第一节 非特异性免疫

一、非特异性免疫的概念与特点

非特异性免疫又称天然免疫或固有免疫,是在种系发育和进化过程中建立起的防御病原菌等抗原的功能。其特点是与生俱来,人人都有,能遗传,不具有特异性,作用广泛,初次接触病原微生物即可迅速发挥效应等。非特异性免疫由屏障结构、非特异性免疫细胞和非特异性免疫分子组成。

(一)屏障结构

1.皮肤和黏膜屏障 人体的皮肤及与外界相通腔道的黏膜层是抗感染的第一道防线,可通过多种方式发挥作用:①机械阻挡具有防御感染的作用;②分泌杀菌物质,皮肤和黏膜可分泌许多种具有抗菌作用的化学物质;③正常菌群的拮抗,正常菌群与机体之间保持动态性平衡,对病原菌有抑制作用。

2.血脑屏障 由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁及包裹在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜组成。其结构致密,能阻挡病原微生物及其毒性产物进入脑组织或脑脊液,从而保护中枢神经系统。婴幼儿的血脑屏障尚未发育完善,因此易发生中枢神经系统感染。

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进入胎儿体内。妊娠3个月内,此屏障尚未完善,若母体中的病原微生物经胎盘进入胎儿体内,则可致胎儿畸形、流产或死胎。

(二)参与非特异性免疫的吞噬细胞

1.吞噬细胞的种类 吞噬细胞分为两类:一类是小吞噬细胞,主要是中性粒细胞,还有嗜酸性粒细胞;另一类是大吞噬细胞,即单核—吞噬细胞系统,包括末梢血液中的单核细胞、淋巴结、脾、肝、肺以及浆膜腔内的巨噬细胞、神经系统内的小胶质细胞等。

2.吞噬细胞的吞噬作用 吞噬细胞的吞噬和杀菌过程一般可分为三个连续的阶段。

(1)识别与结合:吞噬细胞在发挥其功能时,首先黏附于血管内皮细胞,并穿过细胞间隙到达血管外,通过趋化因子的作用使其做定向运动,到达病原体所在部位。

(2)吞噬:体液中的某些蛋白质覆盖于细菌表面有利于细胞的吞噬,此称为调理作用。具有调理作用的物质包括抗体IgG1、IgG2和补体C3。经调理的病原菌易被吞噬细胞识别,吞噬细胞接触病原菌部位的细胞膜内陷,伸出伪足将细菌包裹并摄入细胞质内形成吞噬体。随后与溶酶体融合形成吞噬溶酶体,溶酶体内的多种酶类起杀灭和消化细菌作用。

(3)消化:吞噬细胞内的溶酶体与吞噬体融合,形成吞噬溶酶体。在吞噬溶酶体中,溶酶体内的溶菌酶、髓过氧化物酶(MPO)、防御素、活性氧中介物和活性氮中介物等发挥杀菌作用;蛋白酶、多糖酶、核酸酶和脂酶等起降解作用;不能降解的残渣则被排出吞噬细胞(图6-2)。

图6-2 吞噬细胞吞噬示意

吞噬作用的后果因细菌种类、毒力和机体免疫力不同,分为完全吞噬和不完全吞噬两种。化脓性球菌被吞噬后,一般经5~10min死亡,30~60min被破坏,这是完全吞噬。而结核分枝杆菌、布鲁菌、伤寒沙门菌、军团菌等,则是已经适应在宿主细胞内寄居的胞内菌,在无特异性免疫力的人体中,它们虽然也可以被吞噬细胞吞入,但不被杀死,这是不完全吞噬。不完全吞噬可使这些病菌在吞噬细胞内得到保护,免受机体体液中特异性抗体、非特异性抗菌物质或抗菌药物的毒害作用;有的病菌尚能在吞噬细胞内生长繁殖,反使吞噬细胞死亡;有的可随游走的吞噬细胞经淋巴液或血流扩散到人体其他部位,造成广泛病变。此外,吞噬细胞在吞噬过程中,溶酶体释放出的多种水解酶也能破坏邻近的正常组织细胞,造成免疫病理性损伤。

(三)体液因素

非特异性免疫分子是在正常体液和组织中具有杀伤或抑制病原菌作用的可溶性分子,主要有:

1.补体 是最为重要的非特异性免疫分子。补体系统的三条激活途径均参与对病原菌的识别和攻击。

2.溶菌酶 主要来源于吞噬细胞,广泛存在于血清、唾液、泪液、尿液、乳汁和肠液等体液中。通过作用于革兰阳性菌胞壁肽聚糖而使细菌溶解。革兰阴性菌的肽聚糖外有脂蛋白等包绕,故对溶菌酶不敏感。

3.防御素 是一类耐受蛋白酶的富含精氨酸的小分子多肽,对细菌、真菌和某些有包膜病毒具有直接杀伤作用。人和哺乳动物体内存在的α-防御素为阳离子多肽,主要由中性粒细胞和小肠潘尼(氏)细胞产生,可通过以下作用机制杀伤某些细菌和有包膜病毒:①通过与病原体带负电荷的成分(如G-菌的脂多糖、G+菌的磷壁酸和病毒包膜脂质等)的静电作用,使病原体膜屏障破坏、通透性增加,导致病原体死亡;②诱导病原体产生自溶酶,干扰DNA和蛋白质合成;③具有致炎和趋化作用,可增强吞噬细胞对病原体的吞噬杀伤和清除作用。

4.干扰素 是机体细胞受病毒感染或其他诱导剂产生的一类细胞因子,具有抗病毒、抗肿瘤及免疫调节作用。

抗细菌感染的早期天然免疫应答是在天然免疫各因素共同参与下完成的,起到杀灭细菌、诱导炎症反应及启动特异性免疫应答的作用。炎症反应主要由巨噬细胞产生和释放的大量细胞因子(如IL-1、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子等)引起。炎症反应可增强抗感染免疫能力,促进对病原菌的清除。