非特异性免疫

更新于 2026年10月17日 版权声明
(一)非特异性免疫

呼吸系统的非特异性防御系统属于先天性的。鼻腔内丰富的血管对吸入空气的温度和湿度起调节作用。鼻前庭的鼻毛可阻挡较大的微粒,喷嚏、咳嗽反射以及气管-支气管黏膜上皮纤毛运动可将异物排出体外。呼吸道分泌液中的各种抗微生物因子,包括溶菌酶、α1-抗胰蛋白酶、干扰素、乳铁蛋白和补体,可以消灭入侵的细菌或病毒。肺泡巨噬细胞对侵入的异物有吞噬作用,这些非特异性防御机制构成呼吸系统的第一道防线。

1.非特异性体液性免疫。呼吸道分泌液中有很多非特异性可溶性抗微生物因子,在保护呼吸系统中起重要作用。

(1)溶菌酶:是一种低分子蛋白质,分子量为14.7kDa,由吞噬细胞、黏膜上皮细胞和腺体细胞产生,广泛存在于血清、唾液、尿液、肠液及其他外分泌液和吞噬细胞溶酶体中,可直接作用于细菌而起杀菌作用,亦可在补体和分泌型IgA的协同作用下对细菌起溶解作用。主要作用于革兰阳性菌,通过水解其细胞壁中粘肽的乙酰氨基多糖而使其溶解,亦可强化补体对革兰阴性菌的杀伤作用。

(2)α1-抗胰蛋白酶:是蛋白分解酶抑制剂,可抑制细菌酶类及中性粒细胞、巨噬细胞溶酶体的弹力蛋白酶、胶原酶和纤维蛋白溶酶等。α1-抗胰蛋白酶缺乏可致肺炎症部位中性粒细胞、巨噬细胞过多聚集及炎性产物堆积,引起肺组织损害、肺气肿及肺间质纤维化。

(3)干扰素:是存在于支气管分泌液中的一种非特异性免疫因子,可由多种组织细胞在病毒感染诱导下产生,具有抑制病毒复制、激活自然杀伤细胞(NK细胞),调节主要组织相容性复合体(MHC)分子表达等作用,可以诱导邻近未受感染的细胞产生抗病毒蛋白,阻断病毒在细胞之间的扩散,保护正常细胞不受病毒感染。其对病毒的作用无特异性,因而具有较广泛的抗病毒谱,是感染早期在抗体和细胞免疫未出现之前起抗病毒作用的重要因子之一。

(4)补体:主要参与非特异性免疫作用,呼吸道分泌液中仅含少量C3、C4、C6,其浓度为血清浓度1/100~1/30,但在炎症反应时,局部含量增高。在有特异性抗体存在时,补体可经经典途径激活,对很多革兰阴性菌有溶菌、杀菌作用。补体旁路激活不需要抗体参与,故在感染早期抗体未产生前补体即可发挥抗感染作用。

(5)乳铁蛋白:是在支气管黏液腺内形成的一种蛋白质,因争夺细菌生长所必需的铁剂而起抑制细菌生长作用。(https://www.daowen.com)

2.非特异性细胞性免疫。生理学将呼吸系统的结构粗分为传导性气道和呼吸单位两大功能部分,两者所处环境显著不同,体现免疫应答的细胞学结构亦有明显差异。在传导性气道中最重要的是黏膜下集合淋巴结,而在肺腺泡执行防御功能的则是游离的肺泡内细胞,主要是肺泡巨噬细胞。

(1)气道黏膜下免疫系统:传导性气道表层纤毛上皮和黏膜下层之间有疏松结缔组织构成的固有层。与一般结缔组织不同的是其中细胞显著多于纤维成分。受到某些刺激后,固有层出现炎症,可见大量淋巴细胞、组织细胞和肥大细胞浸润。20世纪70年代初,有学者发现在邻近大支气管分叉处的黏膜固有层存在集合淋巴结,含1~2个孤立性淋巴样小结,称之为支气管相关淋巴样组织(bronchus associated lymphoid tissure,BALT)。BALT没有或仅有发育很差的生发中心,表面覆盖单层淋巴上皮细胞,有助于气流中的颗粒与上皮保持接触,便于抗原的捕获。研究表明,BALT可能是IgA浆细胞前体发育的部位,亦具有IgA形成细胞的功能。

(2)周围性气腔的免疫细胞:呼吸道的非特异性细胞性免疫主要依靠巨噬细胞吞噬侵入下呼吸道内的细菌和异物,也可清除肺组织内的退变细胞。肺泡中的巨噬细胞最初源自骨髓,但其补充的直接来源主要是外周血单核细胞,少数来自肺间质巨噬细胞,体积较大,直径为20~40μm。呈圆形或卵圆形,外形不整齐,有许多皱褶和伪足。胞核圆形或呈肾形,偏于细胞一侧。胞浆内含有丰富的溶酶体,其中含有各种蛋白分解酶。肺泡巨噬细胞在肺内或黏附于肺泡壁,或浸浴在表面活性物质及其他肺泡液中。对支气管肺泡灌洗液(bronchial alveolar lavage fluid,BALF)中肺泡巨噬细胞的研究发现,其形态和功能存在不均一性。应用Percoll密度梯度法至少分离到3种不同密度的肺泡巨噬细胞。较高密度者其核质比例升高,细胞体积变小,非特异性脂酶染色浓密,过氧化酶着色细胞比例增加。在功能上随着密度的增加,细胞运动的能力提高,受刺激后超氧阴离子释放和IL-1等分泌增多,而且细胞内蛋白质浓度亦升高。巨噬细胞在体内能存活60d至数年,一般不进行分裂,但在炎症时有一定的分裂与增殖现象。巨噬细胞吞噬了细菌以后本身很快死亡。死亡的巨噬细胞经肺泡被运送至支气管,通过黏液纤毛系统清除出呼吸道,在肺泡的巨噬细胞则有证据表明,它可以穿透上皮屏障或经某些其他途径进入肺间质,移行至BALT和经支气管周围淋巴管进入区域淋巴结。影响肺巨噬细胞功能的因素有吸烟、氧环境改变、药物等。

巨噬细胞的主要功能是:①免疫防御功能。是机体内吞噬能力最强的细胞,可非特异性吞噬、杀灭病原体。②抗原递呈功能。加工、传递抗原给T细胞及B细胞,调节免疫反应,参与特异性免疫。③免疫调节功能。是细胞免疫中的重要效应细胞,致敏T细胞释放淋巴因子作用于巨噬细胞,增强其杀伤能力。④免疫分泌功能。可分泌多种生物活性物质,如IL-1、弹力蛋白酶、胶原酶、溶菌酶、前列腺素、中性粒细胞趋化因子、干扰素、补体等。

体内的巨噬细胞一般处于静止状态,当受到某些因素,如抗原、内毒素或淋巴因子中的巨噬细胞激活因子刺激后活化。其激活过程可分为三个阶段:①触发应答阶段。当病原体与静止状态的巨噬细胞表面受体接触后,导致细胞内cAMP/cGMP比值升高,激发细胞内生理生化反应,成为“应答巨噬细胞”。②启动兴奋阶段。应答巨噬细胞受到淋巴因子,如干扰素等第一类信号启动成为“启动巨噬细胞”,细胞内Ca2+缓慢持续升高,激活蛋白激酶C,导致代谢活跃。③激活发展阶段。启动巨噬细胞受到细菌脂多糖、干扰素等第二类信号刺激后,引起细胞内Ca2+迅速短暂升高,促使蛋白激酶C对蛋白质进行磷酸化,巨噬细胞被充分激活成为“活化巨噬细胞”。激活的巨噬细胞胞体增大,表面膜皱褶增多,阿米巴样运动增强,黏附力增加,内含线粒体、核糖体、溶酶体增加,酸性水解酶活化,蛋白合成糖酵解加速,ATP增加,氧耗量增加,因而具有较强的吞噬能力。

巨噬细胞的吞噬大致可分为以下几个连续过程:①趋化。巨噬细胞由趋化因子作用聚集到病原菌入侵部位。趋化因子来源于侵入的细菌本身释放的趋化物质,致敏T细胞释放淋巴因子中的巨噬细胞趋化因子以及细菌毒素或脂多糖激活补体旁路或抗原-抗体复合物激活补体在经典途径过程中产生具有趋化作用的C3a、C5a。②吞噬。机体通过巨噬细胞膜上的IgG Fc受体及C3b受体与IgG及C3b结合,发挥调理作用,从而增强巨噬细胞吞噬功能。巨噬细胞与病原菌接触后,通过吞噬和吞饮把细菌摄入细胞内。对于细菌这类较大的微粒,巨噬细胞可以伸出伪足将细菌包围,胞浆膜内凹,伪足顶端融合形成一层由细胞膜包绕的吞噬体,然后脱离细胞边缘向中心移动。对病毒这类微小异物,于其附着处的细胞膜内凹,形成吞饮小泡,将病毒包围于小泡内。③杀灭。巨噬细胞内含有很多溶酶体,其中含有蛋白分解酶、多糖酶、脂酶等多种酶类,当细胞被包围形成吞噬体后,溶酶体向吞噬体靠近,包膜互相融合而成吞噬溶酶体,此时溶酶体释放出蛋白分解酶等酶类,将细菌消化、杀灭。整个吞噬、消化、杀灭过程仅需10~30min即可完成。

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