第十三章第十三章

固有免疫应答固有免疫应答

本章教学大纲本章教学大纲【目的要求】1 ．掌握 固有免疫应答的概念、特点和组分；固有免 疫应答的组织屏障和固有免疫应答细胞的作用。2 ．熟悉 固有免疫应答分子的作用。3 ．了解 固有免疫应答与适应性免疫应答的相互关系。【教学内容】1. 固有免疫应答的概念、特点和组分。2. 固有免疫应答的皮肤、粘膜、血脑、胎盘和其它组织 屏障。3. 固有免疫应答单核巨噬细胞、中性粒细胞、 NK 细胞和 其它细胞的作用。4. 固有免疫应答分子（补体、细胞因子、溶菌酶、防御 素和抗菌肽等）的作用。5. 固有免疫应答与适应性免疫应答的相互关系。

一、概念

固有免疫应答，亦称固有免疫（ innate immunit

y ）、天然免疫（ natural immunity ）或非特异性免疫（ nonspecific immunity ），是指机体在种系发生和进化过程中逐渐形成的一种天然免疫防御功能，构

成机体抵御病原生物入侵的第一道防线。

二、固有免疫的特点

1. 先天固有，可稳定遗传。

2. 免疫作用广泛，无特异性。 3. 初次与抗原接触即能发挥效应，但无 免疫记忆性。

4. 固有免疫也是适应性免疫应答的始动者。

（ 1 ）可调控或影响适应性免疫应答的类型和强度。

（ 2 ）适应性免疫应答的维持及其效应的发挥也必须有固有免疫的协助和参与。

三、固有免疫系统三、固有免疫系统

固有免疫屏障：皮肤粘膜屏障和局部屏障结构 主要：补体系统、急性期蛋白、细 胞因子 固有免疫分子 其它：胃酸、蛋白溶解酶（泪，唾 液、血浆、组织液中），乳 酸和脂肪酸（汗液）等。 固有免疫细胞： 吞噬细胞、树突状细胞、 γδT 细胞、 NK 细胞、 NKT 细胞、 B1 细 胞、肥大细胞、嗜碱性粒细胞和 嗜酸性粒细胞等。

第一节　固有免疫应答的组织屏障作用

一、皮肤和粘膜屏障一、皮肤和粘膜屏障

（一）物理阻挡

表皮－“皮肤相关的淋巴组织”、“真皮表皮－“皮肤相关的淋巴组织”、“真皮 -- 表皮连表皮连

接”。接”。

消化道 －“肠相关淋巴组织”、“共同粘膜免疫系消化道 －“肠相关淋巴组织”、“共同粘膜免疫系

统”。统”。

呼吸道－纤毛细胞、肺巨噬细胞。呼吸道－纤毛细胞、肺巨噬细胞。

（二）化学杀伤

泌尿生殖道粘膜：“化学性屏障”。

（三）生物拮抗

正常菌群：“微生物屏障”。

二、血脑屏障 血 - 脑屏障由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁和包在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜共同组成。 三、胎盘屏障 胎盘屏障由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿绒毛膜共同组成，能够有效防止母体内的病原体及其毒性代谢产物进入胎儿体内。 四、其它屏障 人体的胸腺、睾丸、附睾以及胃粘膜等部位存在屏障结构。

第二节　固有免疫细胞的作用

一、巨噬细胞一、巨噬细胞 （一）巨噬细胞的活化过程

巨噬细胞（识别受体）＋ 病原体、肿瘤细胞及宿主

凋亡细胞（相应配体）结合→信号传导→传入核内，

并转位至细胞效应分子编码基因调控区，增强启动子

的活性→基因开始转录和表达。

巨噬细胞表面膜分子

（二）巨噬细胞的功能 1. 巨噬细胞对病原体的吞噬与杀伤效应

（ 1 ） 依氧杀菌系统 ①反应性氧中间物 （ reactive oxygeninermediates ， ROI ） 活性氧产物： H2O2 、 O2

- 具有强氧化和细胞毒作用。

②反应性氮中间物 （ reactive nitrogen intermediates ， RNI ） 产生 NO 发挥对细菌、某些原虫和肿瘤细胞的杀伤或 细胞毒效应。

（ 2 ） 非依氧杀菌系统

①抗微生物肽 : 防御素、阳离子蛋白

②酶类 : 溶菌酶

Nitric Oxide Dependent KillingIFNγ

TNF

TNF

Nitric Oxide

Nitric Oxide

2. 2. 抗原提呈作用抗原提呈作用

（（ 11 ）单核巨噬细胞是专职抗原提呈细胞（）单核巨噬细胞是专职抗原提呈细胞（ APCAPC ）。）。

（（ 22 ）加工处理外源性抗原和内源性抗原，具有免疫原）加工处理外源性抗原和内源性抗原，具有免疫原

性的小分子肽段与性的小分子肽段与 MHCMHC 分子结合形成肽－分子结合形成肽－ MHMHCC

复合物表达于细胞表面，供复合物表达于细胞表面，供 TT 细胞识别。细胞识别。

（（ 33 ）单核巨噬细胞）单核巨噬细胞 B7B7 分子与活化分子与活化 TT 细胞表达的细胞表达的 CD2CD28 8

作用，提供作用，提供 TT 细胞活化第二信号。细胞活化第二信号。

3.3. 免疫调节免疫调节

巨噬细胞通过产生和分泌多种细胞因子，如巨噬细胞通过产生和分泌多种细胞因子，如 IL-1IL-1 、、 II

L-3L-3 、、 IL-6IL-6 、、 TNF-αTNF-α 、、 IFN-αIFN-α 、、 IFN-γIFN-γ 等，参与免等，参与免疫调节疫调节 。

巨噬细胞的免疫调节作用

二、中性粒细胞

（一）一般特性 1. 具有较强的趋化作用和明显的吞噬能力。

2. 产生的过氧化氢又可与卤化物、髓过氧化

物酶（ myeloperoxidase ， MPO ）组成 MPO

杀菌系统。

3. 在局部引发感染时，可迅速发挥吞噬杀伤

和清除作用。

（二）中性粒细胞主要膜分子

补体受体： CR1 、 CR3 和 CR4

Fc受体： lgG Fc受体（ FcγR / /ⅠⅡⅢ）

其他膜分子： LFA-1 、 IL-8R 等

（三）中性粒细胞的吞噬杀菌作用特点

1. 无需激活即能够发挥强大的杀菌作用，具有 MPO

杀菌系统。

2. 中性粒细胞主要对抗胞外寄生菌的感染。

3. 无抗原提呈作用。

三、 NK 细胞（一） NK 细胞的杀伤机制

1.释放穿孔素 / 颗粒酶

　（ 1 ）穿孔素：在钙离子存在的条件下，可在靶细胞的细胞膜上形成多聚穿孔素“孔道”，使水和电解质迅速进入细胞内，导致靶细胞崩解死亡。

　（ 2 ）颗粒酶（丝氨酸蛋白酶）：可循穿孔素在靶细胞上形成的孔道进入靶细胞，通过激活凋亡相关的酶系统而导致靶细胞凋亡。

2. 表达 FasL

活化后 NK 细胞（ FasL ）＋靶细胞（ Fas ） → 形成 Fas 三聚体 → 胞浆内的死亡结构域相聚成簇 →与 Fas 相关死亡结构域蛋白结合 → 募集和激活caspase8 → caspase8级联反应导致靶细胞凋亡。

3. 分泌 TNF-α

TNF-α ＋ 靶细胞（ I 型 TNF受体）结合→形成 T

NF-R 三聚体 → 胞浆内的死亡结构域相聚成簇 → 激活 caspase8 → 导致靶细胞凋亡。

4. 抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用 （ antibody-dependent cell-mediated cytotoxity,

ADCC ）

NK 细胞（ IgG Fc受体、 FcγR Ш ），识别杀

伤与 IgG 抗体特异性结合的肿瘤或病毒感染细胞。

（二） NK 细胞的生物学功能

1. 抗感染

2. 抗肿瘤

3. 免疫调节功能

四、其它细胞

（一）树突状细胞

1. 抗原提呈功能最强的免疫细胞，为专职抗原提呈细胞。

2. 参与胸腺内 T 细胞的阳性选择和阴性选择、免疫耐受的诱导和免疫记忆的维持。

3. 分泌的多种细胞因子也广泛参与免疫应答的调节。

（二）肥大细胞和嗜碱性粒细胞生物学功能

1. 阻止穿过上皮组织屏障的病原体的感

染（第一道防线）。

2. 对 IgE抗体结合的抗原迅速发生应答，

引起急性变态反应性炎症反应。

3. 抗寄生虫感染。

（三）嗜酸性粒细胞生物学功能

　 1. 杀伤寄生虫和微生物。

　 2. 引起变态反应性炎症损伤 , 与肥大细胞和嗜

　　碱粒细胞相互作用扩大炎症性免疫应答。

（四） B1 细胞

1. 分泌天然 IgM的主要免疫细胞。

2.IgM固定补体的能力较强，可通过补体的溶解效应

清除相应的病原生物。

（五） NKT 细胞和 γδT 细胞 1. 对靶细胞的识别均不受MHC限制； 　 2. 杀伤机制也基本与 αβT 细胞相同； 　 3. 分泌多种细胞因子，包括 IFN-γ 、 TN

F-α 、 IL-2 、 IL-4 、 IL-5 、 IL-6 和 GM-C

SF 等，参与介导炎症反应和免疫调节。

第三节　固有免疫分子的作用

一、补体1. 补体是参与固有免疫应答最重要的一类免疫效 应分子。2. 在感染早期，可相继通过旁路途径或 MBL途径激 活补体系统。3. 当抗体出现后，激活补体的经典途径，形成 C5b6789n 膜攻击复合物（ membrane attack

complex, MAC ），产生免疫溶解效应，有效地 杀伤病原生物。

二、补体活化的水解片段的生物学效应

1. C3b 、 C4b 和 iC3b均是重要的调理素。

2. C3a 、 C5a 和 C5b67具有趋化作用。

3. C3a 和 C5a 与相应受体结合后，可激发肥大细胞和

　嗜碱性粒细胞脱颗粒，释放组胺等生物活性介质，

　产生致炎作用。

调理作用示意图

三、细胞因子

1. 免疫调节效应

2. 介导炎症反应

3. 抗病毒、抗肿瘤效应

四、防御素

1. 防御素（ defensin ）可破坏细菌细胞膜的完整性，导致细胞内外物质交换失控，细菌死亡。

2. 可诱导病原生物产生自溶酶，干扰 DNA 和蛋白质合成。

3. 通过致炎和趋化作用增强吞噬细胞对病原生物的吞噬杀伤作用。

五、溶菌酶

1. 来源于吞噬细胞，是一种不耐热的碱性蛋白质，广泛存在于各种体液、外分泌液和吞噬细胞溶酶体中。

2. 能够裂解革兰阳性菌。

3. 革兰阴性菌由于在其肽聚糖外还有 LPS和脂蛋白包裹，所以对溶菌酶不敏感，但在相应抗体或补体存在的条件下，也可被溶菌酶溶解破坏。

六、抗菌肽

1. 广谱杀菌作用：多数抗菌肽对革兰阳性菌具有较强的杀灭作用，一些抗菌肽对革兰阴性菌也具有杀伤效应。

2. 广谱抗病毒作用：对DNA或 RNA病毒均具有明显的抑制作用。

3. 抗真菌活性：抗菌肽可使真菌形态发生改变，或通过抑制其线粒体能量合成发挥抗真菌作用。

七、其它参与固有免疫的分子

参与固有免疫的免疫分子还有乙型溶素、吞噬细

胞杀菌素和组蛋白等免疫分子。

　　　　　　　第四节　

　固有免疫应答与适应性免疫应答的关系

一、启动适应性免疫应答

二、调控适应性免疫应答的类型和强度

三、参与适应性免疫应答的效应

一、启动适应性免疫应答1. DC对初始 T 细胞具有很强的抗原提呈能力（ 1 ）未成熟的 DC ：摄取、加工处理抗原能力较强， 通过 PRRs 及调理识别受体，或通过吞噬、吞饮 作用摄取抗原。（ 2 ）成熟 DC ：高水平表达MHC I/II 分子，将摄入

的 抗原加工、处理为小分子抗原肽，并以抗原肽 -

MHC复合物形式表达于细胞表面，提供 T 细胞活 化第一信号。

2. DC 和活化的巨噬细胞：

　表面表达的共刺激分子可为 T 细胞活化提供第二信号。

二、调控适应性免疫应答的类型和强度

1. 细胞因子的作用

2. 补体活化片段的作用

　　 C3d 包被的抗原可＋ CD21 和 BCR 结合，降低B 细胞对抗原产生应答的阈值，增强 B 细胞对 TD

的初次应答强度。

3. 补体受体、 Fcγ受体在诱导及维持免疫记忆中也发挥重要的作用。

三、参与适应性免疫应答的效应1. 多数细胞因子是通过活化吞噬细胞和 NK 细胞，提高其吞噬能力或杀伤活性清除侵入机体的病原生物。2. 吞噬细胞是抗感染免疫最重要的效应细胞之一，侵入机体的绝大多数病原生物可被活化的吞噬细胞吞噬杀伤并清除体外。

3. 抗体本身不能直接清除病原生物，只有在吞噬细胞和 NK 细胞以及补体的参与下，通过调理吞噬或 ADCC 等机制，才能有效杀伤和清除病原生物等异物。

固有免疫细胞启动并参与适用性免疫应答

四、固有免疫应答的作用时相

（一）瞬时固有免疫应答

（二）早期固有免疫应答

（三）适应性免疫应答

（一）瞬时固有免疫应答　 1. 发生时间：于感染后 0～ 4小时之内。

　 2. 参与成分：各种屏障结构、吞噬细胞、细胞因　　　　子和补体等。

3. 作用：

a. 皮肤粘膜及其分泌液中的抗菌物质可阻挡病

原生物对机体的入侵，具有即刻免疫防御作用。

b. 局部存在的吞噬细胞迅速吞噬或通过直接激活补

体旁路途径而被溶解破坏；

c. 促炎性细胞因子，具有趋化和活化吞噬细胞作

用，进而使其发挥强大的吞噬杀伤效应。

d. 中性粒细胞浸润是细菌感染性炎症反应的重要特

征。大多数病原生物感染终止于这一时相。

（二）早期固有免疫应答

　 1. 发生时间：发生于感染后 4～ 96小时之间。

　 2. 参与成分：包括吞噬细胞、 B1 细胞、 γδT 细胞、

NKT 细胞、补体以及一些细胞因子和炎性介质等。

3. 作用

（ 1 ）吞噬细胞被募集到炎症反应部位，增强局部抗

　感染免疫应答能力。

（ 2 ）吞噬细胞活化，产生大量促炎性细胞因子和炎

　性介质，使局部血管通透性增强，利于吞噬细

　胞、补体和抗体等进入感染部位，扩大固有免

　疫应答能力。

（ 3 ） TNF 等活化血小板，致血栓形成，有效地阻止

　局部病原生物进入血流，防止菌血症发生。

（ 4 ）某些促炎性细胞因子既可直接作用于下丘

　脑的体温调节中枢引起发热，也可刺激肝

　细胞合成分泌一系列急性期蛋白，活化补

　体，增强调理作用和溶菌效应。

（ 5 ） B1 细胞可在 48小时之内产生以 IgM为主的相

　　应抗体，在补体的协同作用下对进入血流且表

　　达上述相同抗原的病原生物产生杀伤溶解作用。

（三）适应性免疫应答　 1. 发生时间：发生于感染96小时之后。

　 2. 参与成分： DC和活化的巨噬细胞。

3. 作用

专职抗原提呈细胞 →加工处理抗原为小分子抗原肽 → 以抗原肽 -MHC 分子复合物的形式表达于细胞表面 → 同时表面协同刺激分子表达上调 →经淋巴或血液循环进入外周免疫器官 →与抗原特异性淋巴细胞之间的相互作用，诱导机体产生适应性免疫应答。

思考题

1. 举例说明固有免疫细胞的吞噬与杀伤效 应机制。2. 试比较固有免疫应答和适应性免疫应答的特点。