[免疫学]固有免疫及其应答

第十四章固有免疫系统及其应答固有免疫吞噬细胞物理屏障化学屏障适应性免疫在机体早期抗感染中发挥作用；机体免疫应答的第一道防线；启动和促进适应性免疫应答。体液免疫细胞免疫目的要求熟悉组织屏障及其作用；固有免疫细胞的组成；巨噬细胞的生物学功能；固有免疫应答的作用时相及特点。掌握巨噬细胞的识别机制；NK细胞的表面识别受体；NK杀伤靶细胞的作用机制。了解固有体液免疫分子及其主要作用；固有免疫与适应性免疫应答的关系。屏障结构效应细胞效应分子皮肤与粘膜血-脑屏障血-胎盘屏障B-介导的体液免疫T-介导的细胞免疫防御素补体溶菌酶细胞因子等吞噬细胞NK细胞、NKT细胞γδT细胞、肥大细胞等天然免疫（固有性免疫或非特异性免疫）获得性免疫（适应性免疫或特异性免疫）免疫固有免疫(innateimmunity)亦称非特异性免疫（non-specificimmunity），是生物体在长期种系进化过程中逐渐形成的一系列防御机制。1、出生时即具备,对外来抗原应答迅速,产生非特异性抗感染免疫作用。2、参与对体内损伤衰老或畸变细胞的清除。3、在特异性免疫应答中也起作用。什么是固有免疫？§第一节组织屏障及其作用HostResponsetoInfection（一）皮肤黏膜及其附属成分的屏障作用•物理屏障：皮肤（skin）粘膜（mucous）PhysicalresistanceSkindefense•化学屏障：---汗液（sweat）–泪液（tears）–胃肠液（stomachacid）–尿液（urine）•微生物屏障：Microbial–正常菌群皮肤：粘膜：–竞争结合上皮细胞；–竞争营养物质–分泌杀菌物质或抑菌物质预定NoSeat!预定NoSeat!临床抗生素应用不当可导致菌群失调症生物学屏障－正常菌群的作用（二）体内屏障1.血－脑屏障由软脑膜、脉络丛的毛细血管壁和包在壁外的星形胶质细胞形成的胶质膜，其组织结构紧密，能阻挡血液中的病原体和其它大分子物质进入脑组织和脑室。由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同组成。不妨碍母子间物质交换，可防止母体内病原体和有害物质进入胎儿体内妊娠早期发育不成熟。2.血－胎屏障第二节固有免疫细胞巨噬细胞、NK细胞中性粒细胞、树突状细胞NKT细胞、γδT细胞和B1细胞嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞一、吞噬细胞吞噬细胞单核吞噬细胞（大吞噬细胞）中性粒细胞（小吞噬细胞）•中性粒细胞，占血液白细胞总数的60-70％。•寿命短暂，但数量大，更新迅速。•对化脓菌较敏感。中性粒细胞LAD患者来源与分布:骨髓单核系干细胞单核细胞朗格汉斯细胞巨噬细胞库普弗细胞小胶质细胞破骨细胞其他单核吞噬细胞(mononuclearphagocytes)表皮棘层结缔组织和器官游走的巨噬细胞定居的巨噬细胞1.巨噬细胞表面受体及其识别的配体非调理性受体-模式识别受体调理性受体-IgGFc受体和补体受体细胞因子受体识别受体PRR：指单核/巨噬细胞和树突状细胞等固有免疫细胞表面或胞内器室膜上能够识别病原体某些共有特定分子结构的受体。PRR主要有：甘露糖受体（MR）清道夫受体（SR）Toll样受体（TLR1-11）识别的PAMP：甘露糖、岩藻糖LPS、磷壁酸、磷脂酰丝氨酸肽聚糖、脂蛋白、阿拉伯甘露糖脂酵母多糖（1）模式识别受体（PRR）甘露糖受体结构：胞外区有8个C型凝集素结构域。配体：细胞壁糖蛋白、糖脂末端的甘露糖和岩藻糖残基。陈旧红细胞和凋亡细胞的清除清道夫受体配体乙酰化低密度脂蛋白（Ox-LDL）脂多糖（LPS）-G-菌；磷壁酸-G+菌磷酯酰丝氨酸-凋亡细胞功能病原体的识别和清除动脉粥样硬化：泡沫样细胞的形成粘附于人造基质TLR均为Ⅰ型跨膜受体，其胞膜外段富含亮氨酸的重复序列，而胞内段则与人IL-1R胞质区结构相似，称为TIR结构域。Toll样受体TLR2和TLR4主要表达在单核细胞－巨噬细胞表面。TLR2TLR2配体肽聚糖、磷壁酸-G+菌脂蛋白、脂肽-细菌和支原体阿拉伯甘露糖脂-分枝菌属酵母多糖-酵母菌TLR4磷壁酸-G+菌HSP60配体功能不直接识别LPS参与LPS活化信号的转导（2）病原相关分子模式病原相关分子模式（pathogenassociatedmolecularpatterns,PAMP)即PRR识别结合的配体，是病原体及其产物所共有的某些高度保守的特定分子结构。常见有：脂多糖、肽聚糖、脂磷壁酸、甘露聚糖、细菌DNA、双链RNA、葡聚糖自我非我继续生存杀伤（3）调理性受体1）IgGFc受体介导的调理作用：抗体的桥梁作用。2）补体受体：补体裂解产物C3b和C4b的桥梁作用⑵补体受体：补体裂解产物C3b和C4b的桥梁作用趋化因子受体：单核细胞趋化蛋白-1受体（MCP-1R）、巨噬细胞炎症-1α/β受体（MIP-1α/βR），在相应趋化因子作用下，可募集至感染或炎症部位。细胞因子受体：IFN-γ、M-CSF、GM-CSF受体，通过与相应细胞因子结合而使巨噬细胞活化。(4)细胞因子受体识别方式模式识别受体（PRR）/非调理性受体调理性受体A、甘露糖受体（MR）甘露糖、岩藻糖B、清道夫受体（SR）LPS、磷壁酸、磷脂酰丝氨酸C、Toll样受体（TLR）肽聚糖、脂蛋白、酵母多糖Fc受体、补体受体细胞因子受体MCP-1R、MIP-1α/βR、IFN-γ、M-CSF、GM-CSF受体2.巨噬细胞的生物学功能一、清除、杀伤病原体二、参与促进炎症反应三、杀伤靶细胞四、加工、提呈抗原五、免疫调节作用1）氧依赖性途径2）氧非依赖性途径（1）清除、杀伤病原体1)氧依赖性杀菌系统及其作用①反应性氧中间物（ROI）系统：过氧化物歧化酶（SOD）NADH氧化酶NADPH氧化酶O2-OH-H2O21O2吞噬呼吸爆发杀灭细菌CGDpatientwithskininfections慢性肉芽肿病因：NADPH氧化酶缺乏TNFTNFNitricOxide②反应性氮中间物系统（RNIs系统）：指吞噬活化后产生的诱导型一氧化氮合成酶（iNOS），生成NO产生杀菌作用的系统。NO对细菌和肿瘤具有杀伤和细胞毒作用.①酸性pH值3.5-4.0②溶菌酶破坏G+菌胞壁肽聚糖③防御素由阳离子蛋白和多肽组成，可在细菌脂质双层中形成“离子通道”2)氧非依赖性途径3)病原体等抗原性异物的消化和清除•在吞噬溶酶体内多种水解酶如蛋白酶、核酸酶、脂酶和磷酸酶作用下，进一步消化降解。•大部分胞吐的方式排除胞外。•小部分形成抗原肽－MHC复合物。巨噬细胞识别、清除病原体识别杀伤消化、清除(1)PRR甘露糖受体（MR）清道夫受体（SR）TOLL样受体（TLR）(2)调理性受体Fc受体和补体受体１氧依赖性杀菌系统ROIs活性氧RNIsNO２.氧非依赖性杀菌系统：①酸性pH值②溶菌酶③防御素溶酶体酶降解•残渣排出胞外•小部分形成肽－MHC复合物(2)参与促进炎症反应1、趋化作用MIP-1α／β、MCP、IL-8。2、促炎作用IL-1β、TNF-α、IL-6。(3)杀伤靶细胞1、直接接触，膜融合释放溶酶体酶。2、分泌TNF-α，诱导病毒感染的细胞和肿瘤细胞凋亡。3、ADCC作用。靶细胞巨噬细胞介导的ADCC作用Mj巨噬细胞死亡的靶细胞（4）加工、提呈抗原活化巨噬细胞分泌细胞因子参与免疫调节（5）免疫调节作用IL-10IL-1βTNFαIL-6IL-12及IL-18巨噬细胞的生物学功能一、清除、杀伤病原体二、参与和促进炎症反应三、杀伤靶细胞四、加工、提呈抗原五、免疫调节作用二、树突状细胞•树突状细胞（dendriticcellDC）：因有许多分枝样突起而得名，数量少，但分布广泛。•根据来源分类：髓样DC和淋巴样DC。三、自然杀伤细胞(naturekillercell,NK)•NK细胞来源于骨髓造血干细胞，发育成熟后分布于外周血和脾。•目前临床将TCR-、mIg-、CD56+、CD16+淋巴样细胞认定为NK细胞。功能：抗肿瘤、早期抗病毒或胞内寄生菌感染。通过ADCC作用杀伤靶细胞分泌细胞因子参与免疫调节分泌IFN-、IL-2、TNF-α等细胞因子。（一）NK细胞杀伤作用的机制1.穿孔素／颗粒酶作用途径2.Fas与FasL作用途径3.TNF-α与TNFR-Ⅰ作用途径•穿孔素（perforin）在靶细胞上打孔。•颗粒酶(Granzyme)引起靶细胞凋亡。1.穿孔素颗粒酶途径NKcellNKcellTargetcell2.Fas与FasL作用途径3.TNF-α与TNFR-Ⅰ作用途径凋亡NK细胞靶细胞TNF-αTNFR-Ⅰ2.Fas与FasL作用途径凋亡NK细胞靶细胞3.TNF-α与TNFR-Ⅰ作用途径TNF-αTNFR-Ⅰ（二）NK细胞活性的调节1.识别HLAⅠ类分子的NK细胞受体（1）杀伤细胞免疫球蛋白样受体（KIR）（2）杀伤细胞凝集素样受体（KLR）2.识别非HLAⅠ类分子的活化性受体（1）NKG2D（2）自然细胞毒性受体（NCR）(1)杀伤细胞免疫球蛋白样受体（killerimmunoglobulin-likereceptorKIR）属免疫球蛋白超家族成员，分为KIR2D和KIR3D两个亚类。KIR2D和KIR3D抑制性受体KIR2DL和KIR3DL，胞浆区含有ITIM基序活化性受体KIR2DS和KIR3DS，能与胞浆区带有ITAM基序的DAP-12共价结合获得转导活化信号的能力1.识别HLAⅠ类分子的NK细胞受体KIR2DLKIR3DLKIR2DSKIR3DSDAP12DAP12ITIMITAMITAM抑制性受体激活性受体KIR家族受体由Ⅱ型膜分子CD94和NKG2家族成员通过二硫键组成异二聚体。•CD94/NKG2A：抑制性受体（含ITIM基序）。•CD94/NKG2C:活化性受体，结合DAP-12同源二聚体分子（ITAM）。(2)杀伤细胞凝集素样受体（KLR）ITIMITAMDAP12KLR正常：自身细胞HLAⅠ类分子表达正常抑制性受体起主导地位，抑制活化异常:病毒感染靶细胞和肿瘤细胞表面HLA-I类分子表达下降或缺失，抑制性受体因无配体结合而丧失负调控作用，此时，活化性受体即可发挥作用，从而杀伤病毒感染靶细胞和肿瘤细胞。KIR和KLR的作用及其意义2.识别非HLAⅠ类分子的活化性受体1、NKG2D表达：NK细胞作用：与DAP-10结合发挥作用配体：MICA,MICB(MHCI类链相关的A/B分子，主要表达在癌细胞表面，正常组织细胞表面缺失。)NKG2D结构示意图ITAMDAP-10+-SSNKG2D包括NKp46、NKp30和NKp44，均为免疫球蛋白家族成员，在KIR／KLR丧失功能时发挥作用。ITAMζζ+-SSNKP46ITAMζζ+-SSNKP30ITAMDAP-12+-SSNKP442、自然细胞毒性受体（NCR）四、NKT细胞主要分布骨髓、肝、胸腺。膜分子NK1.1、TCR-CD3复合体。NKT特点TCR缺乏多样性。识别CD1分子提呈的脂类和糖脂类抗原。不受MHC限制。NKT的功能细胞毒作用：分泌穿孔素、表达FasL。免疫调节作用：NKT分泌IL-4：促Th2、体液免疫。NKT分泌IFNγ：促TH1、细胞免疫。NKT分泌趋化因子：参与炎症。•主要分布于黏膜和上皮组织。•其TCR缺乏多样性、识别的抗原种类有限，主要是某些病原微生物或感染／突变细胞表达的共同抗原，如热休克蛋白、CD1提呈的脂类抗原、某些酸化的抗原和病毒蛋白等。•可直接识别结合某些完整的多肽抗原，且不受MHC的限制。•γδT是皮肤黏膜局部抗病毒感染的重要效应细胞，对肿瘤也有一定的杀伤作用，机制同CD8+CTL•也可分泌细胞因子发挥免疫调节作用。五、γδT是CD5+和mIgM+的B细胞在个体发育过程中出现较早，其发生和分化与胚肝密切相关。主要分布于腹腔、胸腔和肠壁固有层中，具有自我更新的能力。B－1B细胞抗原受体缺乏多样性，抗原识别谱窄，主要识别某些细菌表面共有的多糖类抗原。六、B-1细胞包括：嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和肥大细胞。1、肥大细胞2、嗜碱性粒细胞