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體液免疫
來源:互聯(lián)網(wǎng)

所謂體液免疫(humoral 免疫力),即以效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生抗體來達(dá)到保護(hù)目的的免疫機制。負(fù)責(zé)體液免疫的細(xì)胞是B細(xì)胞。體液免疫的抗原多為相對分子質(zhì)量在10,000以上的蛋白質(zhì)多糖大分子,病毒顆粒和細(xì)菌表面都帶有不同的抗原,所以都能引起體液免疫。

簡介

抗原和B細(xì)胞抗原受體(BCR)的種類都非常多,在體液免疫中B淋巴細(xì)胞的BCR直接與抗原結(jié)合。一種B淋巴細(xì)胞表面只有一種BCR。一種抗原侵入體內(nèi),只有帶有與這種抗原互補的BCR的B淋巴細(xì)胞才能與之結(jié)合,只有得到選擇刺激的B淋巴細(xì)胞克隆才能得到擴增(克隆選擇學(xué)說)。

成分要素

B細(xì)胞B細(xì)胞產(chǎn)生漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞

第一步:B細(xì)胞表面的受體分子與互補的抗原分子結(jié)合后,活化、長大,并迅速分裂產(chǎn)生一個有同樣免疫能力的細(xì)胞群——克隆(clone)、無性繁殖系。其中一部分成為漿細(xì)胞,產(chǎn)生抗體;一部分發(fā)展為記憶細(xì)胞(memory cell)。

第二步:需要巨噬細(xì)胞和Th細(xì)胞的參與。Mφ表面帶有MHCⅡ分子,它們吞噬入侵的病原體,抗原分子經(jīng)Mφ處理后表達(dá)在細(xì)胞膜上,夾在MHCⅡ分子的溝中。Th細(xì)胞表面帶有不同的受體,能識別Mφ表面MHC+特異的抗原分子結(jié)合物。B細(xì)胞表面帶有MHC分子,可和特異的抗原分子結(jié)合,Th細(xì)胞可刺激結(jié)合Ag的B細(xì)胞分化。這一步比第一步作用更強大。

漿細(xì)胞漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體。漿細(xì)胞一般停留在各種淋巴結(jié)。每一個漿細(xì)胞每秒鐘能產(chǎn)生2000個抗體,它們壽命很短,經(jīng)幾天大量產(chǎn)生抗體之后就死去,而抗體則進(jìn)入血液循環(huán)發(fā)揮生理作用。漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體“Y”兩短臂末端高變區(qū)與抗原結(jié)合,抗體的柄端(FC)可與吞噬細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞)上的受體結(jié)合而使抗原—抗體復(fù)合物被吞噬。

記憶細(xì)胞記憶細(xì)胞與二次免疫反應(yīng),記憶細(xì)胞不能分泌抗體,只能通過產(chǎn)生漿細(xì)胞,由漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體。它們壽命長、對抗原十分敏感,能“記住”入侵的抗原。

當(dāng)同樣抗原第二次入侵時,能更快的做出反應(yīng),很快分裂產(chǎn)生新的漿細(xì)胞和新的記憶細(xì)胞,漿細(xì)胞再次產(chǎn)生抗體消滅抗原。這就是二次免疫反應(yīng)。它比初次反應(yīng)更快,也更強烈。

體液免疫的兩個關(guān)鍵

產(chǎn)生高效而短命的漿細(xì)胞,由漿細(xì)胞分泌抗體清除抗原

產(chǎn)生壽命長的記憶細(xì)胞,發(fā)生二次反應(yīng)立即消滅再次入侵的同樣抗原。

檢測

臨床上一個反復(fù)發(fā)作的化膿感染,常使醫(yī)生想到患者是否有免疫缺陷病病,一般原發(fā)免疫缺陷發(fā)病年齡很小,而繼發(fā)性免疫缺陷病人多在30歲以上。絕大多數(shù)免疫缺陷病人多表現(xiàn)為體液細(xì)胞免疫同時受損,所以應(yīng)全面檢查這兩方面的功能。遺憾的是,目前應(yīng)用的檢測方法的局限性,其結(jié)果常難以得出明確結(jié)論。

免疫球蛋白

1、血清免疫球蛋白的測定

血清免疫球蛋白(Ig)的測定是檢查體液免疫功能最常用的方法。由于目前還沒有發(fā)現(xiàn)由IgD和IgE缺陷所致疾病,所以通常檢測IgG、IgM、IgA,這三類Ig就可以代表血清Ig的水平(表20-2)。檢測發(fā)現(xiàn)三類Ig水平均明顯低下,就可考慮體液免疫缺陷病。但在分析兒童Ig水平時,應(yīng)注意Ig的水平隨年齡而變化。

體液免疫功能缺陷首先考慮患者血清Ig水平,如果所有類別Ig水平均降低,即稱為一般性聯(lián)低丙種球蛋白血癥。如果免疫球蛋白水平極度低下,或IgG、IgM、IgA,三類Ig總量低于2mg/ml則稱為嚴(yán)重低丙種球蛋白血癥或無丙種球蛋白血癥(agammaglobulinemia)。如果只一種或兩種Ig水平降低,則稱為異常丙種球蛋白血癥(dysgammaglobulinemia)。

一般性低丙種球蛋白血癥多見于繼發(fā)性免疫缺陷病。無丙種球蛋白血癥常見于原發(fā)免疫缺陷病。但是常有約50%IgA缺陷病人無臨床癥狀,伴有反復(fù)感染的IgA缺陷病人常同時有IgG的缺陷。常規(guī)的定量檢測血中Ig的方法是單向免疫擴散和免疫比濁法。

2、分泌型IgA(SIgA)的測定

SIgA是粘膜抗感染的重要因素,但是粘膜抗感染還包括少量滲出的IgM和IgG,還有細(xì)胞免疫的作用。由SIgA缺陷病人常可檢測出針對牛奶或其他食物蛋白的沉淀抗體和自身抗體,說明機體對抗原蛋白質(zhì)吸收異常,同時也存在免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能紊亂。一般來說血清IgA缺陷病人常伴有SIgA缺陷,反之亦然。說明在機體中血清IgA和SIgA之間有某種生物相關(guān)性。

最近也有報導(dǎo)少數(shù)SIgA缺陷病人的血清IgA水平正常,因而分別檢查血清中和分泌液中IgA水平還是有必要的。目前用免疫比濁法可較精確地測定分泌液中IgA時和IgM和IgC水平。在用單向免疫擴散和免疫比濁法定量IgA時,因抗血清是針對這兩型共有的α鏈的,故不能區(qū)分SIgA和血清來源的IgA。而應(yīng)用抗分泌小體的抗體用酶免疫分析法,可區(qū)分血清IgA和分泌型IgA,并可對SIgA進(jìn)行定量。

3、常見抗體的測定

檢測體液免疫功能的另一種方法是定量測定正常人體內(nèi)的幾種常見的抗體水平。常見的抗體通常是指嗜異性凝集素、抗溶血素O抗體以及麻疹病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒的抗體。

在嚴(yán)重免疫缺陷病病人缺乏上述抗體,常見抗體的缺損可驗證或支持免疫蛋白測定的結(jié)果。然而對于比較復(fù)雜的免疫缺陷,由于這類抗體主要反映過去的免疫應(yīng)答能力,此外這種初次應(yīng)答能力持續(xù)期短,易于消退,所以對新近發(fā)生的繼發(fā)性免疫缺陷的診斷幫助不大。

B細(xì)胞

原發(fā)性免疫缺陷和繼發(fā)性免疫缺陷均可導(dǎo)致體液免疫功能下降。原發(fā)性體液免疫功能缺陷可能由于B細(xì)胞分化障礙,細(xì)胞內(nèi)合成Ig功能紊亂或由于抑制性細(xì)胞功能過強。繼發(fā)性體液免疫功能降低可能由于蛋白質(zhì)大量丟失,蛋白質(zhì)吸收障礙、營養(yǎng)不良、免疫抑制治療的副作用,病毒感染(艾滋病)等。在診斷原發(fā)性體液免疫功能缺損中可檢查B細(xì)胞的數(shù)目和功能以確定造成缺損的原因。

1.外周血B細(xì)胞數(shù)目的檢測首先進(jìn)行常規(guī)的外周血免疫細(xì)胞總數(shù)和分類計數(shù)檢查,這些結(jié)果是評價病人免疫系統(tǒng)功能狀態(tài)的基本資料。由于在全血中淋巴細(xì)胞所占比例很少,而T細(xì)胞和B細(xì)胞不能藉形態(tài)學(xué)特征分類,所以外周血B細(xì)胞數(shù)檢測需先從全血分離出富含淋巴細(xì)胞的單個核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cell,PBM)。再依靠B細(xì)胞表面有免疫球蛋白分子或其他特征來檢查B細(xì)胞。常用的方法是將待檢者的PBM用FITC標(biāo)記的免疫抗人Ig作直接免疫熒光染色,在熒光顯微鏡下顯熒光的細(xì)胞為帶有表面免疫球蛋白的B細(xì)胞。正常人B細(xì)胞的約占PBM的10%。

2.外周血B細(xì)胞功能的檢測 分離受檢者血液PBM細(xì)胞,體外培養(yǎng)時加入B細(xì)胞刺激物如RWM(美洲商陸刺激素)或SAC(金黃色莆萄球菌來源的刺激物)后由B細(xì)胞變成Ig分泌細(xì)胞的數(shù)量。體液免疫功能缺損患者,其PBM對PWM和SACA刺激的反應(yīng)降低,產(chǎn)生Ig分泌細(xì)胞數(shù)正常人顯著減少。在進(jìn)一步檢查這種免疫缺損的原因,則應(yīng)檢查是由B細(xì)胞或TH細(xì)胞缺損所致,還是由于TS細(xì)胞數(shù)量或活性增強引起的。

抗體形成細(xì)胞計數(shù):檢查人類Ig分泌細(xì)胞是用反向溶血性貧血空斑檢測(reversed hemolytic plaque assay)法。將待檢人的PBM、用spa包被的SRBC(SPA-SRBC)、兔抗人Ig抗體、補體四種成分混合,灌入用兩張玻片做成的小室,密封好,放入溫箱培養(yǎng)1-3小時,,在此期間,作為抗人Ig抗體的免疫IgG的FC段可與SRBC表面SPA結(jié)合,當(dāng)Ig分細(xì)胞分泌出游離的Ig分子時,這些人Ig分子與SRBC表面的抗人Ig抗體結(jié)合形成免疫復(fù)合物,即可活化補體,使SPA-SRBC溶解,因此在Ig分泌細(xì)胞周圍形成一個圓形的溶血性貧血區(qū),稱為溶血空斑,每一個溶血的空斑就代表一個Ig分泌細(xì)胞。

檢查小鼠Ig分泌細(xì)胞應(yīng)用的溶血空斑試驗比較簡單,即SRBC免疫注射小鼠,4天后取脾制成單個細(xì)胞懸液,加入一定量SRBC(靶細(xì)胞)混合,在補體參加下,產(chǎn)生抗體的細(xì)胞分泌出的Ig與SRBC(抗原)結(jié)合在補體作用下,溶血,表現(xiàn)肉眼可見的溶血空斑。計數(shù)空斑數(shù)代表分泌抗體的細(xì)胞數(shù)。

循環(huán)過程

體液免疫是一個相當(dāng)復(fù)雜的連續(xù)過程,大體上可以分為三個階段。

感應(yīng)階段

抗原進(jìn)入機體后,除少數(shù)可以直接作用于淋巴細(xì)胞外,大多數(shù)抗原都要經(jīng)過吞噬細(xì)胞的攝取和處理,經(jīng)過處理的抗原,可將其內(nèi)部隱蔽的抗原決定簇暴露出來。然后,吞噬細(xì)胞將抗原呈遞給T細(xì)胞,刺激T細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子,淋巴因子刺激B細(xì)胞進(jìn)一步增殖分化成漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞。少數(shù)抗原可以直接刺激B細(xì)胞。

反應(yīng)階段

B細(xì)胞接受抗原刺激后,開始進(jìn)行一系列的增殖\分化,形成效應(yīng)B細(xì)胞。在這個過程中,有一小部分B細(xì)胞成為記憶細(xì)胞,該細(xì)胞可以在體內(nèi)抗原消失數(shù)月乃至數(shù)十年以后,仍保持對抗原的記憶。當(dāng)同一種抗原再次進(jìn)入機體時,記憶細(xì)胞就會迅速增殖、分化,形成大量的效應(yīng)B細(xì)胞,繼而產(chǎn)生更強的特異性免疫反應(yīng),及時將抗原清除。

效應(yīng)階段

在這一階段,抗原成為被作用的對象,效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生的抗體可以與相應(yīng)的抗原特異性結(jié)合,發(fā)揮免疫效應(yīng)。例如,抗體與入侵的病菌結(jié)合,可以抑制病菌的繁殖或是對宿主細(xì)胞的黏附,從而防止感染和疾病的發(fā)生;抗體與病毒結(jié)合后,可以使病毒失去侵染和破壞宿主細(xì)胞的能力。在多數(shù)情況下,抗原抗體結(jié)合后會發(fā)生進(jìn)一步的變化,如形成沉淀或細(xì)胞集團(tuán),進(jìn)而被吞噬細(xì)胞吞噬消化,等等。

免疫異同

指B細(xì)胞在T細(xì)胞輔助下,接受抗原刺激后形成效應(yīng)B細(xì)胞和記憶細(xì)胞。效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生的具有專一性的抗體 與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合后完成的免疫反應(yīng)。體液免疫的關(guān)鍵過程是產(chǎn)生高效而短命的效應(yīng)B細(xì)胞,由效應(yīng)B細(xì)胞分泌抗體清除抗原。產(chǎn)生壽命長的記憶細(xì)胞,在血液和淋巴中循環(huán),隨時“監(jiān)察”,如有同樣抗原再度入侵,立即發(fā)生免疫反應(yīng)以消滅之(二次反應(yīng))。

細(xì)胞免疫

指T細(xì)胞在接受抗原刺激后形成效應(yīng)T細(xì)胞和記憶細(xì)胞。效應(yīng)T細(xì)胞與靶細(xì)胞特異性結(jié)合,導(dǎo)致靶細(xì)胞破裂死亡的免疫反應(yīng)。

免疫功能

而且還相互配合共同發(fā)揮免疫效應(yīng)。病毒感染過程中,往往是先通過體液免疫來阻止病毒在機體內(nèi)傳播,若病毒已經(jīng)侵染到宿主細(xì)胞中,就要通過細(xì)胞免疫。這是效應(yīng)T細(xì)胞與靶細(xì)胞結(jié)合,使靶細(xì)胞通透性改變,滲透壓發(fā)生變化,最終導(dǎo)致靶細(xì)胞破裂死亡。

胞內(nèi)寄生物

體液免疫先起作用,阻止寄生物的散播感染;當(dāng)寄生物進(jìn)入細(xì)胞后細(xì)胞免疫將抗原釋放;再由體液免疫最后清除。若細(xì)胞免疫不存在時,體液免疫也將大部分喪失。

機體關(guān)系

機體內(nèi)各系統(tǒng)可抽象地以集合概念表明,則神經(jīng),免疫和內(nèi)分泌三系統(tǒng)間的關(guān)系可以圖10-1中的集合群表示。其中三個集合兩兩重疊處可分別代表神經(jīng)(N)與免疫(I),免疫(I)與內(nèi)分泌(E)及神經(jīng)(N)與內(nèi)分泌(E)間的共同范疇,而三重疊部應(yīng)視為神經(jīng)、免疫和內(nèi)分泌的共同內(nèi)容(NIE)。集合間各有種組合方式可羅列如表10-1和圖10-2。

圖10-1神經(jīng)(N)、免疫(I)和內(nèi)分泌(E)系統(tǒng)的關(guān)系

圖10-2N、I、E間作用方式

由表10-1可見,神經(jīng)免疫內(nèi)分泌學(xué)(NIE)與神經(jīng)內(nèi)分泌學(xué)(NE)、神經(jīng)免疫學(xué)(NI)和免疫內(nèi)分泌學(xué)(IE)相比,涉及更為復(fù)雜的系統(tǒng)間影響和作用。內(nèi)內(nèi)涵廣泛,并以NE、NI和IE間的聯(lián)系為基礎(chǔ)。系統(tǒng)間作用方式,既有直接和間接之分,亦要同時和先后之別,系統(tǒng)間交互作用的性質(zhì)可為增強、減弱、修飾、允許或協(xié)同,借變頻、變時和變力等方式體現(xiàn)。系統(tǒng)間作用的屬性,可有生理和病理性之分,是質(zhì)和量的互變過程。上述關(guān)系圖示為二維描述,實際應(yīng)為立體過程,結(jié)合時間變量,則三大系統(tǒng)間的交互影響即為四維圖象,這難以直觀圖示。

鑒于目前描述神經(jīng),免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)間關(guān)系的術(shù)語較多且易混淆,缺乏統(tǒng)一性,故應(yīng)確定術(shù)語的范疇及相互關(guān)聯(lián)系,以決定相應(yīng)學(xué)科內(nèi)容及領(lǐng)域。

作用機轉(zhuǎn)

當(dāng)抗原(病菌或病毒)第一次感染人體時,會被先天免疫的細(xì)胞所吞噬、清除,而其中一部分細(xì)胞特稱APC——在刺激B細(xì)胞方面主要為樹狀細(xì)胞(dendritic cells),APC抗原遞呈現(xiàn)細(xì)胞(抗原presenting cell),它們除了能吞噬、分解抗原,還能將分解后的碎片(一小段peptides)呈現(xiàn)(present)給B cell,使之活化、分裂,并經(jīng)clonoal selection(細(xì)胞細(xì)選擇、株落選擇)節(jié)選出對抗原最具親和力的抗體,(此時為lgm),抗體的變異區(qū)(variable region)能與抗原產(chǎn)生專一性的結(jié)合,阻止它感染正常細(xì)胞,并用另一端的FC portion與巨噬細(xì)胞結(jié)合,使巨噬細(xì)胞吞噬抗原,達(dá)到消菌的目的。

活化的B細(xì)胞在過一段時日(通常大于四周)后會把分泌的抗體由lgm轉(zhuǎn)變?yōu)閘gG。lgG在人體的壽命遠(yuǎn)較lgm長,約六個月。受過第一次刺激的B細(xì)胞在四周后變?yōu)橛洃汢細(xì)胞(memory cells),除了分泌lgG外,它還能在第二次感染時以更快的時間產(chǎn)生更多的抗體,同時,memory B cell在人體特定抗原的感染而言是具有終身的保護(hù)作用的。這也是打新型冠狀病毒疫苗能保護(hù)一個人免疫受特定病菌感染的原因。

相關(guān)術(shù)語

在現(xiàn)代內(nèi)分泌學(xué)的理論體系中,“內(nèi)分泌”概念應(yīng)包括內(nèi)分泌、神經(jīng)內(nèi)分泌、旁分泌和自分泌等方式;而激素的內(nèi)涵亦大為增加,諸如局部激素、循環(huán)激素、神經(jīng)激素等,而許多免疫因子如淋巴因子和單核因子等均符合激素的標(biāo)準(zhǔn);嚴(yán)格地講,神經(jīng)系統(tǒng)免疫系統(tǒng)既與內(nèi)分泌系統(tǒng)有種種區(qū)別,又有諸多共性,這也是系統(tǒng)間相互影響的基礎(chǔ)。表10-1N、I、E間的作用和聯(lián)系方式及相應(yīng)學(xué)科劃分。

細(xì)胞免疫和體液免疫是借助于血液循環(huán)、淋巴循環(huán)或組織液而進(jìn)行和實現(xiàn)的生理過程,而神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)控也最終由循環(huán)血液或組織液完成,故在此交匯路途上難免發(fā)生交叉性影響和作用。所以神經(jīng)內(nèi)分泌或免疫內(nèi)分泌聯(lián)系在活體內(nèi)必將受到免疫或神經(jīng)源性因素的影響。已研究的神經(jīng)免疫學(xué)領(lǐng)域和內(nèi)容,絕大多數(shù)發(fā)現(xiàn)有內(nèi)分泌因素或成份的參與。精神和心理活動以及行為的共同基礎(chǔ)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的高級功能活動,由此可把精神神經(jīng)免疫學(xué)(psychoneuroimmunology)及行為神經(jīng)免疫心理學(xué)(behaviouralneuroimmunololgy)劃入神經(jīng)免疫內(nèi)分泌學(xué)(neuroimmunoendocrinology),作為其重要的分支學(xué)科。

神經(jīng)免疫內(nèi)分泌學(xué)可直接引用神經(jīng)科學(xué)、免疫學(xué)和內(nèi)分泌學(xué)的相關(guān)概念和理論,其研究方法應(yīng)是跨學(xué)科的,研究工作應(yīng)采用多重指標(biāo),全面觀察,對相關(guān)臨床問題的考察,更應(yīng)從多方面入手,分清主次矛盾,并應(yīng)考慮與其它系統(tǒng)的聯(lián)系和影響,以期在不同水平上全面而完整地反映機體的真實生理過程。

參考資料 >

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