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特异与非特异性免疫的特点

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.. . 特异与非特异性免疫的特点

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非特异性免疫 特异性免疫

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细胞组成 粘膜和上皮细胞、NK细胞、 T淋巴细胞、B淋巴细胞、

吞噬细胞、 NK1.1+T细胞、 抗原递呈细胞

γδT细胞、B-1细胞

作用时效 即刻~96小时 96小时后

作用特点 非特异性; 特异性

无须增殖分化,作用迅速 抗原特异性细胞克隆增殖和分化

无免疫记忆 有免疫记忆

作用时间 作用时间短 作用时间长

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一、参与天然免疫的组分及其效应

(一)屏障结构

体表屏障、部屏障

(二)参与天然免疫的效应分子

抗菌肽/防御素、补体系统、细胞因子、溶菌酶、其他效应因子

(三)参与天然免疫的效应细胞

吞噬细胞、NK细胞、 T细胞、B-1细胞、肥大细胞、NK1.1T细胞

(一)屏障结构

1.皮肤黏膜屏障

(1)物理屏障作用

* 多层鳞状上皮细胞、黏膜上皮细胞;

* 肠蠕动;

* 呼吸道上皮纤毛的定向摆动;

* 分泌液和尿液冲洗作用。

(2)化学屏障作用

* 黏膜和皮肤的分泌液:

* 汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分泌的不饱和脂肪酸;

* 呼吸道、消化道粘液含溶菌酶、抗菌肽、天然抗体;

* 胃酸

(3)生物学屏障作用

* 黏膜和皮肤寄居的微生物:

* 口腔细菌产生过氧化氢;

* 唾液链球菌形成的抗菌物质;

* 肠道大肠杆菌能分泌细菌素 ..

.. . 2.部屏障

(1)血脑屏障

* 组成

软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁、包在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜

* 生物学作用

阻挡血液中病原微生物及其他大分子物质进入脑组织及脑室

(2)血胎屏障

* 组成

母体子宫膜的基蜕膜、胎儿的绒毛膜滋养层细胞

* 生物学作用

防止母体病原微生物进入胎儿体

(二)参与天然免疫的效应分子

1.defensin:α/β-defensin

对细菌、真菌和有包膜病毒(包括HIV)具有广谱的直接杀伤活性。

2.complement

3.cytokine

4.lysozyme

属不耐热碱性蛋白质,主要来源于吞噬细胞

5.其他效应因子

oxygen free radical、NO、脂质介质(PG、LTB4、PAF)、C-reactive protein(CRP)

(三)参与天然免疫的效应细胞

1.吞噬细胞(phagocyte)

吞噬细胞穿越血管皮

募集至感染灶

细胞受体识别并结合微生物/分泌物

吞噬

启动胞活化信号

杀菌

* 杀菌机制

1)氧依赖的杀菌途径:

吞噬细胞激活

活化胞膜结合氧化酶

还原型辅酶 II(NADPH)氧化

催化分子氧还原

反应性氧中介物

(reactive oxygen intermediate,ROI)

杀伤微生物

LPS 、IFN-

巨噬细胞

产生inducible nitric oxide synthase(iNOS)

使精氨酸水解为胍氨酸

释放NO

与吞噬细胞过氧化氢或过氧化物酶结合

产生过(氧化)亚硝酸盐基(酸性环境) ..

.. . 杀菌

2)氧非依赖的杀菌途径

吞噬细胞激活

合成溶菌酶和多种蛋白水解酶

杀菌

2.NK细胞

* 效应机制

1)胞毒效应

ADCC、分泌穿孔素、颗粒酶

2)产生细胞因子

IFN-、IL-12和TNF-

直接、间接杀伤

参与非特异性免疫的细胞组分

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细胞 分布 作用特点 靶分子 功能

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T 粘膜、 非MHC限制性 胞菌的HSP 皮肤粘膜免疫防御

上皮组织 直接识别完整多肽 CD1递呈的非多肽抗原 抗胞菌和病毒感染

外周血 抗原识别谱较窄 某些磷酸化抗原 的第一道防线

疱疹病毒

B-1 腹腔 抗原识别谱较窄 细菌的荚膜多糖

腹腔、胸腔部位

胸腔

脂多糖 非特异性免疫防御功能

肠壁固有层

肥大 浆膜层、血 弱吞噬作用

趋化、激活补体和

细胞 管皮细胞

致炎效应

处理和递呈病原体抗原

NK T 肝脏、骨髓 TCR缺乏多样性 CD1分子所提呈的 杀伤靶细胞

抗原识别谱较窄 脂类和糖脂类抗原

上皮细胞

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二、天然免疫的识别机制

(一)天然免疫的识别特点

(二)病原相关分子模式

(三)模式识别受体 ..

.. . 分泌型PRR、跨膜型PRR、信号转导型PRR

* Toll样受体(TLR)

分子结构特征、

型别及其配体

生物学功能

(一)天然免疫的识别特点

1.识别的抗原种类

通常为微生物及其产物

2.识别的靶分子结构

* 微生物特异的核苷酸

如病毒复制过程中产生的双链RNA(dsRNA)、细菌体的非甲基化CpG DNA序列等;

* 微生物的特征性蛋白组份

如N-甲酰甲硫醇多肽;

* 由微生物合成的脂质复合物、碳水化合物

如G-菌脂多糖(LPS)、G+菌磷壁酸、富含甘露糖的寡糖等。

3.识别的泛特异性

参与天然免疫的效应细胞(如吞噬细胞),其表达的受体乃在胚系基因中编码,所具有的多样性远少于TCR和BCR,故天然免疫的识别仅具有相对局限的特异性。

天然免疫与特异性免疫的识别特点

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识别特点 天然免疫 特异性免疫

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识别的抗原种类 通常仅识别微生物 既可识别微生物分子抗原

和靶分子结构 及其产物的组分(PAMP) 也可识别非微生物抗原

识别的特异性 泛特异性 高度特异性

仅能识别不同种类的微生物

可区分同种之间、甚至同一

微生物的不同抗原组分

参与抗原识别 在胚系中编码 在个体发育过程中重排

的受体基因 ( TCR和BCR基因体细胞基因重组)

抗原识别受体 非克隆化 克隆化

分布 高度特异性的不同细胞克隆

表达不同识别受体

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(二)病原相关分子模式

(pathogen associated molecular pattern,PAMP)

一类或一群特定的微生物病原体(及其产物)共有的某些非特异性、高度保守的分子结构,其可被非特异性免疫细胞所识别。

PAMP的特征

1.通常为病原微生物所特有,乃天然免疫系统区分“自己”与“非己(微生物)”的分子基础。

* 脂多糖:多数革兰阴性菌细胞壁成分;

* 磷壁酸:多数革兰阳性菌胞壁成分;

* 肽聚糖:革兰阳性/阴性菌、真菌胞壁成分; ..

.. . * 甘露糖:微生物细胞壁上糖蛋白和糖脂成分

2.为微生物生存和致病性所必需

PAMP突变或缺失

微生物死亡或

微生物对外界环境适应性

3.宿主泛特异性识别的分子基础

PAMP是由一群或一类特定的微生物所共有的恒定结构(如LPS)。

宿主由种系编码的有限数量PRR

可察觉任何微生物感染的存在

(三)模式识别受体

(pattern-recognition receptor,PRR)

是一类主要表达于天然免疫细胞表面、非克隆性分布、可识别一种或多种PAMP的识别分子。

1.PRR功能

介导调理、补体活化、吞噬、启动细胞活化、炎性、凋亡信号转导等。

(2)跨膜型PRR

表达于吞噬细胞(尤其是巨噬细胞)表面。

* 甘露糖受体

可特异性识别并结合微生物胞壁糖蛋白和糖脂组分中的末端甘露糖和岩藻糖残基

介导巨噬细胞吞噬

* 清道夫受体(scanvenger receptor,SR)

与细菌胞壁某些组分结合

有效清除血循环中细菌

2. PRR特点

(1)表达

* 存在于许多天然免疫效应细胞(尤其巨噬细胞等专职APC)表面;

* 非克隆性表达,同一类细胞(如巨噬细胞)表达的PRR具有相同的识别特点;

(2)快速反应性

一旦识别PAMP,效应细胞立即被激活并发挥效应,此与细胞是否发生增殖无关;

(3)分类

依据PRR分子结构不同(如富含亮氨酸的重复基团结构域、钙离子依赖的凝集素结构域、清道夫受体蛋白结构域等)可分为若干家族。

3. 几类重要的PRR

(1)分泌型PRR

存在于血清,如甘露聚糖结合凝集素(MBL),可识别并结合G+/G-菌、酵母菌及某些病毒、寄生虫表面的甘露糖组分。

* 功能

与血清中微生物表面组分结合,使之易被吞噬细胞吞噬(调理作用);

参与补体激活(MBL途径)。

(2)跨膜型PRR

表达于吞噬细胞(尤其是巨噬细胞)表面。

* 甘露糖受体

可特异性识别并结合微生物胞壁糖蛋白和糖脂组分中的末端甘露糖和岩藻糖残基

介导巨噬细胞吞噬

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