免疫系統(tǒng)結構與功能課件

免疫系統(tǒng)結構與功能免疫系統(tǒng)是人體的防御體系，由多種細胞、組織和器官組成，協(xié)同保護機體免受病原體侵襲。它不僅能識別和消滅外來入侵者，還能清除體內異?；蛩ダ系募毎S持機體內環(huán)境穩(wěn)定。什么是免疫系統(tǒng)？定義免疫系統(tǒng)是生物體內由各種免疫器官、免疫細胞和免疫分子共同構成的防御網絡，能夠識別和清除入侵的病原體、異常細胞以及異物，保護機體健康。三重防御屏障第一道防線：物理屏障（皮膚和黏膜）阻止病原體進入體內第二道防線：先天性免疫，快速但非特異性反應第三道防線：適應性免疫，緩慢但高度特異性并具有記憶功能免疫系統(tǒng)的主要組成部分這些組成部分通過復雜的信號網絡相互協(xié)調，共同完成免疫系統(tǒng)的防御功能。免疫細胞在免疫器官中產生和成熟，在全身循環(huán)并監(jiān)視潛在威脅。當檢測到病原體時，免疫分子參與信號傳導、細胞間通訊和直接的殺傷作用，形成一個完整的防御網絡。免疫細胞包括白細胞家族中的T淋巴細胞、B淋巴細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞和自然殺傷細胞等免疫器官分為中樞免疫器官（骨髓和胸腺）和外周免疫器官（脾臟、淋巴結和黏膜相關淋巴組織等）免疫分子免疫系統(tǒng)的分類先天免疫（非特異性免疫）出生時已具備的天然防御系統(tǒng)反應迅速，通常在感染后幾小時內啟動依靠模式識別受體識別病原體無免疫記憶，再次遇到相同病原體反應相同主要包括物理屏障、補體系統(tǒng)、吞噬細胞等適應性免疫（特異性免疫）需要經過接觸和學習才能建立反應較慢，通常需要數天至數周高度特異性，針對特定病原體產生特定防御具有免疫記憶，再次遇到同一病原體反應更快更強主要依靠T淋巴細胞和B淋巴細胞免疫系統(tǒng)基本功能防御功能識別并清除入侵的病原體（細菌、病毒、真菌和寄生蟲），防止感染擴散免疫監(jiān)視識別并清除體內異常細胞，包括突變細胞、衰老細胞和潛在的癌細胞自穩(wěn)調控維持機體內環(huán)境穩(wěn)定，通過免疫耐受防止對自身組織的攻擊，調節(jié)炎癥反應強度和范圍免疫系統(tǒng)的演化簡史1無脊椎動物僅具有簡單的先天性免疫，如物理屏障和基礎的吞噬作用，代表生物有海綿、水母、蠕蟲等2原始脊椎動物出現了適應性免疫系統(tǒng)的雛形，如軟骨魚類（鯊魚）已具備淋巴細胞和抗體多樣性3兩棲類和爬行類發(fā)展出更復雜的免疫器官，包括胸腺和脾臟，免疫細胞分化更加明確4哺乳動物形成完整的適應性免疫系統(tǒng)，T細胞、B細胞高度專業(yè)化，出現多種抗體類型和復雜的調控網絡免疫系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的關系神經系統(tǒng)互作神經遞質影響免疫細胞功能，免疫細胞分泌物影響神經活動內分泌系統(tǒng)互作應激激素調節(jié)免疫反應，免疫細胞因子影響激素分泌消化系統(tǒng)互作腸道微生物組調節(jié)免疫發(fā)育，影響全身免疫平衡免疫系統(tǒng)并非獨立運作，而是與機體其他系統(tǒng)保持密切聯系，形成復雜的調控網絡。神經系統(tǒng)通過迷走神經等途徑直接影響免疫器官功能，壓力和情緒變化可通過下丘腦-垂體-腎上腺軸調節(jié)免疫反應強度。內分泌系統(tǒng)釋放的激素如皮質醇、生長激素、甲狀腺素等直接作用于免疫細胞，影響其活性和分化。免疫系統(tǒng)主要器官全覽中樞免疫器官骨髓和胸腺：負責免疫細胞的產生和成熟外周免疫器官脾臟、淋巴結、扁桃體和淋巴組織：負責免疫細胞的集中和激活分散免疫組織皮膚、黏膜相關淋巴組織：分布廣泛的免疫防御前線免疫器官按其功能可分為中樞和外周兩大類。中樞免疫器官負責免疫細胞的產生和教育，為免疫系統(tǒng)提供功能性細胞；外周免疫器官則為這些細胞提供執(zhí)行功能的場所，促進免疫細胞與抗原接觸、活化和增殖。骨髓2×10^11每日造血量成人骨髓每天可產生約2000億個新血細胞0.5%造血干細胞比例僅占骨髓有核細胞的0.5%，卻能產生所有血細胞100種細胞類型骨髓中含有超過100種不同類型的細胞骨髓是人體最大的造血器官，分布于骨骼內腔，特別是在扁平骨（如胸骨、肋骨、骨盆和脊椎）中最為豐富。它是所有血細胞的發(fā)源地，包括紅細胞、白細胞和血小板。免疫系統(tǒng)中的大多數細胞，如B淋巴細胞、粒細胞和單核細胞等，均在骨髓中由造血干細胞分化而來。胸腺T細胞前體進入胸腺從骨髓產生的淋巴祖細胞遷移至胸腺皮質區(qū)正選擇過程在皮質區(qū)，僅能與自身MHC分子適度結合的T細胞存活負選擇過程在髓質區(qū)，強烈識別自身抗原的T細胞被清除成熟T細胞釋放通過雙重選擇的T細胞進入血液循環(huán)，執(zhí)行免疫功能胸腺位于縱隔上部，是T淋巴細胞發(fā)育和成熟的專門場所。它由兩葉組成，每葉又分為外層的皮質和內層的髓質。胸腺皮質區(qū)含有大量未成熟的T細胞前體，而髓質區(qū)則主要是較為成熟的T細胞。淋巴結淋巴結是分布在全身的小型豆狀免疫器官，通常集中在腋窩、腹股溝、頸部和腸系膜等區(qū)域。成人體內約有450-500個淋巴結，形成一個廣泛的免疫監(jiān)視網絡。淋巴結的基本結構包括外層的皮質（主要是B細胞區(qū)域，含有初級和次級淋巴濾泡）、副皮質（T細胞區(qū)域）和內層的髓質。脾臟紅髓功能過濾血液，清除老化或損傷的紅細胞回收鐵質等紅細胞成分儲存血小板和單核細胞在緊急情況下釋放儲備血液白髓功能包含大量T細胞、B細胞和樹突狀細胞形成特化的淋巴濾泡結構監(jiān)控血液中的病原體啟動針對血源性感染的免疫應答產生抗體，特別是針對莢膜細菌脾臟是人體最大的單一淋巴器官，位于左上腹部，重約150克。它是唯一專門針對血源性抗原的淋巴器官，在防御血液中的病原體方面起著關鍵作用。脾臟分為紅髓和白髓兩個功能區(qū)域，紅髓主要進行血液過濾和血細胞更新，而白髓則負責免疫監(jiān)控和應答。扁桃體與黏膜相關淋巴組織扁桃體環(huán)包括咽扁桃體（腺樣體）、腭扁桃體（俗稱"扁桃體")和舌扁桃體，形成口咽部的淋巴組織環(huán)，攔截經口鼻進入的病原體胃腸相關淋巴組織（GALT）包括小腸集合淋巴結（派爾氏斑）和闌尾淋巴組織，是體內最大的免疫組織集合，含有70%以上的免疫細胞支氣管相關淋巴組織（BALT）分布在呼吸道黏膜下，監(jiān)控吸入的氣溶膠和病原體，啟動局部免疫反應黏膜相關淋巴組織（MALT）是分布在各黏膜表面的淋巴組織網絡，構成了人體最大的免疫器官系統(tǒng)。由于黏膜是病原體入侵的主要門戶，MALT系統(tǒng)在免疫防御中扮演著至關重要的角色。它包含特殊的M細胞，這些細胞能夠將黏膜表面的抗原轉運至下方的免疫細胞，啟動針對性的免疫應答。皮膚與黏膜免疫屏障皮膚免疫防御皮膚是面積約2平方米的大型免疫器官，包含角質層物理屏障、抗菌肽化學屏障和免疫細胞生物屏障。郎格漢斯細胞分布在表皮，能捕獲抗原并遷移至淋巴結；真皮中含有巨噬細胞、T細胞和肥大細胞等，形成多層次防御網絡。黏膜免疫屏障黏膜上皮細胞緊密連接，形成物理屏障；同時分泌黏液、抗菌肽和溶菌酶等抗微生物物質。黏膜上皮間散布著大量上皮內淋巴細胞，包括γδT細胞和先天淋巴細胞，能快速響應入侵者。黏膜下層含有豐富的漿細胞，分泌IgA抗體中和病原體。先天免疫細胞類型細胞類型主要功能識別方式效應機制中性粒細胞急性炎癥反應的主力軍模式識別受體吞噬、脫顆粒、NETs形成巨噬細胞組織清道夫和抗原呈遞模式識別受體、清除受體吞噬、炎癥因子分泌、組織修復樹突狀細胞連接先天和適應性免疫多種模式識別受體抗原捕獲、加工和呈遞自然殺傷細胞清除異常細胞缺失自身標記、應激標記穿孔素、顆粒酶釋放嗜酸性粒細胞抗寄生蟲和過敏反應抗體介導識別釋放細胞毒性蛋白和炎癥介質先天免疫細胞是機體抵抗病原體入侵的第一道細胞防線，它們分布廣泛，能快速識別并應對入侵者。這些細胞通過進化保守的模式識別受體（PRRs）識別病原體相關分子模式（PAMPs）和損傷相關分子模式（DAMPs），無需事先暴露或免疫記憶即可啟動防御反應。巨噬細胞識別病原體通過TLRs、NOD樣受體等識別微生物成分吞噬作用包裹并內化病原體、死亡細胞和碎片殺傷和降解通過活性氧、一氧化氮和溶酶體酶殺死病原體信號釋放分泌細胞因子激活并調節(jié)其他免疫細胞巨噬細胞是組織中常駐的吞噬細胞，由血液單核細胞分化而來，在全身各組織中以不同形式存在，如肝臟中的庫普弗細胞、腦中的小膠質細胞、肺中的肺泡巨噬細胞等。它們不僅是先天免疫的重要組成部分，還參與組織穩(wěn)態(tài)維持、傷口愈合和適應性免疫激活。中性粒細胞65%血液白細胞比例中性粒細胞占循環(huán)白細胞的主要部分6-12小時循環(huán)半衰期從產生到死亡的時間極短1-2天組織存活時間遷移到組織后的最長生存期10^11個日產生量骨髓每天產生的中性粒細胞數量中性粒細胞是人體數量最多的白細胞，也是急性炎癥反應中最早到達感染部位的細胞類型。它們具有多葉核和細胞質中含有多種功能性顆粒的特征。中性粒細胞在健康狀態(tài)下主要循環(huán)于血液中，但在感染或炎癥刺激下，能迅速穿過血管內皮，遷移至感染部位。樹突狀細胞常規(guī)樹突狀細胞（cDC）cDC1：擅長交叉呈遞外源抗原至MHC-I，激活CD8+T細胞cDC2：主要通過MHC-II呈遞抗原，激活CD4+T細胞分布于多種組織，監(jiān)控入侵病原體漿細胞樣樹突狀細胞（pDC）主要針對病毒感染作出反應能產生大量I型干擾素抗原呈遞能力較弱形態(tài)類似漿細胞而得名朗格漢斯細胞特化的表皮樹突狀細胞含有特征性的Birbeck顆粒捕獲皮膚表面抗原并遷移至淋巴結在皮膚免疫監(jiān)視中發(fā)揮關鍵作用樹突狀細胞是連接先天免疫和適應性免疫的關鍵橋梁，以其獨特的樹突狀突起和強大的抗原呈遞能力而聞名。它們廣泛分布于全身組織，尤其是在可能接觸外界環(huán)境的部位，如皮膚和粘膜表面。在靜息狀態(tài)下，樹突狀細胞不斷采樣周圍環(huán)境；當捕獲到病原體或危險信號時，會啟動成熟過程，遷移至淋巴結，呈遞加工后的抗原片段給T淋巴細胞。自然殺傷細胞（NK細胞）缺失自我識別當細胞表面MHC-I分子表達下調或缺失時（如病毒感染或腫瘤細胞），NK細胞會識別并攻擊這些"異常"細胞危險信號識別識別應激細胞表面表達的特定分子（如MICA/B），這些分子通常在病毒感染或腫瘤轉化過程中上調抗體依賴細胞毒性通過Fc受體識別并結合被抗體包被的靶細胞，觸發(fā)抗體依賴性細胞介導的細胞毒性（ADCC）自然殺傷細胞是一類特殊的淋巴細胞，具有直接殺傷異常細胞的能力，而無需事先的免疫激活。NK細胞占外周血淋巴細胞的約5-15%，由骨髓產生，主要循環(huán)于血液和淋巴系統(tǒng)中。它們擁有快速反應能力，構成了對抗早期病毒感染和腫瘤形成的重要防線。補體系統(tǒng)經典途徑由抗原-抗體復合物激活C1q開始凝集素途徑甘露糖結合凝集素識別微生物表面糖結構替代途徑C3自發(fā)水解啟動，微生物表面促進放大膜攻擊復合物C5b-9形成穿孔，導致細胞裂解補體系統(tǒng)是血清中最重要的液性免疫成分之一，由30多種血漿蛋白組成，以非活性前體形式循環(huán)于血液中。當被激活時，這些蛋白按照精確的級聯反應順序依次活化，產生多種生物學效應。補體系統(tǒng)可通過三條不同途徑啟動：經典途徑（主要由抗體激活）、凝集素途徑（由甘露糖結合凝集素等識別微生物表面結構）和替代途徑（自發(fā)低水平活化，在微生物表面放大）。適應性免疫細胞類型T淋巴細胞T淋巴細胞在胸腺中發(fā)育成熟，通過T細胞受體（TCR）識別由抗原呈遞細胞表面MHC分子呈遞的抗原片段。它們主要負責細胞介導的免疫應答，包括直接殺傷感染細胞、分泌細胞因子調節(jié)免疫反應，以及協(xié)助B細胞產生抗體。根據功能和表面標志，T細胞可分為CD4+輔助性T細胞和CD8+細胞毒性T細胞等亞型。B淋巴細胞B淋巴細胞在骨髓中發(fā)育成熟，通過B細胞受體（BCR）直接識別可溶性或膜結合抗原。它們主要負責體液免疫，在T細胞幫助下分化為漿細胞，分泌特異性抗體中和病原體。B細胞還能作為抗原呈遞細胞，將捕獲的抗原呈遞給T細胞?；罨腂細胞部分轉化為長壽命記憶B細胞，為后續(xù)再次感染提供快速保護。T細胞和B細胞是適應性免疫系統(tǒng)的核心細胞，它們與先天免疫細胞不同，具有抗原特異性識別能力。每個T細胞或B細胞表達結構獨特的抗原受體，通過基因重排形成海量多樣性，理論上能夠識別近乎無限種類的抗原。這種特異性識別機制使適應性免疫能夠針對特定病原體提供精確防御。T細胞分類CD4+Th1細胞CD4+Th2細胞CD4+Th17細胞CD4+Treg細胞CD8+細胞毒性T細胞其他T細胞亞型T細胞根據其表面分子標記和功能可分為多種亞型。CD4+輔助性T細胞(Th)進一步分化為不同亞群：Th1細胞主要產生IFN-γ和TNF-α，增強細胞免疫，對抗細胞內病原體；Th2細胞分泌IL-4、IL-5和IL-13，促進體液免疫和抗寄生蟲反應；Th17細胞產生IL-17和IL-22，招募中性粒細胞并維持黏膜屏障完整性；濾泡輔助性T細胞(Tfh)協(xié)助B細胞在生發(fā)中心形成高親和力抗體。T細胞發(fā)育與分化早期前體進入胸腺骨髓產生的淋巴祖細胞遷移至胸腺皮質區(qū)，開始T細胞發(fā)育過程。這些細胞表達CD4-CD8-雙陰性(DN)表型，通過一系列發(fā)育階段(DN1→DN4)。TCR基因重排和表達DN階段細胞進行TCR基因重排，成功重排的細胞表達前TCR和CD3分子，進入CD4+CD8+雙陽性(DP)階段。DP細胞繼續(xù)進行TCRα鏈重排，形成完整的αβTCR。正選擇過程雙陽性細胞在皮質上皮細胞上接受測試，只有能與自身MHC分子適度結合的T細胞接收存活信號并繼續(xù)發(fā)育，其余約75%的細胞因無法識別自身MHC而凋亡。負選擇過程在胸腺髓質區(qū)，T細胞暴露于表達自身抗原的髓質上皮細胞和樹突狀細胞。強烈識別自身抗原的細胞被清除或轉變?yōu)檎{節(jié)性T細胞，防止自身免疫反應。單陽性分化和外周遷移通過選擇的細胞分化為CD4+或CD8+單陽性T細胞，離開胸腺進入外周循環(huán)。在外周環(huán)境中，它們可進一步分化為不同功能亞型。T細胞受體結構與識別TCR結構特點95%的T細胞表達αβ異二聚體，5%表達γδ異二聚體每條鏈包含可變區(qū)和恒定區(qū)可變區(qū)由V(D)J基因片段重組產生多樣性每個T細胞表達單一特異性的TCR與CD3復合物共同表達形成功能性T細胞受體復合物抗原識別特性不識別游離抗原，僅識別MHC分子呈遞的抗原片段CD4+T細胞識別MHCII類分子呈遞的抗原CD8+T細胞識別MHCI類分子呈遞的抗原TCR與抗原-MHC復合物的識別具有高度特異性完整活化需要協(xié)同受體(CD4/CD8)和共刺激分子參與T細胞受體（TCR）是T細胞表面的關鍵識別分子，通過其高度可變的區(qū)域識別特定的抗原-MHC復合物。TCR多樣性產生的主要機制包括基因片段的隨機重組、連接區(qū)多樣性和核苷酸添加等，理論上可產生約10^15種不同的TCR，滿足識別幾乎無限種類抗原的需求。B細胞功能與類型初始B細胞未接觸抗原的成熟B細胞，表達IgM和IgD，循環(huán)于血液和淋巴組織活化B細胞接觸抗原后增殖，可發(fā)展為短命漿細胞或進入生發(fā)中心漿細胞抗體工廠，每秒可產生2000多個抗體分子，壽命數天至數月記憶B細胞長壽命細胞，存活數年至數十年，提供快速二次免疫應答B(yǎng)細胞是體液免疫的核心執(zhí)行者，在骨髓中發(fā)育并在外周淋巴組織中成熟和活化。B細胞的主要功能是產生抗體，但它們同時也是專業(yè)的抗原呈遞細胞，能夠捕獲、處理和呈遞抗原給T細胞，促進T細胞應答。此外，B細胞還通過分泌細胞因子參與免疫調節(jié)，維持免疫平衡。B細胞受體與激活B細胞受體(BCR)是B細胞表面的關鍵識別分子，由膜結合型免疫球蛋白(mIg)和Igα/Igβ(CD79a/CD79b)異二聚體組成。mIg負責抗原識別，而Igα/Igβ含有ITAM結構域，負責信號傳導。與TCR不同，BCR能直接識別可溶性天然抗原，不需要抗原呈遞細胞的處理和呈遞。每個B細胞表達單一特異性的BCR，通過基因重排產生約10^11種不同特異性的受體庫?？贵w結構與類型抗體類型特點主要功能分布位置IgG血清中最豐富，半衰期長(23天)中和病原體，激活補體，促進吞噬血清，組織液IgM原發(fā)免疫首先產生，多聚體結構高效激活補體，不穿透組織血清，B細胞表面IgA分泌型二聚體，抗蛋白酶特性黏膜表面防御，中和微生物分泌物，黏膜IgE血清濃度極低，半衰期短寄生蟲防御，過敏反應介導與肥大細胞、嗜堿粒細胞結合IgD血清濃度低，表面豐富B細胞抗原受體，功能尚未完全明確B細胞表面，少量在血清抗體（免疫球蛋白）是由B細胞產生的Y形糖蛋白，由兩條相同的重鏈和兩條相同的輕鏈組成。每條鏈分為可變區(qū)（V區(qū)）和恒定區(qū)（C區(qū)）。V區(qū)形成抗原結合位點，決定抗體特異性；C區(qū)決定抗體類別和生物學功能。抗體分子可分為Fab（抗原結合）片段和Fc（晶體）片段，Fc區(qū)是與補體、細胞表面Fc受體相互作用的部位?？贵w生成與調控同種型轉換機制同種型轉換是在T細胞因子影響下重鏈恒定區(qū)基因切換的過程，允許B細胞改變所產生的抗體類別，同時保持相同的抗原特異性。此過程由活化誘導的胞嘧啶脫氨酶(AID)介導，通過DNA重組刪除中間恒定區(qū)基因段。不同細胞因子誘導特定轉換：IL-4促進IgE轉換，TGF-β促進IgA轉換，IFN-γ促進某些IgG亞型轉換。這種機制使免疫系統(tǒng)能夠根據感染類型調整抗體功能特性。親和力成熟過程親和力成熟發(fā)生在生發(fā)中心中，通過體細胞高頻突變和選擇改善抗體與抗原的結合強度。AID酶靶向免疫球蛋白可變區(qū)基因，引入點突變，創(chuàng)造抗體變異庫。突變的B細胞與濾泡樹突狀細胞上呈遞的抗原競爭性結合，高親和力克隆獲得生存信號，低親和力克隆凋亡。存活的B細胞進一步接受Tfh細胞檢驗，確保只有高質量的克隆繼續(xù)分化為漿細胞和記憶B細胞?？乖f呈機制MHC-I途徑：細胞內抗原處理胞漿中的內源性蛋白，如病毒蛋白或腫瘤抗原MHC-II途徑：細胞外抗原處理內吞或吞噬獲取的外源性蛋白，如細菌成分交叉呈遞：特殊情況外源性抗原通過特殊途徑呈遞至MHC-I抗原遞呈是連接先天和適應性免疫的關鍵過程，將蛋白質抗原轉化為可被T細胞識別的片段。MHC-I途徑主要呈遞細胞內蛋白：蛋白經蛋白酶體降解為短肽，通過TAP轉運蛋白進入內質網，在那里裝載到MHC-I分子上，然后轉運至細胞表面，呈遞給CD8+T細胞。這一途徑使免疫系統(tǒng)能夠監(jiān)測細胞內病原體感染或腫瘤轉化。MHC分子結構與功能MHC-I分子結構：一條重鏈(α)和β2微球蛋白組成表達：幾乎所有有核細胞肽結合：封閉式，限制8-10個氨基酸的短肽人類同源物：HLA-A,B,C與CD8+T細胞相互作用主要呈遞胞內來源的抗原MHC-II分子結構：兩條鏈(α和β)組成的異二聚體表達：專業(yè)抗原呈遞細胞（樹突狀細胞、巨噬細胞、B細胞）肽結合：開放式，可容納15-24個氨基酸的較長肽段人類同源物：HLA-DP,DQ,DR與CD4+T細胞相互作用主要呈遞胞外來源的抗原主要組織相容性復合體（MHC）是一組高度多態(tài)性的細胞表面糖蛋白，在抗原呈遞和自身/非自身識別中發(fā)揮關鍵作用。MHC的顯著特點是其極高的多態(tài)性，人類HLA基因復合體包含數千種等位基因變體，這使得每個人表達獨特的MHC分子組合，能夠呈遞不同的抗原肽譜系，增強群體應對多樣病原體的能力。免疫應答過程總述第一階段：病原體入侵病原體突破物理屏障(皮膚/黏膜)進入組織，觸發(fā)局部炎癥反應和免疫細胞招募第二階段：先天免疫激活組織中的哨兵細胞(如巨噬細胞和樹突狀細胞)識別病原體，啟動吞噬和炎癥反應，0-4小時內發(fā)生第三階段：適應性免疫啟動載帶抗原的樹突狀細胞遷移至淋巴結，激活特異性T細胞和B細胞，通常在感染后24-96小時開始第四階段：效應階段活化的淋巴細胞擴增并分化為效應細胞，產生抗體和效應T細胞清除病原體，感染后4-10天達到高峰第五階段：收尾與記憶病原體清除后，大部分效應細胞凋亡，組織修復，少數分化為長壽命記憶細胞，為未來防御做準備先天免疫反應病原體識別通過模式識別受體檢測微生物相關分子模式信號轉導激活NF-κB等通路，啟動免疫基因表達炎癥啟動釋放細胞因子和趨化因子，募集免疫細胞病原體清除通過吞噬、NETs、補體裂解等機制先天免疫反應是機體抵抗病原體入侵的第一線細胞防御，特點是反應迅速但缺乏專一性。當病原體突破物理屏障時，組織中的哨兵細胞如巨噬細胞和樹突狀細胞通過其表面和胞內的模式識別受體(PRRs)識別病原體相關分子模式(PAMPs)。主要的PRRs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，它們識別細菌細胞壁成分、病毒核酸、真菌多糖等保守結構。炎癥反應機制紅(Rubor)由局部血管擴張，血流增加導致，主要由組胺、前列腺素和一氧化氮等血管活性物質介導腫(Tumor)血管通透性增加導致液體滲出，形成組織水腫，由組胺、白三烯和補體片段C3a/C5a促進熱(Calor)局部血流增加和細胞代謝加速產生熱量，同時全身性發(fā)熱由IL-1、IL-6和TNF-α作用于下丘腦引起痛(Dolor)炎癥介質如前列腺素、緩激肽刺激疼痛感受器，同時組織壓力增加也導致疼痛炎癥是機體對組織損傷和感染的保護性反應，目的是清除有害刺激并啟動修復過程。急性炎癥由組織中的哨兵細胞（如巨噬細胞、肥大細胞）啟動，這些細胞檢測到病原體或組織損傷后釋放細胞因子和其他炎癥介質。TNF-α和IL-1β是關鍵的早期炎癥細胞因子，它們激活內皮細胞，上調粘附分子如選擇素和整合素，促進白細胞從血液向組織遷移。適應性免疫初始激活第一信號：抗原識別T細胞通過TCR識別APC上的抗原-MHC復合物第二信號：共刺激CD28-B7相互作用提供必要的激活信號3第三信號：細胞因子IL-12、IFN等細胞因子決定T細胞分化方向適應性免疫的初始激活是一個精密控制的過程，主要發(fā)生在次級淋巴器官如淋巴結和脾臟。在這些"免疫會議廳"中，抗原特異性T細胞和B細胞與攜帶抗原的專業(yè)抗原呈遞細胞(APCs)相遇。樹突狀細胞是最強效的APC，它們在周邊組織捕獲抗原后，通過淋巴管遷移至淋巴結，在T細胞區(qū)呈遞抗原肽-MHC復合物。體液免疫（B細胞介導）抗原中和抗體結合病毒、毒素等，阻止其與宿主細胞相互作用調理作用抗體包被病原體，通過Fc受體增強吞噬細胞識別補體激活抗原-抗體復合物激活補體級聯反應，引起靶細胞裂解抗體依賴細胞毒性NK細胞通過Fc受體識別抗體包被靶細胞并殺傷體液免疫是由B淋巴細胞產生的抗體介導的免疫防御方式，主要針對細胞外病原體和毒素。不同類型的抗體在不同組織環(huán)境中執(zhí)行特定功能：IgG主要在血液和組織液中發(fā)揮作用，IgA在粘膜表面形成保護屏障，IgM是早期免疫應答的主力，IgE參與過敏反應和抗寄生蟲防御，而IgD主要作為B細胞表面受體存在。細胞免疫（T細胞介導）細胞免疫是由T淋巴細胞介導的免疫防御方式，尤其重要于對抗細胞內病原體（如病毒、細胞內細菌）和腫瘤細胞。CD8+細胞毒性T淋巴細胞(CTLs)是細胞免疫的主要執(zhí)行者，通過識別感染細胞表面的病毒抗原-MHCI復合物，釋放穿孔素和顆粒酶，誘導靶細胞凋亡。此外，CTLs還分泌IFN-γ和TNF-α等細胞因子，增強局部免疫反應和抗病毒狀態(tài)。免疫記憶初次免疫應答二次免疫應答免疫記憶是適應性免疫系統(tǒng)的標志性特征，使機體在再次遇到同一病原體時能夠更快、更強、更有效地做出反應。記憶免疫應答的特點是：①啟動更快（小時而非天）；②強度更高（抗體滴度高、細胞毒性更強）；③質量更優(yōu)（抗體親和力更高、T細胞功能更強大）；④持續(xù)時間更長。這些特點使記憶免疫成為疫苗保護效力的關鍵基礎。免疫耐受中樞耐受在中樞免疫器官（胸腺、骨髓）發(fā)生T細胞在胸腺經歷正負選擇，清除自身反應性克隆B細胞在骨髓經歷受體編輯和克隆清除自身抗原由AIRE等基因調控表達胸腺髓質上皮細胞呈遞組織特異性抗原外周耐受處理逃脫中樞耐受的自身反應性細胞機制包括：功能無能（無反應性）活化誘導的細胞死亡（凋亡）調節(jié)性T細胞介導的抑制免疫特權區(qū)域（如眼、大腦等）特殊保護抑制性細胞因子環(huán)境（如TGF-β、IL-10）免疫耐受是免疫系統(tǒng)的關鍵特性，使其能夠區(qū)分"自身"和"非自身"，從而僅對外來抗原產生應答而不攻擊自身組織。免疫耐受失敗可導致自身免疫疾病，表現為免疫系統(tǒng)攻擊自身組織和器官。耐受建立是一個多層次過程，包括中樞耐受和外周耐受機制。免疫調節(jié)分子與細胞因子細胞因子類型主要來源主要功能臨床應用白細胞介素(IL)多種免疫細胞調節(jié)免疫應答，促進特定細胞分化IL-2用于腫瘤治療，IL-1拮抗劑用于自身免疫病干擾素(IFN)病毒感染細胞，T細胞抗病毒狀態(tài)建立，免疫調節(jié)用于治療病毒性肝炎，多發(fā)性硬化癥腫瘤壞死因子(TNF)巨噬細胞，T細胞促炎，誘導細胞凋亡TNF抑制劑治療風濕病，炎癥性腸病趨化因子多種免疫和非免疫細胞引導細胞遷移與定位CCR5拮抗劑用于HIV治療轉化生長因子(TGF)多種細胞免疫抑制，組織修復研究中用于纖維化疾病治療細胞因子是免疫系統(tǒng)的"語言"，通過這些小分子蛋白質，不同免疫細胞能夠相互通信并協(xié)調復雜的免疫反應。它們通常局部作用，通過自分泌（作用于分泌細胞自身）、旁分泌（作用于鄰近細胞）或內分泌（循環(huán)至遠處器官）方式發(fā)揮功能。細胞因子網絡具有冗余性（多種細胞因子有相似功能）、多效性（一種細胞因子有多種功能）和協(xié)同/拮抗作用（相互增強或抵消效果）。粘附分子與趨化因子粘附分子級聯白細胞從血流到組織的遷移遵循"粘附級聯"過程：①初始捕獲和滾動：主要由選擇素（P-選擇素、E-選擇素）和相應配體介導；②激活：趨化因子結合引起整合素構象激活；③堅固粘附：β2整合素（如LFA-1）與內皮細胞ICAM-1結合；④爬行和穿透：白細胞在內皮表面爬行尋找穿透點，然后跨過內皮和基底膜進入組織。這一精密過程受多種因素調控，包括炎癥信號、內皮激活狀態(tài)和特定組織微環(huán)境。趨化因子導航趨化因子是一類小分子細胞因子，通過建立濃度梯度引導免疫細胞定向遷移。它們根據結構分為CXC、CC、C和CX3C四個家族。不同趨化因子靶向特定免疫細胞亞群：CXCL8(IL-8)主要招募中性粒細胞；CCL2招募單核細胞；CCL19/21引導T細胞和樹突狀細胞遷移至淋巴結；CXCL12對造血干細胞和B細胞至關重要。趨化因子通過G蛋白偶聯受體傳遞信號，導致細胞骨架重組和定向運動。組織特異性趨化因子和受體表達確保了免疫細胞在正確時間到達正確位置。免疫缺陷與疾病原發(fā)性免疫缺陷由基因突變引起的先天性免疫系統(tǒng)缺陷重癥聯合免疫缺陷(SCID)：T和B細胞發(fā)育障礙X連鎖無丙種球蛋白血癥：B細胞發(fā)育缺陷慢性肉芽腫?。和淌杉毎麣⒕芰κ軗p共同可變性免疫缺陷(CVID)：抗體產生障礙補體缺陷：易感細菌感染和自身免疫獲得性免疫缺陷HIV感染：選擇性破壞CD4+T細胞藥物誘導：免疫抑制劑、化療藥物營養(yǎng)不良：蛋白質和微量元素缺乏年齡相關：老年免疫衰退應激和慢性疾?。喝缣悄虿?、腎衰竭惡性腫瘤：直接影響和治療相關影響免疫缺陷是指免疫系統(tǒng)的一個或多個組成部分功能不足或缺失，導致機體抵抗感染的能力下降。原發(fā)性免疫缺陷癥(PIDs)是由基因缺陷導致的先天性免疫系統(tǒng)發(fā)育或功能異常，目前已發(fā)現超過400種不同的PID類型。根據受影響的免疫成分，PIDs可分為T細胞缺陷、B細胞缺陷、聯合T和B細胞缺陷、吞噬細胞缺陷和補體缺陷等。自身免疫病遺傳易感性特定HLA和非HLA基因變異增加風險環(huán)境觸發(fā)因素感染、藥物、紫外線等觸發(fā)免疫反應免疫耐受破壞中樞或外周耐受機制失效慢性炎癥與組織損傷自身抗體或自身反應性T細胞攻擊自身組織自身免疫病是由于免疫系統(tǒng)錯誤地攻擊自身組織而導致的慢性疾病。系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種多系統(tǒng)自身免疫病，特征是產生針對核抗原(如DNA和組蛋白)的自身抗體，形成免疫復合物沉積在多個器官中，導致全身炎癥。臨床表現多樣，包括特征性的蝴蝶形皮疹、關節(jié)炎、腎炎、漿膜炎和血液學異常。SLE發(fā)病機制涉及遺傳因素、環(huán)境觸發(fā)（如紫外線、病毒感染）、性激素影響(女性患病率高)、清除凋亡細胞能力下降和干擾素信號通路異常。過敏反應與超敏Ⅰ型（速發(fā)型）IgE介導，肥大細胞脫顆粒，引起蕁麻疹、過敏性鼻炎、過敏性哮喘和過敏性休克1Ⅱ型（細胞毒性型）IgG/IgM結合細胞表面抗原，激活補體或吞噬細胞，導致細胞裂解，如輸血反應、自身免疫性溶血性貧血Ⅲ型（免疫復合物型）抗原-抗體復合物沉積在組織中，激活補體和炎癥，如血清病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡腎炎Ⅳ型（遲發(fā)型）T細胞介導的遲發(fā)反應，如接觸性皮炎、結核菌素試驗、移植排斥反應超敏反應是免疫系統(tǒng)對抗原的過度或不適當反應，導致組織損傷和疾病。I型超敏反應始于致敏階段，初次接觸過敏原后，B細胞在Th2細胞幫助下產生特異性IgE，結合于肥大細胞和嗜堿性粒細胞表面。再次接觸同一過敏原時，抗原交聯表面IgE，觸發(fā)肥大細胞脫顆粒，釋放組胺、白三烯和其他炎癥介質，引起血管通透性增加、平滑肌收縮和炎癥反應。腫瘤免疫與免疫逃逸免疫監(jiān)視免疫系統(tǒng)不斷監(jiān)測并清除轉化細胞，NK細胞和CD8+T細胞在早期識別和消滅腫瘤細胞中發(fā)揮關鍵作用免疫編輯腫瘤與免疫系統(tǒng)相互作用包括三個階段：清除(elimination)、平衡(equilibrium)和逃逸(escape)免疫逃逸腫瘤通過多種機制逃避免疫監(jiān)視，如下調MHC表達、分泌抑制性因子、招募抑制性細胞和上調免疫檢查點腫瘤免疫學研究腫瘤與免疫系統(tǒng)的相互作用，以及如何利用免疫機制對抗癌癥。腫瘤抗原來源多樣，包括腫瘤特異性抗原（新抗原，由基因突變產生）和腫瘤相關抗原（在腫瘤中高表達但非腫瘤組織也有表達的蛋白）。免疫系統(tǒng)通過多種機制識別和攻擊腫瘤細胞：①NK細胞識別"缺失自我"信號；②γδT細胞識別非常規(guī)抗原；③CD8+T細胞識別MHC-I呈遞的腫瘤抗原；④巨噬細胞和樹突狀細胞吞噬腫瘤細胞并活化T細胞。疫苗與主動免疫疫苗是預防傳染病最有效的公共衛(wèi)生手段之一，通過誘導人體產生對特定病原體的保護性免疫反應，而無需經歷自然感染的風險?，F代疫苗可分為幾種主要類型：滅活疫苗含有被化學或物理方法滅活的病原體，安全性高但免疫原性較弱；減毒活疫苗含有存活但毒力減弱的病原體，能引起強烈的類似自然感染的免疫反應；亞單位疫苗僅含有病原體的特定部分（如蛋白質或多糖），減少副作用但可能需要佐劑增強免疫原性。免疫治療前沿進展CAR-T細胞療法嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)療法是一種革命性的細胞免疫治療方法。該技術從患者體內提取T淋巴細胞，通過基因工程技術導入嵌合抗原受體基因，使T細胞能夠特異性識別腫瘤抗原，然后將這些經過改造的細胞擴增并回輸到患者體內。CAR結構包含抗體的抗原識別部分和T細胞的信號傳導部分，使T細胞能夠繞過MHC限制直接識別腫瘤表面抗原。目前CAR-T在急性淋巴細胞白血病等血液腫瘤中取得顯著成功，但在實體瘤應用