11免疫系统与免疫功能

11免疫系统与免疫功能免疫是指身体对抗病原体引起疾病的能力。这是一个复杂的问题。(1)有多种病原体可引起疾病，这些有机体包括病毒、细菌、原生动物、真菌等等；(2)人体内有多种因素有助于对抗疾病的侵袭。(3)此外,免疫对癌症也可以起重要的预防和控制作用。免疫系统有时还可以产生对人体不利的作用，如攻击、侵犯我们自身而引起自身免疫病，对某些物质的过敏反应，以及对移植器官的过敏反应等等。人体对付病原体的侵袭有三道防线。第一道防线是体表的屏障，第二道防线是体内的非特异性反应，第三道防线是特异性反应，即免疫应答。11．1人体对抗感染的非特异性防卫11．1．1人体对抗病原体的第一道防线是体表的屏障第一道防线包括身体表面的物理屏障和化学防御。通常病原体不能穿过皮肤和消化、呼吸、泌尿、生殖等管道的黏膜。例如，在呼吸管道中，黏膜中含有的溶菌酶可以消灭多种细菌。在眼泪、唾液、胃液和肠液中也含有溶菌酶和其他的酶可以破坏细菌，保护身体。11．1．2体内的非特异性反应是人体对抗病原体的第二道防线如果病原体突破体表屏障，某些白细胞和血浆蛋白便会产生反应以对付任何侵犯人体的病原体。由于这种反应不是专门针对某种特定的病原体，因此被称为非特异性反应。1．局灶性炎症反应当皮肤破损后往往引起局灶性炎症反应。它有4种症状：疼痛、发红、肿胀和发热。当皮肤破损时，毛细血管和细胞被破坏，释放血管舒缓激肽。这种物质引发神经冲动，使人产生痛觉同时还刺激肥大细胞释放组织胺。组织胺等使受损伤部位的微动脉和毛细血管舒张、扩大，皮肤变红；使毛细血管的通透性升高，蛋白质和液体逸出，局部形成肿胀；同时局部体温升高，这可以加强白细胞的吞噬作用，减少侵入的微生物。2．补体系统在人体血液中有一个复杂的具有酶活性的血浆蛋白系统，大约含20种蛋白质。这些蛋白质称为补体蛋白质，这个蛋白质系统被称为补体系统，简称补体。通过2种方式可以激活补体：一种方式是有的补体与已经结合在病原体上的抗体结合，另一种方式是有的补体与病原体表面的糖分子结合，这2种结合都可以使补体活化。如果少数补体蛋白分子被激活，它们又可以去激活其他的补体分子，形成级联反应。这些已活化的补体分子可以起多方面的作用:(1)某些补体蛋白质聚合在一起形成孔道复合体，嵌入病原体的细胞膜。这些已活化的补体分子，包括已经裂解了的碎片，还能吸引巨噬细胞前来吞噬各种入侵的异物。(2)另一些已活化的补体分子还可以直接附着在细菌图的细胞壁上，增加细菌被吞噬的概率。(3)已活化的补体分子还可以刺激肥大细胞释放组织胺，促进炎症反应。(4)活化的补体分子既可以杀死病原体，也可以破坏自身的正常细胞。3．干扰素干扰素是受病毒感染的细胞所产生的能抵抗病毒感染的一组蛋白质。产生于扰素是机体的一种保护性反应。目前已知的干扰素有α、β、γ3种类型。有证据表明，干扰素有助于大多数病毒感染的痊愈;干扰素可以防止和抑制恶性肿瘤细胞的生长。干扰素在控制感冒、治疗流感、带状庖疹、乙型肝炎以及某些恶性肿瘤等方面有疗效。11．1．3淋巴系统在抗感染时的决定性作用淋巴系统包括分布广泛的各种淋巴管与淋巴器官。淋巴系统是一种单向运输系统，它的末端是毛细淋巴管。一旦组织液进入淋巴管就被称为淋巴液，也称淋巴。淋巴器官包括骨髓、淋巴结、脾和胸腺。红骨髓是各类血细胞，包括三种白细胞的发源地。各种血细胞都是来源于骨髓中的干细胞。在儿童时，大部分骨骼中有红骨髓，而成人则只有头骨、胸骨、肋骨、锁骨、骨盆和脊柱中还存在红骨髓。淋巴结是卵形或圆形结构，直径1-25mm，沿淋巴管分布。脾位于腹腔左上方的膈下，其结构与淋巴结相似，也有净化经过脾的血液的功能。淋巴系统与循环系统密切配合，具有三方面的功能：首先，淋巴管将细胞间隙中多余的组织液转运回血液循环中；其次，在肠绒毛中的毛细淋巴管吸收脂肪，并将它们转运到血液循环中；其三，淋巴中含有大量免疫活性细胞，在身体对抗感染中起决定性的作用。11．2免疫性反应11．2．1特异性免疫的作用如果入侵者突破了身体的第一、二道防线，第三道防线就会发挥作用。这道防线是针对特定病原体发生的特异性反应，即免疫应答。可以使机体产生特异性免疫应答的物质称为抗原。特异性免疫应答分为两大类：细胞介导的免疫应答——细胞免疫和抗体介导的免疫应答——体液免疫。淋巴细胞从功能上又分为T淋巴细胞和B淋巴细胞。T淋巴细胞与细胞免疫有关。B淋巴细胞与体液免疫有关。这两类淋巴细胞都起源于骨髓中的淋巴干细胞。一部分淋巴干细胞在发育过程中先进入胸腺，在此分化增殖，发育成熟。这种淋巴细胞称为T淋巴细胞。另一部分淋巴干细胞，在鸟类则是先在腔上囊发育成熟,这类淋巴细胞称为B淋巴细胞。免疫应答有两个特点：一是免疫学上的特殊性。淋巴细胞识别并清除特定的病原体。二是免疫学上的记忆。在与一种病原体发生一次对抗之后，淋巴系统会产生一些淋巴细胞并保留下来，称为记忆淋巴细胞，一旦相同的病原体重新入侵，这些保留下来的记忆淋巴细胞便快速地发起攻击，将它们清除掉。11．2．2淋巴细胞如何识别入侵者免疫应答的特殊性与记忆包括3个事件：首先，对一个入侵者的标志的特异识别；其次，细胞反复分裂以产生巨大数量的淋巴细胞群体；第三，淋巴细胞分化成特化的效应细胞群和记忆细胞群。11．2．3人体内数以百万计的抗原受体是怎样产生的在一次对付一种抗原的免疫应答中并不是全部克隆来的T淋巴细胞和B淋巴细胞都消耗干净，而是有一部分保留在血液循环中成为记忆细胞。以后一旦遇到同一抗原，这些记忆细胞便会更快速更大规模地增殖，作出强有力的反应。11．2．4细胞介导的免疫应答免疫应答分两类：细胞介导的免疫应答和抗体介导的免疫应答(体液免疫)。细胞介导的免疫应答直接对抗入侵的病原体、被病原体感染的细胞和癌细胞，也对抗移植器官的异体细胞。成熟的T淋巴细胞分成不同的群体，其中有成熟的辅助性T淋巴细胞，还有成熟的细胞毒T淋巴细胞。成熟的T淋巴细胞都有对应于一种特定的抗原的受体。这些细胞成熟后离开胸腺进入血液循环之中。每一个成熟的T淋巴细胞只带有对应于一种抗原的受体。这个T细胞的后代分化为效应细胞群和记忆细胞群，每一个细胞都具有相对应于这种抗原的受体。11．2．5抗体介导的免疫应答所有的抗体分子都是蛋白质，但每一种抗体分子的结合位点只能与一种抗原匹配。抗体分子的基本结构是Y形，两臂上有同样的结合位点。抗体的Y形结构。这是由4条多肽链构成的。两条重链形成Y形的基本架构，两条轻链由二硫键分别连接在两条重链上。轻链和重链都有各种抗体分子都相同的恒定区。但它们还有可变区，是与相应抗原结合的位点。抗体介导的免疫应答的主要目标是细胞外的病原体和毒素。当这些病原体和毒素在组织和体液中自由地循环流动时，抗体与这类细胞外的病原体和毒素结合，致使病毒一类的抗原失去进入寄主细胞的能力，使一些细菌产生的毒素被中和而失效，还可使一些抗原凝聚而被巨噬细胞吞噬。在一次免疫应答中产生的抗体不会全部用完。各种各样的抗体在血液中循环流动。因此检查血液中的某一种抗体便可确定一个人是否曾经受到某种特定的病原体的侵袭，例如引发肝炎或艾滋病的病毒的侵袭。11．2．6抗体的形式抗体可以有5种类形，它们都是免疫球蛋白，都有与同一种抗原结合的位点。IgM抗体是免疫应答中首先分泌的抗体。它们在与抗原结合后启动补体的级联反应。它们还把入侵者相互连接，聚成一堆便于巨噬细胞的吞噬。lgG抗体激活补体，中和多种毒素。IgG持续时间长，是唯一能在母亲妊娠期穿过胎盘保护胎儿的抗体它们还从乳腺分泌进入初乳，使新生儿得到保护。lgA抗体进入身体的黏膜表面，包括呼吸、消化、生殖等管道的黏膜，中和感染因子。还可通过母乳的初乳把这种抗体输送到新生儿，是在母乳中含量最多，最为重要的一类抗体。lgE抗体的尾部与嗜碱细胞、肥大细胞的细胞膜结合。当抗体与抗原结合后，嗜碱细胞与肥大细胞释组织胺一类物质促进炎症的发展。这也是引发速发型过敏反应的抗体。IgD抗体的作用还不太清楚。它们主要出现在成熟的B淋巴细胞表面上，可能与B细胞的分化有关。11．2．7免疫应答在身体的哪些部位进行病原体入侵体内后，免疫应答首先在免疫器官中进行，这些器官包括扁桃体和广泛分布的淋巴结。淋巴结多在呼吸、消化、生殖系统的黏膜下。这样的位置便于抗抗原呈递细胞(如巨噬细胞)、淋巴细胞拦截刚刚突破体表屏障的入侵者。11．2．8免疫接种帮助人类战胜许多严重的传染性疾病免疫接种或接种疫苗是以诱发机体免疫应答为目的接种疫苗以预防某种传染性疾病。现有的疫苗有3种类型：①灭活的微生物，如将百日咳博代氏杆菌灭活后制备的百日咳疫苗，丙酮灭活的沙门氏伤寒菌制备的伤寒疫苗；②分离的微生物成分或其产物做疫苗，如链球菌脂多糖预防链球菌性肺炎；③减毒的微生物，例如口服的脊髓灰质炎病毒疫苗。这三类疫苗通过注射或服进人体内，使体内产生初次免疫应答，再次接种则引发2次免疫应答。2次或更多次数的接种可以使机体产生更多的效应细胞和记忆细胞，提供对相关疾病的长期保护。这种免疫方式称为主动免疫。另一种免疫方式是被动免疫，通过接受针对某种病原体的抗体(抗血清)而获得免疫力。例如，马匹多次接种破伤风菌后，其血清内产生大量的抗破伤风的抗体，可以用来医治破伤风菌感染者。被动免疫效果持续期不长，因为没有自己的B淋巴细胞的记忆细胞，但作用快，接种后立即起作用。这种免疫方式通常用于帮助已经感染某种病原体，如白喉、破伤风、麻疹和乙型肝炎等的人们。由于它们是异体血清(蛋白质)，能诱发过敏反应，使用时须慎重。11．2．9单克隆抗体是实验室和临床中的强有力的工具1975年研制成功的单克隆抗体技术是免疫技术发展中的里程碑。以前虽然能激活B淋巴细胞产生特异性的抗体，但对这些B淋巴细胞却无法进行人工培养。后来用细胞杂交技术将二者结合才可以人工培养出特异性抗体。在人工培养的条件下促使鼠的骨髓瘤细胞与同系动物的经过用特定抗原免疫的B淋巴细胞融合成一种杂交瘤细胞。杂交瘤细胞不仅能无限制的分裂生长，经过筛选，还能产生出人们所需要的特定的抗体。用杂交瘤产生单克隆抗体的方法特异性强，产量高，在医学中可以广泛应用。单克隆抗体可以用来做家庭妊娠检查，检查前列腺癌和某些性传播疾病。单克隆抗体也有可能用于癌症治疗，因为它能区分癌细胞与正常细胞，让它与放射性元素或毒剂结合直接破坏癌细胞。11．3免疫系统的功能异常11．3．1免疫系统的过度反应免疫应答的作用是清除突破身体屏障侵入体内的病原体。然而对外来抗原的异常免疫应答和在特殊情况下对某些自身组织发生的免疫应答都可以产生疾病。1．过敏反应(变态反应)一些人对某种无害的物资，如花粉、某些食物、某些药物、螨虫、蘑菇孢子、昆虫的毒液、灰尘及化妆品等产生强烈的免疫应答。这种情况就称为过敏反应或变态反应。能引发过敏反应的物质称为致敏原。过敏反应分速发型与迟发型2类。速发型过敏反应可在接触致敏原几分钟后开始，如青霉素、蜂毒等引起的过敏反应。这种反应强烈，如不及时治疗可以导致死亡。引起速发型过敏反应的原因是致敏原进人体内引起特异性抗体(lgE)大量合成。这些抗体与肥大细胞等结合。当这些细胞再次与抗原结合时便会释放组织胺一类的细胞产物。这些物质有强烈的舒张血管、收缩平滑肌等作用，可以导致皮肤红肿、哮喘、流鼻涕、黏膜水肿等症状，严重的可以出现过敏性休克。用抗组织胺类药物治疗，可以暂时缓解症状。脱敏方法有一定的效果，即找到引起过敏反应的致敏原，在一定时间内逐渐加大患者对致敏原的接触量，直到不再出现过敏反应为止。2．自身免疫病在正常情况下人体免疫系统可以识别“自我”与“非我”，不攻击自身的细胞。但在某种情况下，患者的抗体和T淋巴细胞攻击自身的组织，这便是自身免疫病。自身免疫病可分为两类：器官特异性自身免疫病和系统性自身免疫病。器官特异性自身免疫病的自身抗体只攻击某一器官，如突眼性甲状腺肿中的甲状腺TSH受体，重症肌无力中肌肉的乙酰胆碱受体，胰岛素依赖性糖尿病中的胰岛细胞等。系统性自身免疫病则波及全身。例如系统性红斑狼疮，表现为原因不明的全身性血管炎，面部有蝴蝶样红斑并因日照而加重，多见于年轻妇女(15～35岁)。11．3．2免疫系统功能减退先天性的