第四章 免疫系统
免疫系统（immune system）是机体识别自己与非已、产生免疫应答、发挥免疫效应和维持自身稳定的组织系统，由免疫器官、免疫细胞、免疫分子组成。免疫系统与其他系统互相协调，共同维持机体的生理平衡。
第一节 免疫器官
免疫器官由中枢免疫器官和外周免疫器官组成，二者通过淋巴循环和血液循环相互联系
一、中枢免疫器官
中枢免疫器官包括骨髓、胸腺，是免疫细胞发生、分化和成熟的场所。
（一）骨髓
骨髓（bone marrow）是造血器官，是所有血细胞的发源地，也是人和哺乳动物B细胞发育、成熟的器官。骨髓中多能造血干细胞分化为淋巴样祖细胞，经血液进入胸腺，最终分化发育为成熟的T细胞。
（二）胸腺
胸腺（thymus）位于胸腔纵隔上方、胸骨后面，分为左右不对称两叶。一部分来自骨髓的淋巴样干细胞在胸腺中分化成熟为具有免疫活性的胸腺依赖性淋巴细胞，即T细胞。新生期切除胸腺的动物和早期胸腺发育不全的病人，细胞免疫功能下降或缺陷。
二、外周免疫器官
外周免疫器官包括淋巴结、脾脏和皮肤黏膜相关的淋巴组织，是成熟免疫细胞定居、增殖和接受抗原刺激产生免疫应答的主要场所。
（一）淋巴结
淋巴结（lymph node）广泛分布于全身非黏膜部位的淋巴通道上，由致密结缔组织被膜包裹的实质性器官，可分为皮质和髓质两部分。淋巴结是T、B淋巴细胞定居和接受抗原刺激后产生免疫应答的场所，并有过滤淋巴液、参与淋巴细胞再循环、清除病原生物的作用。
（二）脾脏
脾（spleen）是人体最大的淋巴器官，表面由结缔组织被膜包裹，实质部分由白髓和红髓组成。脾脏是免疫细胞定居和接受血源性抗原刺激，发生免疫应答的重要场所；是血细胞尤其是淋巴细胞再循环的最大储存库；可清除血中病原生物和自身衰老损伤的细胞。此外，脾还有合成免疫活性物质的作用。
（三）黏膜相关淋巴组织
黏膜相关淋巴组织主要分布于呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜中，主要有扁桃体、肠系膜淋巴结、肠集合淋巴结及阑尾等。黏膜相关淋巴组织在黏膜局部构成了机体防御外来抗原入侵的第一道防线，是参与局部免疫应答的主要部位，在黏膜局部抗感染中发挥重要作用。
第二节 免疫细胞
免疫细胞是指参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞，可包括造血干细胞、淋巴细胞、单核吞噬细胞、粒细胞、红细胞以及肥大细胞和血小板等。
一、淋巴细胞
（一）T细胞
1．T细胞主要表面分子及其功能
（1）T细胞抗原受体（T cell antigenreceptor，TCR）：T细胞抗原受体是T细胞表面特异性识别和结合抗原的受体，也是T细胞特征性表面标志。TCR与CD3分子呈共价键结合，形成TCR-CD3。T细胞通过TCR识别特异性抗原，通过CD3分子向细胞内传递信号。
（2）CD4和CD8分子：CD4和CD8分子的主要功能是辅助T细胞识别抗原，参与T细胞活化信号的转导。当T细胞通过其表面的TCR-CD3复合受体分子与APC表面相应抗原肽-MHC分子复合物结合时，CD4分子与MHC-Ⅱ类分子结合，CD8分子与MHC-Ⅱ类分子结合，增强T细胞与APC之间的相互作用。
（3）黏附分子：黏附分子是一类细胞与细胞之间或细胞与细胞外基质之间相互接触和结合的分子，广泛分布于各种细胞表面。黏附分子之间是以互为受体和配体的结合后发挥免疫效应。如CD2分子，CD28分子，CD40L等。
（4）细胞因子受体：T细胞表面可表达多种细胞因子受体，因而可与多种细胞因子结合，从而诱导或促进T细胞活化、增殖和分化。
（5）丝裂原受体：植物血凝素、刀豆蛋白、美洲商陆等可刺激T细胞转化为淋巴母细胞，以判断细胞免疫的功能状态，此即淋巴细胞转化试验。
2．T细胞亚群及功能
成熟T细胞是高度不均一的细胞群体，根据所处的活化阶段，可分为初始T细胞、效应T细胞和记忆T细胞。根据表达TCR的类型，T细胞可分为αβT细胞和γδT细胞。根据是否表达CD4和CD8分子，可分为CD4+T细胞和CD8+T细胞。
（1）CD4+Th细胞：Th细胞分为两类，即Th1和Th2。Th1与细胞免疫及迟发型超敏性炎症形成有关，故称为炎症性T细胞；Th2细胞可辅助B细胞分化为抗体分泌细胞，与体液免疫相关。
（2）CD8+Tc细胞：CD8+细胞毒性T细胞（Tc或CTL）能特异性杀伤肿瘤和病毒感染的靶细胞，同时也可分泌细胞因子，参与免疫调节。
（二）B细胞
B细胞根据分布、表面标志和功能特征，可分为B1和B2细胞两个群体，前者属非特异性免疫细胞，后者即为参与特异性特意免疫应答的B细胞，除特别注明外，书中所提B细胞均指B2细胞。
1．B细胞主要表面分子及其功能
（1）B细胞抗原识别受体（BCR）：BCR是表达于B细胞膜表面的免疫球蛋白（SmIg）,shi B细胞表面特异性识别抗原的受体，也是所有B细胞的特征性表面标志。
（2）B细胞抗原受体辅助受体分子：CD19、CD21、CD81所组成的复合物是B细胞特有的表面标志，也是B细胞表面BCR的辅助受体，加强抗原信号的传递。
（3）协同刺激分子：是提供B细胞活化第二信号的辅助分子，包括CD40、CD80和CD86等分子。
（4）丝裂原受体：B细胞表面有脂多糖受体、葡萄球菌A蛋白受体和与T细胞共有的美洲商陆受体等。
2．B细胞亚群及功能 依据B细胞表面标志、发育早晚以及功能不同，可将B细胞分为B1和B2两个亚群。B1细胞主要存在于腹腔、胸腔以及肠壁的固有层，参与非特异性黏膜免疫应答。B2细胞即通常所指的B细胞，一般受外来抗原刺激，经活化、克隆扩增，产生高亲和性特异性抗体，发挥特异性体液免疫功能。
（三）自然杀伤细胞
自然杀伤细胞（NK细胞）来源于骨髓，主要存在于血液和淋巴样组织，在外周血中占淋巴细胞总数的5%～10%。NK细胞能非特异杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞，且无MHC限制性。当IgG与靶细胞结合并与NK细胞的Fc受体结合时即可引起NK细胞对靶细胞的杀伤作用，此为抗体依赖的细胞介导的细胞毒性作用（ADCC）。NK细胞在机体早期抗病毒感染和非特异性杀伤肿瘤细胞的免疫监视过程中发挥重要作用，此外活化的NK细胞还能通过产生IL-1、IFN-γ和TNF等细胞因子发挥免疫调节作用。
二、抗原提呈细胞
抗原提呈细胞（antigen-presenting cell，APC）是指能捕捉、加工、处理抗原，并将抗原提呈给抗原特异性淋巴细胞的一类免疫细胞。专职APC主要包括单核-巨噬细胞、树突状细胞（DC）和B细胞，在适应性免疫应答中发挥着重要的作用。
三、其他免疫细胞
（一）中性粒细胞
中性粒细胞胞质内存在中性颗粒，其内含多种溶酶体酶和水解酶，这些酶类参与细胞吞噬消化、溶菌和杀菌过程。中性粒细胞具有趋化、吞噬和杀菌等多种生物学功能，也与某些病理性免疫损伤有关。
（二）嗜酸性粒细胞
嗜酸性粒细胞的主要功能有拮抗和调节速发型超敏反应、选择性吞噬抗原抗体复合物、抗寄生虫感染以及产生炎症介质等。
（三）嗜碱性粒细胞和肥大细胞
胞质中含有丰富的嗜碱性颗粒，其内含组胺、白三烯、肝素和嗜酸性粒细胞趋化因子，参与介导Ⅰ、Ⅲ型超敏反应；通过释放胞内活性介质发挥趋化、激活补体和致炎作用。
（四）血小板
血小板通过释放含血清素和纤维蛋白原的颗粒，从而增强毛细血管的通透性、激活补体，进而吸引白细胞，所以血小板除具有凝血作用外，还参与免疫应答特别是炎症反应。
（五）红细胞
红细胞表面有C3b受体。抗原和抗体形成复合物后，通过C3b与有C3b受体的红细胞相连形成较大的复合物，在肝脏被巨噬细胞清除，此为免疫黏附作用，在清除免疫复合物中发挥重要作用。
第三节 免疫分子
免疫分子主要有两种类型，即分泌型和膜型。分泌型免疫分子包括浆细胞合成分泌的免疫球蛋白、多种免疫细胞产生的细胞因子和补体等；膜型免疫分子包括表达于免疫细胞表面的特异性抗原受体、主要组织相容性抗原等。本章主要介绍分泌型免疫分子中的细胞因子。
一、细胞因子的概念和种类
细胞因子（Cytokine，CK）是指由免疫细胞（单核吞噬细胞、T细胞、B细胞、NK细胞等）和某些非免疫细胞（如血管内皮细胞、成纤维细胞、表皮细胞等）经刺激而合成、分泌，具有多种生物学活性的小分子多肽。目前已发现200余种细胞因子。不同细胞产生的细胞因子名称不同，一种细胞可产生多种细胞因子，不同类型的细胞也可产生相同的细胞因子。细胞因子可以通过旁分泌、自分泌或内分泌的方式发挥作用。
各种细胞因子的主要来源和生物学活性具体如下。
1．干扰素（IFN） 干扰素是最早发现的CK，具有干扰病毒感染和复制的能力。IFN根据其来源和理化性质分为α、β和γ三种类型。IFN-α/β称为Ⅰ型，以抗病毒、抗肿瘤作用为主，IFN-γ称为Ⅱ型，以免疫调节作用为主。
2．白细胞介素（IL） 现已经报道的有30种，IL1～30（IL-10除外）其主要功能是激活、趋化、诱生多种细胞因子以及加强免疫效应的作用；IL-10则具有免疫抑制作用。
3．肿瘤坏死因子（TNF） 肿瘤坏死因子是一类能引起肿瘤组织出血坏死的物质。TNF分为TNF-α和TNF-β两种，具有抗瘤、抑瘤、抗病毒及诱生免疫细胞的作用。
4．集落刺激因子（CSF） 集落刺激因子是指能刺激多种造血干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞进行增殖分化、并在半固体培养基中形成细胞集落的物质。
此外，尚有生长因子（GF）趋化性细胞因子等，在免疫应答过程中起协调、辅助作用。
二、细胞因子在临床疾病防治中的应用
细胞因子作为细胞间信号传递分子，通过和相应受体结合参与机体多种生物学效应，所以细胞因子或其受体表达异常会导致多种疾病的发生。因此，细胞因子或其受体的检测、添加或拮抗，对相关疾病的诊断、预防和治疗有重要意义。另外，由于细胞因子作用的网络性等特点，进入机体可能引发难以预料的副作用，所以其在临床治疗中的应用受到限制。
