【1.1.2】免疫系统

  • 免疫器官 : 免疫细胞成熟和工作的场所
    • 中枢免疫器官
    • 外周免疫器官
  • 免疫细胞 : 担负免疫功能的主体
  • 免疫分子 : 免疫细胞发挥功能的物质基础

一、 中枢免疫器官

中枢免疫器官(central immune organ)或称初级淋巴器官 (primary lymphoid organ),是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的 场所。人或其他哺乳类动物的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺。鸟类的 腔上囊(法氏囊)的功能相当于骨髓,是鸟类 B 细胞分化发育的场所。

1.1 胸腺

T细胞发育、分化、成熟的场所

形成对自身抗原的耐受性

1.2 骨髓

各类免疫细胞发生的场所

B细胞分化成熟的场所

发生B细胞应答的场所

二 外周免疫器官

外周免疫器官(peripheral immune organ)或称次级淋巴器官 (secondary lymphoid organ),是成熟淋巴细胞(T细胞、B细胞)定 居的场所,也是初次免疫应答的主要部位。外周免疫器官包括淋巴结、 脾脏和粘膜相关淋巴组织等。

免疫细胞定居的场所,产生免疫应答的场所

2.1 淋巴结

  • T细胞及B细胞的定居的场所(T: 75% ; B:25%)
  • 免疫应答发生的场所
  • 参与淋巴细胞再循环(HEV)
  • 过滤作用

淋巴结(lymph node)广泛分布于全身非黏膜部位的淋巴通道交汇处,全身约有500~600个淋巴结。身体浅表部位的淋巴结通常位于凹陷隐蔽处,如颈部、腋窝、腹股沟等;内脏淋巴结多成群聚集在器官门附近,如肺门淋巴结。这些部位也是易受病原微生物和其他抗原性异物侵入的部位。局部淋巴结肿大或疼痛通常提示邻近的器官或组织发生炎症或其他病变。

1.淋巴结的结构 淋巴结是结构最完整的外周免疫器官,淋巴结实质分为皮质和髓质两部分。皮质分为靠近被膜的浅皮质区和靠近髓质的深皮质区,浅皮质区是B细胞主要存在的部位;深皮质区是T细胞主要存在的部位。淋巴结髓质由髓索和髓窦组成:髓索含有大量B细胞、浆细胞、一定量T细胞和巨噬细胞;髓窦内含T、B细胞,富含巨噬细胞。髓窦与输出淋巴管相连,其内T、B细胞可经输出淋巴管进入淋巴循环系统。

2.淋巴结的主要功能

(1)T细胞和B细胞定居的场所:淋巴结是成熟T和B细胞定居的主要场所。T细胞约占淋巴结内淋巴细胞总数的75%,B细胞约占25%。

(2)适应性免疫应答的主要场所:淋巴结是淋巴细胞接收抗原刺激后发生免疫应答的主要场所。当抗原被组织中的树突状细胞捕获后迁移至淋巴结,将抗原信息提呈给淋巴结中的T细胞,可有效激活相应T细胞介导产生适应性细胞免疫应答。

(3)淋巴细胞再循环的主要场所:随血流而来的T、B淋巴细胞通过高内皮微静脉进入淋巴结相应区域后,再迁移至髓窦,然后经输出淋巴管汇入胸导管并经左锁骨下静脉返回血液完成淋巴细胞再循环。

(4)过滤作用:淋巴结是淋巴液的有效过滤器。侵入机体内的病原微生物、毒素或其他有害物质,通常随淋巴液进入局部淋巴结。髓窦内富含巨噬细胞,能有效吞噬清除淋巴液中的病原微生物及其代谢产物或其他有害物质,具有净化淋巴液防止病原体扩散的作用。

2.2 脾脏

  • 免疫细胞定居的场所 (T:40% ; B:60%)
  • 免疫应答的场所(血源性抗原)
  • 合成生物活性物质
  • 过滤作用
  • 贮存红细胞

脾脏(spleen)是人体最大的外周免疫器官,也是产生抗体的主要器官之一。脾脏在结构上不与淋巴管道相连,也无淋巴窦,但含有大量血窦,具有贮血和滤过除菌作用。

1.脾脏的结构

脾脏表面有结缔组织构成的被膜包裹,被膜向实质内延伸形成脾小梁,可将脾脏分为若干小叶。脾脏实质可分为白髓和红髓。白髓由围绕中央动脉而分布的中央动脉周围淋巴鞘、脾小节和边缘区组成,相当于淋巴结的皮质。中央动脉周围淋巴鞘内富含T细胞、少量树突状细胞和巨噬细胞,为T细胞区;脾小节位于中央动脉周围淋巴鞘旁侧,内含大量的B细胞、少量滤泡树突状细胞和巨噬细胞,为B细胞区。未受抗原刺激的脾小节为初级淋巴滤泡,抗原刺激后,可因B细胞增殖分化而出现生发中心,为次级淋巴滤泡。红髓分布于被膜下、为小梁周围及白髓边缘区外侧的广大区域,由脾索和脾血窦组成。脾索为索条状组织,主要含B细胞、浆细胞、巨噬细胞、少量树突状细胞和T细胞。脾索之间为脾血窦,其内充满血液,脾血窦汇入小梁静脉,再于脾门汇合为脾静脉出脾进入血液循环。脾索和脾血窦中的巨噬细胞能吞噬和清除衰老的血细胞、免疫复合物或其他异物。白髓与红髓交界处狭窄区域称为边缘区,内含T细胞、B细胞、巨噬细胞和少量树突状细胞。中央动脉侧支末端在该处膨大形成边缘窦,血管内T、B细胞可从该区进入白髓相应部位;白髓内T、B细胞也可从边缘区进入血窦,再通过髓微静脉汇入小梁静脉后,经脾静脉出脾参加淋巴细胞再循环。

2.脾的功能

(1)T细胞和B细胞定居的场所:脾是成熟T和B细胞定居的场所。B细胞约占脾内淋巴细胞总数的60%,T细胞约占40%。

(2)适应性免疫应答的主要场所:脾也是淋巴细胞接收抗原刺激后发生免疫应答的主要部位。作为外周免疫器官,脾与淋巴结的主要区别:脾是对血源性抗原产生免疫应答的主要场所,而淋巴结主要对淋巴液引流而来的抗原产生应答。

(3)合成生物活性物质:脾可合成并分泌某些重要生物活性物质,如补体成分、细胞因子等。

(4)过滤作用:脾是血液的有效过滤器。体内约90%的循环血液流经脾脏,脾内含有巨噬细胞和树突状细胞,能有效吞噬清除血液中的病原体、衰老死亡的自身血细胞以及其他异物,从而具有净化血液的作用。

黏膜相关淋巴组织 (MALT)

  • 参与局部免疫应答
  • 分泌分泌性IgA (secretory IgA, SlgA)
  • 参与口服抗原介导的免疫耐受

2.3 黏膜相关淋巴组织

黏膜是病原体等抗原性异物入侵机体的主要途径,人体黏膜表面积约400m2,机体近50%的淋巴组织分布于黏膜系统,故黏膜相关淋巴组织构成了人体重要的防御屏障。

黏膜相关淋巴组织(mucosal-associated lymphoid tissue,MALT)又称黏膜免疫系统(mucosal immune system,MIS),是具有独特结构和功能的独立免疫体系,主要指呼吸道、胃肠道、泌尿生殖道黏膜固有层中弥散淋巴组织或细胞,以及含有淋巴滤泡或生发中心的淋巴组织,如扁桃体、派尔集合淋巴结和阑尾等。MALT是发生黏膜免疫应答的主要部位,在黏膜局部抗感染免疫防御中发挥重要作用。

1.黏膜相关淋巴组织的组成 MALT主要包括肠相关淋巴组织、鼻相关淋巴组织和支气管淋巴组织等。

(1)肠相关淋巴组织:肠相关淋巴组织(Gat-associated lymphoid tissue,GALT)是位于肠粘膜下的淋巴组织,主要由派尔集合淋巴结、孤立淋巴滤泡、阑尾,上皮内淋巴细胞和固有层中弥散的淋巴细胞组成;其中小肠派尔集合淋巴结结构最完整,是引发黏膜免疫应答最重要的肠相关淋巴组织。

派尔集合淋巴结(Peyer’s patches,PP)位于肠黏膜固有层中,是一种向肠腔侧膨出的圆丘状结构;内含由大量B细胞组成的淋巴滤泡和位于淋巴滤泡周围的T细胞及少量树突状细胞和巨噬细胞;其上方为肠黏膜上皮细胞和少量散布于肠上皮细胞之间的微皱褶细胞(microfold cell),即M细胞;其下方与黏膜固有层中输出淋巴管相连。

 M细胞是一种特化的抗原转运细胞,无微绒毛,不能分泌消化酶和黏液。这些特点使其容易接触肠道内微生物和颗粒,便于肠腔内的抗原进入PP结。M细胞可通过内吞、吸附或胞饮等方式摄取肠腔内抗原性物质并以囊泡形式转运给树突状细胞和巨噬细胞。树突状细胞和巨噬细胞摄取抗原后进入派尔集合淋巴结,激活T、B细胞,从而启动肠道黏膜免疫应答。

(2)鼻相关淋巴组织:鼻相关淋巴组织包括咽扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体及鼻后部其他淋巴组织,其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。

(3)支气管相关淋巴组织:支气管淋巴组织主要分布于各肺叶的支气管上皮下,其结构与派尔集合淋巴结相似。

2.黏膜相关淋巴组织的功能及特点

1)行使黏膜局部免疫应答:MALT在肠道、呼吸道及泌尿生殖道构成了一道免疫屏障,是行使局部免疫应答的主要部位,在黏膜局部抗感染免疫防御中发挥关键作用。

2)产生分泌型IgA:MALT中的B细胞主要产生分泌型IgA(SIgA),SIgA经黏膜上皮细胞分泌至黏膜表面,成为局部黏膜免疫的主要效应分子。

2.4 淋巴细胞归巢与再循环

淋巴细胞归巢(lymphocyte homing)是指 T、B 等淋巴细胞离开 中枢免疫器官后,经血液循环定向迁移并寄居于外周免疫器官或组织 某些特定区域的过程。其机制是通过淋巴细胞表面归巢受体与外周免 疫器官或组织中血管内皮细胞表面相应配体-血管地址素结合相互作 用而实现。

淋巴细胞再循环(lymphocyte recirculation)是指定居在外周 免疫器官的淋巴细胞,由输出淋巴管经淋巴干、胸导管或右淋巴导管 等进入血液循环;再经血液循环进入外周免疫器官,穿越高内皮微静 脉(HEV),重新分布于全身淋巴器官和组织的反复循环过程。参与再 循环的淋巴细胞主要是 T 细胞,约占 80%以上,其次是 B 细胞。

淋巴细胞再循环的生物学意义在于:1可使体内淋巴细胞在外周 免疫器官和组织中的分布更合理;2可增加淋巴细胞与抗原和抗原提

呈细胞接触识别的机会,有利于免疫应答的产生;3可使全身免疫器 官和组织形成一个有机的整体,并将免疫信息传递至全身各处的淋巴 细胞和其他免疫细胞,有利于动员各种免疫细胞和效应细胞迁移至病 原体、肿瘤或其他抗原性异物所在部位从而发挥免疫效应。因此,淋 巴细胞再循环是维持机体正常免疫应答并发挥免疫功能的必要条件。

三、 免疫细胞

概念: 参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体,称为免疫细胞

范围: 造血干细胞;吞噬细胞(单核-巨噬细胞、中粒性细胞)、自然杀伤细胞;淋巴细胞(B细胞、T细胞)、抗原处理及提呈细胞(树突状细胞、巨噬细胞等);其他免疫细胞(肥大细胞、血小板、红细胞等)

四、免疫分子

1.免疫细胞分泌的可溶性分子

包括抗体、补体、细胞因子等免疫效应分子

2.表达在免疫细胞表面的膜分子

  • 抗原识别受体(TCR和BCR)
  • 主要组织相容性抗原(MHC分子)
  • 与免疫细胞功能密切相关的膜蛋白:包括各种已命名的白细胞分化抗原(CD)和粘附分子(AM)、细胞因子受体、补体受体(CR)、Fc受体(FcR)、丝裂原受体、激素受体等。

参考资料

  • 《医学免疫学》课件 新乡医学院 宋向凤、张国俊、徐春阳、孙爱平、孙书明、赵铁锁等老师
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