第14章 固有免疫
14固有免疫08
三、自然杀伤细胞 (natural kiiler cell, NK)
来源:骨髓淋巴样干细胞 发育、成熟:依赖骨髓、胸腺微环境。 分布:外周血(占淋巴细胞5%-7%) 脾脏等
表面标记
CD56+、CD16+ (FcγRⅢ)
TCR-
mIg-(BCR-)
NK细胞是体内一类无 T、B细胞特征性表 面标志的细胞,也叫第三群淋巴细胞。 NK细胞形态学特点是胞浆内有许多苯胺 颗粒,又称大颗粒淋巴细胞(LGL) , NK细胞无需 Ag预先致敏就可直接杀伤病 毒感染细胞、肿瘤细胞,属于非特异性免疫 细胞。 NK细胞对自身组织细胞不显示胞毒作用。
NK细胞对靶细胞的杀伤机制:
ADCC 释放穿孔素 释放颗粒酶 表达FasL 分泌TNF-α
识别MHC-I类分子的活化或抑制受体
1、活化性杀伤细胞受体(AKR):跨膜区与带
ITAM基序的分子非共价结合,获得转导活化信号的 功能.
活化性KIR:KIR-2DS/3DS 活化性KLR:CD94/NKG2C-D
未成熟DC:
高表达IgG Fc受体、C3b受体、某些模式 识别受体,低表达MHCⅠ/Ⅱ类分子、共刺激 分子、粘附分子。其摄取、加工处理抗原能 力强,而提呈抗原激发免疫应答能力弱。
成熟DC:
高表达MHCⅡ/Ⅰ类分子和共刺激分子 (如B7和ICAM),其摄取、加工处理抗原能 力弱,而提呈抗原、启动免疫应答能力强。
3、血-胎屏障
由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛 膜滋养层细胞组成。可防止母体的病 原微生物等有害物质进入胎儿体内。
细胞与细胞之间的紧密连接是形成内部屏障的主要原因
第二节 固有免疫细胞
吞噬细胞 树突状细胞 (DC) 自然杀伤细胞 (NK细胞) NKT细胞 γδT细胞 B1细胞 肥大细胞 嗜酸性、嗜碱性粒细胞等
医学免疫学14章 固有免疫系统及其应答
细 菌
IgG
IgG FcR
细 菌 C3b
CR
巨噬 细胞
2、吞噬、杀伤
残渣排除胞外
吞噬体 → 吞噬溶酶体
•氧依赖杀菌系统:
提呈抗原
•非氧依赖性杀菌系统:
氧依赖性杀菌系统
• 反应性氧中间产物(ROIs) 产生O2-, OH-, H2O2, 1O2,是消化病原生 物的关键。
(二) NK细胞(natural killer) 概念:
淋巴细胞
不表达抗原受体,表达CD56和CD16
无需抗原预先作用,就可直接杀伤肿瘤及病毒 感染的靶细胞
• 起源:骨髓的淋巴干细胞 • 分布:主要于外周血和脾脏 • 特征性表面标志: TCR- mIg-, CD56+ CD16+
NK的生物学功能: 抗感染(胞内感染) 抗肿瘤
• 反应性氮中间产物(RNIs) 产生 NO ,对病原生物和肿瘤细胞均具有 杀伤作用。
氧非依赖性杀菌系统
• 酸性pH:杀菌和抑菌作用 • 溶菌酶:杀菌作用(G+菌)
3.消化和清除
• 胞吐作用:降解产物排出体外 • 提呈抗原:抗原肽-MHC复合物表达 在细胞表面,供T细胞识别
巨噬细胞吞噬细菌
巨噬细胞(绿色)已经将死亡的细胞(橙色)吞噬
Monocyte-macrophage
单 核 巨 噬 细 胞
单核细胞体积较大,蹄状核(左,普通光镜)。 透射电镜胞浆颗粒明显(中)。 扫描电镜显示腹腔巨噬细胞粘附于玻璃表面(右)。
巨噬细胞主要生物学功能:
一、杀伤、清除病原体 二、杀伤胞内寄生菌和肿瘤细胞 三、参与炎症反应 四、加工提呈抗原启动适应性免疫应答 五、免疫调节作用
固有免疫的组成细胞
第十四章固有免疫系统及其应答固有免疫(innate immunity)亦称非特异性免疫(nonspecific immunity),是生物在长期种系进化过程中形成的一系列防御机制。
固有免疫系统(innate immune system)主要由组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。
该系统在个体出生时即具备,可对侵入的病原体迅速产生应答,发挥非特异抗感染效应,亦可清除体内损伤、衰老或畸变的细胞,并参与适应性免疫应答。
第一节组织屏障及其作用(一)皮肤黏膜及其附属成分的屏障作用1.物理屏障由致密上皮细胞组成的皮肤和黏膜组织具有机械屏障作用,可有效阻挡病原体侵入体内。
黏膜物理屏障作用相对较弱,但黏膜上皮细胞迅速更新、呼吸道黏膜上皮细胞纤毛定向摆动及黏膜表面分泌液的冲洗作用,均有助于清除黏膜表面的病原体。
2.化学屏障皮肤和黏膜分泌物中含多种杀菌、抑菌物质,如皮脂腺分泌的不饱和脂肪酸,汗腺分泌的乳酸,胃液中的胃酸,唾液、泪液、呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏液中的溶菌酶、抗菌肽和乳铁蛋白等。
上述物质在皮肤黏膜表面形成抗御病原体的化学屏障。
3.微生物屏障寄居在皮肤和黏膜表面的正常菌群,可通过与病原体竞争结合上皮细胞和营养物质,或通过分泌某些杀菌、抑菌物质对病原体产生抗御作用。
例如:口腔唾液链球菌能产生H2O2,可杀伤白喉杆菌和脑膜炎球菌;肠道大肠杆菌能产生细菌素,可抑制、杀伤某些厌氧菌和G+菌。
临床上若不适当地大量和长期应用广谱抗菌素,可杀伤或抑制消化道正常菌群,导致耐药性金黄色葡萄球菌和白色念珠菌大量生长,引发葡萄球菌性肠炎和白色念珠菌性肠炎。
(二)体内屏障1.血-脑屏障此屏障由软脑膜、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组成。
其组织结构致密,能阻挡血液中病原体和其他大分子物质进入脑组织及脑室,对中枢神经系统产生保护作用。
婴幼儿血-脑屏障发育不完善,易发生中枢神经系统感染。
2.血-胎屏障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构成。
医学免疫学第十四章:固有免疫系统及其免疫应答
定义:
为一家族分子,因其胞外段与一种果蝇蛋白Toll同源而得名,在免疫应答的诱导和炎性反应中发挥重要作用,现已发现十余种
TLR的生物学功能
识别微生物PAMP向机体发出危险信号,启动天然免疫 激活巨噬细胞分泌炎性介质介导炎性反应
激活APC表达MHC、共刺激分子和细胞因子参与T细胞等的激活和增殖。
Toll样受体 (Toll-like receptor, TLR)
TLR识别的配体均属于保守的PAMP,并向机体提供微生物感染的信号 几乎所有TLR均可单独或共同识别多种结构不同的配体,某些TLR(TLR4)则须依赖于辅助蛋白才能识别相应配体 TLR与相应配体结合启动胞内信号转导介导多种生物学效应
Th1
Th2
Th0
IFN-
NK细胞活化 产生IFN-γ 激活Mφ并分泌IL-12 IFN-γ和IL-12 抑制IL-4产生 Th0分化为Th1细胞
某些寄生虫(如蠕虫)感染 模式识别机制 激活多种天然免疫效应细胞 肥大细胞和嗜碱粒细胞分泌IL-4 嗜酸粒细胞分泌IL-5 Mφ分泌IL-10) 诱导Th0细胞分化为Th2细胞
03
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参与特异性免疫:
参与特异性免疫的启动 影响特异性疫启动特异性免疫应答
TLR启动胞内信号转导诱导细胞因子(如IL-12、趋化因子等)表达
诱导细胞因子表达:
概述 天然免疫系统的组成 天然免疫的识别 天然免疫的生物学功能
天然免疫系统的组成
屏障结构 皮肤粘膜屏障 内部屏障 参与天然免疫的分子 参与天然免疫的细胞
体表屏障
第十三,十四章固有免疫与黏膜免疫LT【75页】
细菌鞭毛蛋白
同上
未知
泌尿系统病原及其产物;弓 同上29 形虫成分
目录
(3)胞内型PRR
PRR TLR3
PAMP 病毒RNA、合成Poly(I:C)
生物学活性
激活胞内信号NF-κB、 诱生粘附分子和炎性细 胞因子
TLR7、TLR8 RNA病毒的ssRNA
▪ 固有免疫应答机制与特点
机制:模式识别 PAMP,PRR,DAMP,特点:多样性有限,非克隆表达, 反应快速,维持时间短无免疫记忆
▪ 固有免疫的生物学意义
第一道防线,参与维持自稳,参与的免疫病理,参与特异性免疫应答的启动
目录
思考题
固有免疫与适应性免疫应答的关系怎样?
目录
第十四章 免疫应答之五: 黏膜免疫
• 模式识别受体(PRR)
固有免疫细胞表达的、识别PAMP的受体,统称 为模式识别受体(pattern-recognition receptor), 又称为模式识别分子(PRM)。
25
目录
(2)损伤相关分子模式
• 损伤相关分子模式(damage associated molecular pattern, DAMP):宿主体内因组织 损伤而产生的内源性模式分子。
28
目录
(2)细胞膜型PRR
PRR
PAMP
甘露糖受体
甘露糖富
清道夫受体(SR)革兰阳性/阴性菌表面成分
生物学活性 吞噬作用 促进LPS与TLR结合 吞噬作用、清除LPS等
TLR2 TLR2/TLR1 TLR2/TLR6
TLR4
TLR5 TLR10 TLR11
革兰阳性菌的PGN和LTA、细 激活胞内信号NF-κB、 菌脂蛋白、分枝杆菌细胞壁 诱生粘附分子和炎性 组分、钩端螺旋体LPS、酵母 细胞因子 菌的酵母多糖等
医学免疫学第六版14固有免疫应答
(二)中性粒细胞 1.一般特性 1)具有较强的趋化作用和明显的吞噬能力。 2)产生的过氧化氢又可与卤化物、髓过氧化 物酶(myeloperoxidase,MPO)组成MPO
杀菌系统。
3)在局部引发感染时,可迅速发挥吞噬杀伤
和清除作用。
2. 中性粒细胞主要膜分子 补体受体:CR1、CR3 和 CR4 Fc受体:lgG Fc受体(FcγRⅠ/Ⅱ/Ⅲ) 其他膜分子: LFA-1、IL-8R等
、B1
固有免疫应答与适应性免疫应答的比较
三、固有免疫应答与适应性免疫应答的关系
1. 启动适应性免疫应答 2. 调控适应性免疫应答的类型和强度 3. 协助效应T细胞进入感染或肿瘤发生部位
4. 协同效应T细胞和抗体发挥免疫效应
1. 启动适应性免疫应答
2. 调控适应性免疫应答的类型和强度
细胞因子的作用
3. 作用: (1)屏障作用 (2)巨噬细胞作用 (3)补体激活
(4)中性粒细胞作用
(二)早期固有免疫应答阶段
1. 发生时间:发生于感染后4~96小时之间。 2. 参与成分:包括吞噬细胞、B1细胞、
γδT细胞、NKT细胞、补体以及一些细
胞因子和炎性介质等。
3.作用
(1)巨噬细胞的募集 (2)巨噬细胞的活化 a. 白三烯、前列腺素D2 b. TNF等活化血小板
法国免疫学家 朱尔斯.霍夫曼
美国科学家 布鲁斯.博伊特勒
加拿大科学家 拉尔夫.斯坦曼
Jules A. Hoffmann Bruce A. Beutler Ralph M. Steinman
史蒂夫.保罗.乔布斯
鲁契亚诺·帕瓦罗蒂 Luciano Pavarotti
Steve Jobs
1955-2011
14. 固有免疫系统
(二)NK细胞表面识别非MHC I类分子配体的杀 伤活化受体
具有自然细胞毒作用的受体,通常在KIR/KLR丧失识别 自我能力时发挥作用
1、NKG2D:识别的配体是MHC I类链相关的A/B分 子:MICA和MICB; MICA和MICB主要表达于乳腺癌、卵 巢癌、结肠癌、胃癌和肺癌等上皮肿瘤细胞表面,而在 正常组织细胞表面缺失。 2、自然细胞毒性受体(NCR),NK细胞表面特有标志 (1)NKp46和NKp30、 NKp44 识别的配体目前还不十分清楚;
中性粒细胞的吞噬杀菌作用特点 1. 无需激活即能够发挥强大杀菌作用,有MPO 杀菌系统。 2. 中性粒细胞主要对抗胞外寄生菌的感染。 3. 无抗原提呈作用。
25
2. 巨噬细胞(marophage)Mo–Mф 单核不断进入血液,之后移行至全身各
器官组织,发育成熟为 Mф,寿命长 表达模式识别受体、FcγR、CR、CKR 吞噬、杀菌能力强
58
NK细胞作用 NK细胞可杀伤“丢失自我(self-missing)”的靶细胞
2011年诺贝尔医学奖
表彰他们在先天免疫激活的研究中的发现;
发现模式识别受体及其功能,揭示了固有免疫的识别特异性
29
模式识别受体(pattern recognition receptor, PRR)
概念:指单核/ M和DC等固有免 疫细胞或有核细胞表面或胞内器室 膜上能够识别病原体及其产物、或 宿主凋亡细胞、衰老细胞表面某些 共有特定分子结构的受体。
1)氧依赖性杀菌系统:反应性氧中间物(ROIs)系统 反应性氮中间物(RNIs)系统
2)氧非依赖性杀菌系统: 乳酸堆积,酸性PH 溶菌酶
防御素
39
3)消化和清除
[免疫学]固有免疫及其应答
IL-10
第四十三页,编辑于星期五:二点 五十七分。
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
第四十四页,编辑于星期五:二点 五十七分。
二、树突状细胞
• 树突状细胞(dendritic cell DC):因有许多分枝样
突起而得名,数量少,但分布广泛。
Physical resistance
Skin defense
第九页,编辑于星期五:二点 五十七分。
• 化学屏障:
---汗液(sweat) – 泪液(tears)
– 胃肠液(stomach acid)
– 尿液(urine)
第十页,编辑于星期五:二点 五十七分。
• 微生物屏障:Microbial
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)
第五十二页,编辑于星期五:二点 五十七分。
①酸性pH值 3.5-4.0 ②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”
第三十六页,编辑于星期五:二点 五十七分。
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。
溶酶体酶降解
•残渣排出胞外 •小部分形成肽
-MHC复合物
第三十八页,编辑于星期五:二点 五十七分。
(2)参与促进炎症反应
1、趋化作用 MIP-1α/β、、TNF- α、IL-6。
第三十九页,编辑于星期五:二点 五十七分。
14 固有免疫
(3)杀伤靶细胞:
1、巨噬细胞被LPS或IFN-和GM-CSF激活后表 面调理性受体/非调理性受体表达增加;细胞 内溶酶体数目和其他杀菌物质和酶类浓度显著 增高。 2、活化的巨噬细胞分泌大量的TNF-α,诱导肿瘤 或病毒感染等靶细胞发生凋亡。 3、在肿瘤特异性抗体参与下,通过ADCC效应杀 伤肿瘤。
特性:对玻璃和塑料表面有很强的黏附能力。借此可与淋巴细胞分离。 主要作用: 清除体内衰老损伤、凋亡的细胞,清除免疫复合物、 病原体等抗原性异物。
1. 巨噬细胞表面受体及其识别的配体
(1)模式识别受体(pattern recognition receptor ,PRR):
指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包括膜型和分泌型两种类 型。 膜型PRR主要包括: 1)甘露糖受体(Mannose receptor,MR): 识别微生物细胞壁糖蛋白和糖脂分子末端的甘露糖和岩 藻糖残基,介导吞噬细胞对微生物的吞噬。 2)清道夫受体(scavenger receptor,SR): 可识别乙酰化低密度脂蛋白、G-菌的脂多糖(LPS)和 G+菌磷壁酸、磷脂酰丝氨酸等。有效地清除血循环中的 细菌及衰亡的细胞。
(2)参与和促进炎症反应:
1、巨噬细胞能被炎性细胞因子吸引至炎症部位
巨噬细胞通过表面的MCP-1R、GM-CSFR、 M-CSFR和IFN-R结合感染部位的相应细胞因子, 增强吞噬杀伤能力而参与炎症反应。
2、巨噬细胞可分泌炎性相关的CK,增强炎症反应
趋化因子:MIP-1/、MCP-1和IL-8,募集、活化更多 的M、中性粒细胞和淋巴细胞。 炎症CK:IL-1β、TNF-α、IL-6; 炎性介质:如前列腺素、白三烯、血小板活化因子;分 泌IFN- /和一些列胞外酶如溶菌酶、胶原 酶、尿激酶、弹性酶。 适度的炎症反应对机体有益,严重感染时,体内产生大量促 炎细胞因子、胞外酶等,则可产生对机体有害的病理变化。
C14 固有免疫(医学免疫学)
在病理情况下,如某些病毒感染细胞或肿瘤细胞表面 HLA I类分子表达下降或缺如,此时活化受体发挥作 用,导致NK细胞活化对病毒感染靶细胞或肿瘤细胞产 生杀伤作用。
为何正常情况下NK不杀伤自身细胞而杀伤肿瘤/病毒感染细胞 ?
病原体抗原的特点
病原体抗原的特点
病毒、支原体、细菌、真菌、原虫……
❖ 抗原结构相对简单 ❖ 应答快而强烈 ❖ 固有免疫所需应对的非己成分相对单一
三、固有免疫细胞表达的模式识别受体及其识别 结合的相关配体
2.病原体相关模式受体(PAMP) 是指某些病原体或其产物所共有的高度保守,且对 病原体生存和致病性不可或缺的特定分子结构。
固有免疫应答的分期
❖ 早期固有免疫应答阶段 感染后4~96小时 • 巨噬细胞募集 • 巨噬细胞活化 • B-1细胞活化 • NK 、γδT细胞及NK T细胞活化
❖ 适应性免疫应答诱导阶段 感染96小时后
抗感染免疫概述
固有免疫应答和适应性免疫应答的主要特点
思考题
固有免疫的识别特点? 比较固有免疫和适应性免疫应答的主要特点。
(三)其他抗菌物质
1.抗菌肽
❖ 广泛存在于各种生物体内 • 白蚁、果蝇、家蚕、人类、植物…… ❖ 已发现400多种 ❖ 对细菌、病毒、真菌、原虫、癌细胞有 杀伤作用
抗菌肽——防御素
❖ 杀伤金葡菌、肺炎球菌、大肠杆 菌等多种细菌。
❖ 杀伤作用发挥迅速,几分钟内。
❖ 插入细菌细胞壁,形成孔洞,从 而杀伤细菌。
1.模式识别受体(PRR)指存在于吞噬细胞和树突状细胞 等多种免疫细胞表面或胞内器室膜上能够直接识别病原体 或宿主凋亡细胞和衰老损伤细胞表面某些共有特定分子结 构的受体。
医学免疫学(第7版)PPT课件 第十四章 固有免疫系统及其介导的应答
医学免疫学(第7版)
1.NKT细胞 • 分布:骨髓、肝脏、胸腺,少量存在于脾、淋巴结和外周血。 • 识别特点:TCR缺乏多样性,抗原识别不受MHC限制。可识别靶细胞CD1分子提呈
的磷脂和糖脂类抗原。 • 功能:通过分泌穿孔素和表达FasL发挥杀伤肿瘤、病毒和胞内寄生菌感染的靶细胞。
医学免疫学(第7版)
病原体相关模式病分子(PAMP)
胞膜型PRR
甘露糖受体(MR)
细菌或真菌甘露糖/岩藻糖残基
清道夫受体(SR)
G+菌脂磷壁酸、G-菌脂多糖
TLR2/TLR6 或 TLR2/TLR1 异 二 G+菌肽聚糖/脂磷壁酸,细菌或支原体脂蛋白/脂肽、酵母
聚体
菌的酵母多糖
TLR4同源二聚体
G-菌脂多糖
TLR5同源二聚体
第十四章
固有免疫系统及其介导的应答
作者 : 王炜 安云庆
单位 : 首都医科大学
目录
第一节 固有免疫系统概述 第二节 固有免疫细胞及其主要作用 第三节 固有免疫应答的作用时相和作用特点
重点难点
掌握 固有免疫系统的组成和固有免疫细胞的分类。
熟悉 模式识别受体的概念、种类及其识别的病原相关模式分子; 巨噬细胞表面受体/分子及其主要作用;NK细胞识别杀伤病 毒感染或肿瘤靶细胞的作用机制;中性粒细胞、嗜酸性粒细 胞、肥大细胞、B1细胞的主要特征和生物学作用。
1型巨噬细胞和2型巨噬细胞的形成及其主Байду номын сангаас作用
医学免疫学(第7版)
(二)巨噬细胞
• 巨噬细胞由定居和游走两类细胞组成:定居在不同组织中的巨噬细胞有不同的命名,如 肝脏中的库普弗细胞、中枢神经系统中的小胶质细胞、骨组织中的破骨细胞等。
第十四章固有免疫系统及其应答
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 2O2 + 2H2 ③ 产生次氯酸
过氧化物歧化酶 生成超氧阴离子O2-
H2O2 + O2
H2O2 + Cl + H+
④ 产生有机氯胺 HOCl + R-NH ⑤ 产生单态氧 H2O2 + OCl⑥ 产生羟基游离基 H2O2 + O2-
HOCl + H2O
RNCl + H2O
1O + 2
H2O + Cl-
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-
单核巨噬细胞
(monocytes and macrophages)
二.参与和促进炎症反应
2.吞噬细胞的吞噬与杀伤、消化清除作用:
1)通过黏附、渗出、趋化作用募集和迁移到炎 症灶; 2)通过甘露糖受体、Toll受体和IgGFcR等受体 识别和吞噬病原体;
3)通过无氧杀伤(乳酸、溶菌酶、乳铁蛋白) 和有氧杀伤(H2O2、氧自由基、NO)机制杀伤病原 体。 4)分泌多种炎性细胞因子促进炎症反应。
三.对肿瘤和病毒感染等靶细胞的杀伤作用
四.加工提呈抗原,启动适应性免疫应答
五.免疫调节作用 病 原 菌 的 吞 噬 与 杀 伤
识别 吞噬 消化
N
巨噬细胞的三种状态
1)、静息状态(rest state)
第十四章 固有免疫应答
2.巨噬细胞的主要生物学功能
(3)杀伤靶细胞 (4)加工提呈抗原
(5)免疫调节作用
TNF TNF
Nitric Oxide
F IN (
二、树突状细胞 (dendritic cell,DC)
(一)DC根据分布或分化程度的不同而命名 表皮、胃肠上皮 实质器官结缔组织 外周免疫器官胸腺依赖区 胸腺髓质区 外周免疫器官淋巴滤泡区 分化程补体系统、急性期蛋白、细 胞因子 固有免疫分子 其它:胃酸、蛋白溶解酶(泪,唾 液、血浆、组织液中),乳 酸和脂肪酸(汗液)等。 固有免疫细胞: 吞噬细胞、树突状细胞、γδT δT 细胞、 、NK细胞、 、NKT细胞、 、B1细 胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和 嗜酸性粒细胞等。
第一节
固有免疫应答的组织屏障作用
并指树突状细胞
滤泡状树突状细胞
成熟/未成熟DC
(一)DC根据分布或分化程度的不同而命名
抗原 未成熟 熟DC 摄取、加工抗 原能力强 成熟DC
高表达 达MHC II和协 同刺激分子
未成熟 熟DC膜表面受体
成熟DC膜表面受体
未成熟DC摄取加工处理抗原 能力强,而提呈抗原激发特异性 免疫应答能力弱。
成熟DC摄取加工处理抗原 能力弱,而提呈抗原激发 特异性免疫应答能力强。
共有的特定分子结构的受体。
模式识别受体的分类
甘露糖受体 清道夫受体 Toll样受体
膜型PRR 模式识别受体( (PRR) 分泌型PRR
甘露糖结合凝集素 C-反应蛋白 脂多糖结合蛋白
膜型PRR
甘露糖受体(mannose receptor,MR)
甘露糖、岩藻糖残基 清道夫受体(scavenger receptor,SR) LPS、磷脂酰丝氨酸(SP)、Ac-LDL Toll样受体(Toll like receptor,TLR) 人TLR家族包括11个成员,可分为两类,表达于细胞 膜上的和表达于胞内器官和内体/吞噬溶酶体膜上的。 TLR2: G+肽聚糖、磷壁酸、酵母多糖 TLR4:G+磷壁酸、热休克蛋白60
14 固有免疫细胞及功能
第一节 固有免疫系统的组成
一、组织屏障 二、固有免疫细胞 三、固有免疫分子
一、组织屏障及其作用
(一)皮肤粘膜屏障 • 物理屏障:致密上皮细胞组成的皮肤、粘膜组织、 纤毛定向摆动、粘膜分泌液冲洗作用 • 化学屏障:杀菌抑菌成分,不饱和脂肪酸、乳酸、胃酸、 溶菌酶、抗菌肽、乳铁蛋白 • 微生物屏障: H2O2,大肠杆菌细菌素 (二)体内屏障 • 血脑屏障:软脑膜、脉络丛毛细血管、星形胶质细胞 • 血胎屏障:子宫内膜的基蜕膜、胎儿绒毛膜滋养层细胞
病原体表面的甘露糖、岩藻糖和N‐乙酰葡萄糖胺 残基 细菌胞壁磷酰胆碱 G-菌脂多糖(LPS)
吞噬细胞 phagocytes
单核巨噬细胞(系统)
Mononuclear phagocyte system
中性粒细胞
neutrophils
单核细胞
monocyte
巨噬细胞
macrophage
• • • •
2. 浆细胞样DC: pDC, 高表达TLR7, TLR9, 可识别病毒核酸,快速产生大量Ⅰ型干扰素, 参与抗病毒固有免疫应答。
(四)自然杀伤细胞 NK
• 骨髓、外周血、肝、脾、肺、淋巴结 • 表面标志:TCR-, mIg- , CD56+、CD16+
(二)NK细胞表面受体
按受体功能分类: 1. 杀伤细胞活化性受体(killer activatory receptor) 2. 杀伤细胞抑制性受体(killer inhibitory receptor)
一、固有免疫的应答特点
• 通过模式识别受体或有限多样性抗原识别受体直 接识别病原相关分子模式 • 趋化募集,在感染部位直接被激活 • 产生多种细胞因子,参与适应性免疫应答全过程 • 寿命较短,不产生记忆
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通过PRRs及调理识别受体,或通过吞噬、吞饮
作用摄取抗原。 (2)成熟DC:高水平表达MHC I/II分子,将摄入的 抗原加工、处理为小分子抗原肽,并以抗原肽MHC复合物形式表达于细胞表面,提供T细胞活 化第一信号。
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2. DC和活化的巨噬细胞:
表面表达的共刺激分子可为T细胞活化提供第二
信号。
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(1) 依氧杀菌系统
①反应性氧中间物(reactive oxygeninermediates,ROI)
活性氧产物:H2O2、O2- 具有强氧化和细胞毒作用。
②反应性氮中间物(reactive nitrogen intermediates,RNI) 产生NO发挥对细菌、某些原虫和肿瘤细胞的杀伤或 细胞毒效应。
15
3.免疫调节 巨噬细胞通过产生和分泌多种细胞因子,如IL-1、 IL-3、IL-6、TNF-α、IFN-α、IFN-γ等,参与免疫调
节。
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巨噬细胞的免疫调节作用
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二、中性粒细胞 (一)一般特性
1. 具有较强的趋化作用和明显的吞噬能力。 2. 产生的过氧化氢又可与卤化物、髓过氧化 物酶(myeloperoxidase,MPO)组成MPO 杀菌系统。 3. 在局部引发感染时,可迅速发挥吞噬杀伤 和清除作用。
白质合成。
3. 通过致炎和趋化作用增强吞噬细胞对病原生
物的吞噬杀伤作用。
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五、溶菌酶
1. 来源于吞噬细胞,是一种不耐热的碱性蛋白 质,广泛存在于各种体液、外分泌液和吞噬 细胞溶酶体中。 2. 能够裂解革兰阳性菌。 3. 革兰阴性菌由于在其肽聚糖外还有LPS和脂蛋 白包裹,所以对溶菌酶不敏感,但在相应抗 体或补体存在的条件下,也可被溶菌酶溶解 破坏。
胞、补体和抗体等进入感染部位,扩大固有免 疫应答能力。 (3)TNF等活化血小板,致血栓形成,有效地阻止 局部病原生物进入血流,防止菌血症发生。
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(4)某些促炎性细胞因子既可直接作用于下丘 脑的体温调节中枢引起发热,也可刺激肝 细胞合成分泌一系列急性期蛋白,活化补 体,增强调理作用和溶菌效应。 (5)B1细胞可在48小时之内产生以IgM为主的相 应抗体,在补体的协同作用下对进入血流且表 达上述相同抗原的病原生物产生杀伤溶解作用。
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三、NK细胞
(一)NK细胞的杀伤机制
1.释放穿孔素/颗粒酶
(1)穿孔素:在钙离子存在的条件下,可在靶细胞
的细胞膜上形成多聚穿孔素“孔道”,使水和电解质
迅速进入细胞内,导致靶细胞崩解死亡。
(2)颗粒酶(丝氨酸蛋白酶):可循穿孔素在靶细
胞上形成的孔道进入靶细胞,通过激活凋亡相关的酶
系统而导致靶细胞凋亡。
1. 多数细胞因子是通过活化吞噬细胞和NK细胞,
提高其吞噬能力或杀伤清除侵入机体的病原生物。
2. 吞噬细胞是抗感染免疫最重要的效应细胞之一,
侵入机体的绝大多数病原生物可被活化的吞噬细 胞吞噬杀伤并清除体外。
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3. 抗体本身不能直接清除病原生物,只有在吞噬 细胞和NK细胞以及补体的参与下,通过调理吞
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(二)NK细胞的生物学功能
1.抗感染
2.抗肿瘤 3.免疫调节功能
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四、其它细胞
(一)树突状细胞
1. 抗原提呈功能最强的免疫细胞,为专职抗原
提呈细胞。
2. 参与胸腺内T细胞的阳性选择和阴性选择、免
疫耐受的诱导和免疫记忆的维持。
3. 分泌的多种细胞因子也广泛参与免疫应答的
调节。
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(二)肥大细胞和嗜碱性粒细胞生物学功能
C5b6789n膜攻击复合物(membrane attack
complex, MAC),产生免疫溶解效应,有效地 杀伤病原生物。
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二、补体活化的水解片段的生物学效应
1. C3b、C4b和iC3b均是重要的调理素。 2. C3a、C5a和C5b67具有趋化作用。 3. C3a和C5a与相应受体结合后,可激发肥大细胞和 嗜碱性粒细胞脱颗粒,释放组胺等生物活性介质,
成TNF-R三聚体 → 胞浆
内的死亡结构域相聚成 簇 → 激活caspase8 → 导致靶细胞凋亡。
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4. 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用
(antibody-dependent cell-mediated
cytotoxity, ADCC)
NK细胞(IgG Fc受体、FcγR Ш),识别杀伤
与IgG抗体特异性结合的肿瘤或病毒感染细胞。
(四)B1细胞
1.分泌天然IgM的主要免疫细胞。 2.IgM固定补体的能力较强,可通过补体的溶解效应 清除相应的病原生物。
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(五)NKT细胞和γδT细胞
1. 对靶细胞的识别均不受MHC限制; 2. 杀伤机制也基本与αβT细胞相同; 3. 分泌多种细胞因子,包括IFN-γ、TNF-α、 IL-2、IL-4、IL-5、IL-6和GM-CSF等,参与 介导炎症反应和免疫调节。
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天然免疫细胞
肥大细胞
巨噬细胞
哨兵细胞
常驻边防细胞
中性粒细胞
NK细胞
野战细胞
机动兵细胞
树突细胞
工程兵细胞
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第三节
一、补体
固有免疫分子
1. 补体是参与固有免疫应答最重要的一类免疫效
应分子。
2. 在感染早期,可相继通过旁路途径或MBL途径激
活补体系统。
3. 当抗体出现后,激活补体的经典途径,形成
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第二节 固有免疫细胞
一、巨噬细胞
(一)巨噬细胞的活化过程 巨噬细胞(识别受体)+ 病原体、肿瘤细胞及 宿主凋亡细胞(相应配体)结合→信号传导→传入核 内,并转位至细胞效应分子编码基因调控区,增强启 动子的活性→基因开始转录和表达。
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巨噬细胞表面膜分子
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(二)巨噬细胞的功能
1.巨噬细胞对病原体的吞噬与杀伤效应
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六、抗菌肽
1. 广谱杀菌作用:多数抗菌肽对革兰阳性菌具 有较强的杀灭作用,一些抗菌肽对革兰阴性 菌也具有杀伤效应。 2. 广谱抗病毒作用:对DNA或RNA病毒均具有明 显的抑制作用。 3. 抗真菌活性:抗菌肽可使真菌形态发生改变, 或通过抑制其线粒体能量合成发挥抗真菌作 用。
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七、其它参与固有免疫的分子
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(2) 非依氧杀菌系统 ①抗微生物肽: 防御素、阳离子蛋白 ②酶类: 溶菌酶
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Nitric Oxide Dependent Killing
TNF
TNF
Nitric Oxide Nitric Oxide
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2. 抗原提呈作用
(1)单核巨噬细胞是专职抗原提呈细胞(APC)。
(2)加工处理外源性抗原和内源性抗原,具有免疫 原性的小分子肽段与MHC分子结合形成肽- MHC复合物表达于细胞表面,供T细胞识别。 (3)单核巨噬细胞B7分子与活化T细胞表达的 CD28 作用,提供T细胞活化第二信号。
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一、概念
固有免疫应答,亦称固有免疫(innate
immunity)、天然免疫(natural immunity)或非特 异性免疫(nonspecific immunity),是指机体在种 系发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功
能,构成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。
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二、固有免疫的特点
1. 先天固有,可稳定遗传。
2. 免疫作用广泛,无特异性。
3. 初次与抗原接触即能发挥效应,但无免疫记忆性。 4. 固有免疫也是适应性免疫应答的始动者。 (1)可调控或影响适应性免疫应答的类型和强度。 (2)适应性免疫应答的维持及其效应的发挥也必须有 固有免疫的协助和参与。
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三、固有免疫系统组成
固有组织屏障:皮肤粘膜屏障和局部屏障结构 主要:补体系统、急性期蛋白、细 胞因子 固有免疫分子 其它:胃酸、蛋白溶解酶(泪,唾 液、血浆、组织液中),乳 酸和脂肪酸(汗液)等。 固有免疫细胞: 吞噬细胞、树突状细胞、γδT 细胞、NK细胞、NKT细胞、B1细 胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和 嗜酸性粒细胞等。
1. 阻止穿过上皮组织屏障的病原体的感
染(第一道防线)。 2. 对IgE抗体结合的抗原迅速发生应答, 引起急性变态反应性炎症反应。 3. 抗寄生虫感染。
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(三)嗜酸性粒细胞生物学功能
1. 杀伤寄生虫和微生物。 2. 引起变态反应性炎症损伤, 与肥大细胞和嗜 碱粒细胞相互作用扩大炎症性免疫应答。
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(二)早期固有免疫应答
1.发生时间:发生于感染后4~96小时之间。 2.参与成分:包括吞噬细胞、B1细胞、γδT细胞、
NKT细胞、补体以及一些细胞因子和炎性介质等。
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3.作用
(1)吞噬细胞被募集到炎症反应部位,增强局部抗
感染免疫应答能力。
(2)吞噬细胞活化,产生大量促炎性细胞因子和炎
性介质,使局部血管通透性增强,利于吞噬细
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二、血-脑屏障
血-脑屏障由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和 包在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜共同组成。对 中枢神经系统产生保护作用。
三、血-胎屏障
血-胎屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛 膜共同组成,能够有效防止母体内的病原体及其毒性 代谢产物进入胎儿体内。
四、其它屏障
人体的胸腺、睾丸、附睾以及胃粘膜等部位存 在屏障结构。
噬或ADCC等机制,才能有效杀伤和清除病原生
物等异物。
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固有免疫细胞启动并参与适应性免疫应答
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四、固有免疫应答的作用时相
(一)瞬时固有免疫应答 (二)早期固有免疫应答 (三)适应性免疫应答
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(一)瞬时固有免疫应答
1. 发生时间:于感染后0~4小时之内。 2. 参与成分:各种屏障结构、吞噬细胞、细胞因