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宿主的免疫防御机制

花匠小妙招
2024-11-09 14:54

病原微生物在侵入人体的过程中，机体会产生抗感染免疫，以抵抗病原微生物及其有害产物，维持生理功能的稳定。在抗感染免疫过程中，病原微生物首先遇到的是非特异性免疫功能的抵御。一般经7～10天后，体内又产生了特异性免疫；特异性免疫在发挥效应的同时，又可显著增强非特异性免疫功能，因此，机体的抗感染免疫包括了非特异性免疫和特异性免疫两大类，两者协同以杀灭致病菌。

一、非特异性免疫

非特异性免疫（nonspecific immunity）是人类在长期的种系发育和进化过程中逐渐建立起来的一系列防御病原微生物等的功能，且个体间差异很小，可代代遗传，是后天特异性免疫的基础。宿主的非特异性免疫力由屏障结构、吞噬细胞及体液因素构成。

（一）屏障结构

屏障结构主要指组织屏障，是阻止病原微生物等抗原性异物侵入机体和防止其在体内扩散的重要防线。

1．皮肤与黏膜屏障完整的皮肤与黏膜构成了机体抵御微生物侵袭的第一道防线，可通过多种机制阻挡和杀伤病原微生物。

(1)物理屏障作用：皮肤表面覆盖的多层鳞状上皮细胞，构成阻挡微生物的有效屏障；消化道黏膜上皮细胞可通过肠蠕动、呼吸道上皮纤毛的定向摆动、某些分泌液和尿液的冲洗作用等排除入侵黏膜表面的病原体。

(2)化学屏障作用：皮肤和黏膜可产生多种杀菌和抑菌分泌液，构成皮肤黏膜表面抵御病原体的化学屏障。如汗腺分泌的乳酸，皮脂腺分泌的不饱和脂肪酸，胃液中的胃酸，呼吸道、消化道和泌尿生殖道黏膜分泌的溶菌酶、抗菌肽等均具有抗菌作用。

(3)生物屏障作用：寄居在皮肤和黏膜表面的正常菌群，可通过与病原体竞争结合上皮细胞和争夺营养物质的方式，以及通过分泌某些杀伤、抑制外来病原微生物生长的物质而发挥屏障作用。如口腔中某些细菌产生的过氧化氢对白喉棒状杆菌、脑膜炎奈瑟菌有杀灭作用，唾液链球菌形成的抗菌物质能对抗多种革兰阴性菌，肠道中的大肠埃希菌分泌的细菌素可抑制某些厌氧菌和革兰阳性菌的定居和繁殖。

2．血脑屏障由软脑膜、脉络丛的毛细血管壁和包裹在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜所组成。其结构致密，能阻挡血液中病原微生物及其产物进入脑组织或脑脊液，以保护中枢神经系统。婴幼儿由于血脑屏障尚未发育完善，故易发生中枢神经系统感染。

3．胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞共同构成，可防止母体内病原微生物进入胎儿体内，保护胎儿免受感染。妊娠早期(3个月内）胎盘屏障尚不完善，此时孕妇若感染某些病毒（如风疹病毒、巨细胞病毒等）可致胎儿先天性感染，引起畸形、流产或死胎等。

（二）吞噬细胞

病原体突破皮肤或黏膜屏漳侵入体内后，首先遭遇吞噬细胞（phagocytes）的吞噬作用。吞噬细胞分为两大类：一类是小吞噬细胞，主要指血液中的中性粒细胞；另一类是大吞噬细胞，即单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocyte system, MPS)，包括血液中的单核细胞和各种组织器官中的巨噬细胞。它们能够非特异性吞噬、杀伤和消化侵入机体的病原体，还有清理衰老细胞、识别肿瘤细胞的作用。溶酶体内的消化酶是这些细胞具有清理功能的主要物质。

（三）体液因素

正常体液中的杀菌、抑菌物质有补体、溶菌酶、防御素等杀菌物质。

1．补体（complement)存在于正常体液中的一组球蛋白，由巨噬细胞、肠上皮细胞、肝和脾细胞等产生。补体系统活化后可产生多种生物学活性分子，通过不同的机制发挥抗感染免疫作用。

2．溶菌酶(lysozyme）一种碱性蛋白，主要来源干吞噬细胞，广泛分布于血清、唾液、泪液、乳汁和黏膜分泌液中。主要作用于革兰阳性菌的胞壁肽聚糖，使之裂解而溶菌。

3．防御素（ defensins）一类富含精氨酸的小分子短肽，由肠道的帕内特细胞、上皮细胞及吞噬细胞等分泌。防御素的杀菌机制主要是插入细菌细胞膜而使其裂解。

正常体液中尚有乙型溶素、吞噬细胞杀菌素、组蛋白、乳素、正常调理素等杀菌或抑菌物质。

二、特异性免疫

特异性免疫（specific immunity）又称为获得性免疫（acquired immunity)，是个体出生后在生活过程中与病原体及其产物等抗原分子接触后产生的一系列免疫防御功能。其特点是针对性强，只对引发免疫的相同抗原有作用，对其他种类抗原无效；不能经遗传获得，需个体自身接触抗原后形成；具有免疫记忆性，并因再次接受相同的抗原刺激而使免疫效应明显增强。特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫两大类，分别由B淋巴细胞（B细胞）和T淋巴细胞（T细胞）所介导。

（一）体液免疫

体液免疫应答主要由B细胞介导，CD4+Th细胞起辅助作用。活化的Th细胞主要是Th2细胞，在促进B细胞介导的免疫应答中起重要作用。Th2细胞能分泌细胞因子IL-4,IL-5, IL-6,IL-10，在IL-2的参与下诱导B细胞产生特异性抗体，形成体液免疫。抗体的效应作用主要表现在以下方面。

1．抑制病原体黏附黏附于上皮细胞是许多病原体感染发生的第一步。血液中IgG,尤其是黏膜表面的分泌型IgA(sIgA)，可发挥阻断细菌黏附以及中和细胞外病毒的重要作用。其作用机制可能与特异性抗体对病原体表面黏附分子的封闭作用有关。

2．调理吞噬作用抗体和补体增强吞噬细胞吞噬、杀灭病原体的作用称为调理作用(oposonization)。主要通过抗体IgG的Fc受体与吞噬细胞结合，使抗体在病原体与吞噬细胞之间形成桥梁，促使吞噬细胞对病原体的摄取和杀灭。补体活化产物C3b等能非特异地覆盖于病原体表面，与吞噬细胞表面的C3b受体结合起到调理作用。抗体与补体两者联合作用则效应更强。

3．中和细菌外毒素抗毒素能中和细菌外毒素，阻断外毒素与靶细胞上的特异性受体结合，或者是封闭了外毒素的活性部位，因而使外毒素失去毒性作用。

4．抗体和补体的联合溶菌作用抗体（IgG、IgM）与相应病原体或受病原体感染的细胞结合后，通过经典途径激活补体，最终由补体的攻膜复合体将某些细菌或细菌感染的靶细胞溶解。

5．抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（antibody dependent cell mediated cytotoxicity,ADCC)IgG的Fc段与NK细胞上Fc受体结合，促进NK细胞的细胞毒作用，裂解微生物寄生的靶细胞。

（二）细胞免疫

细胞免疫的效应细胞包括细胞毒性T细胞（Cytotoxic T lymphocyte, CTL）和CD4+ Thl细胞。在抗感染免疫中，尤其是抗细胞内寄生菌、病毒和真菌感染，特异性细胞免疫反应起重要作用。

1.CTL CD8+ CTI，是细胞免疫反应的重要效应细胞，可特异性直接杀伤受微生物感染的靶细胞。此过程受MHC限制，即 CD8+ CTL只识别和杀伤有相同MHC I类分子的靶细胞。杀伤机制主要是通过释放穿孔素（perforin）和颗粒酶（granzyme）等毒性分子导致靶细胞溶解或裂解，或者通过大量表达FasL与靶细胞表面的Fas分子结合，导致靶细胞内在的自杀基因程序活化，引起靶细胞凋亡。

2. Thl细胞效应Thl细胞主要通过分泌IL-2,γ -IFN, α-TNF等细胞因子，诱导产生细胞免疫和迟发型超敏反应，参与抗胞内寄生的微生物（细菌、真菌或病毒）的感染。细胞因子还可增强NK细胞的杀伤作用、促进单核细胞向炎症局部浸润及促进CTL的分化成熟等，加强非特异性和特异性免疫效应。

三、抗细菌感染免疫的特点

不同病原菌侵入机体后，根据病原菌与宿主细胞的关系，可分为胞外菌( extracellular bacteria）和胞内菌（intracellular bacteria)。多数细菌在感染机体后，仅存在于吞噬细胞外的体液或组织中，称为胞外菌感染，例如化脓性球菌的感染等，入侵的胞外菌，主要由中性粒细胞吞噬、消灭；而少数细菌，如结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、布鲁菌、军团菌等引起的感染，在临床相当长的阶段内，吞噬细胞处于不完全吞噬状态，称为胞内菌感染，其清除主要依靠细胞免疫的作用口产外毒素的致病菌感染，如霍乱弧菌、白喉棒状杆菌和破伤风梭菌等引起的感染，多在黏膜面或局部寄生，因毒素入血而致病，一般不引起菌血症；而鼠疫耶尔森菌感染，则可引起菌血症，甚至脓毒血症。因此，在临床微生物学检查的方法上有所区别。胞外菌感染性疾病的恢复主要依靠体液免疫，毒血症的康复主要依靠抗毒素免疫治疗。