氧中介物（ROI）及C-反应蛋白（C-reaction protein）。,20,固有免疫的效应细胞,吞噬细胞树突状细胞NK细胞T细胞NKT细胞B1细胞肥大细胞,21,第二节 固有免疫的应答机制与特点,22,一、固有免疫的模式识别及其机制,23,24,1. 固有免疫识别的对象-分子模式,（1）病原相关分子模式,病原相关分子模式（PAMP） 病原微生物及其产物共有的保守结构，统称为病原相关分子模式（pathogen associated molecular pattern, PAMP）。模式识别受体（PRR） 固有免疫细胞表达的、识别PAMP的受体，统称为模式识别受体(pattern-recognition receptor), 又称为模式识别分子(PRM)。,25,损伤相关分子模式（damage associated molecular pattern, DAMP）:宿主体内因组织损伤而产生的内源性模式分子。感染、应激、无菌性炎症、坏死、凋亡及氧化糖基化修饰均可导致组织损伤，死亡或损伤细胞内的成分一旦释放到胞外或胞外基质成分降解，即形成DAMP。,26,（2）损伤相关分子模式,2.固有免疫识别的方式模式识别 固有免疫细胞通过模式识别受体识别病原微生物及其产物。 模式识别受体的特征： 胚系基因编码，多样性有限； 非克隆表达（同一类细胞所表达的PRR具有相同的特异性）； 介导快速生物学反应。,27,PRR的分类（1）分泌型PRR,28,（2）细胞膜型PRR,29,（3）胞内型PRR,30,TOLL样受体（Toll-like receptor）,最初在果蝇体内发现的一种膜蛋白，可抵御感染。,31,哺乳动物固有免疫细胞可表达其胞外段与Toll同源的蛋白，故被称为Toll样受体（Toll-like receptor, TLR）。TLR 主要分布在淋巴组织、白细胞和单核细胞/巨噬细胞等细胞表面（TLR3、TLR7、TLR8、TLR9位于胞内）。非淋巴组织不同程度的也表达TLR。,32,主要TLR及其识别的PAMP,33,TLR可以单独、组合或依赖其他辅助蛋白而识别各种结构的PAMP，从而诱导某些免疫分子表达和IL-1、IL-8及TNF-等炎性细胞因子的产生，在清除病原体及炎性反应中发挥重要作用。,34,35,36,TLR可通过激活抗原提呈细胞而参与启动特异性免疫应答。,PRR 的生物学功能 介导吞噬和调理作用； 参与激活补体； 诱生炎性细胞因子，表达相关膜分子； 参与抗感染。,37,二、 固有免疫的应答特点,38,快速反应泛特异性无细胞增殖、分化与克隆扩增维持时间短且无免疫记忆,固有免疫应答与适应性免疫应答特点的比较,39,三、固有免疫的生物学意义,固有免疫是机体抗感染的第一道防线固有免疫参与维持自稳固有免疫参与的免疫病理固有免疫参与特异性免疫应答的启动 1. 参与特异性免疫应答的启动 （1）参与抗原加工与提呈：巨噬细胞和树突状细胞,40,41,（2）提供T细胞活化的第二信号 T细胞活化需要双信号： TCR识别抗原肽-MHC复合物产生第一信号。抗原提呈细胞与T细胞表面共刺激分子作用提供第二信号。,42,（3）产生细胞因子参与Th细胞活化 TLR启动的胞内信号可诱导细胞因子（IL-12、趋化因子等）的产生，从而参与Th细胞活化、增殖和定向。,43,2. 参与特异性免疫应答的效应阶段（1）参与体液免疫效应 补体激活的终末效应均为形成膜攻击复合物，从而发挥溶菌、溶细胞作用，补体活化产生的C3a、 C5a为过敏毒素。肥大细胞与嗜碱性粒细胞参与I 型超敏反应巨噬细胞和NK细胞参与ADCC作用中性粒细胞和血小板参与III型超敏反应,44,（2）参与细胞免疫 单核细胞/巨噬细胞是参与T细胞应答效应阶段的主要固有免疫细胞。3. 调节特异性免疫应答（1）影响特异性免疫应答的类型Th1与Th2型应答,45,体液免疫与细胞免疫 NK细胞可以释放IL-2、IFN-等增强T细胞的功能，而显著抑制B细胞的分化及产生抗体。（2）影响特异性免疫应答的强度 微生物佐剂可显著增强特异性免疫应答：上调固有免疫细胞分泌某些细胞因子（IL-12、IL-4等）增强体液免疫应答。,46,本章小结,固有免疫：概念，特点固有免疫的组成屏障结构：外部（皮扶、黏膜）内部（血脑、血胎、血胸、血睾），免疫分子：补体，溶菌酶、细胞因子、抗菌肽（防御素）、其它，免疫细胞。固有免疫应答机制与特点机制：模式识别 PAMP，PRR，DAMP，特点：多样性有限，非克隆表达，反应快速，维持时间短无免疫记忆固有免疫的生物学意义第一道防线，参与维持自稳，参与的免疫病理，参与特异性免疫应答的启动,思考题,固有免疫与适应性免疫应答的关系怎样？,第十四章 免疫应答之五：黏膜免疫Mucosal Immune System,49,No Response(Tolerance),Response(Immune Activation),mucosal barrier,50,50,黏膜免疫系统（mucosal immune system）：- 黏膜上皮组织及分泌物 - 黏膜相关淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue, MALT）：器官化淋巴组织，弥散的免疫细胞 - 栖息（正常）微生物群 (commensal flora),51,第一节 黏膜免疫系统概述,52,52,53,一、黏膜相关淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue, MALT）指呼吸道、胃肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的无被膜淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyers patches，PP）及阑尾等。,54,肠黏膜相关淋巴组织 （Gut-associated lymphoid tissue ,GALTs ): 集合淋巴结 （Peyers patches，PPs) 孤立淋巴滤泡（Isolate lymphoid follicles, ILFs) 肠系膜淋巴结（mesenteric lymphnode, MLN ) 弥散免疫细胞：固有层淋巴细胞（lamina propria lymphocyte, LPL), 上皮内淋巴细胞（intraepithelial lymphocyte, IEL),55,56,鼻相关淋巴组织（Nasal-associated lymphoid tissue ,NALTs): 淋巴细胞位于鼻咽和软腭鳞 状上皮下，可直接接触空气和食物中的抗原。滤 泡内以B细胞为主。 支气管相关淋巴组织(Bronchus-associated lymphoid tissue, BALTs),解剖学特征直接接触，不连续分布，与分界相通，通透性2.功能特征选择性应答，生理性炎症状态,二、黏膜免疫系统的特征,第二节 黏膜免疫系统的屏障作用,58,- 物理屏障 - 化学屏障 - 生物屏障 栖息微生物群,一、MLS的物理屏障功能黏液层屏障：物理阻隔，共生菌栖息，IgA储存库上皮细胞屏障,二、MLS的化学屏障功能蛋白水解酶抗感染效应分子三、MLS的生物屏障功能共生菌，模式识别,61,一、参与黏膜免疫的淋巴细胞上皮内淋巴细胞 (Intraepithelial lymphocyte,IEL) A型、B型固有淋巴细胞（lamina propria lymphocyte, LPL)主要为T细胞,62,第三节 黏膜免疫应答的特点,IEL (Intraepithelial lymphocyte),63,主要为T淋巴细胞，少量NK、NKT. 小肠CD8+T 细胞为主. CD8TCRT 细胞为特殊粘膜T细胞 T 数量多 NK（NKG2D)识别IEC表达的 MIC A/B NKT 识别 CD1提呈的脂类抗原,粘膜相关不变 T 细胞: - TCR不变，高异质性。 识别MHCI关联分子MR1 对肠道结核、伤寒、金葡菌敏感。 - CD8-CD4- TCR或 CD8TCRT - MHC-related 1 ( MR1)限制性T细胞,固有层淋巴细胞（LPL),64,多数 CD4+ T、47+ Tm,IgA+IgG+/IgM+/ B细胞,二、黏膜免疫应答的特点APC摄取抗原的特点借助M细胞转运，跨越上皮屏障摄取.黏膜细胞免疫应答的特点IEL：A型直接杀伤，B型杀伤和调节LPL：生理性炎症.黏膜体液免疫应答的特点IgA的产生与转运，IgA：阻断、抵御、中和、调节,4. 黏膜免疫效应的“扩散”黏膜淋巴细胞在全身MLS内循环共同黏膜免疫系统,黏膜相关淋巴细胞的定居和再循环,肠道黏膜的小血管-MALT-受抗原刺激后-区域LN(如肠系膜LN)-胸导管-血液流至全身-肠道黏膜的小血管-重新进入MALT。MALT淋巴细胞特定的再循环及其选择性地分布是由淋巴细胞homing receptors和黏膜表面细胞的 addressin 介导，因此，黏膜区域的抗原刺激引发的抗体应答主要限于MALT局部。,67,黏膜相关的淋巴细胞归巢,T、B 细胞表面47 与 PP/LP HEV MadCAM-1、PNAd、 VCAM-1参与T、B细胞归巢 至PP 或LP。 T、B 细胞表达CCR9 与 EC 表面CCL25结合， 参与T、B 细胞定居于LP。 IEL细胞表面E7 与 E