固有免疫细胞及其应答医学免疫学第三版龚非力

固有免疫生技13-1班

黄朝梅获得性免疫(AcquiredImmunity)适应性免疫(AdaptiveImmunity)特异性免疫(SpecificImmunity)固有免疫(InnateImmunity)天然免疫(NaturalImmunity)非特异性免疫(NonspecificImmunity)种系发育，进化形成生来具备，应答迅速非特异性抗感染免疫也参与特异性免疫

固有免疫应答，亦称固有免疫（innateimmunity）、天然免疫（naturalimmunity）或非特异性免疫（nonspecificimmunity），是指机体在种系发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功能，构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。

特点：其结构由遗传决定，个体出生时即具备；作用范围广，并非针对特定抗原，属非特异性免疫；无免疫记忆性。第一节参与固有免疫的组分屏障结构效应细胞效应分子皮肤黏膜屏障内部屏障血-脑屏障、血-胎屏障、血-胸腺屏障物理屏障、化学屏障、生物屏障补体溶菌酶细胞因子抗菌肽其他效应因子NO、ROI、CRP及白三烯等巨噬细胞NK细胞树突状细胞固有免疫样淋巴细胞γδT细胞、NKT细胞和B1细胞其他效应细胞肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性细胞等皮肤粘膜屏障内部屏障物理屏障化学屏障生物屏障血-脑屏障血-胎屏障血-胸腺屏障（一）屏障结构（一）屏障结构1.皮肤粘膜屏障（1）物理屏障：上皮细胞，肠蠕动，呼吸道上皮纤毛摆动，液体冲洗等（2）化学屏障:黏膜和皮肤的附属器产生的含有多种杀菌和抑菌物质的分泌液。（3）生物屏障:正常菌群的拮抗作用2.内部屏障（1）血-脑屏障：由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和包在壁外的星形胶质细胞所形成的胶质膜共同组成。

结构致密，能阻挡血液中病原微生物及其他大分子物质进入脑组织及脑室，从而保护中枢神经系统.（2）血-胎屏障：由母体子宫内膜的底蜕膜和胎儿绒毛膜滋养层细胞共同构成，可阻止母体内病原微生物进入胎儿，保护胎儿免遭感染。（3）血-胸腺屏障：由连续的毛细血管内皮，上皮网状细胞及内皮外完整基膜，血管周围和巨噬细胞等组成。主要作用是限制大分子抗原物质进入胸腺实质。（二）固有免疫分子１.补体２.溶菌酶３.细胞因子４.抗菌肽：防御素（defensin）５.其他效应分子：ＮＯ，ＲＯＩ，ＣＲＰ等1.补体

抗体产生前后，经过不同途径被活化，溶菌，抗感染。活性片段发挥效应。介导超敏反应和自身免疫病的发生。2.溶菌酶来源于吞噬细胞，是一种不耐热的碱性蛋白质，存在于各种体液、外分泌液和吞噬细胞溶酶体中。1.能够裂解G+菌胞壁的关键组分肽聚糖，从而使细胞溶解。2.革兰阴性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。补体活化的水解片段的生物学效应1.C3b、C4b和iC3b均是重要的调理素。2.C3a、C5a和C5b67具有趋化作用。3.C3a和C5a与相应受体结合后，可激发肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放组胺等生物活性介质，产生致炎作用。3.细胞因子机体受微生物感染后，激活的细胞可产生多种细胞因子，发挥非特异性效应。作用为致炎、趋化炎症细胞、激活免疫细胞、诱导细胞毒及抑制病毒复制等。4.抗菌肽

具有广谱杀菌作用,大多数对G+菌有较强的杀灭作用,有些则对G-菌和G+菌均起作用。对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用。防御素（defensin）最具代表性。5.其他效应分子

其他重要的固有免疫的免疫分子还有一氧化氮（NO）、活性氧（ROI）、C-反应蛋白（CRP）及白三烯等。防御素（defensin）最具代表性。主要作用于某些细菌和有包膜病毒。机制：1.破坏细菌胞壁或病毒包膜，导致细胞内外物质交换失控，病原体死亡。2.可诱导病原生物产生自溶酶，干扰DNA和蛋白质合成。3.诱生细胞因子和趋化因子，发挥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。

近期发现，防御素α某些压型可阻止病毒复制（三）固有免疫细胞

固有免疫细胞主要包括吞噬细胞（中性粒细胞、巨噬细胞）、树突状细胞（DC）、NK细胞、固有免疫样淋巴细胞（γδT细胞、NKT细胞和B-1细胞）、肥大细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、上皮细胞等。吞噬细胞phagocytes单核吞噬细胞系统（MPS）中性粒细胞Mononuclearphagocytesystem

neutrophils

单核细胞（Mon）巨噬细胞（Mφ）

monocytemacrophage

第一节吞噬细胞吞噬细胞包括中性粒细胞和单核-巨噬细胞，对入侵的微生物产生快速应答．单核-巨噬细胞（普通光镜）单核细胞体积较大，核蹄状（透射电镜）高尔基体发达、线粒体丰富，内含溶酶体颗粒（扫描电镜）巨噬细胞粘附于玻璃表面单核/巨噬细胞的生物学特征

1.黏附特性

单核/巨噬细胞可做变形运动，对玻璃和塑料表面有很强的黏附能力，且此特性体外培养细胞可将其与淋巴细胞分离。2.表面特征表面标志：MHC分子、黏附分子等。参与细胞黏附、对颗粒抗原的摄取和提呈、介导相应配体触发的跨膜信号转导等。表面受体：补体受体、Fc受体、细胞因子受体、模式识别受体（PRR）3.产生多种生物活性物质

单核/巨噬细胞是体内具有最活跃生物学活性的细胞之一，可产生、分泌100余种生物活性物质。单核巨噬细胞既具有固有免疫功能，亦可以参加适应性免疫两个杀伤系统氧依赖性杀菌系统

氧非依赖性杀菌系统（pH、溶菌酶、防御素）乳酸降低PH值；溶菌酶破坏G+菌细胞壁；防御素（defensin）破坏细菌胞壁或包膜ROI系统（反应性氧中间物系统）巨噬细胞产生活性氧O-2、OH-、H2O2、1O2

杀灭病原体RNI系统（反应性氮中间物系统）巨噬细胞产生一氧化氮合成酶催化L-精氨酸生成NO，由NO杀灭病原体1.参与机体免疫防御及免疫自稳

（1）抗感染（尤其是胞内寄生菌与某些病毒感染）：

MΦ通过受体识别摄取了病原体后，通过两个系统对病原体杀伤：单核/巨噬细胞的主要生物学作用识别ROI系统RNI系统病原体等抗原性异物的消化和清除被杀死消化的病原体，在吞噬溶酶体内多种水解酶对病原进一步消化降解，大部分降解产物通过胞吐作用排出胞外。

部分产物被加工为小分子肽段与MHC分子结合,被MΦ细胞提呈，启动特异性免疫（适应性免疫）。（2）免疫自稳MΦ可吞噬和清除代谢过程中不断产生的衰老、死亡或恶变细胞，从而维持内环境稳定。（3）抗肿瘤

活化的巨噬细胞在肿瘤形成的早期可杀伤肿瘤细胞并抑制肿瘤生长。2.加工提呈抗原，启动特异性免疫应答

巨噬细胞是专职的抗原提呈细胞（APC）。其可将外源和内源性抗原加工处理，呈递给T细胞识别，通过两个活化信号使T细胞活化。3.调节免疫应答

活化的MΦ能分泌多种活性分子，如IL-1、IFN-、

TNF-、IL-12，IL-8、IL-10、TGE-β等，促进或抑制免疫应答。4.介导炎症反应感染部位组织细胞产生细胞因子，MΦ的细胞因子受体，这些受体被吸引募集到达感染局部并被活化，增强了其吞噬杀菌力。活化的MΦ又能分泌各种炎症介质。单核巨噬细胞参与的免疫病理1.超敏反应2.过度炎症反应导致机体损伤3.促进某些胞内寄生菌与病毒感染4.肿瘤相关巨噬细胞的作用第二节树突状细胞

(DC)广泛分布于脑以外的全身组织和脏器，数量极少，仅占外周血单个核细胞的1%。（分布广、数量少）

树突状细胞(dendriticcell，DC)是由美国学者Steinman于1973年发现的，因其成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名。DC是目前所知的机体内功能最强的抗原提呈细胞，最大的特点是能够刺激初始T细胞(naiveTcell)进行增殖，与此相比，M、B细胞仅能刺激已活化的或记忆性T细胞。可由骨髓中髓样干细胞和淋巴样干细胞分化而来，分为髓系DC（MDC）、淋巴系DC（LDC）或浆细胞样DC（pDC）。浆细胞样DCDC细胞的来源未成熟DC：高表达吞噬相关受体低表达MHCⅠ/MHCII类分子低表达协同刺激分子成熟DC：低表达吞噬相关受体高表达MHCⅠ /MHCII类分子和协同刺激分子DC的生物学特征（P84表8-3）摄取加工抗原能力强，提呈抗原，激活T细胞能力弱。摄取加工抗原能力弱，提呈抗原，激活T细胞能力强。DC细胞的主要生物学作用1.抗原的摄取、加工与提呈

DC是一大类重要的专职APC，虽在体内的数量较少，但其抗原提呈能力远强于M，B细胞等其他APC。2.免疫调节

DC可分泌多种细胞因子参与免疫功能调节，如人DC分泌IL-1、IL-1、IL-8、IFN-

、TNF-和GM-CSF等，DC还可分泌多种趋化因子，介导其他免疫细胞的趋化作用。3.参与诱导中枢与外周免疫耐受

参与胸腺内T细胞的阳性选择和阴性选择、免疫耐受的诱导和免疫记忆的维持。第三节.自然杀伤细胞（NK细胞）自然杀伤细胞(naturalkillercell)是一类无TCR和BCR（即无需抗原预先致敏）的能直接杀伤某些靶细胞、胞质中含许多大的嗜苯胺颗粒的大颗粒淋巴细胞（largegranularlymphocyte,LGL）。来源：骨髓中淋巴样祖细胞分布：主要分布于外周血和脾脏目前将CD3-、CD56+、CD16+淋巴样细胞鉴定为NK细胞NK细胞生物学功能1.细胞毒作用NK细胞杀伤效应机制：1.释放穿孔素/颗粒酶（1）穿孔素：在钙离子存在的条件下，可在靶细胞的细胞膜上形成多聚穿孔素“孔道”，使水和电解质迅速进入细胞内，导致靶细胞崩解死亡。（2）颗粒酶（丝氨酸蛋白酶）：可循穿孔素在靶细胞上形成的孔道进入靶细胞，通过激活凋亡相关的酶系统而导致靶细胞凋亡。2.Fas/FasL途径活化后NK细胞（FasL）＋靶细胞（Fas）→形成Fas三聚体→胞浆内的死亡结构域相聚成簇→与Fas相关死亡结构域蛋白结合→募集和激活caspase8→caspase8级联反应导致靶细胞凋亡。穿孔素/颗粒酶途径颗粒Fas/FasL途径颗粒酶穿孔素穿孔素形成的孔洞级联反应凋亡3.分泌TNF-α

TNF-α＋靶细胞（I型TNF受体）结合→形成TNF-R三聚体→胞浆内的死亡结构域相聚成簇→激活caspase8→导致靶细胞凋亡。4.抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用

（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxity,ADCC）NK细胞（IgGFc受体、FcγRШ），识别杀伤与IgG抗体特异性结合的肿瘤或病毒感染细胞。2.分泌细胞因子

NK细胞具有强大的分泌细胞因子的能力，是机体IFN-γ的主要来源，还可大量分泌其他因子。3.免疫调节

活化的NK细胞通过杀伤效应或分泌多种细胞因子而对免疫应答发挥正负调节作用。NK细胞杀伤活性的调节活化性或激活性受体调控NK杀伤活性

KIRNCRMHCⅠ靶细胞—+不杀伤NK

KIRNCRMHCⅠ靶细胞—+杀伤NK固有免疫样细胞（ILL）包括B-1细胞、T细胞和NKT细胞。1.γδT细胞γδT细胞是指表达γδ型TCR的T细胞，其成熟分化属于胸腺非依赖途径。γδT细胞主要分布于粘膜和上皮组织细胞间，在外周血也有少量分布。γδT细胞具有抗感染、抗肿瘤和免疫调节作用。2.NKT细胞表达NK细胞谱系特异性标志（NK1.1或CD56）和T细胞谱系特异性标志TCR-CD3复合体的细胞称NKT细胞。在胸腺中发育成熟，主要定居于肝脏和脾脏。其TCR缺乏多样性、抗原识别谱窄，可识别不同靶细胞表面CD1分子提呈的脂类抗原和糖脂类抗原，且不受MHC的限制。主要生物学功能：非特异性杀伤肿瘤、病毒或胞内寄生菌感染的靶细胞；分泌细胞因子如IL-4、IFN-γ、MCP-1α／β等参与免疫调节和炎症反应。3.B1细胞

B1细胞即细胞表面表达CD5分子的B细胞，来源于骨髓外，在个体发育过程中出现最早，分泌天然IgM的主要免疫细胞，不发生抗体类别转换，无免疫记忆。第四节固有免疫样细胞第5节其他免疫相关细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞肥大细胞第二节固有免疫应答机制与特点

固有免疫不同于适应性免疫的应答机制和特点，主要表现为识别方式和效应特点。固有免疫与适应性免疫应答特点（P133表13-1）识别方式：泛特异性模式识别效应特点：泛特异性

无需增值分化；作用迅速

无免疫记忆

（一）固有免疫模式识别及其机制１.固有免疫的识别对象——分子模式病原相关分子模式（pathogen

associated

molecular

pattern，PAMP）：固有免疫可识别存在于病原微生物或其产物共有的、高度保守的可被模式识别受体识别结合的特定分子结构，包括：脂多糖（LPS）、磷壁酸（LTA）、肽聚糖（PGN）、甘露糖、细菌DNA、双链RNA和葡聚糖等。

由于PAMP仅来源于病原体，而宿主组织细胞并无此组分，固有免疫系统区别自我和非我的结构标志之一.损伤相关分子模式(damage

associated

molecular

patterns，DAMP）：DAMP系宿主体内因组织损伤而产生的内源性模式分子。2.固有免疫识别方式:模式识别模式识别受体(patternrecognitionreceptor,PRR)：主要指存在于固有免疫细胞表面的一类能直接识别结合病原微生物或宿主凋亡细胞表面的某些共有的特定分子结构受体。PRR两型：膜型，可溶型（分泌型）表13-3主要的PRR及其识别的PAMP巨噬细胞内吞型PRR（1）甘露糖受体（MR）：识别细菌甘露糖、岩藻糖残基，介导吞噬作用（2）清道夫受体(SR)：识别G-菌脂多糖、G+菌磷壁酸、凋亡细胞的磷脂酰丝氨酸，清除血循

环中的细菌（3）Toll样受体（TLR）：

TLR联接天然免疫和适应性免疫PRR的生物学功能:介导吞噬和调理参与活化补体启动细胞内信号转导,促进细胞活化,诱生促炎细胞因子,表达相关膜分子参与抗感染参与超敏反应,自身免疫病及肿瘤发生等(二)固有免疫应答的特点1.快速反应:即刻至96h内2.非特异性与泛特异性3.无细胞增殖,分化与克隆扩增4.维持时间短且无免疫记忆第三节固有免疫的生物学意义一.固有免疫是机体抗感染的第一道防线固有免疫细胞分子在体内分布广泛且反应迅速，抵御细菌、病毒及寄生虫感染，在感染早期未形成特异性免疫的情况下尤为重要。也参与特异性应答的效应阶段。二.固有免疫参与维持机体自稳死亡或受损细胞所释放的DAMP可诱发炎症反应。三.固有