先天性免疫

免疫系统分为先天性和适应性两个部分。所有多重细胞的有机体具有先天性免疫反应。两个系统间的根本差别是它们对微生物的识别方式不同。先天性免疫识别由干细胞系编码的受体介导,每个受体通过天然选择产生识别特异性感染的微生物。

1.先天性免疫识别(innate immunity recognition) 微生物的识别问题,因为微生物经常存在突变和异质性。先天免疫反应可以识别存在于大量微生物种群上的少量高度保守结构,这是受体识别分子模式而非特殊结构,因此被称为病原体识别受体。先天性免疫系统使用上百个受体完成免疫反应。由病原体识别受体识别模式称之为病原体相关的分子模式(PAMPs)。特征性PAMPs包括分别共享革兰阴性菌和革兰阳性菌上的脂多糖(LPSs)、磷壁酸、甘露聚糖(酵母菌细胞壁保守成分)和未甲基化的Cp G序列(特征性细菌有而哺乳动物没有的DNA)。尽管PAMPs具有化学上的差别,但是有共同的特征。PAMPs只能由微生物产生,是微生物存活或微生物致病性的基本条件,是病原菌分类所有的不变结构。

2.肺泡巨噬细胞(alveolar macrophage) 肺部巨噬细胞的定居为抵抗肺泡表面微生物的第一道防线。肺部巨噬细胞定居出现在间质内、肺泡内衬、气道管腔和上皮细胞内衬里。这些巨噬细胞有两个来源:肺和肺泡。肺部巨噬细胞由血液循环进入肺的单核细胞分化而来。肺泡巨噬细胞也可以从肺间质中巨噬细胞前体繁殖和分化而来,其杀菌功能取决于4个关键步骤:信号识别、对刺激反应的移动、微生物摄取和消化、介质因子的分泌。

3.天然杀伤细胞(natural killer cells,NK细胞) 肺含有NK细胞。巨噬细胞与NK细胞相互作用在先天免疫反应期间可能是激活巨噬细胞的关键。巨噬细胞与微生物相互作用产生IL-12,IL-12与TNF-α因子共同诱导NK细胞产生干扰素-γ(IFN-γ)。早期IFN-γ激活巨噬细胞并增加其杀菌活性。

4.补体(complement) 补体是先天免疫的重要可溶性蛋白效应因子,当替代通路与缺乏唾液酸的糖类颗粒相互作用时或通过凝集素与某些糖类结合启动经典通路时补体被激活。正常肺泡灌洗液含有功能的补体替代通路,补体激活产生C3b,C3b是一个促进受体介导巨噬细胞吞噬微生物的调理素。补体激活也产生C5a,C5a是一个重要的多形核粒细胞趋化因子。完整的补体通路的激活导致C5b-C9复合物在细菌表面装配,随后发生细菌溶解和死亡。

5.表面活性物质(surfactant) 肺泡上皮细胞分泌的表面活性物质在先天免疫反应中起重要作用。SP-A和SP-D是称之为凝集素的一组蛋白分子成员。尽管SP-A可能没有真正意义上的调理功能,但是其易使肺泡巨噬细胞和Ⅱ型肺泡上皮细胞摄取包裹在脂-SP-A复合物中的细菌。体外试验中,使肺泡巨噬细胞和SP-A接触导致吞噬金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌作用增强。SP-A直接与a型流感嗜血杆菌结合和调理,促进肺泡巨噬细胞趋化,增加GM-CSF和IL-3因子分泌,修饰巨噬细胞氧化物。Ⅱ型肺泡上皮细胞和非纤毛支气管Clara细胞产生SP-D,其介导革兰阴性菌凝集反应。表面活性物质也具有细胞外杀死微生物的作用。