免疫系统的组成和功能(二)

官方生物老师·16 页·深入(追求细节与边界)·0 次浏览·3 天前
外周淋巴器官适应性免疫边界争议免疫调节

免疫系统的组成和功能(二

看清外周淋巴器官分工与 T/B 细胞活化机制,理清先天与适应性免疫的边界争议。

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外周淋巴器官适应性免疫边界争议免疫调节

免疫系统的组成和功能(二

看清外周淋巴器官分工与 T/B 细胞活化机制,理清先天与适应性免疫的边界争议。

1第 1 页 · 免疫系统的组成和功能(二

B淋巴细胞(B细胞)

前几节我们搭起了免疫系统的骨架,看到T细胞负责细胞免疫,直接摧毁被感染的细胞。今天聚焦另一支柱B细胞,它的拿手武器是抗体,专门在体液里围剿病原体。

核心功能:产生抗体
B细胞是体液免疫的核心,合成并分泌针对特定抗原的抗体(免疫球蛋白)
激活需要双信号
BCR识别抗原(信号1)+ 辅助T细胞CD40L结合CD40(信号2),缺一不可
分化为两类效应细胞
浆细胞短期高产量分泌抗体;记忆B细胞长期驻留,二次感染时快速响应
五类抗体各司其职
IgM首发、IgG主力唯一过胎盘、IgA守黏膜、IgE关联过敏与寄生虫、IgD功能未明
起源于骨髓
B细胞在骨髓中发育成熟(与T细胞在胸腺成熟区分),通过阴性选择避免自身反应
导弹兵工厂对应 →B细胞与抗体

B细胞是兵工厂,根据情报(抗原)精准生产导弹(抗体),不同型号(IgM/IgG等)应对不同战场

2第 2 页 · B淋巴细胞(B细胞)

T淋巴细胞(T细胞)

上一页讲过B细胞是'兵工厂'——生产抗体远程投送。但病毒一旦钻进细胞内部,抗体在外面就够不着了。这时候需要另一支力量:能识别哪些细胞'已被敌人占领'、并把它们清除掉的T细胞。

起源与命名
骨髓产生前体细胞,迁移至胸腺发育成熟,因此得名T(Thymus)
三大亚群分工
Th(CD4+辅助)、Tc(CD8+杀伤)、Treg(调节抑制)
细胞免疫
直接攻击被感染细胞,与B细胞体液免疫(抗体)形成互补
TCR+MHC识别
T细胞受体只能识别被MHC分子呈递在细胞表面的抗原片段
特种部队/近战步兵对应 →T细胞

B细胞=兵工厂远程发射抗体;T细胞=特种部队直接近身作战,且必须先拿到'通缉令'(MHC呈递抗原)才出手

3第 3 页 · T淋巴细胞(T细胞)

树突状细胞

T细胞在淋巴结里等数据,但外周组织一旦出事它怎么知道?必须有人去现场采集证据,再回来汇报——这就是树突状细胞。

免疫桥梁
连接先天性免疫与适应性免疫的专职抗原提呈细胞(APC)
最强提呈者
能激活初始T细胞,是启动适应性免疫应答的关键
成熟两阶段
未成熟时在外周组织巡逻捕获抗原,成熟后迁移至淋巴结提呈
DC疫苗应用
体外培养患者DC并装载肿瘤抗原,再回输启动抗肿瘤T细胞
现场记者拍照回报编辑部对应 →树突状细胞捕获抗原回报淋巴结

记者驻守事件现场(外周组织)拍照(摄取抗原),带回编辑部(淋巴结)给主编审稿(T细胞激活)

4第 4 页 · 树突状细胞

巨噬细胞

上页说到树突状细胞是'侦察兵'递情报。那战场上的'清道夫'是谁?就是巨噬细胞。

来源与定居
由血液中的单核细胞穿出血管,分化并长期驻守在各个组织中
吞噬功能
用伪足包裹病原体、死细胞和碎片,吞入后用酶分解
抗原提呈
吞噬后把抗原片段'展示'在表面,激活T细胞
极化分型
M1型促炎杀菌,M2型抗炎修复;不同微环境切换功能
城市环卫工人对应 →巨噬细胞

巡逻吃垃圾,也把可疑物品拍照上报给警察(T细胞)

5第 5 页 · 巨噬细胞

抗原呈递细胞(APC)

前面认识了树突状细胞和巨噬细胞,它们有个共同身份——把入侵者的特征'展示'给T细胞看,这就是抗原呈递细胞,简称APC。

定义
能摄取加工抗原,并把抗原肽段展示在细胞表面供T细胞识别的免疫细胞
主要成员
树突状细胞(最强)、巨噬细胞、B细胞(专职APC)
核心功能
摄取抗原→加工处理→通过MHC呈递→激活T细胞
MHC分子
细胞表面的'展板',分I类和II类,II类专门呈递给辅助T细胞
免疫桥梁
把先天免疫的发现传递给适应性免疫,启动特异性免疫应答
警察贴通缉令照片对应 →APC呈递抗原

警察(APC)抓嫌犯(抗原)拍照(MHC)张贴出来,让便衣(T细胞)按图抓捕

6第 6 页 · 抗原呈递细胞(APC)

免疫活性物质

上一页认识了免疫系统的「战士」——免疫细胞。但光有兵不够,士兵上阵还需要武器。免疫活性物质就是这些免疫细胞或受刺激细胞分泌出来、用来执行免疫功能的各种分子。

定义
由免疫细胞或受抗原刺激的细胞产生,参与免疫反应的非细胞类物质
抗体
浆细胞分泌的蛋白质,能特异性识别并结合抗原,是体液免疫的核心效应分子
细胞因子
免疫细胞分泌的信号蛋白,如白细胞介素(IL)、干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)
补体
血清中一组蛋白,被激活后级联反应,可裂解细菌或标记病原体供吞噬
溶菌酶
广泛存在于唾液、泪液等体液中,破坏细菌细胞壁使其崩解
士兵手中的武器与弹药对应 →免疫活性物质

免疫细胞是兵,抗体、补体等是它们上阵用的兵器

7第 7 页 · 免疫活性物质

细胞因子

免疫细胞不会「说话」,却要协同作战。免疫活性物质里最核心的一类——细胞因子,就是它们的内部通讯系统。

本质
免疫细胞分泌的小分子蛋白或多肽,负责细胞间信号传递
四大家族
白介素IL、干扰素IFN、肿瘤坏死因子TNF、集落刺激因子CSF
核心功能
传递信号、激活或抑制免疫细胞、调控增殖与分化
作用特点
微量高效、作用短暂局部、一个因子可影响多种细胞
微信群消息对应 →细胞因子

免疫细胞像群成员,发短消息互通态势,协同行动

8第 8 页 · 细胞因子

三道防线

前面几页我们已经认识了 B 细胞、T 细胞、巨噬细胞、树突状细胞……它们不是孤军作战,而是分属三道防线,层层把关。本页给免疫系统画一张「作战地图」。

第一道防线——皮肤和黏膜
物理屏障配合泪液、唾液、胃酸等分泌物,阻挡并杀灭病原体
第二道防线——杀菌与吞噬
溶菌酶等体液杀菌物质与巨噬细胞等吞噬细胞,非特异性
第三道防线——特异性免疫
由免疫器官与免疫细胞(T、B 细胞为主)产生抗体和淋巴因子,精准识别并留下记忆
边界:非特异性与特异性
前两道属非特异性免疫,广谱无记忆;第三道属特异性免疫,精准且有记忆
王国防御体系对应 →三道防线

城墙护城河=皮肤黏膜,巡逻兵=吞噬细胞,特种部队=T、B 细胞

9第 9 页 · 三道防线

非特异性免疫

你早上起来发现喉咙肿了——吞口水都疼。这是免疫系统已经出动,但出动的是谁?其实是'先天免疫'这支不分敌我的先头部队。

定义
生来就有,对所有病原体通用,不识别特定抗原决定簇
组成与防线归属
第一道:皮肤与黏膜屏障;第二道:体液杀菌物质(溶菌酶等)+ 吞噬细胞
四大特征
先天遗传;人人具备;起效快(数小时-数天);无免疫记忆,再感染反应相同
与适应性免疫协作
先天免疫先控制局面、限制扩散;同时把抗原呈递给T细胞,激活后续适应性免疫
公寓门卫+监控门禁对应 →非特异性免疫屏障+吞噬

门卫不认住户的脸,但靠门禁卡+监控拦可疑人——能拦所有'明显不像住户'的,但认识不了具体敌我

10第 10 页 · 非特异性免疫

特异性免疫

出过水痘一次就终生不再得,打过新冠疫苗不容易感染——这些'精准'的防护靠的就是特异性免疫。它和上一页讲的非特异性免疫,关键区别在哪?

定义
后天获得的、针对特定抗原的免疫反应,由淋巴细胞主导
特异性
能精确识别某一种抗原,一把钥匙对应一把锁
记忆性
再次遇到相同抗原时反应更快更强,是预防接种的基础
执行者
主要由B细胞负责体液免疫、T细胞负责细胞免疫
形成途径
自然感染康复后获得,或通过接种疫苗人工建立
公安通缉令系统对应 →特异性免疫

非特异免疫像日常巡逻;特异性免疫像通缉令——见到特定嫌疑人立刻辨认、精准出击

11第 11 页 · 特异性免疫

免疫防御

免疫防御:定义、要点与典型应用

免疫防御
免疫防御:定义、要点与典型应用
12第 12 页 · 免疫防御

免疫自稳

上一页讲了免疫防御——对付外来入侵者。但战争结束后的战场谁打扫?身体每天有上千亿细胞衰老死亡,这些「内部垃圾」谁来清理?免疫系统的第二项功能——免疫自稳,登场。

免疫自稳的定义
免疫系统清除衰老、损伤或凋亡细胞,维持内环境稳定的功能
自我识别能力
区分「自己」与「非己」,对自身正常组织保持免疫耐受
清除衰老与凋亡细胞
巨噬细胞等每天清除上千亿个衰老红细胞和大量凋亡细胞
自稳失调的后果
功能过弱→自身免疫病,如红斑狼疮、类风湿关节炎、1型糖尿病
典型应用:器官移植
移植器官携带异己抗原被识别为「非己」引发排异,临床用免疫抑制剂压制
城市环卫+户籍管理对应 →免疫自稳

户籍警≈自我识别(区分市民与外来者);环卫工≈清除衰老细胞(清理城市垃圾)

13第 13 页 · 免疫自稳

免疫监视

前两页讲了免疫防御(对外挡病原体)和免疫自稳(对内管自己人)。免疫系统还有第三种本事——在体内巡逻,盯住那些突然「不对劲」的细胞。

监视对象
体内突变的肿瘤细胞、被病毒感染的细胞、衰老细胞等异常细胞
主要执行者
NK自然杀伤细胞、细胞毒性T细胞(CTL)、巨噬细胞
核心机制
识别异常细胞表面的特异性标记,启动杀伤清除
功能定位
免疫防御、免疫自稳、免疫监视,构成免疫系统三大核心功能
商场里巡逻的保安盯可疑人员对应 →免疫细胞在体内巡视异常细胞

不防外来者(那是免疫防御),而是盯住体内「叛变」的人,发现就处理

14第 14 页 · 免疫监视

本节要点

  • 免疫系统由器官、细胞、活性物质三类协同运作
  • 非特异性免疫是先天的盾,特异性免疫是后天的剑
  • B细胞主打体液免疫产抗体,T细胞主打细胞免疫直接杀伤
  • APC是翻译官,把抗原信息呈递给淋巴细胞激活应答
  • 免疫三大功能——防御、自稳、监视缺一不可
延伸主题:免疫应答的具体过程抗体多样性的产生机制过敏与自身免疫病
15第 15 页 · 本节要点

课后思考

三道开放题,分别考察回顾、应用与思辨。先合上答案自己想想,再往下对照。

1树突状细胞、巨噬细胞和B细胞都能呈递抗原,为什么只有树突状细胞被称为'专职'抗原呈递细胞?

参考答案关键在'启动初始T细胞'这一环节。树突状细胞能高效激活从未接触过抗原的原始T细胞,是特异性免疫的'启动器';巨噬细胞和B细胞主要激活已有记忆的T细胞,启动能力弱。

2一个先天缺乏T细胞的人依然能抵御部分病原体入侵,这些病原体最可能有什么共同特征?

参考答案多半是被非特异性免疫就能清除的——比如体外生存能力弱、还没来得及大量繁殖就被巨噬细胞吞噬的;或毒性低、不需要特异性免疫就能控制住的。这说明非特异性免疫是'先头部队'。

3免疫监视能清除癌变细胞,但癌症仍不断发生。这是否说明免疫监视'失败了'?

参考答案不是失败,是'持续博弈'。癌变细胞会产生变异逃避免疫识别(如丢失抗原、激活免疫检查点),免疫系统也在不断应对。免疫监视有边界,是动态平衡而非绝对防御。

16第 16 页 · 课后思考