【2.1】传染病是由在宿主体内复制的多种生物制剂引起
组织障碍和最初的化学防御
导致人类和动物疾病的微生物在不同的部位进入身体，并通过各种机制产生疾病症状。导致疾病并对组织造成损害或病理的微生物被称为病原微生物，或简称为病原体（pathogens）。由于先天免疫消除了大多数偶尔会越过组织屏障的微生物，病原体是进化出比其他微生物更有效地克服身体先天防御的微生物。一旦感染确立，通常需要先天性和适应性免疫反应来清除体内病原体。即使在这些情况下，先天免疫系统也通过在适应性免疫系统准备行动所需的时间内减少病原体数量来发挥有价值的功能。在本章的第一部分，我们简要描述了不同类型的病原体及其入侵策略，并检查了在大多数情况下阻止微生物建立感染的直接先天防御。
2-1感染性疾病是由在宿主体内复制的不同生物因子引起的
致病因子分为五类：病毒、细菌、真菌、原生动物和蠕虫。原生动物和蠕虫通常被归类为寄生虫，是寄生虫学的学科，而病毒、细菌和真菌是微生物学的学科。图2.2列出了不同种类的微生物和寄生虫及其引起的疾病的一些例子。每种病原体的特征是其传播方式、复制机制、致病机制、致病手段和从源头引发的反应。不同的病原体栖息地和生命周期意味着必须部署一系列不同的先天和适应性免疫机制来摧毁病原体。
图2.2多种微生物可导致疾病。致病生物有五种主要类型：病毒、细菌、真菌、原生动物和蠕虫。列出了一些众所周知的致病因素。
如图2.3所示，感染性病原体可以在身体的所有区域生长。我们在第1章中看到，可以定义两个主要区域：细胞外和细胞内。先天免疫应答和适应性免疫应答都有不同的处理病原体的方式，在这两个分区中发现。许多细菌病原体在细胞外空间中生存和复制，无论是在组织内还是在形成体腔的上皮细胞表面。细胞外细菌通常容易被吞噬细胞杀死，吞噬细胞是先天免疫系统的重要组成部分，但一些病原体，如葡萄球菌和链球菌，通过具有抗吞噬的保护性多糖胶囊，实现了一种非常基本的免疫逃避。这在某种程度上可以通过先天免疫的另一种成分（补体）来克服，这种成分将特定分子沉积在细菌表面（调理），使其更易被吞噬。在适应性免疫反应中，通过抗体和补体的结合，细菌更容易被吞噬。
图2.3病原体存在于身体的不同区域，必须通过不同的宿主防御机制来对抗。事实上，所有的病原体都有一个细胞外阶段，在这个阶段，它们很容易受到先天免疫的循环分子和细胞以及适应性免疫反应的抗体的影响。所有这些主要通过促进其被免疫系统的吞噬细胞吸收和破坏来清除微生物。病毒等病原体的细胞内阶段无法通过这些机制获得；相反，受感染的细胞受到先天免疫的NK细胞或适应性免疫的细胞毒性T细胞的攻击。NK细胞或T细胞活性导致巨噬细胞活化，可诱导巨噬细胞杀死巨噬细胞囊泡内的病原体。
感染性疾病的症状和结果不同，这取决于病原体在体内细胞内或细胞外室的复制位置以及对组织的损害程度（图2.4）。细胞内生活的病原体经常通过破坏或杀死其感染的细胞而导致疾病。专一的细胞内病原体，如病毒，必须侵入宿主细胞进行复制。兼性细胞内病原体，如分枝杆菌，可以在细胞内或细胞外复制。先天免疫的两种类型防御细胞内病原体。
- 一种策略旨在在病原体感染细胞之前将其消灭，包括可溶性防御，如抗微生物肽，以及吞噬细胞，它们可以在病原体进入细胞内之前吞噬并摧毁病原体。
- 或者，先天免疫系统可以识别并杀死被某些病原体感染的细胞。这是自然杀伤细胞（NK细胞）的作用，在适应性免疫系统的细胞毒性T细胞发挥作用之前，NK细胞可以限制某些病毒感染。细胞内病原体可进一步细分为在细胞内自由复制的病原体，如病毒和某些细菌（如衣原体、立克次体和李斯特菌），以及在细胞内囊泡内复制的病原体（如霉菌）。由于NK细胞或T细胞的作用，巨噬细胞激活后，生活在巨噬细胞囊泡内的病原体可能更容易被杀死（见图2.3）。
图2.4病原体可以以各种不同的方式损害组织。图中显示了损伤的机制、代表性的传染源以及与每种疾病相关的疾病的通用名称。外毒素由微生物释放，并在宿主细胞表面发生，例如通过与受体结合。内毒素是微生物结构的固有成分，它会触发吞噬细胞释放胞质分裂，从而产生局部或全身症状。许多病原体是细胞病变的，直接损害它们感染的细胞。最后，对病原体的适应性免疫反应可以产生抗原：激活中性粒细胞和巨噬细胞的抗体复合物，可以与宿主组织交叉反应的抗体，或者杀死感染细胞的T细胞。所有这些都有可能损害宿主的组织。此外，中性粒细胞是感染早期数量最多的细胞，它会释放许多蛋白质和小分子炎症介质，从而控制感染并造成组织损伤
- 许多最危险的细胞外细菌病原体通过释放蛋白质毒素引起疾病；这些分泌的毒素被称为外毒素（exotoxins）（见图2.4）。先天免疫系统对这些毒素几乎没有防御能力，需要适应性免疫系统产生的高度特异性抗体来中和它们的作用（见图1.28）。特定传染源造成的损害也取决于它生长的地方；例如，肺部的链球菌肺炎会导致肺炎，而血液中的链球菌肺炎可能会导致致命的全身性疾病，即肺炎球菌败血症。
- 相比之下，细菌结构的非分泌成分，通过局部和系统感染触发吞噬细胞释放细胞因子，被称为内毒素（endotoxins）。一种具有重要医学意义的内毒素是革兰氏阴性菌（如沙门氏菌）外细胞膜的脂多糖（LPS）。这种细菌感染的许多临床症状，包括发烧、疼痛、皮疹、出血、脓毒性休克，主要是由LPS引起的
大多数致病微生物都能克服先天免疫反应，并继续繁殖，使我们生病。需要一种适应性免疫反应来消除它们，防止随后的再次感染。某些病原体从未被免疫系统完全消除，并在体内持续多年。但大多数病原体不是通用致命的。那些在人类人口中生活了数千年的人热衷于利用他们的人类宿主；它们不能在不破坏人类免疫系统的情况下改变其致病性。快速杀死它感染的每一个宿主，对病原体的长期生存来说，并不比在微生物有时间感染其他人之前被免疫反应消灭要好。简言之，我们已经适应了与许多微生物一起生活，它们也与我们一起生活。然而，禽流感的高度致病性，2002年至2003年的SARS（严重急性呼吸综合征），一种由蝙蝠冠状病毒SARS-CoV引起的人类严重肺炎，2020年SARS-CoV-2大流行都提醒我们，新的和致命的感染可以从动物库转移到人类。尽管SARS-CoV-2感染的病死率大大低于SARS，但2020年的大流行对全球经济产生了巨大的负面影响。这种传播似乎是2014-2015年西非埃博拉病毒流行的原因。这些被称为人畜共患病，我们必须时刻警惕新病原体的出现和对健康的新威胁。导致艾滋病的人类免疫缺陷病毒（在第13章中讨论）是一个警告，我们仍然很脆弱。
参考资料
- Janeway’s Immunobiology 10th edition
