第14章固有免疫系统及其介导的应答幻灯片

固有免疫系统及其介导的应答(第14章，P119)[目的要求]1.掌握单核巨噬细胞的识别受体(PRR、调理性受体)及相应配体(PAMP)；2.掌握单核巨噬细胞的生物学功能；3.掌握NK细胞的特征、杀伤靶细胞机制及功能；4.掌握NK细胞的受体及其对杀伤作用的调节；5.熟悉屏障结构、固有免疫分子的功能；6.熟悉固有免疫与适应性免疫的关系；7.熟悉固有免疫应答的作用时相。非特异免疫应答(天然免疫应答/固有免疫应答)特异免疫应答(获得性免疫应答/适应性免疫应答)6-10天抗原性异物生来即有，泛特异性，无记忆性后天获得，高度抗原特异性，免疫记忆机体:应答Response固有免疫系统固有免疫系统(innateimmunesystem)——是生物体在长期种系进化过程中逐渐形成的天然免疫体系，主要由组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。▽组织屏障▽固有免疫细胞▽固有免疫分子体内屏障：血-脑屏障阻挡血液中的病原体进入脑组织和脑室。软脑膜脉络丛的毛细血管壁包在壁外的星型胶质细胞内部屏障:血-胎屏障（基蜕膜）绒毛膜滋养层细胞母体子宫内膜的基蜕膜胎儿的绒毛膜滋养层细胞防止母体内病原体和有害物质进入胎儿体内。二、固有免疫细胞及其作用▽吞噬细胞：中性粒细胞、单核/巨噬细胞▽淋巴细胞：NK细胞、γδT细胞、B1细胞、

NKT细胞▽树突状细胞▽肥大细胞▽嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞外周血中各种白细胞的比例免疫细胞占白细胞总数百分比(%)中性粒细胞60-70淋巴细胞20-35单核细胞3-8嗜酸性粒细胞1-3嗜碱性粒细胞0.2树突细胞0.1-1(一)模式识别受体和病原相关模式分子A.概念PRR----是指存在于吞噬细胞和树突状细胞等多种细胞膜表面、胞内器室膜上和血清中的一类能够直接识别病原体及其产物或宿主凋亡细胞和衰老损伤细胞表面某些共有特定分子结构的受体。(patternrecognitionreceptor,PRR)

B.种类主要包括甘露糖受体、清道夫受体和Toll样受体。

1.模式识别受体模式识别受体a.甘露糖受体(mannosereceptor,MR)

b.清道夫受体(scavengerreceptor,SR)

能识别细菌、真菌等细胞壁糖蛋白和糖脂分子末端的甘露糖和岩藻糖残基。可识别G-菌脂多糖(LPS)、G+菌磷壁酸、衰老细胞表面的乙酰化低密度脂蛋白、凋亡细胞重要标志——磷脂酰丝氨酸。

c.Toll样受体(Tolllikereceptor,TLR)人类TLR有(TLR1-11)，表达于单核-巨噬细胞表面的有TLR2和TLR4。

TLR2识别的配体:G+菌肽聚糖、磷壁酸、脂蛋白、脂肽和分枝杆菌的阿拉伯甘露糖脂和酵母菌的酵母多糖等。TLR4识别的配体:G-菌脂多糖、G+菌磷壁酸、HSP60等。2.病原相关模式分子A.概念PAMP----即PRR识别结合的配体，是指某些病原体及其产物所共有的、高度保守的、可被模式识别受体(PRR)识别结合的特定分子。(pathogenassociatedmolecularpattern,PAMP)B.种类G-菌的脂多糖、G+菌的肽聚糖和脂磷壁酸、分枝杆菌和螺旋体的脂蛋白和脂肽、细菌和真菌的甘露糖，细菌或病毒非甲基化CpGDNA和病毒RNA等。C.特点PAMP通常只在病原微生物分布,而不存在于宿主细胞表面,是病原体及其产物所共有的、高度保守的特定分子结构；是固有免疫泛特异性识别的分子基础。(二)吞噬细胞单核/巨噬细胞----大吞噬细胞

中性粒细胞----小吞噬细胞中性粒细胞(neutrophil)血液中:单核细胞(monocytes)

组织器官中:巨噬细胞(macrophages,)

血液中的小吞噬细胞,具有强大的吞噬、杀菌能力，是非特异性免疫的重要组成部分。肝脏—库普弗细胞；CNS（中枢神经系统—小胶质细胞；骨—破骨细胞；肺—尘细胞单核/巨噬细胞1.巨噬细胞(1)巨噬细胞表面受体①模式识别受体(PRR)PRR——PAMP：介导对病原体的吞噬②调理性受体(FcR,C3bR,C4bR)非调理性受体③细胞因子受体(MCP-1R,,IFN-r受体)调理性受体Fc受体(FcR)IgGFc受体介导的调理作用补体受体介导的调理作用补体受体(CR)(2)巨噬细胞的主要生物学功能1)杀伤清除病原体；3)参与炎症反应；4)加工、提呈抗原，启动适应性免疫应答；2)杀伤靶细胞；5)免疫调节作用。1)杀伤清除病原体①氧依赖性杀菌系统A.反应性氧中间物(ROI):O2-,OH-,H2O2和1O2等。

②氧非依赖杀菌系统B.反应性氮中间物(RNI):NO吞噬体:酸性环境、溶菌酶、防御素等2)杀伤肿瘤和病毒感染细胞

▽巨噬细胞是专职抗原处理及提呈细胞3)加工、提呈抗原，启动适应性免疫应答。▽外源性抗原→抗原肽-MHCII分子复合物→CD4+▽内源性抗原→抗原肽-MHCI分子复合物→CD8+▽经膜融合使溶酶体内容物直接进入靶细胞；▽直接释放蛋白水解酶、溶细胞素和TNF-等杀伤靶细胞；▽ADCC效应。感染局部产生巨噬细胞炎症蛋白（MIP-1/)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)募集、活化；活化进一步分泌（MIP-1/)、MCP-1、IL-8、IL-1促炎因子(直接引起炎症)4)参与和促进炎症反应趋化因子5)免疫调节作用INF-r、IL-12、IL-18，促进Th1分化；IL-10抑制M、NK活化，下调APC表达MHCII类分子和B7分子。INF-r可上调APC表达MHC分子，促进抗原提呈；活化巨噬细胞可分泌多种细胞因子，发挥免疫调节:2.中性粒细胞(neutrophil)▽中性粒细胞(即血液中的小吞噬细胞），占血液白细胞总数的60%~70%,产生快,存活期短(2~3天)。▽溶酶体中含有髓过氧化物酶、碱(酸)性磷酸酶、溶菌酶、防御素等——具有强大杀菌能力。▽表达多种趋化因子受体(IL-8R)、PRR、调理性受体——具有很强的趋化和吞噬能力，可迅速穿越血管内皮细胞进入感染部位，吞噬杀伤病原体(包括调理、ADCC)。

(三)自然杀伤细胞

(naturalkillercell,NK细胞)1.概述

▽NK细胞来源于骨髓淋巴样干细胞。▽是不同于T、B细胞的第三类淋巴细胞，它们不表达特异性抗原识别受体，在其胞浆内有许多嗜苯胺颗粒，故又称为大颗粒淋巴细胞。▽NK细胞无须抗原预先致敏即可直接杀伤某些靶细胞。immediateeffect将TCR-、mIg-、CD56+、CD16+淋巴样细胞鉴定为NK细胞。ANKcellattachedtoatargetcell(TC)(1)穿孔素/颗粒酶作用途径2.NK细胞杀伤靶细胞的机制(2)Fas和FasL作用途径

(3)TNF-α与TNFR-I作用途径FasL/Fas(CD95)→caspase级联反应→靶细胞凋亡TNF-α/TNFR-I→caspase级联反应→靶细胞凋亡——与CTL杀伤机制相同，无特异，但有ADCC作用3.NK细胞杀伤活化受体和杀伤抑制受体(1)识别HLA-I类分子的活化受体或抑制性受体

NK细胞可杀伤病毒感染细胞和突变的肿瘤细胞，而对宿主正常组织细胞一般无细胞毒作用，即具有识别正常自身组织细胞和体内异常组织细胞的能力。NK细胞受体：杀伤细胞活化受体

+杀伤细胞抑制受体

(2)识别非HLA-I类分子的活化性受体①识别配体：组织细胞表面的HLA-I类分子。(1)识别HLA-I类分子的NK细胞受体

②按结构分类：

A.杀伤细胞免疫球蛋白样受体

(killerimmunoglobulin-likereceptor,KIR)B.杀伤细胞凝集素样受体

(killerlectin-likereceptor,KLR)

A.杀伤细胞免疫球蛋白样受体(KIR)如KIR2D、KIR3D，属Ig超家族成员，为跨膜糖蛋白，其胞外段可识别自身HLAI类分子。根据其胞内段是ITAM或ITIM，从而发挥活化或抑制作用。

B.杀伤细胞凝集素样受体(KLR)

如CD94/NKG2A、CD94/NKG2C，属C型凝集素家族，胞外段可识别自身HLAI类分子。根据其胞内段是ITAM或ITIM，从而发挥活化或抑制作用。①识别配体:(2)识别非HLA-I类分子的活化性受体某些肿瘤细胞和病毒感染细胞表面异常或高表达，而在正常组织细胞表面缺失或低表达的膜分子。

②功能：活化性受体

NK细胞可通过此类杀伤活化受体选择性杀伤肿瘤和病毒感染的靶细胞，而对正常组织细胞不起作用。

③识别非HLAI类分子的活化性受体举例A.NKG2D----MICA/B

MIC

A/B是一种HLAI类样分子，但不是MHCI类分子，其主要表达于乳腺癌、卵巢癌、结肠癌、胃癌和肺癌等上皮肿瘤细胞表面，而在正常组织细胞表面水平很低或缺失。MHCI类链相关分子(MHCclassIchain-relatedmoleculesA/B,MICA/B)B.自然细胞毒性受体

(naturalcytotoxicityreceptors,NCR)

NCR为NK细胞特有标志，也是NK细胞表面主要的活化受体。其配体目前还不清楚。a.NKp46、NKp30----表达于不同分化阶段的NK细胞表面；

NCR包括：b.NKp44----是活化NK细胞的特有标志。4.NK细胞活性的调节

A.生理条件下，抑制性受体占主导地位，即NK细胞的抑制性受体识别自身组织细胞表面HLA-I类分子后，可启动抑制性信号的转导，而使活化性受体功能受到抑制，表现为NK细胞不能杀伤自身正常细胞。B.病理情况下，如某些病毒感染细胞和肿瘤细胞表面HLA-I类分子表达下降或缺失，抑制性受体因其无配体结合而丧失负调控作用，此时活化性受体即可发挥作用，导致NK细胞活化，进而对病毒感染细胞或肿瘤细胞产生杀伤作用。

(1)杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞5.NK细胞的功能(2)介导抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)

(3)免疫调节作用NK杀伤靶细胞NK靶细胞(antibodydependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC)抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(ADCC)ADCC——IgG的Fab特异性结合靶细胞(病毒感染细胞或肿瘤细胞)表面的抗原表位，其Fc段与杀伤细胞(如NK细胞、单核巨噬细胞等)表面的Fc受体结合，抗体作为桥梁，介导杀伤细胞直接杀伤靶细胞。

1.嗜碱性粒细胞(basophil)和肥大细胞(mastocyte)嗜碱性粒细胞占血液白细胞总数0.2%肥大细胞则存在于黏膜和结缔组织中，而不存在于血循环中嗜碱性粒细胞肥大细胞(四)其他固有免疫细胞细胞胞质中均有嗜碱性颗粒均表达高亲和力IgEFc受体(FcεRI)肝素、组胺和过敏性嗜酸性粒细胞趋化因子等I型超敏反应

2.嗜酸性粒细胞(eosinophil)占血液白细胞总数的1%-3%胞浆内含粗大的嗜酸性颗粒具有趋化作用和一定的吞噬杀菌能力(抗寄生虫免疫)；具有阻抑炎症反应的作用生物学作用:释放组胺酶和芳基硫酸酯酶等，灭活肥大细胞脱颗粒释放的组胺和白三烯

三、固有免疫分子及其主要作用▽补体系统▽细胞因子▽抗菌肽及酶类物质1.补体系统▽感染早期，抗体尚未产生时，通过旁路途径和MBL途径激活补体系统，产生溶菌或溶细胞作用，发挥第一道防御功能。▽生物学作用:溶菌/细胞作用趋化/致炎作用(C3a、C4a、C5a)调理作用(C3b、C4b、iC3b)2.细胞因子▽抗病毒细胞因子:IFN-α/β▽促炎细胞因子:IL-1/6、TNF-α等▽抗肿瘤细胞因子:IFN-γ、TNF、IL-12和GM-CSF等可激活MФ和NK细胞---间接抗肿瘤。TNF---直接抗肿瘤。是可被诱导产生的一类能抗菌的小分子碱性多肽，如a-防御素,对细菌、真菌和某些有包膜病毒有直接杀伤作用。3.其他物质(1)抗菌肽(2)溶菌酶▽不耐热、碱性蛋白。▽存在于各种体液、分泌液和吞噬细胞溶酶体中。▽水解细菌胞壁的肽聚糖，使细菌溶解。(3)乙型溶素▽热稳定、碱性蛋白。▽作用于G+菌的细胞膜,对G-菌无效。▽非酶性破坏。四、固有免疫应答(innateimmuneresponse)固有免疫应答(innateimmuneresponse)----是指机体内固有免疫细胞和固有免疫分子在识别病原体及其产物或体内衰老损伤、畸变细胞等抗原性异物后，迅速活化、有效吞噬杀伤、清除病原体或体内“非己”抗原性异物，产生非特异性防御、监视、自稳等保护作用的过程，又称非特异性免疫应答(non-specificimmuneresponse)。▽固有免疫应答的作用时相▽固有免疫的应答特点▽固有免疫应答与适应性免疫应答的关系(一)固有免疫的应答特点1.通过PRR识别PAMP后被激活产生应答；2.固有免疫应答可通过趋化募集，迅速发挥效应；3.无克隆扩增和分化为效应细胞的过程；4.维持时间短，无免疫记忆；5.固有免疫应答参与适应性免疫，并可通过CK影响适应性应答的类型。(二)固有免疫应答的作用时相1.即刻固有免疫应答阶段▽感染后0~4小时内；▽依靠屏障、中性粒细胞、补体激活等起作用。2.早期诱导的固有免疫应答阶段▽感染后4~96小时内；▽巨噬细胞募集

▽巨噬细胞活化▽B1细胞活化▽NK、NKT、γδT细胞活化

▽绝大多数病原体感染终止于此时相。3.适应