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医学免疫学
1.3.2 第二节 外周免疫器官(Peripheral Lymphoid Organs)

第二节 外周免疫器官(Peripheral Lymphoid Organs)

外周免疫器官或次级免疫器官(secondary lymphoid organs)是成熟T细胞、B细胞等免疫细胞定居的场所,也是产生免疫应答的场所。包括淋巴结、扁桃体、脾脏和黏膜相关淋巴组织与皮肤相关淋巴组织。其淋巴细胞的增生分化需要抗原的刺激。

一、淋巴结(Lymphoid nodes)

人体内全身约有500~600个淋巴结,它们广泛分布于全身非黏膜部位的淋巴通道上。在身体浅表部位常位于凹陷隐蔽处。内脏的淋巴结群多位于器官门附近,沿着血管排列。这些部位都是易受到微生物或其他抗原异物侵入的部位。

1.淋巴结的组织结构

淋巴结是蚕豆状、直径约1cm的结节器官,表面覆盖有结缔组织被膜,内有实质,被膜的结缔组织深入实质形成小梁(图2-3)。作为淋巴结的支架,淋巴结的实质分为皮质和髓质两部分,彼此通过淋巴窦相通。被膜下为皮质,包括浅皮质区、副皮质区和皮质淋巴窦。

浅皮质区又称为非胸腺依赖区(thymus-independent area),是B细胞定居的场所,该区内有淋巴滤泡或称淋巴小结。未受抗原刺激的淋巴小结无生发中心,称为初级滤泡(primary follicle),主要含静止的成熟B细胞;受抗原刺激的淋巴小结内出现生发中心(germinal center),称为次级滤泡(secondary follicle),内含大量增殖分化的B淋巴母细胞,此细胞向内转移至淋巴结中心部髓质,即转化为可产生抗体的浆细胞。

浅皮质区和髓质之间为深皮质区(即副皮质区),又称胸腺依赖区(thymus-dependent area),是T细胞定居的场所。动物在新生期切除胸腺后,见该区缺乏T细胞。深皮质区有许多由内皮细胞组成的毛细血管后微静脉,也称高内皮细胞小静脉(high endothelial venule,HEV),HEV高柱状血管内皮细胞之间的连接不十分紧密,淋巴细胞可以从它们的缝隙穿出,是淋巴细胞由血液循环系统进入外周免疫器官的主要通道。

淋巴结的髓质由髓索和髓窦组成。髓索由B细胞聚集成索而成,还有T细胞、浆细胞、肥大细胞及巨噬细胞,髓索和浅皮质区是B细胞的居留地,故称胸腺非依赖区。髓窦内巨噬细胞较多,有较强的滤过作用。

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图2-3 淋巴结的组织结构

2.淋巴结的功能

(1)T细胞及B细胞定居的场所分别在胸腺和骨髓中分化成熟的T细胞和B细胞,均可定居于淋巴结。其中,T细胞占淋巴结内淋巴细胞总数的75%,B细胞占25%。

(2)免疫应答发生的场所抗原提呈细胞携带所摄取的抗原进入淋巴结,将已被加工、处理的抗原提呈给淋巴结内的T细胞和B细胞,使之活化、增殖和分化,故淋巴结是发生细胞免疫和体液免疫应答的主要场所。

(3)参与淋巴细胞再循环淋巴结深皮质区的HEV在淋巴细胞再循环中发挥重要作用:血循环中的淋巴细胞穿越HEV壁进入淋巴结实质,然后通过输出淋巴管进入胸导管或右淋巴管,再回到血液循环。淋巴细胞经再循环通路,循环不息,增加与抗原接触,捕捉抗原,扩大免疫效应,并与免疫记忆有关。

(4)过滤作用淋巴结是淋巴液的过滤器。组织中的病原微生物及毒素等进入淋巴液,其缓慢流经淋巴结时,可被巨噬细胞吞噬或通过其他机制被清除。

二、脾脏(Spleen)

1.脾脏的结构

脾脏位于腹腔左上方,是人体最大的免疫器官,其表面有一结缔组织被膜包裹,内部是质软较脆的脾髓,被膜向脾髓内延伸形成小梁,被膜和小梁是脾脏的保护和支撑结构。脾髓分为白髓、红髓和边缘区三部分。白髓由密集的淋巴组织构成,包括动脉周围淋巴鞘和淋巴小结。动脉周围淋巴鞘为T细胞居住区;鞘内的淋巴小结为B细胞居住区,未受抗原刺激为初级滤泡,受抗原刺激后出现生发中心,为次级滤泡。红髓分布于白髓周围,由脾索和脾窦组成:脾索为网状结缔组织形成的条索状分支结构,内含大量的红细胞、B细胞、浆细胞、巨噬细胞和树突状细胞,是脾脏的非胸腺依赖区;脾窦是一种静脉血窦,广泛分布于脾索之间,窦壁内布满了巨噬细胞,能够吞噬血液中的细胞碎片和外源性物质,并将抗原肽提呈给循环至该部位的T细胞。白髓与红髓交界处为边缘区,该区主要由树突状细胞、巨噬细胞和缓慢再循环的淋巴细胞组成,中央动脉分支由此经过,血液中的淋巴细胞在该处可以自由出入脾窦,是血液及淋巴细胞进出的重要通道。脾脏的结构如图2-4所示。

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图2-4 脾脏的结构

2.脾脏的功能

脾脏是机体最活跃的免疫器官,估计每天约有淋巴细胞总数的1/4通过脾脏,其所具有的多种免疫细胞及细胞因子间相互作用、相互制约,既可通过吞噬作用完成机体非特异性免疫功能,又可以通过T细胞、B细胞介导的细胞免疫和体液免疫发挥特异性免疫功能,对清除血源性抗原异物、自身衰老细胞及维持机体内环境的稳定性起重要作用。脾切除或无功能脾的机体其免疫防御等功能可发生障碍。

(1)免疫细胞定居的场所成熟的淋巴细胞可定居于脾脏。B细胞约占脾脏中淋巴细胞总数的60%,T细胞约占40%。

(2)免疫应答的场所脾脏也是淋巴细胞接受抗原刺激并发生免疫应答的重要部位。同为外周免疫器官,脾脏与淋巴结的差别在于:前者是对血源性抗原产生应答的主要场所。

(3)合成生物活性物质脾脏可合成并分泌如补体、干扰素、红细胞生成素、促吞噬素等生物活性物质。

(4)滤过血液脾脏可清除血液中的病原体、衰老死亡的自身血细胞、某些蜕变细胞及免疫复合物等,从而使血液得到净化。

此外,脾脏也是机体贮存红细胞的血库。

三、黏膜相关淋巴组织和皮肤相关淋巴组织

淋巴细胞和其他免疫细胞除了分布在上述有完整结构的淋巴器官、淋巴结和脾脏外,还广泛分布在黏膜和皮肤组织。由于全身黏膜和皮肤组织的面积很大,这些部位的淋巴细胞和其他免疫细胞的总数可能多于分布在免疫器官中的数量。黏膜和皮肤组织是机体接受外来抗原刺激的首要和最主要的部位,不仅是免疫防御的第一道防线,也是发生免疫应答的主要部位。其中的免疫细胞不仅参与全身的免疫应答,更重要的是在局部免疫应答中发挥重要的作用。

1.黏膜相关淋巴组织

黏膜相关淋巴组织(mucosa-associated lymphoid tissue,MALT),亦称黏膜免疫系统(mucosal immune system,MIS),是广泛分布于黏膜固有层的淋巴组织,在呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜以及扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结(Peyer's patche)、阑尾等部位均可见。

MALT的组成:

(1)鼻相关淋巴组织(nasal-associated lymphoid tissue,NALT)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微生物感染。

(2)肠相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue,GALT)包括派氏集合淋巴结、淋巴滤泡、上皮间淋巴细胞和固有层淋巴组织等(图2-5),其主要作用是抵御侵入肠道的病原微生物感染。肠道黏膜上皮间还散布一种扁平上皮细胞,即M细胞(membranous cell or microfold cell,膜性细胞或微皱褶细胞),又称特化的抗原转运细胞(specialized antigen transporting cell)。M细胞的基底部凹陷成小袋,其中容纳T细胞、B细胞、巨噬细胞、DC等(图2-6)。M细胞可通过吸附、胞饮或内吞摄入抗原,并将未降解的抗原转运给小袋中的巨噬细胞,由后者携带抗原至集合淋巴结,引发黏膜免疫应答。

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图2-5 肠黏膜免疫系统的组成

(3)支气管相关淋巴组织(bronchial-associated lymphoid tissue,BALT)主要分布于各肺叶的支气管上皮下,其结构与派氏集合淋巴结相似,滤泡中淋巴细胞受抗原刺激常增生成生发中心,其中主要是B细胞。

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图2-6 肠黏膜M细胞功能示意图

MALT的功能及其特点:

(1)参与局部免疫应答分布在不同部位的MALT均是参与局部特异性免疫应答的主要场所,从而在消化道、呼吸道和泌尿生殖道的局部免疫防御中发挥关键作用。

(2)分泌分泌型IgA(secretory IgA,SIgA)以消化道黏膜为例:口服抗原被吸收进入集合淋巴结后,可引发B细胞应答,使之转化为产生抗体的浆细胞,其中可分泌SIgA的浆细胞主要定居于集合淋巴结或迁移至固有层。SIgA在抵御病原体侵袭消化道、呼吸道和泌尿生殖道中发挥重要作用。

(3)参与口服抗原介导的免疫耐受口服某种一定量的可溶性蛋白抗原后,常可导致局部GALT特异免疫,从而抑制全身免疫应答。

2.皮肤相关淋巴组织

皮肤相关淋巴组织(skin associated lymphoid tissue,SALT),也称皮肤免疫系统(cutaneous immune system,CIS)。皮肤的表皮层和真皮层均有免疫细胞存在。表皮层中的树突状细胞是重要的抗原提呈细胞,能摄取抗原和处理经皮肤入侵的抗原,并迁移到淋巴结内变为并指状树突状细胞,将抗原提呈给T细胞。表皮层中有少量的T细胞。在真皮层结缔组织中,淋巴细胞位于血管周围,多是T细胞。真皮层内还有巨噬细胞(图2-7)。皮肤相关淋巴组织不仅是机体针对经皮肤入侵抗原的免疫应答激发部位,也是免疫应答的效应部位,例如细胞介导的迟发型超敏反应常发生在皮肤组织中。

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图2-7 皮肤免疫系统的细胞组成