免疫系统进化的压力来自哪儿

免疫系统进化的压力来自哪儿？为什么？

答：免疫系统进化的压力来自于动物的进化，因为免疫系统是极其复杂的。不管低等生物还是高等生物，都存在着宿主对外来人侵者的防御和修复自身组织损伤的机制。然而在元脊椎动物的成员中表现出来的这种机制是属于自然免疫性，是先天的特性。机体对各种外来的侵染物的反应没有特异性。反应的效应大多类似于吞噬作用。此外它们还可以通过分泌一些可溶性分子来结合或溶解入浸的微生物。然而随着脊椎动物的进化发展，它们的免疫系统变得更为复杂。它除了表现出类似无脊椎动物的自然免疫性的机制之外，还突出地表现出特异性的免疫应答。随着脊椎动物的进化，免疫系统中的淋巴细胞(B细胞与T细胞)，专门的淋巴器官等相继出现，最后表现出一个完整的免疫系统所具有的特异性的体液免疫应答及细胞免疫应答。由此可以看出无脊椎动物和脊椎动物的免疫系统虽然都在细胞和分子水平上表现出它们各自的免疫应答特性，然而又表现出非常重要的差别。高等的脊椎动物的免疫系统是由分子和细胞水平上的各种各样变异体组成的。在蛋白分子水平上有免疫球蛋白基因家族的Ig，MHC—I，MHC—Ⅱ,TCR及其他许多细胞表面分子家族成员。在细胞水平上，有来自多功能干细胞谱系的一系列细胞及细胞亚系，如B细胞和T细胞及其亚系、粒细胞、单核细胞、巨噬细胞及各种辅助细胞等。这些细胞之间大都有着特异的协同及制约关系。(一)、脊椎动物的免疫进化

脊推动物与无脊椎动物的比较，在免疫进化上有了突破性的进展。从低等的无脊椎动物就出现了淋巴样组织。随着免疫系统的进化，淋巴组织和器官以及各种免疫细胞和分子逐步出现和完善，到哺乳动物免疫系统达到最完善的程度。

一、低等脊椎动物的淋巴样组织

1．原始的淋巴样组织

淋巴系统是产生及储存淋巴细胞及其他血细胞的场所。在最低等脊椎动物无颌类中只有肠系淋巴组织，这种组织在无脊椎动物的纽形动物和环节动物中也偶而出现过。到有颌类的软骨鱼开始出现原始的胸腺和脾脏，到两栖类开始出现骨髓。在高等脊椎动物中有完善的淋巴组织和细胞。如骨髓、胸腺、脾脏、淋巴结以及广泛分布的肠系淋巴组织。骨髓在解剖上与其他淋巴器官是分开的；然而在较低等的脊椎动物中，如鱼类和有尾两栖类等的淋巴组织与髓样组织是混合的。

2．鱼类的淋巴髓样组织

在鱼类中虽然有了淋巴髓样组织，但较低等的软骨负类八目鳗中还没有真正的胸腺，只有原始的脾脏。在较高等的真骨鱼中有原始型的肝、脾和肾中有丰富的黑素—巨噬中心。这是鱼类淋巴髓样组织的重要特征。在黑素—巨噬中心里充满大量色素，如血铁黄素(haemosiderir)，蜡质(ceroid)，黑素(melanin)以及脂卵丝霉褐素(lipofusin)。有人认为这种黑素—巨噬中心的结构类似高等动物原始类型的“发生中心”。这种原始型的发生中心最早发现于鸟类的淋巴样组织中。在鱼类的黑素—巨噬中心里积累的色素可能与脂肪有关，通过脂肪氧化形成脂卵丝霉褐素。

3．两栖类的淋巴样组织

骨髓最早出现在两栖类，而且是在较高等的无尾两栖类。通常用无尾两栖类爪蟾(Xenopus laevis)和美洲豹蛙(Rana piens)作为变温动物有淋巴样组织结构特征的代表。无尾两栖类除淋巴结之外，其他淋巴器官都已出现。这些器官的情况如下：

(1)胸腺：成蛙的胸腺位于皮下，中耳后方。胸腺分皮质和髓质两部分。快速增殖的皮质部淋巴细胞对辐射非常敏感。有证据表明变温动物的胸腺能产生有T细胞功能的淋巴细胞。在胸腺的髓部有几种基质细胞。胸腺中还发现肌样细胞(myoid dells)。这类细胞在哺乳动物和爬行动物中都有。但在两栖类中只在部分种类中存在。胸腺中的肌样细胞能促进组织液的循环或可能提供自身抗原，以训练T细胞使其对自身抗原发生耐受性。

(2)脾脏：在所有的有颌类脊椎动物中脾脏是主要的外围淋巴器官。爪蟾的脾脏分为胸腺依赖区和非胸腺依赖区。白髓滤泡中含有B细胞。在前滤泡周围区的B细胞表面无Ig分子。红髓区开始接收血液循环中带来的物质。后来循环的抗原又被白髓滤泡捕捉。抗原留在大的树突细胞表面。树突细胞从细胞质中伸出伪足穿过介膜，到达T细胞丰富的边带。整个白髓的排列与哺乳动物的不同。

(3)淋巴结和肠系淋巴组织(GALT)：两栖动物中无淋巴结，在某些较高等的两栖类中看到淋巴髓样结，但在组织学上与哺乳动物的淋巴结不同。淋巴髓样结主要功能是滤血器官。它是在淋巴腔中聚集厂一些淋巴样和髓样纫胞。这类细胞在成蛙中位于颈部和腋下部。

肠系淋巴组织最早出现于最低等的脊椎动物(无颌类)。在两栖类中蛙的肠系淋巴组织类似于哺乳动物的粘膜淋巴组织(MALT)，它存在于蛙的整个小肠区。GALT可作为肠中的抗原进入组织细胞的第一道防线。(4)肾、肝脏和骨髓：肾是鱼类和两栖类的主要淋巴器官。但到了羊膜动物的贤，这种功能便退化。在无后两栖类中．肾和肝在个体发育中是最早出现B细胞的场所。事实上各种脊椎动物的肾都有早期分化的血细胞、淋巴样细胞和韶样细脑。骨髓虽然最早出现于两栖类，但在两栖类中的免疫功能还有待澄清。在美洲豹虹成体中有骨髓淋巴样组织，但在爪蟾中骨髓就更为原始，股骨的骨髓只是嗜中性粒细胞分化的主要场所。由此可见至少是骨髓的功能在两栖类中还很不完善。

二、无脊椎动物与脊椎动物淋巴组织进化的比较

无脊椎动物中除了纽形动物、环节动物有肠系淋巴组织，星虫动物(Sipunculid)有NK细胞外，没有发现元脊椎动物中有淋巴样器官。自然在无脊椎动物中也没有发现抗体分子，没有MHC。在较高等的无脊椎动物中如原素动物，已有MHC抗原的某些功能表现，有混合淋巴细胞反应。

在脊椎动物中出现了免疫淋巴组织和器官，而且可以看到随着动物的进化这些免疫组织器官也表现出从低等到高等的发展(图12—1)。GALT组织在最低等的脊椎动物中已经出现。到软骨鱼类以后才相继出现胸腺和脾脏，到无尾两栖类出现骨髓。当然这种原始的骨髓组织的免疫功能还值得研究。在爬行类与鸟类的部分类群中，如蛇和蜥蜴有淋巴结样的组织，有些淋巴结样的组织，但鸡没有。它们有特殊的淋巴组织，即法氏囊。哺乳动物才出现淋巴结及完整的淋巴系统。

三、脊椎动物淋巴细胞和分子的进化

与无脊椎动物相比较，脊椎动物在重要的免疫细胞和分子方面进化有几个突出的特点：①从最低等的脊椎动物圆口纲使出现淋巴细胞；②从最低等脊椎动物圆口纲使出现了抗体IgM，随着进化同种异型抗体种类不断增多；③在脊椎动物中出现混合淋巴细胞反应和细胞毒性反应，表明T细胞的功能在很低等的脊椎动物中便已出现；④当脊椎动物发展到高级阶段才出现MHC分子(图12—2)。这些进化过程中出现的分子虽然不一定都是来自共同的祖先，但在脊椎动物进化上总的方向是向最高等最完善的功能发展。

1．MHC的进化

主要组织相容性复合体(MHC)是具有高多态性的。MHC—I类抗原蛋白是由MHC基因编码的一条重链及另外染色体上基因编码的β2微球蛋白组成的，是CTL的靶分子。MHC —Ⅱ类抗原蛋白是由MHC基因编码的异源二聚体，表达在B细胞、吞噬细胞、树突细胞及活化的T细胞上，是Th细胞的靶分子(见第六章)。关于MHC的起源有许多假说。其中重要的一种假说认为原始的类似MHC分子可能是与MHC—Ⅱβ链类似的同源二聚体。MHC —Ⅱ的α链是后来进化发展而来的。而MHC—I是在MHC—Ⅱαβ出现之后才出现的。它是由MHC—Ⅱαβ基因之间外显子飘移而产生的。MHC是在脊椎动物进化到两栖类才开始出现的，但又不是以后各种动物中都相继随着进化而出现(图12—2)。

在无颌类(Agnatha)圆口纲的八目鳗(Hagfish)有混合淋巴细胞反应(MLR)，从而推断有MHC