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第二节 免疫器官与组织
免疫器官与组织是免疫细胞产生、发育、分化和成熟的场所，也是抗原刺激后产生免疫应答的主要场所，可分为中枢免疫器官和外周免疫器官，二者通过血液循环和淋巴循环相互联系构成免疫系统的完整网络。
一、中枢免疫器官
中枢免疫器官（centralimmune organ）是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的主要场所。人和其他哺乳类动物的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺；禽类中枢免疫器官由骨髓、胸腺和法氏囊组成。
（一）骨髓
1．骨髓的结构和细胞组成 骨髓（bonemarrow）位于骨髓腔中，是造血器官，具有活跃的造血功能，可产生多能造血干细胞和各种血细胞。造血干细胞（hematopoietic stem cell，HSC）在骨髓造血诱导微环境中可增殖分化为各种功能不同的血细胞。人类造血干细胞主要表面标志是CD34和CD117，不表达各种成熟血细胞谱系相关的表面标志，因此应用CD34单克隆抗体可从骨髓、胚肝或脐血中分离获得造血干细胞，用于临床相关疾病的治疗；CD117是存在于不同分化阶段造血干细胞表面的干细胞因子受体（SCF-R），能与干细胞因子（stem cell factor，SCF）结合诱导不同分化阶段造血干细胞分化发育。
2．骨髓的主要功能
（1）各类血细胞和免疫细胞发生的场所：造血干细胞在骨髓中的分化发育过程如图1-4所示。在骨髓造血微环境中，HSC首先分化为髓样干细胞（myeloid stem cell）和淋巴样干细胞（lymphoid stem cell），其中髓样干细胞最终分化为血小板、红细胞、粒细胞、单核细胞等释放入血。淋巴样干细胞则首先分化为祖B细胞（pro-B cell）、祖T 细胞（pro-T cell）。祖B细胞在骨髓中进一步分化发育为成熟B细胞释放入血；祖T细胞可通过血液循环迁移进入胸腺，进一步分化发育为成熟T细胞释放入血。树突状细胞(dendritic cell，DC)可从髓样干细胞和淋巴样干细胞衍生而来。
（2）B细胞分化成熟的场所：人或哺乳动物B细胞在骨髓造血微环境中的发育成熟经历了祖B细胞、前B细胞（pre-Bcell）、未成熟B细胞和成熟B细胞四个阶段。成熟B细胞接受抗原刺激后可增殖分化为浆细胞，产生相应特异性抗体发挥免疫作用。
（3）体液免疫应答发生的场所：骨髓是发生再次体液免疫应答和产生抗体的主要部位。记忆B细胞再次接受相应抗原刺激后可在外周免疫器官内分化发育为浆细胞后迅速产生抗体；也可经淋巴和血液循环返回骨髓分化发育为浆细胞后持久产生大量抗体（主要是IgG）并释放入血，是血清抗体的主要来源。因此骨髓是人体极为重要的造血器官和免疫器官，骨髓功能缺陷不仅严重损害机体的造血功能，而且严重影响机体的细胞和体液免疫功能。如大剂量放射线照射可使机体的造血功能和免疫功能同时受到抑制或丧失。
（二）胸腺
胸腺（thymus）是T细胞分化、发育和成熟的场所。胸腺最早出现于胚胎第9周，在胚胎第20周发育成熟；新生期胸腺重约15~20克，之后随年龄迅速增大，青春期达到高峰（约30~40克）；青春期后胸腺随年龄增长而逐渐萎缩退化；老年期胸腺明显缩小，皮质和髓质被脂肪组织取代，其功能衰退导致机体免疫功能下降。
1．胸腺的结构 胸腺由胸腺细胞和胸腺基质细胞组成。胸腺细胞是处于不同分化阶段的T细胞，胸腺基质细胞由胸腺上皮细胞、树突状细胞、巨噬细胞、成纤维细胞等组成。胸腺表面有结缔组织被膜包裹，被膜伸入实质可将胸腺分为若干小叶。胸腺小叶结构分为皮质和髓质，在皮质与髓质交界处富含血管。胸腺皮质分为浅皮质区和深皮质区。皮质内的细胞主要为胸腺细胞，髓质内主要为胸腺髓质上皮细胞、较成熟的胸腺细胞、树突状细胞和巨噬细胞等。
2．胸腺的主要功能
（1）T细胞分化、发育和成熟的场所：胸腺是T细胞分化发育成熟的主要场所，其发生过程简述如下：来自骨髓的早期胸腺细胞在胸腺微环境内首先分化发育为体积较大的胸腺细胞，即CD4+CD8+双阳性前T细胞；然后双阳性前T细胞与胸腺皮质上皮细胞表面MHCⅠ类或Ⅱ类分子低亲和力结合相互作用，可分化发育为CD4+或CD8+单阳性未成熟T细胞（此即阳性选择过程）；之后单阳性T细胞与胸腺树突状细胞表面自身抗原肽-MHCⅠ/Ⅱ类分子复合物低亲和力或未能与之结合相互作用的细胞可分化发育为成熟的CD4+或CD8+单阳性T细胞（此即阴性选择过程）；最后单阳性T细胞离开胸腺、进入血液循环成为发育成熟的CD4+或CD8+初始T细胞。
（2）免疫调节作用：胸腺基质细胞可以产生多种细胞因子和胸腺肽类分子，对胸腺细胞的分化、发育和外周免疫器官、免疫细胞均有一定的调节作用。
（3）自身耐受的建立与维持：T细胞在胸腺的发育过程中经历阴性选择导致自身反应性T细胞发生凋亡而被清除，从而形成对自身抗原的中枢耐受。若阴性选择机制发生障碍，机体不能清除或抑制自身反应性T细胞克隆，出生后易患自身免疫病。
二、外周免疫器官和组织
外周免疫器官（peripheralimmune organ）是成熟淋巴细胞（T细胞和B细胞）定居和产生免疫应答的主要场所；也是滤过清除淋巴和血液中病原微生物等有害物质的重要免疫器官。外周免疫器官和组织包括淋巴结、脾脏和黏膜相关淋巴组织等。
（一）淋巴结
淋巴结（lymphnode）广泛分布于全身非黏膜部位的淋巴通道交汇处，全身约有500~600个淋巴结。身体浅表部位的淋巴结通常位于凹陷隐蔽处，如颈部、腋窝、腹股沟等；内脏淋巴结多成群聚集在器官门附近，如肺门淋巴结。这些部位也是易受病原微生物和其他抗原性异物侵入的部位。局部淋巴结肿大或疼痛通常提示邻近的器官或组织发生炎症或其他病变。
1．淋巴结的结构 淋巴结是结构最完整的外周免疫器官，淋巴结实质分为皮质和髓质两部分。皮质分为靠近被膜的浅皮质区和靠近髓质的深皮质区，浅皮质区是B细胞主要存在的部位；深皮质区是T细胞主要存在的部位。淋巴结髓质由髓索和髓窦组成：髓索含有大量B细胞、浆细胞、一定量T细胞和巨噬细胞；髓窦内含T、B细胞，富含巨噬细胞。髓窦与输出淋巴管相连，其内T、B细胞可经输出淋巴管进入淋巴循环系统。
2．淋巴结的主要功能
（1）T细胞和B细胞定居的场所：淋巴结是成熟T和B细胞定居的主要场所。T细胞约占淋巴结内淋巴细胞总数的75%，B细胞约占25%。
（2）适应性免疫应答的主要场所：淋巴结是淋巴细胞接收抗原刺激后发生免疫应答的主要场所。当抗原被组织中的树突状细胞捕获后迁移至淋巴结，将抗原信息提呈给淋巴结中的T细胞，可有效激活相应T细胞介导产生适应性细胞免疫应答。
（3）淋巴细胞再循环的主要场所：随血流而来的T、B淋巴细胞通过高内皮微静脉进入淋巴结相应区域后，再迁移至髓窦，然后经输出淋巴管汇入胸导管并经左锁骨下静脉返回血液完成淋巴细胞再循环。
（4）过滤作用：淋巴结是淋巴液的有效过滤器。侵入机体内的病原微生物、毒素或其他有害物质，通常随淋巴液进入局部淋巴结。髓窦内富含巨噬细胞，能有效吞噬清除淋巴液中的病原微生物及其代谢产物或其他有害物质，具有净化淋巴液防止病原体扩散的作用。
（二）脾脏
脾脏（spleen）是人体最大的外周免疫器官，也是产生抗体的主要器官之一。脾脏在结构上不与淋巴管道相连，也无淋巴窦，但含有大量血窦，具有贮血和滤过除菌作用。
1．脾脏的结构 脾脏表面有结缔组织构成的被膜包裹，被膜向实质内延伸形成脾小梁，可将脾脏分为若干小叶。脾脏实质可分为白髓和红髓。白髓由围绕中央动脉而分布的中央动脉周围淋巴鞘、脾小节和边缘区组成，相当于淋巴结的皮质。中央动脉周围淋巴鞘内富含T细胞、少量树突状细胞和巨噬细胞，为T细胞区；脾小节位于中央动脉周围淋巴鞘旁侧，内含大量的B细胞、少量滤泡树突状细胞和巨噬细胞，为B细胞区。未受抗原刺激的脾小节为初级淋巴滤泡，抗原刺激后，可因B细胞增殖分化而出现生发中心，为次级淋巴滤泡。红髓分布于被膜下、为小梁周围及白髓边缘区外侧的广大区域，由脾索和脾血窦组成。脾索为索条状组织，主要含B细胞、浆细胞、巨噬细胞、少量树突状细胞和T细胞。脾索之间为脾血窦，其内充满血液，脾血窦汇入小梁静脉，再于脾门汇合为脾静脉出脾进入血液循环。脾索和脾血窦中的巨噬细胞能吞噬和清除衰老的血细胞、免疫复合物或其他异物。白髓与红髓交界处狭窄区域称为边缘区，内含T细胞、B细胞、巨噬细胞和少量树突状细胞。中央动脉侧支末端在该处膨大形成边缘窦，血管内T、B细胞可从该区进入白髓相应部位；白髓内T、B细胞也可从边缘区进入血窦，再通过髓微静脉汇入小梁静脉后，经脾静脉出脾参加淋巴细胞再循环。
2．脾的功能
（1）T细胞和B细胞定居的场所：脾是成熟T和B细胞定居的场所。B细胞约占脾内淋巴细胞总数的60%，T细胞约占40%。
（2）适应性免疫应答的主要场所：脾也是淋巴细胞接收抗原刺激后发生免疫应答的主要部位。作为外周免疫器官，脾与淋巴结的主要区别：脾是对血源性抗原产生免疫应答的主要场所，而淋巴结主要对淋巴液引流而来的抗原产生应答。
（3）合成生物活性物质：脾可合成并分泌某些重要生物活性物质，如补体成分、细胞因子等。
（4）过滤作用：脾是血液的有效过滤器。体内约90%的循环血液流经脾脏，脾内含有巨噬细胞和树突状细胞，能有效吞噬清除血液中的病原体、衰老死亡的自身血细胞以及其他异物，从而具有净化血液的作用。
(三)黏膜相关淋巴组织
黏膜是病原体等抗原性异物入侵机体的主要途径，人体黏膜表面积约400m2，机体近50%的淋巴组织分布于黏膜系统，故黏膜相关淋巴组织构成了人体重要的防御屏障。
黏膜相关淋巴组织（mucosal-associated lymphoid tissue，MALT）又称黏膜免疫系统（mucosal immune system，MIS），是具有独特结构和功能的独立免疫体系，主要指呼吸道、胃肠道、泌尿生殖道黏膜固有层中弥散淋巴组织或细胞，以及含有淋巴滤泡或生发中心的淋巴组织，如扁桃体、派尔集合淋巴结和阑尾等。MALT是发生黏膜免疫应答的主要部位，在黏膜局部抗感染免疫防御中发挥重要作用。
1．黏膜相关淋巴组织的组成 MALT主要包括肠相关淋巴组织、鼻相关淋巴组织和支气管淋巴组织等。
（1）肠相关淋巴组织：肠相关淋巴组织（Gat-associated lymphoid tissue，GALT）是位于肠黏膜下的淋巴组织，主要由派尔集合淋巴结、孤立淋巴滤泡、阑尾，上皮内淋巴细胞和固有层中弥散的淋巴细胞组成；其中小肠派尔集合淋巴结结构最完整，是引发黏膜免疫应答最重要的肠相关淋巴组织。
派尔集合淋巴结（Peyer's patches，PP）位于肠黏膜固有层中，是一种向肠腔侧膨出的圆丘状结构；内含由大量B细胞组成的淋巴滤泡和位于淋巴滤泡周围的T细胞及少量树突状细胞和巨噬细胞；其上方为肠黏膜上皮细胞和少量散布于肠上皮细胞之间的微皱褶细胞（microfold cell），即M细胞；其下方与黏膜固有层中输出淋巴管相连。
M细胞是一种特化的抗原转运细胞，无微绒毛，不能分泌消化酶和黏液。这些特点使其容易接触肠道内微生物和颗粒，便于肠腔内的抗原进入PP结。M细胞可通过内吞、吸附或胞饮等方式摄取肠腔内抗原性物质并以囊泡形式转运给树突状细胞和巨噬细胞。树突状细胞和巨噬细胞摄取抗原后进入派尔集合淋巴结，激活T、B细胞，从而启动肠道黏膜免疫应答。
（2）鼻相关淋巴组织：鼻相关淋巴组织包括咽扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体及鼻后部其他淋巴组织，其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。
（3）支气管相关淋巴组织：支气管淋巴组织主要分布于各肺叶的支气管上皮下，其结构与派尔集合淋巴结相似。
2．黏膜相关淋巴组织的功能及特点
（1）行使黏膜局部免疫应答：MALT在肠道、呼吸道及泌尿生殖道构成了一道免疫屏障，是行使局部免疫应答的主要部位，在黏膜局部抗感染免疫防御中发挥关键作用。
（2）产生分泌型IgA：MALT中的B细胞主要产生分泌型IgA（SIgA），SIgA经黏膜上皮细胞分泌至黏膜表面，成为局部黏膜免疫的主要效应分子。
（四）淋巴细胞归巢与再循环
淋巴细胞归巢（lymphocytehoming）是指T、B等淋巴细胞离开中枢免疫器官后，经血液循环定向迁移并寄居于外周免疫器官或组织某些特定区域的过程。其机制是通过淋巴细胞表面归巢受体与外周免疫器官或组织中血管内皮细胞表面相应配体-血管地址素结合相互作用而实现。
淋巴细胞再循环（lymphocyterecirculation）是指定居在外周免疫器官的淋巴细胞，由输出淋巴管经淋巴干、胸导管或右淋巴导管等进入血液循环；再经血液循环进入外周免疫器官，穿越高内皮微静脉（HEV），重新分布于全身淋巴器官和组织的反复循环过程。参与再循环的淋巴细胞主要是T细胞，约占80%以上，其次是B细胞。淋巴细胞再循环的生物学意义在于：①可使体内淋巴细胞在外周免疫器官和组织中的分布更合理；②可增加淋巴细胞与抗原和抗原提呈细胞接触识别的机会，有利于免疫应答的产生；③可使全身免疫器官和组织形成一个有机的整体，并将免疫信息传递至全身各处的淋巴细胞和其他免疫细胞，有利于动员各种免疫细胞和效应细胞迁移至病原体、肿瘤或其他抗原性异物所在部位从而发挥免疫效应。因此，淋巴细胞再循环是维持机体正常免疫应答并发挥免疫功能的必要条件。
