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抗感染免疫(anti-infectious immunity)

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 抗感染免疫(anti-infectious immunity)是机体抵抗病原生物及其有害产物,以维持生理稳定的功能。抗感染能力的强弱,除与遗传因素、年龄、机体的营养状态等有关外决定于机体的免疫功能。?

 抗感染免疫包括先天性和获得性免疫两大类。先天性免疫:是机体在种系发育进化过程中逐渐建立起来的一系列天然防御功能,是经遗传获得,能传给下一代,其作用并非针对某种病原体故称非特异性免疫,由屏障结构,吞噬细胞及正常体液和组织免疫成分构成。获得性免疫:是出生后经主动或被动免疫方式而获得的,是在生活过程中接触某种病原体及其产物而产生的特异性免疫,故称获得性免疫。在抗感染中,非特异性免疫发生在前,当特异性免疫产生后,即可明显增强非特异性免疫的能力。抗感染免疫包括抗细菌免疫、抗病毒免疫、抗真菌免疫、抗寄生虫免疫等。

目录

抗细菌免疫?编辑本段回目录

一、非特异性免疫

(一)屏障结构?

    皮肤粘膜屏障:健康完整的皮肤和粘膜是阻止病原菌侵入的强有力屏障。汗腺分泌的乳酸,皮脂腺分泌的脂肪酸有一定抗菌作用。呼吸道和消化道粘膜有丰富的粘膜相关淋巴样组织和腺体,能分泌溶菌酶以及在胃酸、唾液、泪液等体液内均有SIgA等抗菌物质,表明粘膜屏障的重要性,已提出“粘膜免疫系统”的概念。血脑屏障:一般由软脑膜、脉络丛的毛细血管壁及其壁外的星状胶质细胞所构成的胶质膜组成。能阻止病原微生物及其他有害物质从血液进入脑组织或脑脊液,对中枢神经系统有保护作用。胎盘屏障:由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜、部分羊膜组成。正常情况下,母体感染时的病原生物及其有害产物不易通过胎盘屏障进入胎儿。?

(二)吞噬细胞?

    病原微生物穿过体表屏障向机体内部入侵、扩散时,机体的吞噬细胞及体液中的抗微生物因子会发挥抗感染作用。人体内专职吞噬细胞分为两类:一类是小吞噬细胞,主要是中性粒细胞,还有嗜酸性粒细胞;另一类是大吞噬细胞即单核吞噬细胞系统,包括末梢血液中的单核细胞和淋巴结、脾、肝、肺以及浆膜腔内的巨噬细胞、神经系统内的小胶质细胞等。?

1.吞噬过程  当病原体通过皮肤或粘膜侵入组织后,中性粒细胞先从毛细血管游出并集聚到病原菌侵入部位。其杀菌过程的主要步骤:

①趋化与粘附。吞噬细胞在发挥其功能时,首先粘附于血管内皮细胞,并穿过细胞间隙到达血管外,由趋化因子的作用使其作定向运动,到达病原体所在部位。趋化因子的种类很多,如补体来源的C5a;细菌来源的甲硫氨酰-亮氨酰-苯基丙氨酸(formylmerthionyl-leucyl-phenylanine,FMLP);脂质来源的白三烯β(leukotrieneβ);细胞来源的中性粒细胞活化肽-1(neutrophil-activating peptide-1,NAP-1),即IL-8、血小板活化因子等。吞噬细胞的粘附与细胞膜上的三种粘附分子即CD11a/CD18、CD11b/CD18和CD11c/CD18有关。CD11a/CD18存在于所有白细胞膜上,CD11b/CD18存在于单核细胞、中性粒细胞和NK细胞膜上,CD11c/CD18仅存在于单核细胞和中性粒细胞膜上。若吞噬细胞缺乏此类分子,会影响其对异物表面及血管内皮细胞的粘附,从而影响吞噬细胞功能的发挥,临床上容易发生细菌或真菌的反复感染、牙周炎白细胞增多症等。

②调理与吞入。体液中的某些蛋白质覆盖于细菌表面有利于细胞的吞噬,此称为调理作用。具有调理作用的物质包括抗体IgG1、IgG2和补体C3。经调理的病原菌易被吞噬细胞吞噬进入吞噬体(phagosome),随后,与溶酶体融合形成吞噬溶酶体,溶酶体内的多种酶类起杀灭和消化细菌作用。③杀菌和消化。吞噬细胞的杀菌因素分氧化性杀菌和非氧化性杀菌两类。前者指有分子氧参与的杀菌过程,其机制是通过某些氧化酶的作用,使分子氧活化成为各种活性氧或氯化物,直接作用于微生物,或通过髓过氧化物酶(MPO)和卤化物的协同而杀灭微生物。后者不需要分子氧参与,主要由酸性环境和杀菌性蛋白构成。?

2.吞噬作用的后果  病原菌被吞噬后经杀死、消化而排出者为完全吞噬。由于机体的免疫力和病原体种类及毒力不同,有些细菌如结核杆菌,麻风杆菌等虽被吞噬却不被杀死,甚至在细胞内生长繁殖并随吞噬细胞游走,扩散到全身称为不完全吞噬。

(三)组织和体液中的抗微生物物质

正常人体的组织和体液中有多种抗菌物质。在实验条件下,这些物质对某种细菌可分别表现出抑菌、杀菌或溶菌等作用。一般在体内这些物质的直接作用不大,常是配合其他杀菌因素发挥作用。?

正常体液和组织中的抗菌物质

名称 来源或存在部位 化学性质 抗菌范围
补体 血清 球蛋白 革兰氏阴性菌
溶菌酶 吞噬细胞溶酶体、泪液、乳汁 碱性多肽 革兰氏阳性菌
乙型溶素 中性粒细胞 碱性多肽 革兰氏阳性菌
吞噬细胞杀菌素 中性粒细胞 碱性多肽 革兰氏阴性菌、少数革兰氏阳性菌
白细胞素 中性粒细胞 碱性多肽 革兰氏阳性菌
乳素 乳汁 蛋白质 革兰氏阳性菌(主要链球菌)

二、特异性免疫?

     机体经病原微生物抗原作用后,可产生特异性体液免疫和细胞免疫,在感染中,以何者为主,则因病原菌种类不同而异。抗体主要作用于细胞外生长的细菌,对胞内菌的感染要靠细胞免疫发挥作用。?

(一)体液免疫?

    胞外菌感染的致病机制,主要是引起感染部位的组织破坏(炎症)和产生毒素。因此抗胞外菌感染的免疫应答在于排除细菌及中和其毒素。表现在以下几方面:?

1.抑制细菌的吸附  病原菌对粘膜上皮细胞的吸附是感染的先决条件。这种吸附作用可被正常菌群阻挡,也可由某些局部因素如糖蛋白或酸碱度等抑制,尤其是分布在粘膜表面的SIgA对阻止病原菌的吸附具有更明显的作用,例如SIgA能阻止致病性大肠杆菌、霍乱弧菌、链球菌、淋球菌、百日咳杆菌等对粘膜表面的吸附。SIgA能阻碍细菌具吸附作用的表面部位与宿主细胞相应受体间的相互作用。缺乏SIgA者易反复发生副鼻窦炎、支气管炎、肺炎和胃肠道感染。但淋球菌和脑膜炎双球菌能产生SIgA蛋白酶,使SIgA分解或失活,所以有些人生殖道分泌物中虽然SIgA含量很高,却不能阻止淋球菌感染。?

2.调理吞噬作用  中性粒细胞是杀灭和清除胞外菌的主要力量,抗体和补体具有免疫调理作用,能显著增强吞噬细胞的吞噬效应,对化脓性细菌的清除尤为重要。调理吞噬作用的机制:①IgG的调理作用:人中性粒细胞和单核细胞表面具有IgG1和IgG3的Fc受体,Ig以其Fab段与细菌表面抗原结合,其Fc段可与吞噬细胞Fc受体结合,两细胞间形成桥梁,促进吞噬细胞对细菌的吞噬。②C3b的调理作用:中性粒细胞和单核细胞表面还有C3b受体,细菌与相应IgG、IgM形成复合物,在补体存在下,吞噬细胞表面的C3b受体可与C3b结合而起调理作用,这在抗细菌感染的早期尤为重要,此时产生的抗体主要是IgM,其调理作用强于IgG。此外,细菌细胞壁中的LPS及粘肽也可由旁路途径激活补体而起调理作用。③红细胞的免疫粘连作用:红细胞表面也有C3b受体,细菌与相应抗体形成复合物后激活补体产生C3b附着于细菌表面,可借助免疫粘连作用而吸附到红细胞表面,随后和红细胞一起被吞噬。?

3.溶菌作用  细菌与特异性抗体(IgG或IgM)结合后,能激活补体的经典途径,最终导致细菌的裂解死亡。?

4.中和毒素作用  由细菌外毒素或由类毒素刺激机体产生的抗毒素,主要为IgG类,可与相应毒素结合,中和其毒性,能阻止外毒素与易感细胞上的特异性受体结合,使外毒素不表现毒性作用。抗毒素与外毒素结合形成的免疫复合物随血循环最终被吞噬细胞吞噬。?

(二)细胞免疫?

     病原菌侵入机体后主要停留在宿主细胞内者,称为胞内菌感染.例如结核杆菌、麻风杆菌、布氏杆菌、沙门氏菌、李斯特菌、军团菌等,这些细菌可抵抗吞噬细胞的杀菌作用,宿主对胞内菌主要靠细胞免疫发挥防御功能。参与细胞免疫的T细胞主要是TD(CD4+)细胞和TC(CD8+)细胞。TD细胞能通过释放多种淋巴因子,加强和扩大非特异性免疫和特异性免疫作用,其中IFN-γ、TNF、巨噬细胞趋化因子等可使巨噬细胞趋化、聚集、激活并在炎症区发挥强大的吞噬杀伤能力。Tc(CTL)细胞能直接杀伤被病原体感染的靶细胞,主要在抗病毒感染中发挥明显作用。此外,分布在粘膜、皮下组织和小肠绒毛上皮间数量众多的淋巴细胞称为上皮细胞间淋巴细胞(intra-epithelial lymphocyte,IEL),IEL中95%为T细胞。经计算IEL中T细胞的数量与脾脏、胸腺和淋巴结等部位存在的T细胞总量相近。这意味着机体T细胞总库的一半在皮肤粘膜组织内。经研究表明小鼠IEL中的αβT细胞和γδT细胞各占50%,在人类小肠和大肠IEL中γδT细胞可分别达10%~18%和25%~37%,现已经证明γδT细胞的活化早于αβT细胞,在抗结核杆菌、李斯特菌、利什曼原虫、疟原虫、血吸虫、流感病毒、HIV和疱疹病毒等胞内微生物感染中发挥主要的粘膜免疫作用。

在特定条件下感染机体发生的特异性免疫应答亦可造成免疫性病理损伤。如某些细菌抗原引起的过敏性鼻炎、支气管哮喘等,其机制可能是个别过敏性体质机体中有IgE抗体形成,当再次遇到相应过敏原后,导致I型超敏反应。某些A族溶血性链球菌感染后,少数病人可继发风湿病或急性肾小球肾炎。业已发现葡萄球菌肠毒素和毒性休克综合症毒素-1(TSST-1)等外毒素具有超抗原特性,在极低浓度下就可刺激大部分带有相同TCR-Vβ(或TCR-Vγ)序列的T细胞增殖,过量增殖的T细胞释放大量细胞因子,造成类似于内毒素休克的严重后果。若超抗原激活了与宿主组织起反应的T细胞亚群,就可能导致自身免疫病的发生。

抗病毒免疫?编辑本段回目录

 病毒为专性胞内寄生、某些病毒易发生抗原变异,因此,抗病毒感染的方式多种多样,有些病毒感染难以产生满意的免疫效果。?

一、非特异性免疫?

 抗病毒和抗细菌的非特异性免疫有许多相同之处,现将其特点给予补充。

    巨噬细胞对阻止病毒感染和促进感染的恢复具有重要作用。血流中的单核细胞也能吞噬和清除病毒,中性粒细胞只能吞噬病毒,不能将其消灭,如果被吞噬的病毒不能消灭则可将病毒带到全身,引起播散。正常人血清中含有能抑制病毒感染的物质,称为病毒抑制物(virus inhibitor)。发热是多种病毒感染后普遍存在的症状,发热是一种非特异性防御机能可抑制病毒增殖,并能全面增强机体免疫反应,有利病毒的清除。NK细胞不需抗体参与,即可直接破坏病毒感染的靶细胞。NK细胞缺陷者在疱疹病毒感染的初期病情明显加重,如不使用抗病毒药物,可发生致命性感染。提示,NK细胞在病毒感染早期发挥重要作用,干扰素的抗病毒作用属于获得性的非特异性免疫。干扰素是由病毒或其他诱生剂刺激网状内皮细胞、巨噬细胞、淋巴细胞及体细胞等多种细胞产生的糖蛋白,具有广谱抗病毒作用,在控制病毒感染、阻止病毒在体内扩散以及促进病毒性疾病的痊愈等方面起重要作用。?

二、特异性免疫?

    抗病毒的特异性免疫因有包膜病毒和无包膜病毒而异。有些病毒能迅速引起细胞破坏,释放病毒颗粒,称为细胞破坏型感染,有些病毒感染不引起细胞破坏称为细胞非破坏型感染,根据病毒感染类型的不同,在特异性体液免疫和细胞免疫的侧重性也不相同。

 对两类病毒感染的保护力来源比较

分  类 体液免疫 细胞免疫 干扰素
无包膜病毒 ++++ + +
有包膜病毒 + ++++ +

 病毒不同感染类型免疫反应的比较?

病毒感染类型 病毒与细胞的相互作用 免疫功能的相对作用
细胞破坏 病毒释放 体液免疫 细胞免疫
细胞破坏型 +++ +++ +++ +
细胞非破坏型 -/+ -/+ + +++

 (一)体液免疫?

1.中和病毒作用  病毒的表面抗原刺激机体产生特异性抗体(IgG、IgM、IgA),其中有些抗体能与病毒结合而清除其感染者称为中和抗体(neutrilizing antibody)。IgG为主要的中和抗体,能通过胎盘由母体输给胎儿,对新生儿有防御病毒感染的作用。SIgA产生于受病毒感染的局部粘膜表面,是中和局部病毒的重要抗体。中和抗体与病毒结合,可阻止病毒吸附于易感细胞或穿入细胞内,对于抑制病毒血症、限制病毒扩散及抵抗再感染起重要作用。中和抗体的作用机理可能是阻断病毒表位与宿主细胞受体的结合有关。以前认为抗体只能中和细胞外的病毒,现已有资料证明IgA的中和作用可清除胞内病毒。

2.ADCC作用和补体依赖的细胞毒(CDC)作用  抗体与效应细胞协同所发挥的ADCC作用,可破坏病毒感染的靶细胞。抗体与病毒感染的细胞结合后可激活补体,使病毒感染细胞溶解。ADCC作用所需要的抗体量比CDC所需的抗体量少,因而是病毒感染初期的重要防御机制。

(二)抗病毒的细胞免疫

 参与抗病毒细胞免疫的效应细胞主要是TC细胞和TD细胞。病毒特异的TC细胞必须与靶细胞接触才能发生杀伤作用。Tc细胞分泌两种分子:一为穿孔素,使靶细胞膜形成孔道,致胶体渗透,杀死感染的靶细胞;另一为颗粒蛋白酶,能降解靶细胞的细胞核。Tc细胞的杀伤效率高,可连续杀伤多个细胞。病毒特异的Tc细胞有CD4+和CD8+两种表型。CD8+Tc细胞受MHCⅠ类分子限制,是发挥细胞毒作用的主要细胞。病毒特异性TD细胞,能释放多种淋巴因子。如,淋巴毒素可直接破坏病毒;作用于巨噬细胞的因子使巨噬细胞聚集于病毒感染部位;γ-干扰素,能增强细胞免疫,限制病毒的扩散和增殖。

 此外,γδT细胞在病毒感染中可能也有作用,如1992年Johnson报道从感染单纯疱疹的小鼠中分离到CD4-CD8-γδT细胞能特异性识别该病毒的糖蛋白,这类T细胞在口腔、生殖道等上皮组织中发挥重要作用成为单纯疱疹病毒感染的第一道防线。 

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