感染的免疫学基础

1/1感染的免疫学基础第一部分宿主防御系统的组成成分 2第二部分先天免疫应答的特征和机制 4第三部分适应性免疫应答的激活和特异性 6第四部分抗原递呈细胞的类型和功能 7第五部分抗体介导的免疫效应 10第六部分细胞介导的免疫效应 13第七部分免疫调节和免疫耐受 15第八部分感染的免疫病理学机制 17

第一部分宿主防御系统的组成成分关键词关键要点【先天免疫系统】，

1.由非特异性机制组成，立即对病原体做出反应。

2.包括物理屏障、化学屏障、细胞因子和抗菌肽。

3.通过模式识别受体（PRR）识别病原体相关分子模式（PAMP）。

【适应性免疫系统】，宿主防御系统的组成成分

自然免疫

*皮肤和粘膜屏障：作为身体的第一道防御线，皮肤和粘膜屏障物理性地阻止病原体进入。

*分泌物：泪液、唾液、胃液和肠液等分泌物中含有抗菌肽和酶，可以中和或破坏病原体。

*炎症：当组织受到感染或损伤时，炎症反应会募集免疫细胞、促进组织修复并清除病原体。

*补体系统：一系列蛋白质组分，通过激活补体级联反应介导病原体裂解、细胞溶解和炎症。

*天然杀伤细胞（NK细胞）：免疫细胞，通过释放穿孔素和颗粒酶，非特异性地杀伤受感染细胞或癌细胞。

适应性免疫

*抗原提呈细胞（APC）：专业免疫细胞（如树突状细胞、巨噬细胞），将抗原处理并呈递给T细胞。

*T细胞：一类淋巴细胞，通过识别抗原和释放细胞因子来协调免疫应答。分为辅助T细胞（Th细胞）和细胞毒性T细胞（Tc细胞）。

*B细胞：一类淋巴细胞，负责产生抗体，通过中和、溶解或标记病原体来介导体液免疫。

*抗体：由B细胞产生的高度特异性的糖蛋白，与特定的抗原结合并将其标记或中和。

*免疫记忆：适应性免疫系统可以记住先前的感染并对后续接触相同病原体做出更快速的反应。

协同作用

*自然免疫和适应性免疫系统协同工作，提供多层防御。

*自然免疫系统提供即刻的非特异性保护，而适应性免疫系统提供针对特定病原体的长期记忆和特异性保护。

*补体系统和抗体在自然免疫和适应性免疫之间发挥桥梁作用。

免疫调节

*免疫调节机制有助于控制免疫反应的强度和持续时间，以防止过度或不恰当的免疫应答。

*免疫调节细胞（如调节性T细胞和髓系抑制细胞）有助于维持免疫稳态和预防自身免疫疾病。

免疫缺陷

*免疫缺陷会导致对感染的易感性增加。

*免疫缺陷可以是先天性的（出生时存在）或获得性的（生命后期获得）。

*免疫缺陷可以影响自然免疫、适应性免疫或两者。第二部分先天免疫应答的特征和机制关键词关键要点主题名称：先天免疫应答的识别机制

1.模式识别受体（PRR）识别病原体相关的分子模式（PAMPs），触发先天免疫反应。

2.PRR包括Toll样受体（TLR）、NOD样受体（NLR）、RIG-I样受体（RLR）和C型凝集素受体（CLR）。

3.不同的PRR识别特定PAMPs，诱导不同的信号通路和下游效应。

主题名称：先天免疫应答的效应机制

先天免疫应答的特征和机制

先天免疫系统是机体对病原体和危险信号的最初反应，具有以下特征：

*非特异性：先天免疫系统识别病原体相关分子模式（PAMPs），而不区分其特定种类。

*快速反应：先天免疫应答在感染后立即发生，无需先行致敏。

*局部性：先天免疫反应主要发生在感染部位。

*保守性：先天免疫系统在整个进化过程中高度保守。

先天免疫应答的机制

先天免疫应答涉及一系列相互作用的机制，包括：

细胞屏障和物理屏障

*皮肤和黏膜：作为物理屏障，防止病原体进入机体。

*胃酸和消化酶：破坏进入胃肠道的病原体。

*咳嗽和打喷嚏：清除呼吸道中的病原体。

细胞内感知受体

*Toll样受体（TLRs）：识别细菌、病毒、真菌和寄生虫的PAMPs。

*NOD样受体（NLRs）：识别胞内病原体释放的PAMPs。

*RIG样受体（RLRs）：识别病毒RNA。

胞质溶胶受体

*cGAS：识别胞内DNA，激活STING通路。

*AIM2：识别胞内DNA，激活caspase-1通路。

下游信号转导途径

细胞内感知受体激活后，会触发下游信号转导途径，包括：

*NF-κB途径：诱导促炎细胞因子和趋化因子的产生。

*MAPK途径：参与炎症反应和细胞死亡。

*干扰素通路：介导抗病毒反应。

效应机制

先天免疫应答效应包括：

*吞噬：巨噬细胞和中性粒细胞吞噬病原体。

*杀伤：自然杀伤（NK）细胞释放穿孔素和颗粒酶，杀死被感染细胞。

*炎症：细胞因子和趋化因子招募炎症细胞到感染部位，促进病原体清除。

*抗病毒反应：干扰素抑制病毒复制。

*补体系统：介导直接杀菌和炎症反应。

先天免疫应答对于抵御感染至关重要，它提供了机体对抗病原体的第一道防线。然而，如果先天免疫反应过度或持续，可能会导致组织损伤和慢性炎症。第三部分适应性免疫应答的激活和特异性适应性免疫应答的激活和特异性

抗原识别和抗原呈递

适应性免疫应答始于抗原识别，抗原是引发免疫应答的外来物质。抗原呈递细胞(APC)摄取并加工抗原，将抗原片段呈递给MHC类II分子。MHC类II分子是位于APC表面的受体，负责将抗原片段呈递给T细胞，后者识别特定抗原片段。

T细胞的激活

T细胞表达T细胞受体(TCR)，TCR识别与MHC类II分子结合的抗原片段。当TCR与抗原-MHC复合物结合时，会触发一系列信号事件，导致T细胞的激活。共同刺激信号（如CD28与B7分子的相互作用）对于T细胞的完全激活也很重要。

B细胞的激活

B细胞表达B细胞受体(BCR)，BCR识别游离的抗原分子。当BCR与抗原结合时，会激活B细胞并触发抗体产生。与T细胞类似，B细胞也需要共同刺激信号（如CD40与CD40L分子的相互作用）才能完全激活。

T细胞-B细胞协作

辅助T细胞（Th细胞）是CD4+T细胞的一个子集，它们对B细胞的激活非常重要。当Th细胞识别由APC呈递的抗原时，它们会释放细胞因子，如IL-4和IL-21，这些细胞因子刺激B细胞增殖、分化为浆细胞和抗体产生。

抗体的产生

浆细胞是B细胞分化而来的效应细胞，专门负责抗体的产生。抗体是高度特异性的蛋白质分子，可以识别特定的抗原。抗体与抗原结合后，可以中和抗原、激活补体系统或靶向抗原至吞噬细胞。

记忆细胞的产生

在抗原清除后，一些激活的T细胞和B细胞会分化为记忆细胞。记忆细胞处于休眠状态，但仍然对特定的抗原保持反应性。当再次遇到相同的抗原时，记忆细胞可以迅速激活并产生更快的免疫应答。

抗原特异性和免疫耐受

适应性免疫应答是高度抗原特异性的，这意味着它专门针对特定的抗原。这种特异性是由TCR和BCR的克隆选择机制控制的。免疫耐受是一种机制，可以防止免疫系统攻击自身的组织。通过正性选择和负性选择，免疫系统会去除自身反应性的T细胞和B细胞，同时保留那些能够识别异己抗原的细胞。第四部分抗原递呈细胞的类型和功能关键词关键要点树突状细胞(DCs)

1.树突状细胞是一种高度专业化的抗原递呈细胞，主要功能是启动和调节免疫应答。

2.树突状细胞分布广泛，存在于皮肤、粘膜、器官和其他组织中，负责捕捉抗原并将其递呈给T细胞。

3.树突状细胞具有独特的形态学特征，包括树突状突起，这些突起增加了它们的抗原捕捉能力。

巨噬细胞

1.巨噬细胞是由单核细胞分化的，它们存在于组织和体液中，负责清除病原体和受损细胞。

2.巨噬细胞具有很强的吞噬能力，能够识别并吞噬外来颗粒，包括抗原。

3.巨噬细胞可以将吞噬的抗原加工并递呈给T细胞，启动适应性免疫应答。

B细胞

1.B细胞负责产生抗体，它们是适应性免疫应答的关键分子。

2.B细胞可以通过B细胞受体识别抗原并将其内化。

3.B细胞可以将内化的抗原加工并递呈给T细胞，并分泌抗体以中和抗原。

NK细胞

1.NK细胞是具有细胞毒性的淋巴细胞，它们能够杀伤受感染和癌变的细胞。

2.NK细胞通过释放细胞毒颗粒和表达穿孔素来介导细胞毒性。

3.NK细胞不需要预先致敏就可以识别和杀伤靶细胞，因此它们参与先天免疫应答。

辅助T细胞

1.辅助T细胞是T淋巴细胞的一种，它们在抗体产生和细胞介导免疫应答中发挥辅助作用。

2.辅助T细胞通过与抗原递呈细胞和B细胞相互作用来激活免疫应答。

3.辅助T细胞可以分泌细胞因子，例如白细胞介素-2(IL-2)，以促进其他免疫细胞的增殖和分化。

调节性T细胞

1.调节性T细胞是一类抑制性T淋巴细胞，它们在维持免疫耐受和预防自身免疫疾病中发挥关键作用。

2.调节性T细胞通过释放细胞因子，例如白细胞介素-10(IL-10)，以及抑制性表面分子来抑制免疫应答。

3.调节性T细胞的失衡与自身免疫疾病和移植排斥的发生有关。抗原递呈细胞的类型和功能

树突状细胞(DCs)

*最专业的抗原递呈细胞(APC)

*在未激活状态下持续巡逻组织，检测病原体模式识别受体(PRR)识别的病原体成分

*摄取抗原并将其加工成肽段，并将其展示在主要组织相容性复合物(MHC)II类分子上

*迁移至淋巴结，在那里与T细胞相互作用，启动适应性免疫反应

巨噬细胞

*多能吞噬细胞，可吞噬病原体和凋亡细胞

*表达MHCII类分子，并在某些情况下也表达MHCI类分子

*可处理并呈递外源性和内源性抗原给T细胞

B细胞

*产生抗体，可以识别和中和病原体

*也可以作为APC，摄取和加工抗原，并在MHCII类分子上将其呈递给T细胞

单核细胞

*循环于血液中的巨噬细胞前体细胞

*可以在组织中分化为巨噬细胞和DCs

朗格汉斯细胞

*存在于皮肤中的DCs亚型

*持续摄取抗原并将其加工成肽段

*在皮下淋巴结中与T细胞相互作用

其他APC

*成纤维细胞

*内皮细胞

*骨髓细胞

APC功能

*抗原摄取和加工：APC通过吞噬作用、胞饮作用或抗原受体介导的摄取机制摄取抗原。然后，它们使用溶酶体蛋白酶将抗原降解成肽段。

*MHC类分子限制：APC在MHCII类分子上呈递外源性抗原，并在MHCI类分子上呈递内源性抗原。MHC分子与T细胞受体(TCR)结合，识别特定抗原。

*共刺激信号：APC表达共刺激分子，如B7-1和B7-2，这些分子与T细胞上的受体结合，提供除了TCR与MHC-肽复合物相互作用之外的第二个信号，从而完全激活T细胞。

*细胞因子产生：APC产生细胞因子，如白细胞介素(IL)-12和IL-23，这些细胞因子有助于调节T细胞反应。

*细胞迁移：APC可以迁移到淋巴结，在那里它们与T细胞相互作用。这对于启动适应性免疫反应是至关重要的。第五部分抗体介导的免疫效应关键词关键要点【抗体介导的细胞吞噬作用】：

1.抗体与抗原结合后，可通过Fc受体与吞噬细胞表面的IgG受体结合，促进吞噬细胞对抗原的吞噬。

2.抗体的Fc区与吞噬细胞表面的Fc受体结合后，可激活吞噬细胞的吞噬功能，增强吞噬细胞对病原体的吞噬和杀伤作用。

3.抗体介导的细胞吞噬作用是机体免疫防御的重要机制，有助于清除感染病原体。

【抗体介导的补体激活】：

抗体介导的免疫效应

1.抗体的结构和功能

抗体是由B淋巴细胞产生的高度特异性糖蛋白，可识别并结合特定抗原。抗体由两个重链和两个轻链组成，每个链都包含可变区和恒定区。可变区赋予抗体对特定抗原的结合亲和力，而恒定区决定抗体的功能效应。

2.抗体介导的免疫效应机制

抗体介导免疫效应主要通过以下几种机制发挥作用：

A.中和

抗体可通过直接结合抗原表面，阻止病原体与细胞受体的相互作用，从而中和病原体的感染能力。

B.调理作用

抗体与病原体表面抗原结合后，可激活补体系统，在病原体表面形成膜攻击复合物（MAC），导致病原体裂解死亡。

C.抗体依赖性细胞介导的细胞毒性（ADCC）

抗体包被病原体表面后，可与具有Fc受体的效应细胞（如自然杀伤细胞）结合，触发细胞释放细胞毒颗粒，杀伤目标细胞。

D.抗体依赖性细胞吞噬作用（ADCP）

抗体与病原体结合后，可与具有Fc受体的吞噬细胞（如巨噬细胞和中性粒细胞）结合，促进病原体的吞噬和杀灭。

3.抗体的不同类型

不同类型的抗体具有不同的功能效应：

A.IgG

IgG是血清中最丰富的抗体类别，具有很强的中和、调理作用和ADCC能力。

B.IgM

IgM是膜结合抗体，在B细胞表面表达。它具有很强的调理作用能力。

C.IgA

IgA主要存在于分泌液中，如唾液、眼泪和母乳。它有助于保护粘膜表面免受感染。

D.IgE

IgE与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的Fc受体结合，触发脱颗粒反应，释放组胺和其他炎性介质。

4.抗体介导的免疫应答的调节

抗体介导的免疫应答受到多种因素的调节，包括抗原的特性、抗体的类型和浓度、以及效应细胞的活性。此外，抗体自身也可通过Fc受体-Fcγ受体的相互作用，调节自身介导的免疫应答。

5.应用

抗体在免疫学中具有广泛的应用，包括：

A.诊断学

抗体用于检测和鉴别病原体感染。

B.治疗学

单克隆抗体可用于治疗各种疾病，如癌症、自身免疫性疾病和感染性疾病。

C.预防学

疫苗利用抗原诱导抗体产生，保护个体免受特定病原体的感染。第六部分细胞介导的免疫效应关键词关键要点细胞毒性T细胞（CTL）的活化

1.CTL识别并杀死被病毒感染的细胞或癌细胞。

2.CTL活化需要抗原提呈细胞（APC）呈现抗原肽MHCI类分子复合物。

3.CTL与APC相互作用后，释放穿孔素和颗粒酶，导致目标细胞裂解。

自然杀伤（NK）细胞的活性

细胞介导的免疫效应

细胞介导的免疫（CMI）是适应性免疫反应的一个分支，由T淋巴细胞（T细胞）和自然杀伤（NK）细胞介导。CMI主要负责防御细胞内病原体，如病毒、某些细菌和真菌，以及癌细胞。

T细胞介导的免疫效应

T细胞分为两大类：辅助性T细胞（Th）和效应性T细胞（Te）。

辅助性T细胞（Th）

*识别抗原呈递细胞（APC）呈递的外来肽。

*分泌细胞因子，激活其他免疫细胞，如巨噬细胞、B细胞和效应性T细胞。

效应性T细胞（Te）

效应性T细胞分为两大类：细胞毒性T细胞（CTL）和辅助性T细胞（Th）。

细胞毒性T细胞（CTL）

*识别被MHCI类分子呈递的内生抗原。

*释放穿孔素和颗粒酶，诱导靶细胞凋亡。

*主要防御病毒感染和癌细胞。

辅助性T细胞（Th）

*识别被MHCII类分子呈递的外生抗原。

*分泌细胞因子，如IFN-γ和IL-2，激活其他免疫细胞。

*主要辅助B细胞产生抗体和激活巨噬细胞。

自然杀伤（NK）细胞

NK细胞是一种大型粒细胞淋巴细胞，识别和杀伤病毒感染的细胞和癌细胞。

NK细胞介导的细胞毒性

*NK细胞表面表达激活性受体，识别靶细胞上的配体。

*释放穿孔素和颗粒酶，诱导靶细胞凋亡。

*调节CMI反应，控制T细胞活化和细胞因子产生。

CMI的机制

CMI效应通过以下机制实现：

*抗原呈递：APC将抗原加工成肽段，并呈递给T细胞识别。

*T细胞激活：T细胞识别MHC-肽复合物后，接受辅助性T细胞的分泌的信息，激活并分化成效应性T细胞。

*细胞溶解：CTL释放穿孔素和颗粒酶，诱导靶细胞凋亡。

*细胞因子释放：辅助性T细胞和NK细胞释放细胞因子，激活其他免疫细胞和调节免疫反应。

CMI在免疫中的作用

CMI在免疫防御中起着至关重要的作用，特别是对以下情况：

*病毒感染：清除被病毒感染的细胞，防止病毒传播。

*细菌感染：激活巨噬细胞和中性粒细胞，增强吞噬和杀菌能力。

*真菌感染：激活免疫细胞，促进真菌的清除。

*癌症：识别和杀伤癌细胞，抑制肿瘤生长。

CMI的调节

CMI反应受到严格的调节，以避免过度反应和自身免疫性疾病。调节机制包括：

*负调控受体：抑制T细胞活化并防止过度反应。

*细胞因子平衡：不同细胞因子之间的相互作用调节CMI强度和方向。

*Treg细胞：抑制T细胞反应，维持免疫耐受。第七部分免疫调节和免疫耐受关键词关键要点免疫调节

1.免疫调节是一种维持免疫系统正常功能的动态过程，它协调免疫反应的激活、终止和稳态。

2.主要免疫调节机制包括细胞因子、免疫细胞表面受体和负调节分子，共同调节免疫反应的幅度和持续时间。

3.免疫调节失衡会引发炎症、自身免疫疾病或免疫缺陷，因此精细调控免疫调节至关重要。

免疫耐受

1.免疫耐受是一种保护机体免受自身免疫攻击的机制，它允许免疫系统识别并抑制针对自身成分的免疫反应。

2.免疫耐受主要通过中央耐受（在免疫器官内发生）和外周耐受（在组织内发生）两种机制实现。

3.免疫耐受的破坏会导致自身免疫疾病，如类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮。免疫调节和免疫耐受

免疫调节是免疫系统维持自身稳态并防止过度炎症反应的关键机制。免疫耐受是一种特定的免疫调节形式，它允许个体对无害抗原产生耐受，从而防止对自身组织的攻击。

免疫调节机制

免疫调节涉及多种机制，包括：

*调节性T细胞（Treg）：这些细胞表达Foxp3等抑制性转录因子，通过抑制效应T细胞和B细胞的活性来抑制免疫反应。

*抑制性受体：这些受体，如CTLA-4和PD-1，在效应T细胞表面表达，与抗原呈递细胞上的相应配体结合，从而抑制T细胞活化。

*抑制性细胞因子：TGF-β和IL-10等细胞因子具有抗炎特性，它们通过抑制效应T细胞和B细胞的增殖和分化来调节免疫反应。

*共刺激信号：这些信号来自抗原呈递细胞并与T细胞表面的共刺激受体结合。缺乏适当的共刺激可以导致T细胞耐受。

免疫耐受类型

免疫耐受分为以下类型：

*中央耐受：在胸腺中建立，涉及对自体抗原反应性T细胞的删除或诱导耐受。

*外周耐受：发生在淋巴组织或组织外，涉及抑制外周效应T细胞或B细胞的反应性。

免疫耐受机制

免疫耐受机制包括：

*抗原缺乏：持续缺乏抗原会导致T细胞耐受，因为T细胞需要与抗原呈递细胞接触才能激活。

*抗原耐受：高剂量抗原的暴露会诱导T细胞anergy或凋亡。

*免疫调节分子：如上所述，Treg、抑制性受体和细胞因子在诱导和维持免疫耐受中起着关键作用。

*组织屏障：血脑屏障和血睾屏障等组织屏障有助于限制免疫细胞与组织特异性抗原的接触，从而促进免疫耐受。

免疫耐受的临床意义

免疫耐受在预防自身免疫性疾病和移植排斥反应方面至关重要。免疫耐受的异常或中断会导致对自身抗原的反应，从而引发自身免疫性疾病。同样，在移植情况下，免疫耐受的破坏会导致移植排斥反应。

研究免疫调节和免疫耐受有助于开发治疗自身免疫疾病和改善移植结果的新策略。通过操纵免疫调节机制，我们可以抑制过度炎症反应并促进耐受，从而改善患者的预后。第八部分感染的免疫病理学机制关键词关键要点抗原提呈：T细胞和B细胞激活的先决条件

1.先天免疫细胞（如巨噬细胞、树突状细胞）吞噬并处理病原体，形成抗原肽复合物。

2.抗原肽复合物与MHCI/II分子结合，在细胞表面呈递。

3.T细胞识别MHCI-肽复合物，B细胞识别MHCII-肽复合物，从而被激活并增殖分化。

炎症：保护与损伤的双刃剑

1.感染的免疫病理学机制

感染性疾病的病理生理学涉及免疫系统的复杂相互作用。免疫反应一方面保护机体免受病原体感染，另一方面也可能导致组织损伤和功能障碍。

1.1免疫细胞的激活

感染引发免疫细胞的激活，包括巨噬细胞、树突状细胞和淋巴细胞。这些细胞识别病原体相关的分子模式（PAMP），通过Toll样受体（TLR）和其它模式识别受体（PRR）激活。激活后，免疫细胞释放炎症介质，如细胞因子和趋化因子，吸引更多的免疫细胞到感染部位。

1.2炎症反