? ? ? ?來源:細胞王國 ? ? ? ?健全的免疫系統有三大功能,這決定了免疫系統的工作效率,進而決定一個人的免疫力高低。 ? ? ? ?本系列撰文《免疫系統三大功能》,將帶您探尋免疫系統發揮功效的三大能力:免疫監視、免疫應答、免疫記憶,看人體免疫系統是如何分步執行任務,完成清除細菌、病毒等病原體,從而來保護人體健康的。 ? ? ? ?“免疫”,從字面意思拆開解釋,就是“免除疾病”,即抵抗多種傳染性疾病的發生,保護機體不受感染。 ? ? ? ?免疫學發展至今,“免疫”(immunity)有了更科學廣泛的含義,免疫系統擁有可以識別、區分“自己”和“異己”的能力,“免疫”最終排除異己,保護自己維持生理健康的穩定。 ? ? ? ?在整個過程中,免疫系統(immune system)其實是依賴它的三大功能實現的,分別是“免疫監視”(immune surveillance)、“免疫應答”(immune response)和“免疫記憶”(immune memory)。 ? ? ? ?按照順序,本篇文章首先介紹,“免疫監視”。 ? ? ? ?免疫監視,是機體長期進化過程中形成的一種天然防御功能,此功能仿佛開啟上帝視角,監視身體的一舉一動,哪里有入侵者,哪里出現異己……免疫監視,最重要的就是區別敵我。 ? ? ? ?這是如何實現的呢? 一、免疫監視的兩大步驟:識別與區分 ? ? ? ?免疫監視相當于免疫系統的“偵查系統”,它最重要的能力是“識別(recognition)和區分(distinction)”。 ? ? ? ?在微觀世界中,細菌或者病毒的外觀是主要的識別內容。 △ 免疫細胞識別并吞噬病毒 ? ? ? ?就算作為入侵者,作為背叛者,敵人們之間也是會打扮自己的,這種打扮就造成了細菌或者病毒的外觀“與眾不同”,擁有了自己獨特的密碼。 ? ? ? ?細菌或者病毒通過制造特殊結構的蛋白質,比如病原體相關模式分子(PAMP,pathogen-associated molecular patterns),來打扮自己的外觀。它們就像病原體表面的一個半開狀態的開關,而如果我們通過模式識別受體(PRR, pattern recognition receptor)捕捉到這個特定結構的開關,就可以識別病原體,從而獲悉某種異物的存在。 ? ? ? ?雖然隨著進化,敵人越來越聰明,可能會演化出相似的外觀迷惑免疫系統,但最終,歷經艱辛的信號,能直接被先天性免疫細胞,巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞識別,完成免疫監視的第一步。 ? ? ? ?如果說“識別”依靠的是細菌、病毒表面的外衣,那么“區分”則相反,依靠的是正常細胞的“良民證”。先天性免疫細胞,比如NK細胞,信號都是一并識別的,而到底是“自己”還是“異己”,取決于它接觸到“自己”,它就能感受到“安全”,所以,那些不能提供證據證明自身清白的,就是“異己”信號。 ? ? ? ?這個“良民證”叫做MHC分子(主要組織相容性復合物),在人類中是HLA,即人類白細胞抗原。 ? ? ? ?NK細胞表面有眾多接收MHC信號的受體,分為激活性KAR和抑制性KIR兩類。正常細胞的MHC類分子結合的是抑制性受體,使得NK細胞處于抑制狀態,那么NK細胞便不會誤傷“自己”。樹突狀細胞也不會將“自己”的信號進一步傳遞。 △ 細胞表明的受體與抑制受體 ? ? ? ?細菌或者病毒感染的細胞,發生變異的正常細胞表面的MHC類分子表達減少或者缺失,則不會介導KIR導致的NK細胞抑制,從而表現為殺傷作用。 二、免疫監視與先天免疫 ? ? ? ?我們已知,人體健康的保衛有三大防線。 ? ? ? ?第一道防線是物理屏障,皮膚和黏膜。第二道防線是先天免疫,免疫細胞的直接識別與吞噬。第三道防線是獲得性免疫,比如T細胞和B細胞,B細胞可以分泌抗體狙擊,T細胞釋放炸彈打擊。 ? ? ? ?可以看出,免疫是分層次遞進的,按照發生的先后順序,如上述提到,主要分為兩種,一種是先天免疫(innate immunity),一種是獲得性免疫(adaptive immunity),也叫做后天免疫。 ? ? ? ?先天免疫一般發生在免疫開始的0~96小時,而獲得性免疫的發生時相則在第96小時以后。 △ 時刻在體內巡邏的免疫細胞 ? ? ? ?先天免疫相當于人體的隱形盔甲,擁有成員巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞、單核細胞、樹突狀細胞等。其中,巨噬細胞、中性粒細胞、NK細胞辛勤地在身體中巡邏,檢查每一個路過“人員”的信息,發現潛在的入侵者,和身體正常細胞的叛變者。樹突狀細胞負責將“異己”的特異性信息“抗原”傳遞。 ? ? ? ?“巡邏”、“檢查”、“發現”、“傳遞”…… ? ? ? ?原來,免疫監視功能是由先天免疫實現的。 三、免疫監視與NK細胞 ? ? ? ?先天免疫的眾多免疫細胞中,NK細胞十分特殊,因為它既有一點的免疫監視功能,又有一部分免疫應答的能力。
? ? ? ?當一部分細菌、病毒趁虛而入,突破皮膚等第一道防線后,先天性免疫細胞中的NK細胞,會依次通過識別與區分,發現這些異物并直接吞噬,或者分泌殺菌物質狙擊。 ? ? ? ?此時,除了PAMP-PRR這個開關模式,有些異物可能會模仿出相似的結構來迷惑免疫細胞,那么NK細胞還能夠依賴另外一種開關模式來完成免疫監視功能。 ? ? ? ?這種模式就是補體(complement)。血液中有一種叫做補體的物質,是一群“半開關”的集合,它們是身體的第一道防線。一旦一個補體識別到了異物的外觀,一個開關就被觸發了,一個開關的力量是薄弱的,是不足以實現免疫監視的,但補體依賴3條獨立的激活途徑,可以將信號級聯放大。 ? ? ? ?補體通過改變自身的結構,使得它能夠將識別的范圍擴大,并聯系上其它小伙伴,擴大成團體行動。另一方面,補體可以發射更小的結構到血液中,將識別的難度降低,最終被NK細胞捕獲。 △ NK細胞正在絞殺受感染的細胞 ? ? ? ?由此看出,NK細胞免疫監視的能力,可謂十分全面,能夠盡最大可能地發現入侵的外來者,或者體內變性的細胞等,做到不放過“一個”。 ? ? ? ?而下一篇文章中,我們也會介紹到,NK細胞還具有一定的免疫應答能力,使得先天免疫的功能也更加的豐富。 ? ? ? ?先天免疫,比如其中的NK細胞,一“識別”,二“區分”,將入侵人體的病原微生物,或者體內叛亂的變異細胞等異己,精準揪出來,站好免疫監視的崗位,保護身體的健康。 ? ? ??如涉及知識產權請與我司聯系
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