免疫学：先天免疫系统是如何运行的？

正如我们在之前的博客文章中提到的那样，先天免疫系统是人体免疫防御的重要组成部分，它为我们提供一般保护性反应来对抗微生物入侵者和外源蛋白质。这种先天免疫系统在进化上比我们的获得性免疫系统更古老，在植物、动物和昆虫中也发现了类似的保守防御机制。与获得性免疫系统不同，先天免疫系统并不针对特定的病原体。

先天免疫系统如何应对感染

与获得性免疫系统不同，我们的先天免疫系统在出生时几乎已经发育完全，而获得性免疫系统则是在成长过程中，随着年龄的增长以及不断应对新感染而逐步发展完善的。

它利用物理屏障，如我们的皮肤、粘膜、毛发和其他上皮表面（包括肠道内的上皮表面）来充当第一道防线。即使是咳嗽或打喷嚏也是清除潜在有害细菌的有效反应，这一切都是由鼻毛或气管纤毛的刺激引起的。然而，如果病原体突破上皮屏障，先天免疫系统的其他组成部分就会做出应对。

一旦病原体进入血液循环，即使没有任何免疫细胞参与，也能通过一种称为补体系统的机制被识别。该系统与先天免疫应答和获得性免疫应答同时作用，在感染部位补充免疫细胞。补体系统由肝脏产生的且随血液自由流动的几种惰性蛋白质组成。当遇到细菌或寄生虫等病原体时，它们会附着在其表面，将其标记为外来威胁。从而激活一系列相关的蛋白质和酶。它们不仅继续标记病原体，还可能形成孔洞（膜攻击复合物）裂解细菌，或将其包裹在蛋白质中，更方便免疫吞噬细胞进行吞噬。用补体蛋白包裹病原体的这种过程称为调理作用。

参与先天免疫应答的许多细胞都是在血液和组织中寻找潜在威胁入侵者的吞噬细胞。一旦发现病原体，它们在其细胞膜上使用生殖系编码的模式识别受体 (PRR) 将入侵者分子识别为外来分子。这些 PRR 通常针对细胞表面和细胞壁微生物组分，但包含未甲基化 CpG 基序的细菌 DNA 也会诱导先天免疫应答。一旦激活，这些细胞引发的级联反应可导致快速免疫应答（几分钟至几小时）。

某些免疫细胞在感染部位采取的第一个步骤是向细胞外液分泌细胞因子。这些细胞因子，例如白细胞介素 (IL) 或肿瘤坏死因子 (TNF)，是吸引白细胞到达浸润部位的化合物。应答免疫细胞也可释放其他引起炎症反应的化学物质。这些信号会引起血管舒张，使更多血液流过受感染区域，促进免疫细胞补充，从而帮助清除病原体。

天然免疫系统细胞

有各种各样的白细胞或白血球，它们在体内不断巡查，随时应对感染。某些白细胞是适应性免疫系统的一部分，但很多在先天免疫系统中已有活力。这些细胞是什么？它们来自哪里？

在造血或血细胞生成过程中，骨髓中的共同髓系祖细胞 (CMP) 会产生骨髓细胞系，这种细胞系包括天然免疫应答的大多数组成细胞。

CMP 细胞是单核细胞的前体细胞，最终会分化成巨噬细胞和树突细胞，以及粒细胞系。粒细胞之所以如此分类，是因为它们在细胞质内有可见颗粒，包括肥大细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞。在我们体内巡查病原体的大部分吞噬细胞来自于一个常见谱系，即 CMP 细胞。然而，先天免疫应答中另一个关键作用者是细胞毒性自然杀伤 (NK) 细胞，来源于普通淋巴祖细胞 (CLP)。

阅读博客《免疫学：什么是髓系细胞以及如何识别它们？》探索关键髓系细胞标记物以及相关的 CST 产品。

这些不同类型的细胞在先天免疫应答中扮演着各自的角色。有些细胞是抗原呈递细胞 (APC)，例如巨噬细胞和树状细胞，它们在其表面向 T 细胞呈递来自病原体的辨识性分子，以激活获得性免疫应答。某些白细胞仅存在于组织和粘膜中，例如肥大细胞，而其他白细胞在血液中循环，直到需要迁移至组织中。中性粒细胞往往是第一应答细胞，它们是攻击并抑制细菌和真菌的专家，而嗜碱性粒细胞相对较少，仅专注于抵抗寄生虫。自然杀伤细胞可迅速对感染作出反应，并有效杀灭病毒感染细胞。它们还具有与生俱来的独特能力，可检测并杀伤癌细胞。

当先天免疫系统中这些细胞不能迅速应对病原体侵袭时，获得性免疫系统被激活，来消除这种威胁。

在我们的下一期免疫学博客系列中，我们将进一步了解获得性免疫系统以及 T 细胞和 B 细胞如何发挥作用。

其他资源：

阅读这个免疫学博客系列三部曲，我在其中分享了关于先天免疫系统和获得性免疫系统以及所涉细胞的更详细信息：

• 免疫学概述：自身免疫系统如何保护自己？

• 免疫学：获得性免疫系统如何运行？

选择参考文献：

• Immunity: The Immune Response in Infectious and Inflammatory Disease. By Anthony L. DeFranco, Richard M. Locksley, Miranda Robertson
• https://opentextbc.ca/biology/chapter/23-1-innate-immune-response/
• Innate and Adaptive Immune Memory: an Evolutionary Continuum in the Host’s Response to Pathogens
• Mihai G. Netea, Andreas Schlitzer, Katarzyna Placek, Leo A.B. Joosten, and Joachim L. Schultze
• Immunobiology: The Immune System in Health and Disease. 5th edition. Janeway CA Jr, Travers P, Walport M, et al. New York: Garland Science; 2001.