第六章 固有免疫应答
抗感染免疫(anti-infectiousimmunity)是机体抵抗病原生物及其有害产物,以维持生理稳定的功能。包括特异性和非特异性免疫两大类,在抗感染中,非特异性免疫发生在前,当特异性免疫产生后,即可明显增强非特异性免疫的能力,二者相互配合,共同发挥抗感染免疫效应。
第一节非特异性免疫
非特异性免疫,是机体在种系发育进化过程中逐渐建立起来的一系列天然防御功能,又叫先天免疫、固有免疫。其特点是:出生时就有,可以遗传,其作用并非针对某种病原体,无特异性,无明显个体差异。主要由屏障结构,固有免疫细胞和固有免疫分子构成。
一、屏障结构及其作用
1. 皮肤粘膜及其附属成分 健康完整的皮肤和粘膜是阻止病原菌侵入的强有力屏障,皮肤机械性阻挡、黏膜纤毛的定向摆动、分泌液的冲刷作用都能在一定程度上发挥清除病原生物的作用。皮肤黏膜的分泌物具有一定的杀灭病原生物的作用:汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分泌的脂肪酸、胃黏膜分泌胃酸、泪腺及唾液腺分泌的溶菌酶都具有一定抗菌作用。皮肤和黏膜表面还存在着大量的正常菌群,能够通过生物拮抗作用在一定程度上抑制病原生物的生长。
2. 血-脑屏障 位于血液与脑组织、脑脊液之间的屏障。一般由软脑膜、脉络丛的毛细血管壁及其壁外的星形胶质细胞所构成的胶质膜组成,其结构致密,能阻止病原微生物及其他有害物质从血液进入脑组织或脑脊液,对中枢神经系统有保护作用。
临床应用
3岁男孩瑞瑞,2天前突然开始发热,咳嗽,流鼻涕,到医院后门诊以感冒治疗处理。第三天开始出现高热,频繁呕吐,烦躁不安,入住儿科后转感染科。经检查发现有典型的脑膜刺激征,脑脊液检查发现脑膜炎球菌。医生诊断为流行性脑脊髓膜炎。此病人群普遍易感,但儿童发病率高,以5岁以下儿童尤其是6个月到3岁的婴幼儿发病率最高。其主要原因为:婴幼儿及儿童固有免疫的血-脑屏障尚未发育完善,不能发挥其屏障作用,有效阻挡血液中病原微生物及其代谢产物进入脑组织及脑室,因此易发生中枢神经系统感染。
3. 胎盘屏障 是位于母体和胎儿之间的屏障。由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜、部分羊膜组成。正常情况下,母体感染时的病原生物及其有害产物不易通过胎盘屏障进入胎儿。妊娠早期胎盘屏障发育不完全,此期间孕妇若感染风疹病毒、巨细胞病毒等,则可通过胎盘进入胎儿体内,导致胎儿畸形或死亡。
二、固有免疫细胞的作用
参与非特异性免疫的细胞包括吞噬细胞、树突状细胞、NK细胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞以及嗜酸性粒细胞。本节着重介绍吞噬细胞。
人体内专职吞噬细胞分为两类:一类是小吞噬细胞,主要是中性粒细胞;另一类是大吞噬细胞,即单核-吞噬细胞系统,包括末梢血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞、神经系统内的小胶质细胞等。
1.吞噬的过程 ①接触病原菌。吞噬细胞在发挥其功能时,首先粘附于血管内皮细胞,并穿过细胞间隙到达血管外,由趋化因子的作用使其作定向运动,到达病原体所在部位。②吞入病原菌。病原菌被吞噬细胞伸出伪足,将其摄入,形成由细胞膜包绕的吞噬体。③杀菌和消化。吞噬体与吞噬细胞内溶酶体融合形成吞噬溶酶体,其中的多种酶类具有杀灭和消化细菌的作用,最后不能消化的细菌残渣被排出胞外。
2.吞噬的结果 病原菌被吞噬后经杀死、消化而排出者为完全吞噬。由于机体的免疫力和病原体种类及毒力不同,有些细菌如结核杆菌,麻风杆菌等虽被吞噬却不被杀死,甚至在细胞内生长繁殖并随吞噬细胞游走,扩散到全身称为不完全吞噬。
三、免疫分子的作用
正常人体的组织和体液中有多种抗菌物质,这些物质可分别表现出抑菌、杀菌或溶菌等作用。主要有补体、细胞因子、急性期反应蛋白、溶菌酶、乙型溶素、防御素等。
第二节特异性免疫
特异性免疫是指个体在生活过程中接触病原生物等抗原物质后所形成的一系列防御功能。其特点为:出生后获得,不能遗传,有明显的个体差异,其作用具有特异性。特异性免疫又叫获得性免疫、适应性免疫、后天免疫。
一、体液免疫
体液免疫主要由B细胞介导,CD4+Th2细胞起辅助作用。体液免疫的具体效应由抗体产生,在抗胞外菌感染中发挥重要作用。
二、细胞免疫
细胞免疫的主要效应细胞包括CD4+Th1细胞和CD8+Tc细胞。在对抗胞内菌、病毒、真菌等感染中发挥重要作用。
第三节 抗各类病原体感染的免疫
当机体发生不同病原生物感染时,所产生的免疫应答各不相同,根据所清除的病原生物的不同,抗感染免疫可分为抗菌免疫、抗病毒免疫、抗真菌免疫、抗寄生虫免疫等。
一、抗细菌感染的免疫
1. 抗胞外菌感染的免疫 胞外菌指感染后存在于机体细胞外的血液、组织液、和淋巴液中的细菌。大多数致病菌属于此类,如葡萄球菌、链球菌、大肠埃希菌等。当胞外菌感染后,其免疫过程主要是由特异性抗体、补体、溶菌酶以及吞噬细胞等的协同作用将其杀灭。中性粒细胞在消灭和清除胞外菌中起到重要作用。病原菌表面的抗原与特异性抗体结合后,激活补体,导致细菌裂解。从黏膜部位侵入的病原菌可受到黏膜部位分泌型IgA的防御作用,阻止其侵入黏膜,中断感染的发生。此外,细菌感染的致病作用除了菌体本身以外,还能通过产生毒素来对机体造成损害,由细菌外毒素或由类毒素刺激机体产生的抗体,可与相应毒素结合,中和其毒性,使外毒素不表现毒性作用。
2. 抗胞内菌感染的免疫 少数病原菌侵入机体后,进入到宿主细胞内生长繁殖,称为胞内菌。对人类致病的胞内菌有结核杆菌、麻风杆菌、伤寒沙门菌等。体液免疫对此类菌作用不大,对胞内菌的清除杀灭作用主要靠细胞免疫。
二、抗病毒感染的免疫
在病毒感染的早期,固有免疫发挥着十分重要的作用。病毒作为严格胞内寄生病原微生物,感染人体后需在活细胞内进行增殖,因此抗病毒免疫以细胞免疫为主,但由于体液中也可有一定数量的病毒存在,故体液免疫也有重要作用。
1. 干扰素 IFN通过诱导细胞合成抗病毒蛋白,抑制病毒复制,发挥抗病毒效应,尤其在病毒感染的起始阶段发挥重要作用。
2. NK细胞 非特异性杀伤受病毒感染的细胞,主要在感染早期发挥作用。
3. 体液免疫 特异性中和抗体能与细胞外游离的病毒结合,使得病毒失去感染能力,随后病毒与抗体形成的免疫复合物可被吞噬细胞吞噬清除。
4. 细胞免疫 对于细胞内感染的病毒的清除主要依赖于细胞免疫。CD8+Tc细胞通过细胞裂解和细胞凋亡两种途径杀伤被病毒感染的靶细胞,CD4+Th1细胞通过分泌细胞因子发挥抗病毒效应。
三、抗寄生虫感染的免疫
寄生虫侵入人体后,宿主抗寄生虫感染的免疫由非特异型免疫和特异性免疫相互协同作用。由于虫体抗原性相对较弱,抗原成分复杂等特点,决定了机体对寄生虫免疫具有不同于微生物的特殊免疫现象,如带虫免疫、免疫逃逸等。此外,在机体抗寄生虫感染的同时,也会带来感染部位的免疫病理损伤。

