免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能contents目錄免疫系統(tǒng)概述免疫器官與組織免疫分子與信號傳導固有免疫應答適應性免疫應答免疫系統(tǒng)異常與疾病免疫系統(tǒng)與醫(yī)學應用01免疫系統(tǒng)概述免疫系統(tǒng)的定義免疫系統(tǒng)是生物體內(nèi)一組復雜的防御機制，能夠識別并清除外來病原體，維護機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。免疫系統(tǒng)的組成免疫系統(tǒng)由免疫器官、免疫細胞和免疫分子三部分組成。其中，免疫器官包括胸腺、淋巴結(jié)、脾臟等；免疫細胞包括T細胞、B細胞、自然殺傷細胞等；免疫分子包括抗體、補體、細胞因子等。定義與組成免疫系統(tǒng)具有識別、清除外來病原體，維持機體內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定的功能。同時，它還能對機體自身的損傷和衰老細胞進行清除，以保持機體的健康狀態(tài)。生理功能免疫系統(tǒng)是生物體抵御疾病的重要防線，對于維護生物體的生命活動具有重要意義。當免疫系統(tǒng)功能低下或失調(diào)時，生物體容易感染疾病，甚至引發(fā)自身免疫性疾病等嚴重問題。意義生理功能與意義先天性免疫生物體在進化過程中逐漸形成的、與生俱來的防御機制，如皮膚、黏膜等物理屏障以及吞噬細胞、自然殺傷細胞等非特異性免疫細胞。獲得性免疫生物體在后天生活中通過感染病原體或接種疫苗等方式獲得的防御機制，具有高度的特異性和記憶性。獲得性免疫主要由T細胞和B細胞介導，通過產(chǎn)生抗體和細胞毒性作用來清除病原體。免疫系統(tǒng)的發(fā)展歷程02免疫器官與組織T細胞發(fā)育、分化和成熟的場所，同時分泌胸腺肽等免疫調(diào)節(jié)因子。各類血細胞和免疫細胞發(fā)生及成熟的場所，是機體重要的中樞免疫器官。中樞免疫器官骨髓胸腺外周免疫器官淋巴結(jié)遍布全身，是T細胞和B細胞定居的場所，發(fā)生免疫應答的重要部位。脾臟最大的外周免疫器官，含有大量淋巴細胞和巨噬細胞，具有過濾血液、儲存血液和發(fā)生免疫應答的功能。來源于胸腺，主要介導細胞免疫應答，具有殺傷靶細胞和分泌細胞因子的功能。T淋巴細胞B淋巴細胞自然殺傷細胞（NK細胞）巨噬細胞來源于骨髓，主要介導體液免疫應答，通過分泌抗體發(fā)揮免疫功能。無需預先致敏，就能非特異性地殺傷腫瘤細胞和病毒感染細胞的淋巴細胞。廣泛分布于全身各組織，具有強大的吞噬和消化功能，同時能夠激活其他免疫細胞。免疫細胞03免疫分子與信號傳導03抗體與抗原的結(jié)合抗體通過其可變區(qū)與抗原表位結(jié)合，形成抗原-抗體復合物，從而中和抗原、促進吞噬或觸發(fā)其他免疫效應。01抗體（Antibody）由B細胞分泌，具有特異性結(jié)合抗原的能力，是體液免疫的重要組成部分。02抗原（Antigen）能夠刺激機體產(chǎn)生特異性免疫反應的物質(zhì)，通常是外來病原體或其成分。抗體與抗原補體（Complement）補體系統(tǒng)一組具有酶活性的血漿蛋白質(zhì)，通過級聯(lián)酶促反應參與免疫防御。補體激活途徑包括經(jīng)典途徑、旁路途徑和MBL途徑，每種途徑都有其特定的激活物和生物學效應。包括細胞溶解、調(diào)理吞噬、免疫調(diào)節(jié)和炎癥介導等。補體系統(tǒng)的生物學功能細胞因子（Cytokine）01由免疫細胞和非免疫細胞分泌的小分子蛋白質(zhì)，具有廣泛的生物學活性。細胞因子與受體結(jié)合02細胞因子通過與其特異性受體結(jié)合，觸發(fā)細胞內(nèi)信號傳導通路。信號傳導通路的調(diào)控03信號傳導通路受到多種因素的調(diào)控，包括受體表達、受體后信號轉(zhuǎn)導分子的活性與表達等。這些調(diào)控機制確保免疫反應的精確性和適度性。細胞因子與信號傳導04固有免疫應答物理屏障皮膚和黏膜構(gòu)成人體第一道防線，能夠有效阻擋外界病原體侵入。化學屏障皮膚和黏膜分泌的化學物質(zhì)，如胃酸、酶、抗菌肽等，具有殺菌、抑菌作用。生物屏障皮膚和黏膜表面的正常菌群，通過競爭性作用抑制病原體生長繁殖。皮膚黏膜屏障123數(shù)量最多的一種吞噬細胞，能夠快速遷移到感染部位，吞噬并消化細菌、病毒等病原體。中性粒細胞具有強大的吞噬能力，能夠清除體內(nèi)衰老、損傷的細胞以及病原體，同時激活其他免疫細胞。單核/巨噬細胞能夠直接殺傷病毒感染的細胞和腫瘤細胞，無需預先致敏。自然殺傷細胞（NK細胞）吞噬細胞作用炎癥反應炎癥介質(zhì)在炎癥反應中，細胞會釋放多種炎癥介質(zhì)，如細胞因子、趨化因子、前列腺素等，引起血管擴張、通透性增加、白細胞滲出等變化。血管反應炎癥介質(zhì)作用于血管內(nèi)皮細胞，導致血管擴張、血流緩慢，有利于白細胞滲出和到達感染部位。白細胞滲出白細胞通過血管壁滲出到感染部位，吞噬并消化病原體，同時釋放更多的炎癥介質(zhì)，增強炎癥反應。組織修復在炎癥反應后期，組織細胞開始增生修復受損組織，恢復器官功能。05適應性免疫應答T細胞的活化與增殖T細胞通過識別抗原提呈細胞（APC）上的抗原-MHC復合物，接受共刺激信號并活化，進而增殖分化為效應T細胞和記憶T細胞。細胞毒性T淋巴細胞（CTL）的殺傷作用CTL通過釋放穿孔素、顆粒酶等直接殺傷靶細胞，如病毒感染的細胞和腫瘤細胞。輔助性T細胞（Th）的調(diào)節(jié)作用Th細胞通過分泌細胞因子調(diào)節(jié)免疫反應，促進或抑制其他免疫細胞的活化和功能。T細胞介導的細胞免疫B細胞通過識別抗原并接受T細胞的輔助信號而活化，進而增殖分化為漿細胞和記憶B細胞。B細胞的活化與增殖抗體的產(chǎn)生與作用免疫調(diào)節(jié)漿細胞合成和分泌抗體，抗體可結(jié)合并中和病原體及其產(chǎn)物，如毒素，也可通過激活補體等途徑殺傷病原體?？贵w還可作為免疫調(diào)節(jié)因子，參與免疫反應的調(diào)節(jié)，如通過Fc受體介導的效應調(diào)節(jié)免疫反應。B細胞介導的體液免疫免疫記憶的形成在初次免疫應答后，免疫系統(tǒng)保留了對特定抗原的記憶能力，使得再次遇到相同抗原時能夠迅速而有效地發(fā)起二次免疫應答。疫苗的應用原理疫苗是一種經(jīng)過人工處理的低毒性或無毒性的抗原，接種后能夠刺激機體產(chǎn)生特異性免疫應答，從而預防相應病原體的感染。疫苗的種類與接種策略根據(jù)病原體的特性和免疫應答的特點，疫苗可分為減毒活疫苗、滅活疫苗、亞單位疫苗、基因工程疫苗等。接種策略包括基礎免疫和加強免疫等，旨在提高疫苗接種的效果和持久性。免疫記憶與疫苗應用06免疫系統(tǒng)異常與疾病類風濕性關(guān)節(jié)炎（RA）一種慢性自身免疫病，主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)滑膜的慢性炎癥和關(guān)節(jié)破壞，可導致關(guān)節(jié)畸形和功能喪失。自身免疫性甲狀腺疾病包括Graves病和橋本甲狀腺炎等，患者體內(nèi)會產(chǎn)生針對甲狀腺細胞的自身抗體，導致甲狀腺功能異常。系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）一種典型的自身免疫病，患者體內(nèi)會產(chǎn)生多種自身抗體，攻擊全身多個系統(tǒng)和器官。自身免疫病由于遺傳基因異常導致的免疫系統(tǒng)發(fā)育不全或功能障礙，如X-連鎖無丙種球蛋白血癥、重癥聯(lián)合免疫缺陷病等。原發(fā)性免疫缺陷病由后天因素引起的免疫系統(tǒng)功能障礙，如艾滋病、營養(yǎng)不良、惡性腫瘤等。獲得性免疫缺陷病隨著年齡的增長，免疫系統(tǒng)逐漸出現(xiàn)功能減退和紊亂，導致老年人易患感染性疾病和癌癥等。免疫衰老免疫缺陷病I型超敏反應：又稱速發(fā)型超敏反應，主要由IgE抗體介導，如過敏性鼻炎、支氣管哮喘等。II型超敏反應：又稱細胞型超敏反應，由IgG或IgM抗體與靶細胞表面抗原結(jié)合后，在補體、吞噬細胞和NK細胞參與下，引起的以細胞溶解或組織損傷為主的病理免疫反應。與血型不符的輸血反應，新生兒溶血反應、藥物性溶血性貧血都屬于II型超敏反應。III型超敏反應：又稱免疫復合物型超敏反應，是由可溶性免疫復合物沉積于局部或全身多處毛細血管基底膜后，通過激活補體，并在中性粒細胞、血小板、嗜堿性粒細胞等效應細胞參與下，引起的以充血水腫、局部壞死和中性粒細胞浸潤為主要特征的炎癥反應和組織損傷。臨床常見的III型超敏反應性疾病有局部免疫復合物病如Arthus反應和類Arthus反應、全身性免疫復合物病如血清病、鏈球菌感染后腎小球腎炎和類風濕性關(guān)節(jié)炎等。IV型超敏反應：又稱遲發(fā)性超敏反應，是由T細胞介導的病理免疫反應。此型超敏反應發(fā)生較慢，通常在接觸相同抗原后24~72小時出現(xiàn)炎癥反應，因此又稱遲發(fā)型變態(tài)反應。此型超敏反應發(fā)生與抗體和補體無關(guān)，而與效應T細胞和吞噬細胞及其產(chǎn)生的細胞因子或細胞毒性介質(zhì)有關(guān)。超敏反應07免疫系統(tǒng)與醫(yī)學應用免疫學診斷利用免疫學原理和技術(shù)，通過檢測體內(nèi)特異性抗體或抗原，對疾病進行診斷。如酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）、放射免疫測定（RIA）等。免疫治療通過調(diào)節(jié)或增強機體的免疫功能，達到治療疾病的目的。如免疫細胞療法、抗體療法、免疫調(diào)節(jié)劑等。免疫學診斷與治療利用生物技術(shù)生產(chǎn)的具有生物活性的制品，如疫苗、抗體、基因工程藥物等。這些制品在預防、診斷和治療疾病方面發(fā)揮著重要作用。生物制品基于免疫學原理，研發(fā)具有針對性治療作用的藥物。如單克隆抗體藥物、免疫抑制劑等。藥物研發(fā)