数百年来,科学家和医学专家一直在研究使我们生病的原因以及人体对疾病的多种反应机制。这些机制中有些很简单,有些则非常复杂。在《免疫学》博客系列的第一部分中,我们将回顾免疫系统用来控制疾病的不同策略。
免疫系统如何保护身体免受疾病影响?
今天,我们将自己身体用来自我防御免受感染和疾病影响的细胞策略体系称为免疫系统。我们的免疫系统保护自身免受许多不同种类的外来微生物入侵者影响,这些入侵者包括细菌、病毒、真菌和寄生虫。此外,它还使我们安全免受某些环境污染物影响,甚至清除身体内的内部细胞性问题,包括癌细胞。没有自身免疫系统,我们极易遭受感染和疾病。
免疫系统由两种广泛的细胞防御措施组成,称为先天免疫应答和适应性免疫应答。
天然免疫
先天免疫应答是您抵抗传染性微入侵者的第一道防线。它通过各种不同的机制,利用从诸如皮肤和粘膜等物理屏障到细胞因子产生和补体激活的一切,快速应答这些病原体。这些方法都是初次遇到新病原体后初级免疫应答的一部分。细胞因子产生和补体激活都有助于召集免疫细胞至感染部位并诱导炎性组织反应。
先天免疫系统能够利用血液和组织中存在的各种白细胞探测病原体。它们使用泛化微生物识别受体鉴别病原体,旨在区分病原体与身体自身细胞。虽然这种手段并无高度特异性,但这些白细胞能够通过识别多种细菌的膜上共同存在的分子探测正在侵入的细菌。尽管先天免疫系统不能对病原体形成任何细胞记忆,但它能够迅速(数钟至数小时内)应对感染。
在先天免疫应答期间积极参与杀伤病原体的细胞常常是吞噬细胞,包括中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、自然杀伤细胞等。它们可以吞噬造成问题的细胞,然后将其抗原释放入胞外液体以进一步探测,或呈递外来抗原于自身细胞膜上,以警示免疫系统中的其他细胞。
适应性免疫
相比之下,适应性免疫系统反应缓慢(几天),并使用定制受体,通过其特异性抗原检测外来入侵者。这是一个因叫做 T 细胞、B 细胞和自然杀伤 (NKT) T 细胞的淋巴细胞联合发挥作用所致的较慢过程。这些细胞共同作用,以使用专化抗体特异性探测病原体并将其标记为威胁。然后,它们放大该应答并摧毁入侵者。
这种策略的重要优势之一在于,通过在最血液和淋巴结中保存特异性记忆 T 细胞和 B 细胞,允许获得性免疫系统能够形成长久的病原体记忆。这使得免疫系统能够准备好下一次更快且更容易击退未来遭遇的同一病原体。后续暴露于某抗原导致升高水平的细胞攻击,这称为二次应答。
胞外液中的大分子,或特异性免疫细胞的激活可诱发先天和适应性免疫应答可。这些应答分别称为体液免疫素(以体液命名)和细胞介导免疫。
体液免疫通常使用自由流动抗体或补体蛋白来检测外源性抗原,而细胞介导免疫使用 T 细胞、巨噬细胞或自然杀伤 (NK) 细胞破坏已感染的身体细胞。
有趣的是,自然杀伤 T 细胞(不同于 NK 细胞的 T 细胞特定子集)具有先天和适应性免疫细胞的特征,使其能够实现多功能应答。它们通常被归类为先天免疫应答的一部分,但可与适应性免疫应答良好相互作用。
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:
选择参考文献:
- Alam U. Immunity: The Immune Response to Infectious and Inflammatory Disease. Yale J Biol Med。2007;80(3):137.