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免疫反應(yīng)概述歡迎參加本次關(guān)于免疫反應(yīng)的綜合介紹課程。免疫系統(tǒng)是人體抵抗外來(lái)入侵者和保持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要防御機(jī)制,它通過(guò)復(fù)雜而精密的協(xié)調(diào)作用保護(hù)我們免受病原體侵害。在當(dāng)今世界,理解免疫系統(tǒng)的工作原理比以往任何時(shí)候都更加重要。從日常感染到疫苗接種,從自身免疫疾病到腫瘤免疫治療,免疫學(xué)知識(shí)深刻影響著醫(yī)學(xué)實(shí)踐和健康管理。本課程旨在幫助您全面了解免疫系統(tǒng)的基本組成和工作機(jī)制,探索先天性免疫和適應(yīng)性免疫的特點(diǎn)與相互作用,并介紹免疫學(xué)在疾病防治中的應(yīng)用。讓我們一起揭開(kāi)人體這一神奇防御網(wǎng)絡(luò)的奧秘!什么是免疫系統(tǒng)?免疫系統(tǒng)的定義免疫系統(tǒng)是機(jī)體識(shí)別和消除外來(lái)病原體及異常自身成分的防御網(wǎng)絡(luò),由各種器官、細(xì)胞和分子組成。它不僅能夠區(qū)分"自我"與"非我",還能識(shí)別異常的自身細(xì)胞,如腫瘤細(xì)胞。主要功能免疫系統(tǒng)的主要功能包括:防御病原體入侵、清除體內(nèi)死亡或受損細(xì)胞、識(shí)別并消滅癌變細(xì)胞,以及維持機(jī)體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。通過(guò)這些功能,免疫系統(tǒng)構(gòu)成了人體抵抗疾病的重要屏障。反應(yīng)類型免疫系統(tǒng)的反應(yīng)可分為先天性免疫和適應(yīng)性免疫兩大類型。先天性免疫提供即時(shí)但非特異性的防御,而適應(yīng)性免疫則能夠針對(duì)特定病原體形成特異性反應(yīng)并產(chǎn)生免疫記憶。免疫系統(tǒng)的組成免疫器官骨髓是血細(xì)胞生成的主要場(chǎng)所,而胸腺則是T細(xì)胞發(fā)育的中心。這些初級(jí)淋巴器官負(fù)責(zé)免疫細(xì)胞的生成和成熟。次級(jí)淋巴器官脾臟和淋巴結(jié)等次級(jí)淋巴器官為免疫細(xì)胞提供相互作用的場(chǎng)所,促進(jìn)免疫應(yīng)答的啟動(dòng)和發(fā)展。這些器官富含T細(xì)胞和B細(xì)胞。免疫細(xì)胞白細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的核心執(zhí)行者,包括淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞、B細(xì)胞)、單核細(xì)胞(巨噬細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞)和粒細(xì)胞(中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞等)。免疫分子抗體、補(bǔ)體和細(xì)胞因子等免疫分子在免疫反應(yīng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,它們可以識(shí)別和中和病原體,調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)的強(qiáng)度和類型。免疫反應(yīng)的類型先天性免疫先天性免疫是機(jī)體的第一道防線,能夠快速響應(yīng)入侵的病原體。它具有非特異性,對(duì)任何病原體的反應(yīng)方式基本相同。先天性免疫包括物理屏障、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞吞噬作用等。適應(yīng)性免疫適應(yīng)性免疫具有特異性和記憶性,能夠針對(duì)特定病原體產(chǎn)生精確的免疫反應(yīng)。這種免疫需要時(shí)間發(fā)展,但一旦形成,將提供長(zhǎng)期保護(hù)。T細(xì)胞和B細(xì)胞是適應(yīng)性免疫的主要執(zhí)行者。這兩種免疫系統(tǒng)并非獨(dú)立運(yùn)作,而是相互協(xié)作、相互影響。先天性免疫的激活通常是啟動(dòng)適應(yīng)性免疫的前提,而適應(yīng)性免疫的效應(yīng)則往往需要先天性免疫成分的參與。這種協(xié)同作用確保了免疫系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。先天性免疫系統(tǒng)第一道防線提供即時(shí)保護(hù)快速反應(yīng)病原體入侵后立即響應(yīng)廣譜防御針對(duì)多種病原體的通用識(shí)別先天性免疫系統(tǒng)是機(jī)體抵抗病原體入侵的第一道防線,它能夠在病原體入侵機(jī)體后幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)發(fā)揮作用。這種免疫反應(yīng)不需要預(yù)先接觸病原體,也不具備針對(duì)特定病原體的特異性。盡管缺乏特異性,先天性免疫系統(tǒng)卻擁有廣泛的識(shí)別能力,能夠通過(guò)識(shí)別病原體上的共同結(jié)構(gòu)特征來(lái)檢測(cè)多種入侵者。這種快速但非特異性的防御機(jī)制為適應(yīng)性免疫系統(tǒng)贏得了發(fā)展時(shí)間。先天性免疫的組成物理屏障皮膚和粘膜形成機(jī)械屏障,阻止病原體進(jìn)入體內(nèi)。這些表面還分泌多種抗菌物質(zhì),如溶菌酶和防御素,進(jìn)一步增強(qiáng)保護(hù)作用。免疫細(xì)胞巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞是先天性免疫的主要細(xì)胞成分。它們通過(guò)吞噬作用、釋放細(xì)胞毒性物質(zhì)和分泌細(xì)胞因子等方式清除病原體。免疫分子補(bǔ)體系統(tǒng)和干擾素等溶解性分子在先天性免疫中發(fā)揮重要作用。補(bǔ)體系統(tǒng)能直接裂解病原體,而干擾素則限制病毒復(fù)制并激活其他免疫細(xì)胞。物理屏障皮膚最大的防御屏障粘膜內(nèi)腔表面的保護(hù)層化學(xué)屏障抗菌物質(zhì)和酸性環(huán)境皮膚作為人體最大的器官,提供了堅(jiān)固的物理屏障抵抗病原體入侵。完整的表皮層阻止了大多數(shù)微生物的滲透,而皮膚表面的酸性環(huán)境和共生菌群進(jìn)一步加強(qiáng)了這種保護(hù)作用。粘膜系統(tǒng)覆蓋了呼吸道、消化道和泌尿生殖道等與外界接觸的內(nèi)表面。粘液不僅能捕獲微生物,還含有多種抗菌蛋白如溶菌酶。同時(shí),纖毛運(yùn)動(dòng)和咳嗽反射等機(jī)制可將捕獲的微生物清除出體外。巨噬細(xì)胞吞噬作用巨噬細(xì)胞能夠識(shí)別、吞噬并消化病原體、死亡細(xì)胞和其他異物。這種"清道夫"功能對(duì)維持組織穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要??乖岢释淌刹⑻幚聿≡w后,巨噬細(xì)胞將病原體成分作為抗原提呈給T細(xì)胞,啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng),是連接先天性和適應(yīng)性免疫的重要橋梁。細(xì)胞因子產(chǎn)生激活的巨噬細(xì)胞釋放各種細(xì)胞因子和趨化因子,招募和激活其他免疫細(xì)胞,調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)的強(qiáng)度和類型。中性粒細(xì)胞數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)中性粒細(xì)胞是外周血最豐富的白細(xì)胞類型,構(gòu)成人體血液中白細(xì)胞總數(shù)的50-70%。這種數(shù)量?jī)?yōu)勢(shì)使其能夠快速響應(yīng)感染和炎癥??焖賱?dòng)員感染發(fā)生時(shí),中性粒細(xì)胞能夠通過(guò)趨化性迅速?gòu)难褐羞w移到感染部位。它們是第一批到達(dá)感染現(xiàn)場(chǎng)的免疫細(xì)胞,通常在幾小時(shí)內(nèi)大量聚集。強(qiáng)大殺傷力中性粒細(xì)胞通過(guò)多種機(jī)制殺傷病原體,包括吞噬作用、釋放抗菌顆粒、產(chǎn)生活性氧和形成中性粒細(xì)胞胞外陷阱(NETs)。自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)天然免疫監(jiān)視NK細(xì)胞是先天性免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,負(fù)責(zé)監(jiān)視和識(shí)別受感染細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞。它們具有與T細(xì)胞相似的細(xì)胞毒性活性,但不需要先前的致敏過(guò)程。缺失自我識(shí)別NK細(xì)胞通過(guò)"缺失自我識(shí)別"機(jī)制發(fā)現(xiàn)異常細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞表面的MHCI類分子表達(dá)下調(diào)(常見(jiàn)于病毒感染或腫瘤轉(zhuǎn)化)時(shí),NK細(xì)胞會(huì)識(shí)別并攻擊這些細(xì)胞。雙重信號(hào)系統(tǒng)NK細(xì)胞活性受激活和抑制受體平衡調(diào)控。正常情況下,抑制信號(hào)占優(yōu)勢(shì);但當(dāng)細(xì)胞受感染或癌變時(shí),激活信號(hào)增強(qiáng)或抑制信號(hào)減弱,觸發(fā)NK細(xì)胞的殺傷作用。補(bǔ)體系統(tǒng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)補(bǔ)體系統(tǒng)由血漿中30多種蛋白組成,通過(guò)三條不同的激活途徑(經(jīng)典途徑、旁路途徑和凝集素途徑)形成級(jí)聯(lián)反應(yīng)。直接殺傷補(bǔ)體活化最終形成膜攻擊復(fù)合物(MAC),能夠在靶細(xì)胞膜上形成孔道,導(dǎo)致細(xì)胞溶解死亡。增強(qiáng)吞噬補(bǔ)體片段C3b沉積在病原體表面,促進(jìn)吞噬細(xì)胞識(shí)別并吞噬病原體,這一過(guò)程稱為調(diào)理作用。免疫調(diào)節(jié)補(bǔ)體系統(tǒng)產(chǎn)生的片段如C3a和C5a具有強(qiáng)大的炎癥調(diào)節(jié)作用,能夠招募免疫細(xì)胞并增強(qiáng)免疫應(yīng)答。炎癥反應(yīng)4經(jīng)典表現(xiàn)炎癥的四大經(jīng)典體征:紅、腫、熱、痛,反映了局部血管和組織的變化30+細(xì)胞因子參與炎癥調(diào)控的細(xì)胞因子超過(guò)30種,形成復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)24h急性期急性炎癥通常在24小時(shí)內(nèi)達(dá)到高峰,是機(jī)體對(duì)感染的快速響應(yīng)7+中性粒細(xì)胞壽命在炎癥部位,中性粒細(xì)胞的壽命從數(shù)小時(shí)延長(zhǎng)至7天以上炎癥是機(jī)體對(duì)有害刺激的保護(hù)性反應(yīng),旨在清除病原體和修復(fù)組織損傷。血管擴(kuò)張導(dǎo)致局部充血和紅腫,通透性增加引起組織水腫,而疼痛則由炎癥介質(zhì)刺激神經(jīng)末梢引起。炎癥反應(yīng)的目的是隔離和清除損傷原因,清理死亡組織,并最終啟動(dòng)修復(fù)過(guò)程。雖然急性炎癥通常是有益的防御機(jī)制,但失控或慢性炎癥可能導(dǎo)致組織損傷和多種疾病。細(xì)胞因子白介素家族白介素是一組多功能細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞之間的交流。例如,IL-1和IL-6促進(jìn)炎癥反應(yīng),而IL-10則具有抗炎作用。不同白介素之間相互作用,形成復(fù)雜的免疫調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。干擾素干擾素主要參與抗病毒免疫,包括I型干擾素(α、β)和II型干擾素(γ)。它們通過(guò)誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒狀態(tài)、激活免疫細(xì)胞和調(diào)節(jié)MHC分子表達(dá)等多種機(jī)制發(fā)揮作用。腫瘤壞死因子TNF-α是重要的促炎細(xì)胞因子,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化和凋亡。它在炎癥反應(yīng)和抗腫瘤免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用,但過(guò)量產(chǎn)生可導(dǎo)致組織損傷和自身免疫疾病。先天性免疫的信號(hào)識(shí)別模式識(shí)別受體(PRRs)先天性免疫細(xì)胞表面和胞內(nèi)的受體,能夠識(shí)別病原體上的保守分子模式,如脂多糖、細(xì)菌鞭毛蛋白等。病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)病原體特有的、進(jìn)化上保守的分子結(jié)構(gòu),通常是微生物存活所必需的成分,因此不易發(fā)生變異。這些分子被宿主的PRRs識(shí)別。損傷相關(guān)分子模式(DAMPs)由組織損傷或細(xì)胞死亡釋放的內(nèi)源性分子,如ATP、尿酸、熱休克蛋白和HMGB1等。這些分子同樣能被PRRs識(shí)別并觸發(fā)炎癥反應(yīng)。模式識(shí)別是先天性免疫系統(tǒng)區(qū)分"自我"與"非我"的關(guān)鍵機(jī)制。通過(guò)識(shí)別病原體上的共同結(jié)構(gòu)特征,免疫系統(tǒng)能夠?qū)Χ喾N入侵者做出快速響應(yīng),而不需要針對(duì)每種病原體進(jìn)行特異性識(shí)別。模式識(shí)別受體(PRRs)模式識(shí)別受體是先天性免疫系統(tǒng)識(shí)別病原體的分子哨兵。它們分布在細(xì)胞膜表面、細(xì)胞內(nèi)體和細(xì)胞質(zhì)中,能夠檢測(cè)到各種病原體相關(guān)分子模式和內(nèi)源性危險(xiǎn)信號(hào)。PRRs家族包括:Toll樣受體(TLRs)、NOD樣受體(NLRs)、RIG-I樣受體(RLRs)和C型凝集素受體等。每種受體識(shí)別特定類型的分子模式。例如,TLR4識(shí)別革蘭氏陰性菌的脂多糖,TLR3識(shí)別雙鏈RNA,而TLR5則識(shí)別細(xì)菌鞭毛蛋白。PRRs的激活啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,最終導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子激活和免疫相關(guān)基因表達(dá)。這些基因產(chǎn)物包括炎癥細(xì)胞因子、趨化因子、抗病毒蛋白和共刺激分子等,共同參與免疫應(yīng)答的啟動(dòng)和調(diào)控。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)高度特異性適應(yīng)性免疫系統(tǒng)能夠產(chǎn)生針對(duì)幾乎無(wú)限多樣化的抗原的特異性反應(yīng),這種特異性基于淋巴細(xì)胞表面受體的多樣性。每個(gè)B細(xì)胞或T細(xì)胞表達(dá)獨(dú)特的抗原受體,能夠精確識(shí)別特定抗原。免疫記憶適應(yīng)性免疫系統(tǒng)能夠"記住"先前遇到的病原體,形成免疫記憶。當(dāng)再次遇到相同病原體時(shí),免疫系統(tǒng)能夠更快、更強(qiáng)地做出反應(yīng),這是疫苗接種有效的基礎(chǔ)。發(fā)展時(shí)間與先天性免疫相比,適應(yīng)性免疫反應(yīng)發(fā)展較慢,通常需要數(shù)天至數(shù)周才能充分形成。這段延遲允許系統(tǒng)精確識(shí)別病原體并生成最適合的應(yīng)答。適應(yīng)性免疫的組成T細(xì)胞發(fā)育于胸腺,主要負(fù)責(zé)細(xì)胞免疫。包括輔助性T細(xì)胞(CD4+)和細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CD8+)等亞群,各自執(zhí)行不同功能。B細(xì)胞起源于骨髓,負(fù)責(zé)體液免疫。激活后分化為漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體阻止病原體感染和中和毒素??乖岢始?xì)胞包括樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞,捕獲并處理抗原后呈遞給T細(xì)胞,啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)??贵w由B細(xì)胞分化的漿細(xì)胞分泌的糖蛋白,特異性結(jié)合抗原,在體液免疫中發(fā)揮關(guān)鍵作用。抗原提呈細(xì)胞(APCs)抗原捕獲吞噬或內(nèi)吞抗原抗原處理將抗原蛋白降解為肽段抗原提呈將肽段與MHC分子結(jié)合并展示T細(xì)胞激活提供識(shí)別和共刺激信號(hào)抗原提呈細(xì)胞是連接先天性和適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵橋梁。它們捕獲并處理抗原,然后通過(guò)MHC分子將抗原片段呈遞給T細(xì)胞,啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。專業(yè)抗原提呈細(xì)胞包括樹(shù)突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞。樹(shù)突狀細(xì)胞是最高效的抗原提呈細(xì)胞,廣泛分布于皮膚、粘膜和淋巴組織。它們既能通過(guò)MHCII類分子向CD4+T細(xì)胞提呈外源性抗原,也能通過(guò)交叉提呈機(jī)制利用MHCI類分子向CD8+T細(xì)胞提呈抗原,是啟動(dòng)初始T細(xì)胞反應(yīng)的關(guān)鍵。T細(xì)胞的激活信號(hào)1:抗原識(shí)別T細(xì)胞受體識(shí)別MHC-抗原復(fù)合物,提供激活的特異性信號(hào)。信號(hào)2:共刺激APCs上的CD80/CD86與T細(xì)胞上的CD28結(jié)合,提供必要的激活信號(hào)。信號(hào)3:細(xì)胞因子APCs分泌的細(xì)胞因子(如IL-12、IL-4)指導(dǎo)T細(xì)胞分化方向??寺U(kuò)增活化的T細(xì)胞增殖產(chǎn)生大量子代細(xì)胞,形成效應(yīng)和記憶T細(xì)胞。T細(xì)胞的激活是一個(gè)精密控制的多信號(hào)過(guò)程。僅有信號(hào)1而缺乏信號(hào)2會(huì)導(dǎo)致T細(xì)胞無(wú)能(anergy)或凋亡,這是維持自身耐受的重要機(jī)制。完整的三信號(hào)激活確保了免疫反應(yīng)既有效又受控。輔助性T細(xì)胞(Th細(xì)胞)Th1Th2Th17TfhTreg其他輔助性T細(xì)胞(CD4+T細(xì)胞)是適應(yīng)性免疫的指揮官,通過(guò)分泌細(xì)胞因子和細(xì)胞間直接接觸調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。它們根據(jù)接受的信號(hào)和微環(huán)境條件分化為不同亞型,每種亞型產(chǎn)生特定細(xì)胞因子組合并執(zhí)行獨(dú)特功能。Th1細(xì)胞分泌IFN-γ,促進(jìn)細(xì)胞免疫和抗胞內(nèi)病原體感染;Th2細(xì)胞產(chǎn)生IL-4和IL-5,促進(jìn)體液免疫和抗寄生蟲(chóng)感染;Th17細(xì)胞分泌IL-17,招募中性粒細(xì)胞對(duì)抗細(xì)菌和真菌;濾泡輔助T細(xì)胞(Tfh)支持生發(fā)中心B細(xì)胞反應(yīng);而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)則抑制免疫反應(yīng),防止過(guò)度炎癥和自身免疫。細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)細(xì)胞毒性顆粒釋放CTL與靶細(xì)胞形成免疫突觸后,定向釋放含有穿孔素和顆粒酶的細(xì)胞毒性顆粒。穿孔素在靶細(xì)胞膜上形成孔道,允許顆粒酶進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。FasL-Fas通路CTL表面的Fas配體(FasL)與靶細(xì)胞上的Fas受體結(jié)合,觸發(fā)靶細(xì)胞內(nèi)部的死亡信號(hào)通路,導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。這種"死亡受體"介導(dǎo)的殺傷機(jī)制不依賴細(xì)胞毒性顆粒??共《痉烙鵆TL在病毒感染中發(fā)揮關(guān)鍵作用,通過(guò)識(shí)別受感染細(xì)胞表面的病毒抗原-MHCI復(fù)合物,靶向殺傷這些細(xì)胞,防止病毒擴(kuò)散。這種機(jī)制對(duì)控制肝炎病毒、皰疹病毒等多種持續(xù)性感染至關(guān)重要。B細(xì)胞的激活T依賴性激活大多數(shù)B細(xì)胞反應(yīng)需要T細(xì)胞幫助,尤其是對(duì)蛋白質(zhì)抗原的反應(yīng)。這種激活過(guò)程包括:B細(xì)胞通過(guò)表面免疫球蛋白識(shí)別抗原內(nèi)化并處理抗原,通過(guò)MHCII提呈給Th細(xì)胞活化的Th細(xì)胞提供CD40L和細(xì)胞因子信號(hào)B細(xì)胞增殖并分化為漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞T獨(dú)立性激活某些抗原能直接激活B細(xì)胞,無(wú)需T細(xì)胞幫助。這些抗原分為兩類:TI-1抗原:如脂多糖,通過(guò)非特異性方式激活B細(xì)胞TI-2抗原:如多糖,通過(guò)交聯(lián)多個(gè)B細(xì)胞受體激活B細(xì)胞T獨(dú)立性反應(yīng)通常不產(chǎn)生高親和力抗體和免疫記憶,主要產(chǎn)生IgM抗體??贵w特異性識(shí)別精確結(jié)合抗原表位中和功能阻斷病原體與宿主細(xì)胞結(jié)合調(diào)理作用標(biāo)記病原體促進(jìn)吞噬補(bǔ)體激活啟動(dòng)補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)抗體(免疫球蛋白)是由B細(xì)胞產(chǎn)生的Y形糖蛋白,由兩條重鏈和兩條輕鏈組成。每個(gè)抗體分子包含兩個(gè)相同的抗原結(jié)合位點(diǎn)(可變區(qū)),能夠特異性識(shí)別并結(jié)合抗原的特定區(qū)域(抗原表位)??贵w分子的恒定區(qū)決定了其生物學(xué)功能??贵w通過(guò)多種機(jī)制提供保護(hù):直接中和病原體,防止其與宿主細(xì)胞結(jié)合;標(biāo)記病原體供吞噬細(xì)胞識(shí)別(調(diào)理作用);激活補(bǔ)體系統(tǒng);促進(jìn)抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性(ADCC)。這些機(jī)制協(xié)同作用,有效清除感染和毒素??贵w的類型抗體類型血清濃度分布主要功能IgG血清中最豐富血液和組織液中和、調(diào)理、補(bǔ)體激活、胎盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)IgM首先產(chǎn)生主要在血液初始反應(yīng)、強(qiáng)力補(bǔ)體激活I(lǐng)gA分泌型主要粘膜分泌物粘膜表面防御IgE極微量結(jié)合于肥大細(xì)胞寄生蟲(chóng)防御、過(guò)敏反應(yīng)IgD微量B細(xì)胞表面B細(xì)胞抗原受體人體產(chǎn)生五種主要類型的抗體,每種都有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和功能。IgG是血清中最豐富的抗體,可分為四個(gè)亞類(IgG1-4),能穿過(guò)胎盤(pán)提供新生兒保護(hù)。IgM是初始免疫反應(yīng)中首先產(chǎn)生的抗體,結(jié)構(gòu)為五聚體,具有強(qiáng)大的補(bǔ)體激活能力。IgA主要存在于粘膜分泌物中,以二聚體形式保護(hù)粘膜表面免受病原體侵襲。IgE雖含量極少,但在過(guò)敏反應(yīng)和抗寄生蟲(chóng)防御中發(fā)揮重要作用。IgD主要作為B細(xì)胞表面抗原受體,其分泌形式的確切功能尚未完全闡明。免疫記憶初次免疫反應(yīng)再次免疫反應(yīng)免疫記憶是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的核心特征,使機(jī)體能夠?qū)υ俅斡龅降牟≡w產(chǎn)生更快速、更強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。這種記憶可持續(xù)數(shù)年甚至終身,構(gòu)成了疫苗接種有效性的基礎(chǔ)。初次暴露于抗原后,部分活化的B細(xì)胞和T細(xì)胞不會(huì)分化為短壽命效應(yīng)細(xì)胞,而是發(fā)育成長(zhǎng)壽命的記憶細(xì)胞。這些記憶細(xì)胞分布在全身各處,對(duì)抗原具有更高的敏感性。當(dāng)再次接觸相同抗原時(shí),它們能迅速擴(kuò)增并分化為效應(yīng)細(xì)胞,產(chǎn)生更強(qiáng)的次級(jí)免疫反應(yīng),更快速地清除病原體,減輕或完全阻止癥狀發(fā)生。主動(dòng)免疫自然獲得的主動(dòng)免疫通過(guò)自然感染獲得。當(dāng)機(jī)體接觸實(shí)際的病原體時(shí),免疫系統(tǒng)對(duì)特定抗原產(chǎn)生反應(yīng),形成特異性防御和免疫記憶。這種免疫通常更全面,因?yàn)樗鼘?duì)病原體的多種成分產(chǎn)生反應(yīng),但獲取過(guò)程可能伴隨疾病風(fēng)險(xiǎn)。人工獲得的主動(dòng)免疫通過(guò)疫苗接種獲得。疫苗包含被滅活或減毒的病原體、病原體組分或合成抗原,能誘導(dǎo)免疫反應(yīng)但不引起疾病。這種方法的優(yōu)勢(shì)在于既能獲得保護(hù)性免疫,又避免了感染帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和癥狀。主動(dòng)免疫的特點(diǎn)由機(jī)體自身產(chǎn)生免疫反應(yīng),形成特異性抗體和效應(yīng)T細(xì)胞。這種免疫反應(yīng)需要時(shí)間發(fā)展(通常數(shù)天至數(shù)周),但一旦建立,可提供長(zhǎng)期保護(hù),甚至終身保護(hù)。主動(dòng)免疫同時(shí)產(chǎn)生免疫記憶,增強(qiáng)對(duì)再次感染的抵抗力。被動(dòng)免疫自然獲得的被動(dòng)免疫通過(guò)胎盤(pán)轉(zhuǎn)運(yùn)(IgG抗體)和母乳喂養(yǎng)(主要為IgA抗體)獲得母體抗體。這種轉(zhuǎn)移提供新生兒早期保護(hù),彌補(bǔ)其尚未發(fā)育完善的免疫系統(tǒng)。人工獲得的被動(dòng)免疫通過(guò)注射特異性抗體或免疫球蛋白制劑獲得。這種方法用于緊急暴露后預(yù)防(如狂犬病、破傷風(fēng))或某些免疫缺陷患者的持續(xù)治療。臨時(shí)性保護(hù)被動(dòng)免疫提供即時(shí)保護(hù),但保護(hù)期有限(通常幾周至幾個(gè)月),因?yàn)橥庠葱钥贵w最終會(huì)被清除,且不會(huì)產(chǎn)生免疫記憶。被動(dòng)免疫是接受已形成的抗體而非自身產(chǎn)生抗體的過(guò)程。這種免疫的最大優(yōu)勢(shì)是能夠立即提供保護(hù),無(wú)需等待適應(yīng)性免疫系統(tǒng)發(fā)展。但它不會(huì)刺激宿主的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生記憶,因此不能提供長(zhǎng)期保護(hù)。疫苗接種減毒活疫苗含有減弱毒力但仍活的病原體,能夠復(fù)制但不引起疾病。這類疫苗誘導(dǎo)強(qiáng)烈的免疫反應(yīng),常只需一劑即可提供長(zhǎng)期保護(hù)。滅活疫苗含有被殺死的病原體,無(wú)法復(fù)制但保留抗原性。這類疫苗安全性高,但通常需要多次接種和佐劑增強(qiáng)免疫反應(yīng)。亞單位疫苗只含病原體的特定組分(蛋白質(zhì)或多糖),消除了使用完整病原體的風(fēng)險(xiǎn)。這類疫苗安全性高但免疫原性可能較弱。3新型疫苗技術(shù)包括mRNA疫苗、DNA疫苗和病毒載體疫苗等,利用遺傳信息指導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生抗原,誘導(dǎo)免疫反應(yīng)。4免疫調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞Treg細(xì)胞通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫反應(yīng),包括分泌抑制性細(xì)胞因子(IL-10、TGF-β)、競(jìng)爭(zhēng)性消耗IL-2、直接殺傷效應(yīng)T細(xì)胞和抑制抗原提呈細(xì)胞功能。它們?cè)诰S持免疫自耐受和控制炎癥反應(yīng)中發(fā)揮核心作用。免疫檢查點(diǎn)T細(xì)胞上的CTLA-4和PD-1等共抑制分子與配體結(jié)合后傳遞負(fù)調(diào)控信號(hào),限制T細(xì)胞活化和功能。這些"免疫剎車"防止過(guò)度免疫反應(yīng),但也可能被腫瘤利用逃避免疫監(jiān)視。抑制性細(xì)胞因子IL-10和TGF-β等抑制性細(xì)胞因子抑制促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生,減少免疫細(xì)胞活化,促進(jìn)某些免疫細(xì)胞(如Treg細(xì)胞)的分化和功能,從而維持免疫平衡,防止慢性炎癥。免疫耐受中樞耐受中樞耐受主要發(fā)生在初級(jí)淋巴器官(胸腺和骨髓),通過(guò)清除或使自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞失能來(lái)建立。其關(guān)鍵機(jī)制包括:克隆清除:高親和力識(shí)別自身抗原的T細(xì)胞在胸腺中被誘導(dǎo)凋亡克隆轉(zhuǎn)向:部分自身反應(yīng)性T細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)節(jié)性T細(xì)胞受體編輯:自身反應(yīng)性B細(xì)胞可重排抗原受體基因,改變特異性外周耐受外周耐受為中樞耐受的補(bǔ)充,控制逃離中樞耐受的自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞。主要機(jī)制包括:能量:缺乏共刺激信號(hào)時(shí)T細(xì)胞被誘導(dǎo)進(jìn)入無(wú)反應(yīng)狀態(tài)抑制:Treg細(xì)胞抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞活化和功能免疫偏離:將潛在有害的免疫反應(yīng)轉(zhuǎn)向較安全的方式免疫特權(quán):某些組織(如眼、腦)通過(guò)特殊機(jī)制限制免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg細(xì)胞)起源與分類Treg細(xì)胞分為胸腺來(lái)源的自然Treg細(xì)胞(nTreg)和外周誘導(dǎo)的Treg細(xì)胞(iTreg)。nTreg細(xì)胞在胸腺發(fā)育過(guò)程中形成,而iTreg細(xì)胞則由外周naiveT細(xì)胞在特定條件下(如TGF-β存在下)分化而來(lái)。分子特征Treg細(xì)胞典型地表達(dá)CD4、CD25和轉(zhuǎn)錄因子Foxp3。Foxp3是Treg細(xì)胞發(fā)育和功能的主要調(diào)控因子,其缺失導(dǎo)致嚴(yán)重的自身免疫性疾病。此外,Treg細(xì)胞還高表達(dá)CTLA-4、GITR和LAG-3等分子。功能機(jī)制Treg細(xì)胞通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫反應(yīng):分泌抑制性細(xì)胞因子(IL-10、TGF-β、IL-35);競(jìng)爭(zhēng)性消耗IL-2;通過(guò)CTLA-4下調(diào)APC的共刺激分子;直接細(xì)胞接觸依賴的抑制;細(xì)胞毒性殺傷效應(yīng)T細(xì)胞。細(xì)胞因子在免疫調(diào)節(jié)中的作用IL-10是一種強(qiáng)效的抗炎細(xì)胞因子,主要由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、Th2細(xì)胞和Treg細(xì)胞產(chǎn)生。它通過(guò)多種機(jī)制抑制免疫反應(yīng):降低APC的抗原提呈能力和共刺激分子表達(dá);抑制促炎細(xì)胞因子(TNF-α、IL-1、IL-6)的產(chǎn)生;抑制Th1細(xì)胞分化和功能;促進(jìn)B細(xì)胞增殖和抗體產(chǎn)生。TGF-β是另一重要的免疫調(diào)節(jié)分子,在幾乎所有白細(xì)胞中產(chǎn)生并對(duì)其功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。它抑制T細(xì)胞和B細(xì)胞的增殖;抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞和NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性功能;促進(jìn)Treg細(xì)胞分化和維持;抑制巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞的激活。然而,在特定條件下(如IL-6存在時(shí)),TGF-β也可促進(jìn)潛在致炎的Th17細(xì)胞分化,展現(xiàn)其功能的雙面性。免疫檢查點(diǎn)T細(xì)胞激活T細(xì)胞激活需要抗原識(shí)別信號(hào)和共刺激信號(hào),如CD28與CD80/CD86結(jié)合。這些正向信號(hào)促進(jìn)T細(xì)胞增殖、細(xì)胞因子產(chǎn)生和效應(yīng)功能。免疫檢查點(diǎn)抑制為防止過(guò)度激活,T細(xì)胞表達(dá)多種抑制性受體(免疫檢查點(diǎn)),如CTLA-4和PD-1。CTLA-4競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合CD80/CD86,阻斷CD28信號(hào);PD-1與PD-L1/PD-L2結(jié)合后傳遞負(fù)向信號(hào)。腫瘤免疫逃逸腫瘤細(xì)胞常高表達(dá)PD-L1等免疫檢查點(diǎn)配體,抑制腫瘤浸潤(rùn)T細(xì)胞的功能,從而逃避免疫清除。這種機(jī)制已成為腫瘤免疫治療的重要靶點(diǎn)。檢查點(diǎn)抑制劑通過(guò)阻斷CTLA-4、PD-1或PD-L1,免疫檢查點(diǎn)抑制劑解除對(duì)T細(xì)胞的抑制,恢復(fù)其抗腫瘤活性。這類藥物已在多種腫瘤中顯示顯著療效。免疫缺陷免疫功能障礙免疫系統(tǒng)組成或功能的缺陷感染易感性反復(fù)、持續(xù)或不尋常的感染3原發(fā)性免疫缺陷遺傳因素導(dǎo)致繼發(fā)性免疫缺陷獲得性因素導(dǎo)致免疫缺陷是指免疫系統(tǒng)一個(gè)或多個(gè)組成部分的發(fā)育或功能異常,導(dǎo)致機(jī)體對(duì)感染的抵抗力下降。這種狀態(tài)可表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的嚴(yán)重感染、對(duì)常見(jiàn)微生物的易感性增加、或?qū)νǔ2恢虏〉臈l件致病菌(機(jī)會(huì)性病原體)的感染。根據(jù)病因,免疫缺陷可分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩大類。原發(fā)性免疫缺陷由遺傳因素導(dǎo)致,通常在嬰幼兒期表現(xiàn);繼發(fā)性免疫缺陷則由后天因素如感染、營(yíng)養(yǎng)不良、藥物治療等引起。免疫缺陷可影響免疫系統(tǒng)的任何組成部分,包括吞噬細(xì)胞、補(bǔ)體系統(tǒng)、B細(xì)胞和T細(xì)胞功能。原發(fā)性免疫缺陷原發(fā)性免疫缺陷(PID)是一組由遺傳突變導(dǎo)致的免疫系統(tǒng)發(fā)育或功能障礙,目前已確認(rèn)超過(guò)400種不同類型。根據(jù)受累的免疫組分,PID可分為多個(gè)類別:B細(xì)胞缺陷(如X連鎖無(wú)丙種球蛋白血癥)導(dǎo)致抗體產(chǎn)生減少;T細(xì)胞缺陷影響細(xì)胞免疫;聯(lián)合免疫缺陷同時(shí)影響T細(xì)胞和B細(xì)胞功能;吞噬細(xì)胞缺陷(如慢性肉芽腫病)影響細(xì)胞吞噬和殺傷能力;補(bǔ)體缺陷增加對(duì)細(xì)菌感染的易感性。嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(SCID)是最嚴(yán)重的PID形式,表現(xiàn)為T(mén)細(xì)胞、B細(xì)胞和有時(shí)NK細(xì)胞的完全或嚴(yán)重缺乏。未經(jīng)治療的SCID患兒通常在生命早期死于嚴(yán)重感染。早期診斷和干預(yù)(如骨髓移植或基因治療)對(duì)改善預(yù)后至關(guān)重要。繼發(fā)性免疫缺陷感染相關(guān)某些病原體可直接損害免疫系統(tǒng)組分。HIV感染是最著名的例子,病毒靶向CD4+T細(xì)胞,導(dǎo)致這些關(guān)鍵免疫細(xì)胞的進(jìn)行性減少,最終發(fā)展為獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)。其他如麻疹病毒、巨細(xì)胞病毒等也可暫時(shí)抑制免疫功能。藥物和治療相關(guān)多種藥物和治療可抑制免疫功能。化療和放療通過(guò)損傷快速分裂的細(xì)胞影響免疫細(xì)胞生成;糖皮質(zhì)激素抑制炎癥和免疫反應(yīng);免疫抑制劑(如環(huán)孢素、他克莫司)用于預(yù)防器官移植排斥反應(yīng),但同時(shí)增加感染風(fēng)險(xiǎn)。其他因素營(yíng)養(yǎng)不良(特別是蛋白質(zhì)-能量營(yíng)養(yǎng)不良)損害多種免疫功能;某些代謝性疾病如糖尿病影響免疫細(xì)胞功能和炎癥反應(yīng);慢性疾病、嚴(yán)重創(chuàng)傷和手術(shù)應(yīng)激也可導(dǎo)致短期免疫抑制。老年人免疫系統(tǒng)功能普遍下降,稱為免疫衰老。自身免疫疾病類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎一種系統(tǒng)性自身免疫疾病,主要影響關(guān)節(jié)。免疫系統(tǒng)攻擊關(guān)節(jié)滑膜,導(dǎo)致炎癥、疼痛和最終的關(guān)節(jié)破壞。RF和抗CCP抗體是重要的血清學(xué)標(biāo)志物。T細(xì)胞和B細(xì)胞共同參與疾病進(jìn)展,多種細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6等)在炎癥過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。系統(tǒng)性紅斑狼瘡一種多系統(tǒng)自身免疫疾病,特征是產(chǎn)生針對(duì)核抗原的自身抗體。免疫復(fù)合物沉積在各組織中引起炎癥損傷,可影響皮膚、關(guān)節(jié)、腎臟、心臟、肺和神經(jīng)系統(tǒng)等多個(gè)器官。典型皮膚表現(xiàn)為蝶形紅斑。疾病活動(dòng)呈波動(dòng)性,表現(xiàn)多樣。I型糖尿病一種器官特異性自身免疫疾病,T細(xì)胞介導(dǎo)對(duì)胰腺β細(xì)胞的破壞,導(dǎo)致胰島素分泌不足。遺傳易感性和環(huán)境因素(如病毒感染)共同參與發(fā)病。自身抗體(如GAD65抗體、IA-2抗體)常見(jiàn)于診斷前和早期階段,是免疫介導(dǎo)破壞的標(biāo)志。過(guò)敏反應(yīng)致敏階段初次接觸過(guò)敏原時(shí),機(jī)體產(chǎn)生特異性IgE抗體,這些抗體結(jié)合到肥大細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞表面的高親和力IgE受體(FcεRI)上。此階段無(wú)癥狀,但為后續(xù)反應(yīng)奠定基礎(chǔ)。即刻反應(yīng)再次接觸同一過(guò)敏原時(shí),過(guò)敏原交聯(lián)肥大細(xì)胞表面的IgE,觸發(fā)細(xì)胞迅速釋放組胺、白三烯等預(yù)先形成的炎癥介質(zhì)。這些介質(zhì)導(dǎo)致血管擴(kuò)張、通透性增加和平滑肌收縮,產(chǎn)生常見(jiàn)過(guò)敏癥狀。遲發(fā)反應(yīng)即刻反應(yīng)后4-6小時(shí),可能出現(xiàn)第二波炎癥反應(yīng)。這主要由活化肥大細(xì)胞和上皮細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子和趨化因子引起,招募嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞和Th2細(xì)胞到組織中,持續(xù)炎癥反應(yīng)。慢性階段持續(xù)或反復(fù)暴露于過(guò)敏原可導(dǎo)致慢性炎癥和組織重塑,如哮喘患者的氣道重塑。這一階段涉及多種免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子的復(fù)雜相互作用。移植免疫排斥反應(yīng)類型移植排斥可分為超急性(預(yù)存抗體介導(dǎo),分鐘至小時(shí)內(nèi)發(fā)生)、急性(T細(xì)胞介導(dǎo),數(shù)天至數(shù)月內(nèi)發(fā)生)和慢性(多因素介導(dǎo),數(shù)月至數(shù)年后發(fā)生)。不同類型的排斥反應(yīng)機(jī)制、臨床表現(xiàn)和治療方法各不相同。組織相容性匹配主要組織相容性復(fù)合體(MHC,人類稱為HLA)是移植排斥反應(yīng)的主要靶點(diǎn)。供受者間HLA匹配度越高,排斥風(fēng)險(xiǎn)越低。移植前進(jìn)行HLA分型和交叉配型試驗(yàn),以評(píng)估免疫兼容性和預(yù)存抗體風(fēng)險(xiǎn)。免疫抑制治療移植患者需長(zhǎng)期免疫抑制以防止排斥。常用藥物包括鈣調(diào)磷酸酶抑制劑(如環(huán)孢素、他克莫司)、抗增殖藥物(如霉酚酸酯)、糖皮質(zhì)激素和靶向生物制劑(如抗CD25抗體)。免疫抑制增加感染和腫瘤風(fēng)險(xiǎn)。腫瘤免疫免疫監(jiān)視免疫系統(tǒng)持續(xù)監(jiān)控體內(nèi)異常細(xì)胞,識(shí)別并清除早期癌變細(xì)胞。特別是細(xì)胞毒性T細(xì)胞和NK細(xì)胞在腫瘤免疫監(jiān)視中發(fā)揮核心作用。免疫編輯腫瘤與免疫系統(tǒng)相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程,包括清除期(成功消滅腫瘤細(xì)胞)、平衡期(控制腫瘤生長(zhǎng)而非消除)和逃逸期(腫瘤發(fā)展免疫逃逸機(jī)制)。免疫逃逸腫瘤細(xì)胞通過(guò)多種機(jī)制逃避免疫識(shí)別和殺傷,包括下調(diào)抗原或MHC表達(dá)、產(chǎn)生免疫抑制因子、招募免疫抑制細(xì)胞等。腫瘤免疫治療增強(qiáng)機(jī)體抗腫瘤免疫反應(yīng)的治療策略,包括免疫檢查點(diǎn)抑制劑、CAR-T細(xì)胞治療、腫瘤疫苗和細(xì)胞因子治療等。4腫瘤免疫逃逸抗原性改變腫瘤細(xì)胞可降低或改變其抗原表達(dá),減少被免疫系統(tǒng)識(shí)別的可能性:下調(diào)腫瘤特異性抗原或腫瘤相關(guān)抗原表達(dá)選擇性丟失MHCI類分子或抗原加工機(jī)制抗原漂變,產(chǎn)生變異抗原逃避已建立的免疫識(shí)別免疫抑制微環(huán)境腫瘤可創(chuàng)造抑制性微環(huán)境,阻礙有效的抗腫瘤免疫反應(yīng):產(chǎn)生免疫抑制性細(xì)胞因子(TGF-β、IL-10等)表達(dá)PD-L1與浸潤(rùn)T細(xì)胞上的PD-1結(jié)合,抑制其功能招募調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、髓源性抑制細(xì)胞等免疫抑制細(xì)胞代謝重編程(如色氨酸代謝)創(chuàng)造抑制性生化環(huán)境腫瘤免疫治療免疫檢查點(diǎn)抑制劑通過(guò)阻斷CTLA-4、PD-1或PD-L1等免疫檢查點(diǎn)分子,解除對(duì)T細(xì)胞活性的抑制,恢復(fù)和增強(qiáng)抗腫瘤免疫反應(yīng)。這類藥物已在黑色素瘤、肺癌、腎癌等多種腫瘤中顯示出顯著療效,甚至實(shí)現(xiàn)了部分患者的長(zhǎng)期生存。CAR-T細(xì)胞治療通過(guò)基因工程技術(shù),將嵌合抗原受體(CAR)導(dǎo)入患者T細(xì)胞,使其能夠特異性識(shí)別和殺傷腫瘤細(xì)胞。CAR-T細(xì)胞治療已在血液系統(tǒng)惡性腫瘤中取得突破性進(jìn)展,并正在向?qū)嶓w瘤領(lǐng)域擴(kuò)展。腫瘤疫苗包括預(yù)防性疫苗(如HPV疫苗預(yù)防宮頸癌)和治療性疫苗。治療性疫苗旨在刺激機(jī)體對(duì)已存在腫瘤的免疫反應(yīng),可基于腫瘤抗原、腫瘤細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞或病毒載體等不同平臺(tái)。免疫檢查點(diǎn)抑制劑抗CTLA-4抗體CTLA-4是T細(xì)胞上的抑制性受體,與CD80/CD86結(jié)合傳遞負(fù)調(diào)控信號(hào)??笴TLA-4抗體(如伊匹木單抗)阻斷這一相互作用,主要在T細(xì)胞激活初始階段增強(qiáng)免疫應(yīng)答,擴(kuò)大T細(xì)胞反應(yīng)的廣度??筆D-1抗體PD-1是另一種T細(xì)胞抑制性受體,與PD-L1/PD-L2結(jié)合后抑制T細(xì)胞功能。抗PD-1抗體(如納武利尤單抗、帕博利珠單抗)主要作用于效應(yīng)階段的T細(xì)胞,恢復(fù)已被抑制的抗腫瘤T細(xì)胞功能??筆D-L1抗體PD-L1常在腫瘤細(xì)胞和腫瘤微環(huán)境細(xì)胞上高表達(dá)??筆D-L1抗體(如阿替利珠單抗、德瓦魯單抗)阻斷PD-L1與PD-1的結(jié)合,防止T細(xì)胞失活,但保留PD-1與PD-L2的相互作用。聯(lián)合治療策略不同檢查點(diǎn)抑制劑聯(lián)合或與其他治療模式(如化療、放療、靶向治療)聯(lián)合,可進(jìn)一步增強(qiáng)抗腫瘤效果。然而,聯(lián)合治療也增加了免疫相關(guān)不良反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。CAR-T細(xì)胞治療患者T細(xì)胞采集通過(guò)白細(xì)胞分離術(shù)從患者血液中分離并收集T細(xì)胞。這些細(xì)胞將作為后續(xù)基因修飾的原材料。整個(gè)過(guò)程類似于常規(guī)血液捐獻(xiàn),通常需要3-4小時(shí)完成?;蚬こ谈脑焓褂貌《据d體(通常是慢病毒或逆轉(zhuǎn)錄病毒)將CAR基因?qū)隩細(xì)胞。CAR由胞外抗原識(shí)別域(通常源自抗體的單鏈可變片段)、跨膜域和胞內(nèi)信號(hào)域組成,使T細(xì)胞能夠以MHC非限制性方式識(shí)別腫瘤抗原。體外擴(kuò)增轉(zhuǎn)染后的CAR-T細(xì)胞在特殊培養(yǎng)條件下擴(kuò)增,通常需要7-14天達(dá)到治療所需的細(xì)胞數(shù)量(通常為數(shù)億個(gè)細(xì)胞)。這一階段也進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制測(cè)試。淋巴細(xì)胞清除預(yù)處理患者接受化療預(yù)處理方案,清除內(nèi)源性淋巴細(xì)胞,為CAR-T細(xì)胞創(chuàng)造"空間",并減少免疫抑制因素,提高治療效果。CAR-T細(xì)胞回輸經(jīng)過(guò)基因改造和擴(kuò)增的CAR-T細(xì)胞通過(guò)靜脈輸注回到患者體內(nèi)。這些細(xì)胞能夠在體內(nèi)進(jìn)一步擴(kuò)增,識(shí)別并殺傷表達(dá)靶抗原的腫瘤細(xì)胞,并可能長(zhǎng)期持續(xù)提供監(jiān)視功能。免疫與感染保護(hù)性免疫反應(yīng)免疫系統(tǒng)對(duì)大多數(shù)病原體感染能夠產(chǎn)生有效的清除反應(yīng)。先天性免疫提供即時(shí)防御并啟動(dòng)適應(yīng)性免疫;適應(yīng)性免疫產(chǎn)生特異性反應(yīng)并形成免疫記憶,防止再感染。不同病原體類型(病毒、細(xì)菌、真菌、寄生蟲(chóng))觸發(fā)不同類型的保護(hù)性免疫反應(yīng)。免疫病理某些情況下,免疫反應(yīng)本身可能導(dǎo)致組織損傷,稱為免疫病理。例如,流感病毒和新冠病毒感染中的"細(xì)胞因子風(fēng)暴";慢性肝炎病毒感染引起的肝臟免疫損傷;結(jié)核分枝桿菌誘導(dǎo)的肉芽腫形成等。免疫病理反應(yīng)的強(qiáng)度和類型是決定疾病嚴(yán)重程度的關(guān)鍵因素。病原體逃逸機(jī)制病原體已進(jìn)化出多種策略逃避免疫清除:抗原變異(如流感病毒的抗原漂變);下調(diào)MHC表達(dá)(多種病毒);產(chǎn)生免疫抑制因子(如EBV的IL-10同源物);干擾細(xì)胞因子信號(hào)(多種病毒干擾素拮抗劑);侵入非免疫細(xì)胞(如HIV感染CD4+T細(xì)胞)等。持續(xù)性感染往往是病原體免疫逃逸的結(jié)果。HIV感染CD4+T細(xì)胞數(shù)量病毒載量人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒,特異性感染表達(dá)CD4分子的細(xì)胞,主要包括CD4+T細(xì)胞、單核細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞。HIV通過(guò)包膜糖蛋白gp120與CD4分子和趨化因子受體(CCR5或CXCR4)結(jié)合,進(jìn)入宿主細(xì)胞。病毒RNA經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄為DNA后整合入宿主基因組,利用宿主機(jī)制復(fù)制并產(chǎn)生新的病毒顆粒。HIV感染導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞的進(jìn)行性減少,最終導(dǎo)致獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)。CD4+T細(xì)胞減少機(jī)制包括:直接的病毒細(xì)胞病變效應(yīng)、HIV特異性CTL介導(dǎo)的殺傷、慢性免疫激活導(dǎo)致的消耗、自身免疫和凋亡增加等。隨著免疫功能下降,患者易感機(jī)會(huì)性感染和某些腫瘤,最終危及生命??鼓孓D(zhuǎn)錄病毒治療(ART)能有效控制病毒復(fù)制,維持免疫功能,顯著改善患者預(yù)后。結(jié)核病1初次感染結(jié)核分枝桿菌通過(guò)呼吸道進(jìn)入肺部,被肺泡巨噬細(xì)胞吞噬,在其中存活并復(fù)制。細(xì)菌通過(guò)阻止吞噬體-溶酶體融合和抑制吞噬體酸化等機(jī)制逃避消化。2肉芽腫形成巨噬細(xì)胞釋放細(xì)胞因子招募更多免疫細(xì)胞,形成肉芽腫結(jié)構(gòu)。肉芽腫中心是感染的巨噬細(xì)胞和壞死組織,周圍是上皮樣細(xì)胞、多核巨細(xì)胞、T細(xì)胞和纖維組織封閉層。3潛伏感染90-95%的免疫功能正常個(gè)體能將細(xì)菌限制在肉芽腫內(nèi),形成潛伏性結(jié)核感染(LTBI)。此階段無(wú)癥狀,但結(jié)核菌以休眠狀態(tài)存活,可在免疫功能下降時(shí)重新激活。4活動(dòng)性疾病約5-10%初次感染者或LTBI患者在免疫抑制條件下發(fā)展為活動(dòng)性結(jié)核病。肉芽腫結(jié)構(gòu)破壞,細(xì)菌擴(kuò)散至肺部其他區(qū)域或通過(guò)血液轉(zhuǎn)移至其他器官。新冠病毒(COVID-19)2免疫反應(yīng)階段COVID-19免疫反應(yīng)可分為保護(hù)性早期抗病毒免疫和可能有害的后期炎癥反應(yīng)7-14抗體出現(xiàn)時(shí)間SARS-CoV-2特異性抗體通常在癥狀出現(xiàn)后7-14天可檢測(cè)到6+免疫記憶持續(xù)研究表明大多數(shù)康復(fù)者至少保持6個(gè)月以上的免疫記憶95%疫苗保護(hù)率部分mRNA疫苗對(duì)原始毒株的保護(hù)效力高達(dá)95%SARS-CoV-2感染后的免疫反應(yīng)包括先天性和適應(yīng)性免疫組分。先天性免疫通過(guò)識(shí)別病毒RNA激活模式識(shí)別受體(如TLR7/8、RIG-I),誘導(dǎo)I型干擾素和其他促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生。適應(yīng)性免疫反應(yīng)包括CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和B細(xì)胞反應(yīng),產(chǎn)生特異性抗體和細(xì)胞免疫。輕中度患者通常產(chǎn)生協(xié)調(diào)的免疫反應(yīng),有效控制病毒復(fù)制。而重癥患者往往表現(xiàn)為免疫失調(diào):早期干擾素反應(yīng)受抑,而后期出現(xiàn)過(guò)度炎癥反應(yīng)(細(xì)胞因子風(fēng)暴),導(dǎo)致急性呼吸窘迫綜合征和多器官功能障礙。目前多種疫苗平臺(tái)已證明對(duì)預(yù)防COVID-19有效,盡管病毒變異株持續(xù)挑戰(zhàn)疫苗保護(hù)效力。免疫與衰老免疫衰老隨著年齡增長(zhǎng),免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生廣泛變化:胸腺萎縮,導(dǎo)致初始T細(xì)胞輸出減少骨髓造血干細(xì)胞向髓系分化偏向,淋巴造血減少T細(xì)胞庫(kù)多樣性減少,記憶和衰竭表型細(xì)胞比例增加B細(xì)胞功能變化,抗體應(yīng)答質(zhì)量下降先天性免疫細(xì)胞功能變化,包括吞噬能力和模式識(shí)別下降臨床影響免疫衰老的臨床后果包括:感染易感性增加,尤其是呼吸道和尿路感染疫苗應(yīng)答減弱,保護(hù)效力和持久性降低腫瘤監(jiān)視能力下降,癌癥發(fā)生率增加自身免疫性疾病風(fēng)險(xiǎn)改變(部分增加,部分減少)慢性炎癥相關(guān)疾病風(fēng)險(xiǎn)增加(如動(dòng)脈粥樣硬化)炎癥衰老慢性低度炎癥炎癥衰老是指老年人體內(nèi)持續(xù)存在的低度系統(tǒng)性炎癥狀態(tài),特征是促炎細(xì)胞因子(IL-6、TNF-α等)水平輕度升高,但無(wú)明顯感染或損傷。1促發(fā)因素多種因素促進(jìn)炎癥衰老,包括細(xì)胞衰老、氧化應(yīng)激、線粒體功能障礙、微生物組失調(diào)、慢性感染(如CMV)和脂肪組織分布改變等。疾病關(guān)聯(lián)炎癥衰老與多種老年相關(guān)疾病發(fā)展相關(guān),包括動(dòng)脈粥樣硬化、2型糖尿病、神經(jīng)退行性疾病、肌肉減少癥和骨質(zhì)疏松癥等。干預(yù)策略減輕炎癥衰老的潛在策略包括飲食調(diào)整、體育鍛煉、抗炎藥物(如他汀類)、清除衰老細(xì)胞的藥物和靶向特定炎癥通路的生物制劑。免疫學(xué)的研究方法現(xiàn)代免疫學(xué)研究依賴多種先進(jìn)技術(shù),細(xì)胞培養(yǎng)是基礎(chǔ)技術(shù),允許在體外研究免疫細(xì)胞功能和相互作用。傳統(tǒng)細(xì)胞培養(yǎng)已發(fā)展到三維培養(yǎng)系統(tǒng)和器官類器官培養(yǎng),更好模擬體內(nèi)微環(huán)境。流式細(xì)胞術(shù)是免疫學(xué)研究的關(guān)鍵工具,能同時(shí)分析多個(gè)細(xì)胞表面和胞內(nèi)分子,識(shí)別和分選特定細(xì)胞亞群。酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)是檢測(cè)抗原或抗體的標(biāo)準(zhǔn)方法,在診斷和研究中廣泛應(yīng)用。聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)技術(shù)用于擴(kuò)增和檢測(cè)特定DNA或RNA序列,評(píng)估基因表達(dá)、病原體檢測(cè)和基因多態(tài)性分析。新興技術(shù)包括單細(xì)胞測(cè)序、質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)(CyTOF)、多重組織免疫熒光和CRISPR基因編輯等,正推動(dòng)免疫學(xué)研究進(jìn)入更精細(xì)和系統(tǒng)的新階段。流式細(xì)胞術(shù)細(xì)胞標(biāo)記用熒光標(biāo)記的抗體標(biāo)記細(xì)胞表面或胞內(nèi)分子。現(xiàn)代多色流式細(xì)胞儀可同時(shí)檢測(cè)多達(dá)30種不同的標(biāo)記物。流動(dòng)分析標(biāo)記的細(xì)胞在液流中單個(gè)通過(guò)激光束。每個(gè)細(xì)胞散射光并發(fā)出與其標(biāo)記物對(duì)應(yīng)的熒光信號(hào)。信號(hào)檢測(cè)檢測(cè)器捕獲散射光(提供細(xì)胞大小和顆粒度信息)和各波長(zhǎng)熒光信號(hào)(表示特定標(biāo)記物的存在和豐度)。數(shù)據(jù)分析專用軟件處理和分析數(shù)據(jù),識(shí)別細(xì)胞亞群,量化標(biāo)記物表達(dá),甚至檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和細(xì)胞周期狀態(tài)。流式細(xì)胞術(shù)是現(xiàn)代免疫學(xué)研究的基石,通過(guò)分析細(xì)胞表型和功能,為我們理解免疫系統(tǒng)的復(fù)雜性提供了強(qiáng)大工具。它不僅用于基礎(chǔ)研究,還廣泛應(yīng)用于臨床診斷,如白血病和淋巴瘤的分型、HIV患者CD4+T細(xì)胞計(jì)數(shù)、移植排斥監(jiān)測(cè)和原發(fā)性免疫缺陷診斷等。熒光激活細(xì)胞分選(FACS)是流式細(xì)胞術(shù)的擴(kuò)展,能根據(jù)細(xì)胞特性將其分選到不同收集管中,用于后續(xù)培養(yǎng)或分析。近年來(lái),質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)(CyTOF)通過(guò)使用金屬同位素標(biāo)記抗體進(jìn)一步擴(kuò)展了多參數(shù)分析能力,可同時(shí)檢測(cè)100多個(gè)參數(shù)。ELISA包被抗原或抗體固定在微孔板上樣本添加加入待測(cè)樣本,特異性結(jié)合3酶標(biāo)記添加酶標(biāo)記的檢測(cè)抗體底物反應(yīng)加入底物產(chǎn)生可檢測(cè)信號(hào)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(ELISA)是檢測(cè)和定量抗原或抗體的常用方法,具有高靈敏度、特異性和可擴(kuò)展性。根據(jù)檢測(cè)策略,ELISA可分為幾種類型:直接ELISA直接檢測(cè)樣本中的抗原;間接ELISA檢測(cè)樣本中的抗體;夾心ELISA使用兩種抗體夾住目標(biāo)抗原,提高特異性;競(jìng)爭(zhēng)ELISA通過(guò)與已知量的標(biāo)記抗原競(jìng)爭(zhēng)來(lái)測(cè)定未標(biāo)記抗原的含量。ELISA在醫(yī)學(xué)診斷、食品安全檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和基礎(chǔ)研究中有廣泛應(yīng)用。在免疫學(xué)中,它用于檢測(cè)特異性抗體(如過(guò)敏原特異性IgE)、自身抗體(如類風(fēng)濕因子)、病原體抗原(如HIVp24抗原)和細(xì)胞因子水平。多重ELISA技術(shù)允許在單個(gè)反應(yīng)中同時(shí)檢測(cè)多種分析物,提高效率和樣本利用率。PCR變性高溫(94-98°C)使DNA雙鏈分離成單鏈,為引物結(jié)合提供模板。這一步破壞了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵。退火溫度降低(50-65°C),允許特異性引物與模板DNA單鏈互補(bǔ)區(qū)域結(jié)合。退火溫度取決于引物長(zhǎng)度和GC含量。延伸溫度升至耐熱DNA聚合酶的最適溫度(72°C),酶從引物3'端開(kāi)始合成新鏈。延伸速率約為每分鐘1000堿基。循環(huán)重復(fù)上述三步通常重復(fù)30-40次,每循環(huán)一次,目標(biāo)序列數(shù)量理論上翻倍,實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)擴(kuò)增。聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)是分子生物學(xué)的革命性技術(shù),能特異性擴(kuò)增微量DNA至可檢測(cè)水平。在免疫學(xué)中,PCR用于檢測(cè)病原體、分析基因多態(tài)性與免疫相關(guān)疾病的關(guān)聯(lián)、評(píng)估免疫基因表達(dá)和研究免疫受體多樣性。實(shí)時(shí)定量PCR(qPCR)通過(guò)熒光信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)擴(kuò)增過(guò)程,實(shí)現(xiàn)精確定量。逆轉(zhuǎn)錄PCR(RT-PCR)先將RNA轉(zhuǎn)化為cDNA再進(jìn)行擴(kuò)增,用于基因表達(dá)分析。數(shù)字PCR將樣本分成數(shù)千個(gè)獨(dú)立反應(yīng),通過(guò)計(jì)算陽(yáng)性反應(yīng)比例進(jìn)行絕對(duì)定量,無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)曲線。單細(xì)胞PCR技術(shù)能分析單個(gè)免疫細(xì)胞的基因表達(dá)譜或免疫受體序列,揭示細(xì)胞間異質(zhì)性。免疫學(xué)的未來(lái)發(fā)展方向精準(zhǔn)免疫隨著免疫組學(xué)、基因組學(xué)和生物信息學(xué)的進(jìn)步,免疫學(xué)正朝著更加個(gè)體化和精準(zhǔn)化的方向發(fā)展。通過(guò)深入了解個(gè)體免疫特征,可以設(shè)計(jì)個(gè)性化的診斷和治療策略,最大化療效并最小化副作用。免疫工程運(yùn)用合成生物學(xué)和基因編輯技術(shù),設(shè)計(jì)和改造免疫細(xì)胞或分子,增強(qiáng)其抗腫瘤、抗感染能力或調(diào)節(jié)自身免疫反應(yīng)。CAR-T細(xì)胞和新型疫苗平臺(tái)是當(dāng)前免疫工程的成功范例,未來(lái)這一領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展。免疫組庫(kù)分析借助高通量測(cè)序和單細(xì)胞技術(shù),全面解析個(gè)體T細(xì)胞和B細(xì)胞受體組庫(kù)的多樣性和動(dòng)態(tài)變化,揭示免疫反應(yīng)的精細(xì)圖景和規(guī)律,為疾病診斷和治療開(kāi)辟新途徑。微生物組與免疫深入探索腸道、皮膚等部位微生物群與免疫系統(tǒng)的相互作用,理解微生物組失調(diào)與疾病的關(guān)系,開(kāi)發(fā)基于微生物組調(diào)節(jié)的新型免疫干預(yù)策略。精準(zhǔn)免疫免疫
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