第4章天然免疫系统InnateImmuneSystem
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以血浆渗出和中性粒细胞浸润为要紧特征。
慢性炎症：发生较慢，持续较久（数月至数年），
以淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润为主要特征。
（一）、炎症细胞
启动和参与炎症反应的细胞
炎症细胞 ：
肥大细胞、吞噬细胞和淋巴细胞 被激活后分泌细 胞因子和炎症介质参与炎症反应。
血管内皮细胞 被激活后表达黏附分子，以利于白细 胞渗出。
基因重排
无
基因家族 属于不同家族
TCR
有（多样性） 属于同一家族
(Ig样家族和凝集素样家族） （TCR家族）
识别分子
MHC
MHC/抗原肽
（仅与MHC分子肽槽顶部 小部分直截了当接触）
（双重识别）
【四】天然免疫应答与炎症
Innate Immune Responses and Inflammation
天然免疫分子
识别对象
效应
———————————————————————————————
补体
与细胞及微生物表面的 杀伤靶细胞；
糖及蛋白质共价结合 趋化炎症细胞等
LPS结合蛋白（LBP）
LPS
促进LPS与CD14结合
可溶性CD14
LPS
甘露糖结合蛋白（MBP） 富含甘露糖的糖
蛋白及脂多糖
促进细胞与LPS结合 致敏微生物；
（四）中性粒细胞外渗
1、滚动：感染时，巨噬细胞活化释放大量细胞因子
（IL-1等），诱导血管内皮细胞表达黏附分子（E选 择素和P选择素），与中性粒细胞表达的配体相结合 诱使白细胞贴着血管壁滚动。
2、活化、黏着：中性粒细胞活化，表达黏附分子
（整合素），与血管内皮细胞表面的配体(ICAM)结 合而停止运行。紧紧地黏着于血管内皮细胞。
吞
噬
CD16 （FcgR III）
CD11b/CD1 8iC3bR
细
PRR
胞
运铁 CD71
表
蛋白
IL-2
CD25
面
受 体
CD64 （FcgR I）
B7-2
CD35 （CR1）
CD32 （FcgR II）
CD28
2、吞噬与消化机制
1）、无氧代谢杀伤机制
乳酸 溶酶体酶（蛋白水解酶，防卫素）
2）、有氧代谢杀伤机制
（二）趋化运动
白细胞沿着某些化学或生物刺激物的浓度梯度迁移的现象
1、趋化介质：吸引白细胞迁移的物质
来源：细菌、炎症组织细胞及补体的某些片段 要紧特点：分子量较小，半衰期短，
趋化作易用在具组有织细中胞扩特散异。性
2、趋化因子：吸引白细胞迁移的细胞因子。如IL-8等。
（三）炎 症 介 质
能触发或参与炎症反应的化学物质或蛋白质分子。
（2）、清杂受体：如氧化脂蛋白、阴离子多糖等
2）、间接识别受体：能与调理素结合的受体
调理素（opsonin）：C3b、C4b、iC3b、IgG等。
巨 噬 细 胞 受 体
甘露糖受体
NH2 CRD
F2 CL CL CL CL CL CL CL CL
除杂受体
HOOC
COOH COOH
COOH
2HN NH2NH2
IFN-γ
NK细胞活化
（二 ）巨噬细胞与补体
巨噬细胞活化
多种补体成分
促进吞噬作用
吞噬细胞表面受体 （ C3bR、iC3bR）
（三）中性粒细胞与巨噬细胞
肥大细胞和巨噬细胞
炎症介质和趋化因子
引起毛细血管扩张， 通透性增加
血管内皮细胞、白细胞 黏附分子及其受体，
白细胞的游出
天然免疫系统的调节
膜攻击单位 病毒
疫应答和参与炎症
抗原 呈递作用
吞噬并杀伤 病原微生物
伤口修复
分泌
杀伤 肿瘤细胞
细胞因子
IL-1 IL-6 IL-12 TNF- a IL-8 GM-CSF
酶
溶菌酶 酸性水解酶 赖氨酸酶 酯酶 胶原蛋白酶 弹性纤维蛋白酶
其它因子
前列腺素 白三烯 补体成分 纤维蛋白 结合蛋白 凝血因子
吞噬细胞的功能
（三）NK细胞（Natural killer cls）
1、分布：呼吸道、消化道和皮肤等组织中的血管、
淋巴管、腺导管导管和神经末梢周围。
2、胞浆颗粒：含有炎症介质（组胺）和蛋白水解酶。 3、表达高亲和力受体：IgE-Fc1受体（Fcε-R1），
细菌的N-甲酰肽、LPS的受体。
4、激活物质：N-甲酰肽、LPS， P 物质，C3a、C4a、C5a 迅速脱颗粒、释放介质，启动炎症反应。
HOCl + R-NH ⑤ 产生单个氧原子
RNCl + H2O
H2O2 + OCl⑥ 产生羟基游离基
1 O2 + H2O + Cl-
H2O2 + O2-
O2 + OH- + .OH
NO 途 径
① 产生NO L-精氨酸 + 1/2O2
② 产生过氧化氮游离基 NO + O2 -
瓜氨酸 + NO ONOO-
NKCR
凝集素样 NKCR
Ig样NKCR （KIR）
HOOC COOH
NH2
-S-S-
H2N
NH2
ITIM ITIM
COOH
两 种 NKCR 的 不 同 功 能
NK
（A）
（B）
细
MHC-I+ 细胞
MHC-I细胞
胞
受 体
不
MHC-I 杀
杀
伤
KIR
伤
功
KAR
能
NK
NK
NKCR与TCR的区别
NKCR
炎症细胞 炎症介质
趋化运动 中性粒细胞外渗
炎症：机体对理、化、生物因素刺激所引起的带有组织
损伤过程保护性反应。 临床表现：红、肿、痛、热、功能障碍
局部毛细血管扩张，通透性增加， 白细胞和血浆渗出，血流加快， 小血管再生，纤维化等组织损伤的修复、愈合过程。
急性炎症：急骤发生，持续短暂（数日至1个月），
3、游出：白细胞逐渐挤进内皮细胞间隙，从两个
内皮细胞之间游出。
中性粒细胞的渗 出过程
A
毛细血管内皮细胞
侵入细菌
附壁
粘着
游出
B
C
EC
EC
【四】天然免疫应答的调节
Regulation of Innate Immune Responses
（一）NK和巨噬细胞的正反馈环路
LPS
巨噬细胞活化
TNF和IL-12
1、NK细胞的一般特性
1）大颗粒淋巴细胞：细胞体积较大，胞浆含有大的颗
粒，类似单核细胞。不表达TCR或BCR 。
2）天然杀伤细胞：天然既有杀伤靶细胞的功能，又能分泌
大量IFN-γ，发挥免疫调节作用。
3）能迅速被激活：在急性感染早期能控制病原微生物在
体内的迅速扩散。
4）表达IL2、 IL12受体，能被IL2、 IL12直截了当激 活。
激活补体
C反应蛋白（CRP）
细菌表面多糖及 磷酯胆碱
致敏微生物； 激活补体
溶菌酶
细菌胞壁的糖肽
消化细菌胞壁
———————————————————————————————
【二】 天然免疫细胞
The Cells of the Innate Immune System （一）、肥大细胞（mast cells） （二）、吞噬细胞（phagocytes） （三）、NK细胞（Natural killer cells）
细菌
NADPH
黄素蛋白
H+
细胞色 素b558
e- + O2
O2- H+ H2O2
病原菌的吞噬与杀伤
识别
吞噬
消化
N
3、巨噬细胞的三种状态
1）、静息状态（rest state）
具有吞噬并清除异物、死亡细胞或 细胞碎片的功能。
2）、活化状态（primed state）
吞噬异物更加活跃的，上调MHC-Ⅱ类分子 能 够 递 呈 抗 原 和 分 泌 细 胞 因 子 （ IL1、IL6、IFN-g）。
第4章天然免疫系统
InnateImmuneSyste m
免疫应答的类型及特点
类型
天然免疫（非特异） 获得性免疫（特异）
参与 1、皮肤黏膜（理/化） 1、T细胞（细胞免疫）
成分
2、肥大C、吞噬C、NK 3、分子（补体）
2、B细胞（体液免疫） 3、APC （DC）
作
1、快。早期~96H
1、迟。96H~
3）、亢奋状态（activated state）
吞噬异物的速度和频率加快。消化异物的 能力增强（C3b+LPS+IFN-g）。
吞噬细胞的功能
吞噬功能：吞噬并杀伤病原生物 杀伤功能：杀伤肿瘤细胞 介导炎症：分泌炎症介质，参与炎症 抗原递呈功能：递呈抗原肽/MHC供T细胞识别 分泌功能：分泌多种细胞因子和炎症介质，调节免
炎症介质的来源：
肥大细胞：组织胺，前列腺D2，白三烯（ LT ，leukotriene） 血小板激活因子（ PAF， platelet activation factor）
吞噬细胞溶酶体：阳离子蛋白 酸性水解酶 中性蛋白酶
体液：C3a，C5a，缓激肽和纤维蛋白溶酶等。
炎症介质的要紧生物学效应：
收缩平滑肌 扩张毛细血管 趋化白细胞
2、NK细胞的受体
NK细胞受体（NKCR） FcγRⅢ（CD16）
NK细胞受体（NKCR） 1）活化型受体（KAR）：识别靶细胞表面的糖
类配体后，向细胞内转导活化信号，发挥杀 伤作用。(NKp46,NKp44,NKp30) 2）抑制型受体（KIR）：KIR识别自身MHC-Ⅰ 分子后，转导杀伤抑制信号，抑制自身的杀 伤功能。(CD94,NKG2)
（一）补体（第3章） （二）急性期蛋白(acute phase proteins)
1、 脂多糖结合蛋白（LBP） 2、 血清淀粉样蛋白（SAP） 3、甘露糖结合蛋白（MBP） 4、 C反应蛋白等（CRP） ( 三) 溶菌酶 （四）干扰素
可溶性天然免疫分子
————————————————————————————————————————————————————
的各种病原体在获得性免疫发挥作用之前起者重要的防卫
炎症 杀伤
C3b
肥大细胞 补体
NK细胞 活化NK细胞
杀伤
病毒感染 细胞
巨噬细胞 活化巨噬细胞
细菌 C3b
小结
1、天然免疫系统 由天然免疫分子和天然免疫细胞组成 2、天然免疫分子 要紧有补体、LBP、 MBP、 CRP和溶菌酶 等，
天然免疫细胞 要紧有肥大细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和 NK细胞。
3、天然免疫系统 直截了当而迅速地发起攻击、杀灭和清除， 入侵
（二）吞噬细胞（phagocytes）
巨噬细胞 中性粒细胞。
1、吞噬细胞的识别受体
1）、直截了当识别受体：多为模式识别受体 （pattern recognition receptors，PRR）
能直截了当识别病原生物或衰亡细胞所特有的 模式（ pattern ）分子的受体。 （1）、凝集素样受体：如甘露糖受体（MBR）
用 特
不经克隆扩增分化 2、非特异性
①识别
T、B 经克隆扩增分化 2、特异性 ①识别TCR、BCR、MHC
点
②反应-- 炎症
②效应 Th1、CTL、 Ab
3、无免疫经历
3、免疫经历
【一】 天然免疫系统的可溶性分子
指体表分泌液以及血浆和其它体液中能够识别或攻 击S病olu原b体le 的Mo可le溶cu性le 分of子th。e Innate Immune System
（1）呼吸爆发 （2）H2O2-MPO-Cl系统 （3）NO系统
活性氧途径
① 产生超氧离子
O2 + NADPH NADPH 氧化酶 O2- + NADP + H+
② 产生过氧化氢
过氧化物歧化酶
2O2 + 2H2
H2O2 + O2
③ 产生次氯酸
H2O2 + Cl + H+ ④ 产生有机氯胺
HOCl + H2O
慢性炎症：发生较慢，持续较久（数月至数年），
以淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润为主要特征。
（一）、炎症细胞
启动和参与炎症反应的细胞
炎症细胞 ：
肥大细胞、吞噬细胞和淋巴细胞 被激活后分泌细 胞因子和炎症介质参与炎症反应。
血管内皮细胞 被激活后表达黏附分子，以利于白细 胞渗出。
基因重排
无
基因家族 属于不同家族
TCR
有（多样性） 属于同一家族
(Ig样家族和凝集素样家族） （TCR家族）
识别分子
MHC
MHC/抗原肽
（仅与MHC分子肽槽顶部 小部分直截了当接触）
（双重识别）
【四】天然免疫应答与炎症
Innate Immune Responses and Inflammation
天然免疫分子
识别对象
效应
———————————————————————————————
补体
与细胞及微生物表面的 杀伤靶细胞；
糖及蛋白质共价结合 趋化炎症细胞等
LPS结合蛋白（LBP）
LPS
促进LPS与CD14结合
可溶性CD14
LPS
甘露糖结合蛋白（MBP） 富含甘露糖的糖
蛋白及脂多糖
促进细胞与LPS结合 致敏微生物；
（四）中性粒细胞外渗
1、滚动：感染时，巨噬细胞活化释放大量细胞因子
（IL-1等），诱导血管内皮细胞表达黏附分子（E选 择素和P选择素），与中性粒细胞表达的配体相结合 诱使白细胞贴着血管壁滚动。
2、活化、黏着：中性粒细胞活化，表达黏附分子
（整合素），与血管内皮细胞表面的配体(ICAM)结 合而停止运行。紧紧地黏着于血管内皮细胞。
吞
噬
CD16 （FcgR III）
CD11b/CD1 8iC3bR
细
PRR
胞
运铁 CD71
表
蛋白
IL-2
CD25
面
受 体
CD64 （FcgR I）
B7-2
CD35 （CR1）
CD32 （FcgR II）
CD28
2、吞噬与消化机制
1）、无氧代谢杀伤机制
乳酸 溶酶体酶（蛋白水解酶，防卫素）
2）、有氧代谢杀伤机制
（二）趋化运动
白细胞沿着某些化学或生物刺激物的浓度梯度迁移的现象
1、趋化介质：吸引白细胞迁移的物质
来源：细菌、炎症组织细胞及补体的某些片段 要紧特点：分子量较小，半衰期短，
趋化作易用在具组有织细中胞扩特散异。性
2、趋化因子：吸引白细胞迁移的细胞因子。如IL-8等。
（三）炎 症 介 质
能触发或参与炎症反应的化学物质或蛋白质分子。
（2）、清杂受体：如氧化脂蛋白、阴离子多糖等
2）、间接识别受体：能与调理素结合的受体
调理素（opsonin）：C3b、C4b、iC3b、IgG等。
巨 噬 细 胞 受 体
甘露糖受体
NH2 CRD
F2 CL CL CL CL CL CL CL CL
除杂受体
HOOC
COOH COOH
COOH
2HN NH2NH2
IFN-γ
NK细胞活化
（二 ）巨噬细胞与补体
巨噬细胞活化
多种补体成分
促进吞噬作用
吞噬细胞表面受体 （ C3bR、iC3bR）
（三）中性粒细胞与巨噬细胞
肥大细胞和巨噬细胞
炎症介质和趋化因子
引起毛细血管扩张， 通透性增加
血管内皮细胞、白细胞 黏附分子及其受体，
白细胞的游出
天然免疫系统的调节
膜攻击单位 病毒
疫应答和参与炎症
抗原 呈递作用
吞噬并杀伤 病原微生物
伤口修复
分泌
杀伤 肿瘤细胞
细胞因子
IL-1 IL-6 IL-12 TNF- a IL-8 GM-CSF
酶
溶菌酶 酸性水解酶 赖氨酸酶 酯酶 胶原蛋白酶 弹性纤维蛋白酶
其它因子
前列腺素 白三烯 补体成分 纤维蛋白 结合蛋白 凝血因子
吞噬细胞的功能
（三）NK细胞（Natural killer cls）
1、分布：呼吸道、消化道和皮肤等组织中的血管、
淋巴管、腺导管导管和神经末梢周围。
2、胞浆颗粒：含有炎症介质（组胺）和蛋白水解酶。 3、表达高亲和力受体：IgE-Fc1受体（Fcε-R1），
细菌的N-甲酰肽、LPS的受体。
4、激活物质：N-甲酰肽、LPS， P 物质，C3a、C4a、C5a 迅速脱颗粒、释放介质，启动炎症反应。
HOCl + R-NH ⑤ 产生单个氧原子
RNCl + H2O
H2O2 + OCl⑥ 产生羟基游离基
1 O2 + H2O + Cl-
H2O2 + O2-
O2 + OH- + .OH
NO 途 径
① 产生NO L-精氨酸 + 1/2O2
② 产生过氧化氮游离基 NO + O2 -
瓜氨酸 + NO ONOO-
NKCR
凝集素样 NKCR
Ig样NKCR （KIR）
HOOC COOH
NH2
-S-S-
H2N
NH2
ITIM ITIM
COOH
两 种 NKCR 的 不 同 功 能
NK
（A）
（B）
细
MHC-I+ 细胞
MHC-I细胞
胞
受 体
不
MHC-I 杀
杀
伤
KIR
伤
功
KAR
能
NK
NK
NKCR与TCR的区别
NKCR
炎症细胞 炎症介质
趋化运动 中性粒细胞外渗
炎症：机体对理、化、生物因素刺激所引起的带有组织
损伤过程保护性反应。 临床表现：红、肿、痛、热、功能障碍
局部毛细血管扩张，通透性增加， 白细胞和血浆渗出，血流加快， 小血管再生，纤维化等组织损伤的修复、愈合过程。
急性炎症：急骤发生，持续短暂（数日至1个月），
3、游出：白细胞逐渐挤进内皮细胞间隙，从两个
内皮细胞之间游出。
中性粒细胞的渗 出过程
A
毛细血管内皮细胞
侵入细菌
附壁
粘着
游出
B
C
EC
EC
【四】天然免疫应答的调节
Regulation of Innate Immune Responses
（一）NK和巨噬细胞的正反馈环路
LPS
巨噬细胞活化
TNF和IL-12
1、NK细胞的一般特性
1）大颗粒淋巴细胞：细胞体积较大，胞浆含有大的颗
粒，类似单核细胞。不表达TCR或BCR 。
2）天然杀伤细胞：天然既有杀伤靶细胞的功能，又能分泌
大量IFN-γ，发挥免疫调节作用。
3）能迅速被激活：在急性感染早期能控制病原微生物在
体内的迅速扩散。
4）表达IL2、 IL12受体，能被IL2、 IL12直截了当激 活。
激活补体
C反应蛋白（CRP）
细菌表面多糖及 磷酯胆碱
致敏微生物； 激活补体
溶菌酶
细菌胞壁的糖肽
消化细菌胞壁
———————————————————————————————
【二】 天然免疫细胞
The Cells of the Innate Immune System （一）、肥大细胞（mast cells） （二）、吞噬细胞（phagocytes） （三）、NK细胞（Natural killer cells）
细菌
NADPH
黄素蛋白
H+
细胞色 素b558
e- + O2
O2- H+ H2O2
病原菌的吞噬与杀伤
识别
吞噬
消化
N
3、巨噬细胞的三种状态
1）、静息状态（rest state）
具有吞噬并清除异物、死亡细胞或 细胞碎片的功能。
2）、活化状态（primed state）
吞噬异物更加活跃的，上调MHC-Ⅱ类分子 能 够 递 呈 抗 原 和 分 泌 细 胞 因 子 （ IL1、IL6、IFN-g）。
第4章天然免疫系统
InnateImmuneSyste m
免疫应答的类型及特点
类型
天然免疫（非特异） 获得性免疫（特异）
参与 1、皮肤黏膜（理/化） 1、T细胞（细胞免疫）
成分
2、肥大C、吞噬C、NK 3、分子（补体）
2、B细胞（体液免疫） 3、APC （DC）
作
1、快。早期~96H
1、迟。96H~
3）、亢奋状态（activated state）
吞噬异物的速度和频率加快。消化异物的 能力增强（C3b+LPS+IFN-g）。
吞噬细胞的功能
吞噬功能：吞噬并杀伤病原生物 杀伤功能：杀伤肿瘤细胞 介导炎症：分泌炎症介质，参与炎症 抗原递呈功能：递呈抗原肽/MHC供T细胞识别 分泌功能：分泌多种细胞因子和炎症介质，调节免
炎症介质的来源：
肥大细胞：组织胺，前列腺D2，白三烯（ LT ，leukotriene） 血小板激活因子（ PAF， platelet activation factor）
吞噬细胞溶酶体：阳离子蛋白 酸性水解酶 中性蛋白酶
体液：C3a，C5a，缓激肽和纤维蛋白溶酶等。
炎症介质的要紧生物学效应：
收缩平滑肌 扩张毛细血管 趋化白细胞
2、NK细胞的受体
NK细胞受体（NKCR） FcγRⅢ（CD16）
NK细胞受体（NKCR） 1）活化型受体（KAR）：识别靶细胞表面的糖
类配体后，向细胞内转导活化信号，发挥杀 伤作用。(NKp46,NKp44,NKp30) 2）抑制型受体（KIR）：KIR识别自身MHC-Ⅰ 分子后，转导杀伤抑制信号，抑制自身的杀 伤功能。(CD94,NKG2)
（一）补体（第3章） （二）急性期蛋白(acute phase proteins)
1、 脂多糖结合蛋白（LBP） 2、 血清淀粉样蛋白（SAP） 3、甘露糖结合蛋白（MBP） 4、 C反应蛋白等（CRP） ( 三) 溶菌酶 （四）干扰素
可溶性天然免疫分子
————————————————————————————————————————————————————
的各种病原体在获得性免疫发挥作用之前起者重要的防卫
炎症 杀伤
C3b
肥大细胞 补体
NK细胞 活化NK细胞
杀伤
病毒感染 细胞
巨噬细胞 活化巨噬细胞
细菌 C3b
小结
1、天然免疫系统 由天然免疫分子和天然免疫细胞组成 2、天然免疫分子 要紧有补体、LBP、 MBP、 CRP和溶菌酶 等，
天然免疫细胞 要紧有肥大细胞、中性粒细胞、巨噬细胞和 NK细胞。
3、天然免疫系统 直截了当而迅速地发起攻击、杀灭和清除， 入侵
（二）吞噬细胞（phagocytes）
巨噬细胞 中性粒细胞。
1、吞噬细胞的识别受体
1）、直截了当识别受体：多为模式识别受体 （pattern recognition receptors，PRR）
能直截了当识别病原生物或衰亡细胞所特有的 模式（ pattern ）分子的受体。 （1）、凝集素样受体：如甘露糖受体（MBR）
用 特
不经克隆扩增分化 2、非特异性
①识别
T、B 经克隆扩增分化 2、特异性 ①识别TCR、BCR、MHC
点
②反应-- 炎症
②效应 Th1、CTL、 Ab
3、无免疫经历
3、免疫经历
【一】 天然免疫系统的可溶性分子
指体表分泌液以及血浆和其它体液中能够识别或攻 击S病olu原b体le 的Mo可le溶cu性le 分of子th。e Innate Immune System
（1）呼吸爆发 （2）H2O2-MPO-Cl系统 （3）NO系统
活性氧途径
① 产生超氧离子
O2 + NADPH NADPH 氧化酶 O2- + NADP + H+
② 产生过氧化氢
过氧化物歧化酶
2O2 + 2H2
H2O2 + O2
③ 产生次氯酸
H2O2 + Cl + H+ ④ 产生有机氯胺
HOCl + H2O