《醫(yī)學(xué)免疫學(xué)考點知識梳理》
一、免疫系統(tǒng)的組成和功能
(一)免疫系統(tǒng)的組成
免疫器官
中樞免疫器官
骨髓:是各類血細胞(包括免疫細胞)的發(fā)源地,也是 B 淋巴細胞分化、發(fā)育和成熟的場所。例如,B 細胞在骨髓中經(jīng)歷祖 B 細胞、前 B 細胞等階段,最終發(fā)育為成熟的 B 細胞。
胸腺:是 T 淋巴細胞分化、發(fā)育和成熟的場所。在胸腺中,T 細胞從胸腺細胞經(jīng)過陽性選擇和陰性選擇,獲得自身耐受性和 MHC(主要組織相容性復(fù)合體)限制性,從而能夠識別外來抗原并避免攻擊自身組織。
外周免疫器官
淋巴結(jié):是淋巴細胞定居和產(chǎn)生免疫應(yīng)答的場所。它的主要功能包括過濾淋巴液,清除其中的病原體等異物;也是淋巴細胞再循環(huán)的重要環(huán)節(jié),有利于免疫細胞接觸抗原并發(fā)揮免疫作用。例如,當(dāng)病原體進入淋巴液后,會在淋巴結(jié)中被巨噬細胞等抗原呈遞細胞攝取和處理,然后激活 T 細胞和 B 細胞,引發(fā)免疫反應(yīng)。
脾臟:是人體最大的外周免疫器官,具有過濾血液、清除衰老紅細胞和病原體等功能,同時也是免疫細胞對血源性抗原產(chǎn)生免疫應(yīng)答的主要場所。
黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT):包括腸道、呼吸道、泌尿生殖道等黏膜下的淋巴組織,是機體抵抗病原體經(jīng)黏膜入侵的第一道防線,能夠產(chǎn)生分泌型 IgA(免疫球蛋白 A),在黏膜局部免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
免疫細胞
淋巴細胞
T 淋巴細胞:根據(jù)其表面標(biāo)志和功能可分為多個亞群,如 CD4 + T 細胞(輔助性 T 細胞)和 CD8 + T 細胞(細胞毒性 T 細胞)。CD4 + T 細胞主要通過分泌細胞因子來輔助 B 細胞產(chǎn)生抗體和激活其他免疫細胞,如在體液免疫中,Th2 細胞可以促進 B 細胞的增殖和分化。CD8 + T 細胞能夠直接識別并殺傷被病毒感染的細胞或腫瘤細胞,通過釋放穿孔素、顆粒酶等物質(zhì)來誘導(dǎo)靶細胞凋亡。
B 淋巴細胞:其主要功能是識別抗原并產(chǎn)生抗體。當(dāng) B 細胞表面的抗原受體(BCR)識別抗原后,在輔助性 T 細胞等信號的刺激下,B 細胞可以增殖分化為漿細胞和記憶 B 細胞。漿細胞能夠合成和分泌大量特異性抗體,抗體可以與抗原結(jié)合,從而中和毒素、阻斷病原體的入侵途徑等。
抗原呈遞細胞(APC)
樹突狀細胞(DC):是目前所知功能最強的抗原呈遞細胞,能夠攝取、加工和處理抗原,并將抗原肽 - MHC 分子復(fù)合物呈遞給 T 淋巴細胞,啟動適應(yīng)性免疫應(yīng)答。它廣泛分布于皮膚、黏膜等組織,在免疫激活和免疫耐受的誘導(dǎo)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
巨噬細胞:具有吞噬、殺傷病原體的功能,同時也可以作為抗原呈遞細胞,激活 T 淋巴細胞。它還能分泌多種細胞因子和炎癥介質(zhì),參與炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)。例如,在細菌感染時,巨噬細胞可以吞噬細菌,將其分解并將抗原肽呈遞給 T 細胞,引發(fā)免疫反應(yīng)來清除細菌。
自然殺傷細胞(NK 細胞):是一類天然免疫細胞,無需抗原預(yù)先致敏就能直接殺傷某些腫瘤細胞和病毒感染細胞。它通過識別靶細胞表面異常的糖蛋白或 MHC - I 類分子缺失等情況來發(fā)揮殺傷作用,在機體抗病毒感染和抗腫瘤免疫中發(fā)揮重要的防御功能。
免疫分子
抗體(免疫球蛋白)
抗體具有多種功能區(qū),包括可變區(qū)(V 區(qū))和恒定區(qū)(C 區(qū))。V 區(qū)能夠特異性識別并結(jié)合抗原,其結(jié)構(gòu)的多樣性是抗體能夠識別多種抗原的基礎(chǔ)。C 區(qū)則決定了抗體的效應(yīng)功能,如激活補體、介導(dǎo) ADCC(抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒性作用)等。根據(jù)重鏈恒定區(qū)的不同,抗體可分為 IgM、IgG、IgA、IgD 和 IgE 五種類型。例如,IgG 是血清中含量最高的抗體,它可以穿過胎盤,為新生兒提供被動免疫保護;IgE 主要參與介導(dǎo) Ⅰ 型超敏反應(yīng)。
補體系統(tǒng)
補體是一組存在于血清和組織液中的蛋白質(zhì),可經(jīng)經(jīng)典途徑、旁路途徑和 MBL(甘露糖 - 結(jié)合凝集素)途徑激活。補體激活后可以產(chǎn)生多種生物學(xué)效應(yīng),如溶解靶細胞、調(diào)理吞噬、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)等。例如,在細菌感染時,補體的激活可以幫助吞噬細胞更好地吞噬細菌,同時也能引發(fā)炎癥反應(yīng),吸引更多的免疫細胞到感染部位。
細胞因子
細胞因子是由免疫細胞和某些非免疫細胞分泌的小分子蛋白質(zhì),具有多種生物學(xué)功能,如調(diào)節(jié)免疫細胞的增殖、分化、活化和效應(yīng)功能,介導(dǎo)炎癥反應(yīng),促進造血等。常見的細胞因子包括白細胞介素(IL)、干擾素(IFN)、腫瘤壞死因子(TNF)等。例如,干擾素 - α 和干擾素 - β 具有抗病毒作用,白細胞介素 - 2 可以促進 T 細胞的增殖。
(二)免疫系統(tǒng)的功能
免疫防御
是指機體抵御外來病原體及其毒性產(chǎn)物侵犯的一種免疫保護功能。正常情況下,這種功能可以有效地防止病原體的入侵,如皮膚和黏膜的屏障作用、吞噬細胞的吞噬作用以及抗體和補體的防御作用等。但是,如果免疫防御功能過強,可能會導(dǎo)致超敏反應(yīng),如過敏性鼻炎、哮喘等;而免疫防御功能過低,則會引起免疫缺陷病,如艾滋病。
免疫監(jiān)視
是指免疫系統(tǒng)及時識別、清除體內(nèi)突變細胞和病毒感染細胞的一種功能。免疫系統(tǒng)通過細胞免疫和體液免疫等方式來監(jiān)視和清除這些異常細胞,從而防止腫瘤的發(fā)生和病毒的持續(xù)感染。如果免疫監(jiān)視功能失調(diào),可能會導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生和病毒的長期潛伏。
免疫自穩(wěn)
是指免疫系統(tǒng)通過自身調(diào)節(jié)機制來維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種功能。它可以清除體內(nèi)衰老、損傷的細胞以及免疫復(fù)合物等,以保持免疫系統(tǒng)的自身平衡。如果免疫自穩(wěn)功能紊亂,可能會導(dǎo)致自身免疫病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等。
二、抗原
(一)抗原的概念
抗原是指能與 T 細胞的 TCR(T 細胞受體)及 B 細胞的 BCR(B 細胞受體)結(jié)合,促使其增殖、分化,產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞,并與之結(jié)合,進而發(fā)揮免疫效應(yīng)的物質(zhì)。抗原具有兩個重要的特性:免疫原性和抗原性。
免疫原性:是指抗原能夠刺激機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答,誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體或致敏淋巴細胞的能力。例如,細菌、病毒等病原體通常具有較強的免疫原性,可以引發(fā)機體的免疫反應(yīng)。
抗原性:也稱為免疫反應(yīng)性,是指抗原能與免疫應(yīng)答產(chǎn)物(抗體或致敏淋巴細胞)發(fā)生特異性結(jié)合的能力。
(二)抗原的分類
根據(jù)抗原的性質(zhì)分類
完全抗原:同時具備免疫原性和抗原性的物質(zhì),如蛋白質(zhì)、細菌、病毒等。
不完全抗原(半抗原):只有抗原性而沒有免疫原性的物質(zhì),如某些藥物(青霉素)、多糖等。半抗原單獨作用時不能刺激機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答,但當(dāng)它們與蛋白質(zhì)等載體結(jié)合后,就可以成為完全抗原,引發(fā)免疫反應(yīng)。
根據(jù)抗原與機體的親緣關(guān)系分類
異種抗原:來自于不同物種的抗原,如病原微生物及其產(chǎn)物、動物免疫血清等。例如,破傷風(fēng)抗毒素是用馬血清制備的,對于人體來說,馬血清中的蛋白質(zhì)就是異種抗原,使用時可能會引發(fā)超敏反應(yīng)。
同種異型抗原:是指同一種屬不同個體之間的抗原差異,主要存在于血型抗原和組織相容性抗原中。例如,ABO 血型抗原是常見的同種異型抗原,輸血時如果血型不匹配,就會引發(fā)嚴重的溶血反應(yīng)。
自身抗原:是指能被自身免疫系統(tǒng)識別的自身組織成分。在正常情況下,自身抗原不會引發(fā)免疫反應(yīng),但在某些病理情況下,如自身免疫病,自身抗原會被免疫系統(tǒng)錯誤地識別和攻擊。
異嗜性抗原:是指一類與種屬特異性無關(guān),存在于不同種屬生物之間的共同抗原。例如,溶血性鏈球菌的某些抗原與人腎小球基底膜和心肌組織有共同抗原成分,當(dāng)鏈球菌感染人體后,可能會引發(fā)腎小球腎炎和心肌炎等疾病。
三、免疫應(yīng)答
(一)免疫應(yīng)答的概念和類型
概念:免疫應(yīng)答是指機體免疫系統(tǒng)受抗原刺激后,免疫細胞識別、活化、增殖、分化,并產(chǎn)生一系列免疫效應(yīng)的過程。
類型
固有免疫應(yīng)答:也稱為先天性免疫應(yīng)答,是機體在種系發(fā)育和進化過程中形成的天然防御功能,生來就有,不針對某一特定抗原,而是對多種病原體都有防御作用。其主要由屏障結(jié)構(gòu)、吞噬細胞、NK 細胞、補體等成分組成,反應(yīng)迅速,但特異性較差,無免疫記憶。例如,皮膚和黏膜的屏障作用可以阻止病原體的入侵;當(dāng)病原體突破屏障后,吞噬細胞可以迅速吞噬和清除病原體。
適應(yīng)性免疫應(yīng)答:也稱為獲得性免疫應(yīng)答,是個體在生活過程中接觸特定抗原后產(chǎn)生的免疫應(yīng)答,具有高度特異性、耐受性和記憶性。適應(yīng)性免疫應(yīng)答主要包括細胞免疫和體液免疫。
(二)細胞免疫應(yīng)答
T 細胞對抗原的識別
T 細胞識別抗原是通過 T 細胞受體(TCR)來實現(xiàn)的,TCR 只能識別與 MHC 分子結(jié)合的抗原肽。CD4 + T 細胞識別 MHC - Ⅱ 類分子呈遞的外源性抗原肽,主要參與細胞免疫和體液免疫的輔助作用;CD8 + T 細胞識別 MHC - Ⅰ 類分子呈遞的內(nèi)源性抗原肽,主要發(fā)揮細胞殺傷作用。
T 細胞的活化、增殖和分化
T 細胞的活化需要雙信號刺激。第一信號是 TCR 與抗原肽 - MHC 分子復(fù)合物的特異性結(jié)合;第二信號是協(xié)同刺激信號,主要由抗原呈遞細胞表面的協(xié)同刺激分子(如 CD80、CD86)與 T 細胞表面的協(xié)同刺激分子受體(如 CD28)結(jié)合提供。在雙信號刺激下,T 細胞開始活化,通過分泌細胞因子和表達相關(guān)受體,進一步增殖和分化。CD4 + T 細胞可以分化為 Th1、Th2、Th17 等不同亞群,分別發(fā)揮不同的免疫功能;CD8 + T 細胞則分化為細胞毒性 T 淋巴細胞(CTL),具有殺傷靶細胞的能力。
細胞免疫效應(yīng)階段
CTL 的細胞毒作用:CTL 通過 TCR 識別靶細胞表面的抗原肽 - MHC - Ⅰ 類分子復(fù)合物,然后與靶細胞緊密接觸,釋放穿孔素、顆粒酶等細胞毒性物質(zhì),使靶細胞溶解破裂;同時,CTL 還可以通過表達 FasL(Fas 配體)與靶細胞表面的 Fas 分子結(jié)合,啟動靶細胞的凋亡程序,從而有效地清除病毒感染細胞和腫瘤細胞。
Th1 細胞的免疫調(diào)節(jié)作用:Th1 細胞主要通過分泌細胞因子(如干擾素 - γ、腫瘤壞死因子 - β 等)來激活巨噬細胞,增強其吞噬和殺傷病原體的能力;同時,這些細胞因子也可以促進 CTL 的活化和增殖,從而在細胞免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。
(三)體液免疫應(yīng)答
B 細胞對抗原的識別
B 細胞通過其表面的抗原受體(BCR)識別抗原,BCR 可以直接識別天然抗原的構(gòu)象表位。B 細胞識別抗原后,將抗原內(nèi)化、加工和處理,然后將抗原肽 - MHC - Ⅱ 類分子復(fù)合物呈遞給 CD4 + T 細胞,與 T 細胞相互作用。
B 細胞的活化、增殖和分化
B 細胞的活化也需要雙信號。第一信號是 BCR 識別抗原;第二信號是由活化的 CD4 + T 細胞提供的輔助信號,主要包括 CD40L(CD40 配體)與 B 細胞表面的 CD40 結(jié)合,以及 T 細胞分泌的細胞因子(如白細胞介素 - 4、白細胞介素 - 5 等)。在雙信號刺激下,B 細胞開始活化、增殖,并分化為漿細胞和記憶 B 細胞。漿細胞能夠合成和分泌大量特異性抗體,發(fā)揮體液免疫效應(yīng)。
體液免疫效應(yīng)階段
中和作用:抗體可以與病原體(如病毒、細菌毒素)表面的抗原結(jié)合,從而中和病原體的毒性或阻止病原體入侵宿主細胞。例如,抗毒素抗體可以中和細菌毒素,防止毒素對機體造成損害。
調(diào)理作用:抗體的 Fc 段可以與吞噬細胞表面的 Fc 受體結(jié)合,增強吞噬細胞對病原體的吞噬作用。此外,抗體還可以激活補體,通過補體的 C3b 片段與吞噬細胞表面的 C3b 受體結(jié)合,進一步增強吞噬作用。
抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒性作用(ADCC):抗體的 Fc 段可以與 NK 細胞、巨噬細胞等免疫細胞表面的 Fc 受體結(jié)合,使這些細胞能夠識別并殺傷被抗體包被的靶細胞。例如,在抗腫瘤免疫中,NK 細胞可以通過 ADCC 作用殺傷腫瘤細胞。
四、超敏反應(yīng)
(一)超敏反應(yīng)的概念和分類
概念:超敏反應(yīng)是指機體受到某些抗原刺激時,出現(xiàn)生理功能紊亂或組織細胞損傷的異常適應(yīng)性免疫應(yīng)答。
分類:根據(jù)超敏反應(yīng)的發(fā)生機制和臨床特點,可分為 Ⅰ 型超敏反應(yīng)、Ⅱ 型超敏反應(yīng)、Ⅲ 型超敏反應(yīng)和 Ⅳ 型超敏反應(yīng)。
(二)Ⅰ 型超敏反應(yīng)
發(fā)生機制
致敏階段:變應(yīng)原(如花粉、塵螨等)進入機體后,刺激機體產(chǎn)生 IgE 抗體,IgE 抗體通過其 Fc 段與肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面的 FcεRⅠ(高親和力 IgE 受體)結(jié)合,使機體處于致敏狀態(tài)。
激發(fā)階段:當(dāng)相同變應(yīng)原再次進入機體時,與致敏靶細胞表面的 IgE 結(jié)合,使靶細胞脫顆粒,釋放組胺、白三烯、前列腺素 D2 等生物活性介質(zhì)。
效應(yīng)階段:釋放的生物活性介質(zhì)作用于效應(yīng)器官(如皮膚、呼吸道、消化道等),引起平滑肌收縮、毛細血管擴張、腺體分泌增加等一系列過敏反應(yīng)癥狀,如過敏性鼻炎、哮喘、食物過敏等。
臨床常見疾病:過敏性休克(如青霉素過敏)、支氣管哮喘、過敏性鼻炎、食物過敏、皮膚過敏(如蕁麻疹)等。
(三)Ⅱ 型超敏反應(yīng)
發(fā)生機制
Ⅱ 型超敏反應(yīng)是由 IgG 或 IgM 抗體與靶細胞表面抗原結(jié)合后,在補體、吞噬細胞和 NK 細胞參與下,引起的以細胞溶解或組織損傷為主的病理性免疫反應(yīng)。主要包括以下幾種機制:
補體介導(dǎo)的細胞溶解:抗體與靶細胞表面抗原結(jié)合后,激活補體經(jīng)典途徑,形成膜攻擊復(fù)合物(MAC),導(dǎo)致靶細胞溶解。
調(diào)理吞噬作用:抗體的 Fc 段與吞噬細胞表面的 Fc 受體結(jié)合,增強吞噬細胞對靶細胞的吞噬作用。
ADCC 作用:抗體的 Fc 段與 NK 細胞等免疫細胞表面的 Fc 受體結(jié)合,通過 ADCC 作用殺傷靶細胞。
臨床常見疾病:輸血反應(yīng)(如 ABO 血型不符引起的溶血反應(yīng))、新生兒溶血癥(如 Rh 血型不合)、自身免疫性溶血性貧血、藥物過敏性血細胞減少癥等。
(四)Ⅲ 型超敏反應(yīng)
發(fā)生機制
可溶性免疫復(fù)合物的形成和沉積:抗原與抗體(主要是 IgG、IgM)在血液循環(huán)中形成可溶性免疫復(fù)合物,當(dāng)它們的大小和數(shù)量超過機體的清除能力時,就會沉積在局部組織(如血管壁、腎小球基底膜等)。
免疫復(fù)合物激活補體:沉積的免疫復(fù)合物激活補體,產(chǎn)生 C3a、C5a 等過敏毒素,吸引中性粒細胞聚集,并釋放溶酶體酶等炎癥介質(zhì),引起組織損傷。
血小板聚集和激活:免疫復(fù)合物還可以激活血小板,使其聚集和釋放活性物質(zhì),導(dǎo)致局部血管內(nèi)凝血和微血栓形成,進一步加重組織損傷。
臨床常見疾病:血清病、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等。
(五)Ⅳ 型超敏反應(yīng)
發(fā)生機制
Ⅳ 型超敏反應(yīng)是由效應(yīng) T 細胞(主要是 CD4 + Th1 細胞和 CD8 + CTL)與相應(yīng)抗原作用后,引起的以單個細胞浸潤和組織損傷為主的炎癥反應(yīng)。它是一種遲發(fā)型超敏反應(yīng),通常在再次接觸抗原后 24 - 72 小時出現(xiàn)反應(yīng)。主要包括以下機制:
Th1 細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng):抗原刺激后,Th1 細胞活化,分泌干擾素 - γ、腫瘤壞死因子 - β 等細胞因子,激活巨噬細胞,使巨噬細胞聚集并釋放炎癥介質(zhì),引起組織損傷。
CTL 介導(dǎo)的細胞毒作用:CTL 識別靶細胞表面的抗原肽 - MHC - Ⅰ 類分子復(fù)合物,通過釋放穿孔素、顆粒酶等細胞毒性物質(zhì),或通過 FasL - Fas 途徑啟動靶細胞凋亡,導(dǎo)致組織損傷。
臨床常見疾病:接觸性皮炎(如對某些化妝品、金屬過敏)、結(jié)核菌素試驗陽性反應(yīng)、移植排斥反應(yīng)等。
五、免疫缺陷病和自身免疫病
(一)免疫缺陷病
概念:免疫缺陷病是指免疫系統(tǒng)中任何一個成分的缺失或功能不全而導(dǎo)致的免疫功能障礙性疾病。
分類
** 原發(fā)性免疫缺陷