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关于免疫学知识的超全科普

日期:2019-08-30 22:20:00 来源: 干细胞者说 点击:

免疫细胞就像人类体内的“警察部门”,负责清除体内垃圾如凋亡细胞,叛徒如肿瘤细胞,外敌如病毒和病菌。作为“部门员工”,健康活力的免疫细胞,才是我们极为珍贵的生命宝藏。

免疫系统是身体的卫士,由免疫细胞、免疫器官、免疫物质组成,和外来病原体、体内变异细胞做斗争,维持人体内环境的健康。比如,皮肤和粘膜等组织作为先天性免疫系统,是阻止外来异物进入体内的第一道防线。而每个人身上每天有数万亿个细胞在复制,在致癌物(吸烟、电离辐射、幽门螺杆菌等)影响下,每天约有50-100万个细胞在复制过程中可发生突变,有的突变细胞进一步变为癌细胞。

我们之所以没有得癌,是因为我们的免疫系统,这世界上最好的“医生”,一直在和癌细胞周旋,免疫系统一方面识别和清除外来入侵的细菌、病毒等,另一方面也会将体内发生突变的肿瘤细胞、衰老细胞、死亡细胞或其他有害的成分清除掉。

快来一起认识下我们体内强大的免疫系统吧。

1、免疫系统的组成

我(免疫系统)就是人体(这个国家)的“军队”,时刻保护着机体,抵抗内部变异垃圾及外来病原微生物的侵扰。人们常把我的这种保护功能叫免疫力。我先说说我这个“军队”组成。

免疫系统分先天性免疫和后天性(获得性)免疫两大类。先天性免疫是人生下来就存在,获得性免疫是人生下来之后在生存过程中逐渐获得的。近来人们习惯按照我们的功能来分,具体如下:

(1)固有免疫

固有免疫包括肥大细胞、巨噬细胞、NK细胞、中性粒细胞、DC细胞。免疫细胞在体内的分布有着重要的战略意义。

肥大细胞是守卫机体门户的“哨兵”细胞,主要分布在皮肤、粘膜下组织和血管壁周围等微生物进入机体所必经的通道。它们识别微生物所特有的各种危险信号,之后释放胞质颗粒中的炎症因子,召集各种免疫细胞至被侵组织部位,启动炎症过程。

巨噬细胞是分布于全身各种组织之中的“常驻边防部队”,它们具有较强的吞噬与杀伤能力,是微生物穿过体表后的第一道防线。占外周血白细胞总数2/3(60-70%)的中性粒细胞是不停地随血液循环巡逻机体的“野战”部队,能够在趋化介质(生化物质)的趋化下穿出血管壁、迅速抵达发生感染的组织部位,执行吞噬与消化微生物的功能。中性粒细胞的寿命仅有几天,因此又被称作免疫系统的“敢死队”。巨噬细胞与中性粒细胞统称为吞噬细胞。

自然杀伤细胞(NK细胞)是机体重要的免疫细胞,不仅与抗肿瘤、抗病毒感染和免疫调节有关,而且在某些情况下参与超敏反应和自身免疫性疾病的发生。自然杀伤细胞不具有典型T 、B 淋巴细胞表面标志和特征的淋巴细胞,其来源于骨髓淋巴样干细胞,在骨髓内发育成熟。主要存在于血液和淋巴组织,该细胞胞浆中有嗜天青颗粒,故称大颗粒淋巴细胞。

(2)适应性免疫

随着动物由低等向高等的进化,动物体内的免疫系统也由简单变得愈加复杂和有效,到了脊椎动物出现了具有高度记忆性和记忆功能的适应性免疫系统。这里的“适应性”是指免疫系统在接受了生存环境中的微生物或者其他外来物质的刺激之后,使其本身的状态发生了变化,获得了针对该种微生物或者抗原的免疫力,能够更为有效地完成防御的使命。

实际上适应性免疫系统是在固有免疫系统的基础上的一次飞跃,它使免疫系统增加了“现代化”的成分和功能。其主要特点之一是其能够区分不同微生物或者抗原之间的细微差异,与现代战争的“精确打击”有点相似,因此又被称作特异性免疫系统。

T淋巴细胞和B淋巴细胞是免疫系统的“现代化”军队。人体内的淋巴细胞总数与脑细胞或者肝细胞的数量相当。它们以淋巴结为驻扎“营地”,在血液与淋巴系统之间不断循环。他们通过各自表达的T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)识别抗原,适应性免疫应答(反应)。可以分为细胞免疫应答和体液免疫应答。

B淋巴细胞通过BCR识别抗原后被活化,开始增殖并进一步分化为浆细胞。浆细胞的主要功能是合成并分泌抗体,又被称为免疫球蛋白。B细胞所分泌的抗体分子与BCR具有同样的抗原特异性。

T淋巴细胞分为CD4和CD8两大类。前者为辅助性T细胞,是免疫应答的“指挥官”,主要通过膜表面的分子和所分泌的细胞因子与其它细胞交换信息,发号施令。后者为杀伤性T细胞,能够直接杀伤被微生物感染的宿主细胞,清除病原体在体内的“加工厂”和“避风港”。

补体是人体万里长城的重要成员之一,并不是一个单独的成分,而是由许多蛋白质组成的一个复杂系统。又叫做补体系统,因其英文名为Complement,所以取其第一字母C代表补体。补体本身固有成分按阿拉伯字数字排序分别称为C1,C2,C3…C9,还有两种分别称为B因子及D 因子的成分;平常我们在医院看病时,医生开的化验单上写有C3,就意味着要对血中补体第三成分进行检查。

在正常情况下,补体的各个成分比较稳定,但一旦被触发(如微生物和抗体结合后),它们便逐个按顺序地行动,来保卫我们的机体。补体除固有成分外,还有一些像我们监察机构一样的调控成分,它们能控制补体行动的强度,不至于行动过分而不分敌我,甚至破坏自身正常的组织,引起疾病。

2、人体的免疫原理

我在人体内,有好多职业。就像一个国家,有“国防军”、“公安局”、“清洁队”一样。有时我当兵,有时值勤,有时我当清洁工。今天我给大家说说我是怎样完成这些职业的。

根据防范的病原体不同分为两种:特异性免疫和非特异性免疫。

特异性免疫只能防止一种细菌或一种病毒感染。比如服用了小儿麻痹糖丸,就只能预防小儿麻痹;注射了乙肝疫苗,就只能预防乙型肝炎。非特异性免疫则是什么细菌、病毒都能防,比如皮肤什么细菌都阻挡;干扰素什么病毒都“干扰”。

特异性免疫是后天获得的,是人生下来之后,通过打预防针或接触病原微生物患过某种疾病而获得的某种特定的免疫力;非特异性免疫则是先天的,爹妈给的,生来就有。

(1)特异性免疫:针对性防范,有的放矢

人类认识特异性免疫是从天花开始的。那是1000多年以前,当时天花肆虐。随着人们与天花的接触,逐渐发现,不但大难不死的天花病人以后不会再得天花,而且有些接触过天花病人的人也不会得天花。

这启发了人们,人们开始把天花病人结的痂剥下来,干燥后碾成粉末,吹到没有得过天花的人的鼻子里,希望能预防天花,结果成功了,被吹过天花痂粉的人真的不得天花了。后经数百年的探索,终于诞生了我们后来接种的“牛痘”疫苗,并最终消灭了天花。

人类也从此开始研制各种疫苗,现在已经能够生产许多疫苗,预防多种传染病。像儿童打的白百破三联疫苗就可以预防白喉、百日咳、破伤风;儿童、成人都能注射的乙肝疫苗可以预防乙型肝炎等等。那么,这种特异性免疫是怎样产生的呢?这还得从“根儿”上——骨髓说起。

骨髓属于免疫器官。骨髓内有一种很重要的细胞叫做骨髓造血干细胞,具有多种分化潜能,就像一名18岁应征入伍的新兵一样,既可以被培养成通信兵,也可以被训练成炮兵。干细胞可以根据身体需要变成(医学叫分化)红细胞、白细胞、吞噬细胞等等,其中有一部分会变成淋巴干细胞。

淋巴干细胞又兵分两路:一路原地不动,就在骨髓变成B细胞,然后随血液到达脾脏、淋巴结定居;另一路则随血液到达胸腺,在胸腺分化成T细胞,也随血液到达脾脏、淋巴结,和B细胞一起待命,准备发挥免疫功能。

外界病原微生物(医生叫它们抗原)侵入机体后,如果能够“过五关斩六将”进入血液到达脾脏、淋巴结的话,T、B细胞就该发挥作用了。

首先,T细胞受到这种病原微生物的刺激会进入激活状态,变成医生们说的致敏T细胞。致敏T细胞有两个特点:一是对这种病原微生物有攻击能力,能杀死这种病原微生物;二是对这种病原微生物有识别和记忆功能,下次再见到这种病原微生物时能认识它,并继续攻击它。

B细胞在病原微生物的刺激下会产生一种物质,这种物质能够与该病原微生物结合,使之失去活性,医生管这种物质叫抗体。如果今后这种病原微生物再次侵入机体,致敏T细胞就会冲上前去与它们作斗争,抗体则会与它们结合,使其失去致病能力。由此可见,机体的免疫系统只要见过某种病原微生物一次,就具备了对该病原微生物的免疫力。这也是为什么人只要服用或注射了某种疫苗,或患过这种传染病就能对这种病原体有免疫力的原因。

(2)非特异性免疫:广泛性防范

非特异性免疫功能是由三大防线构成的:

第一道防线:机械阻挡,如前面所说的皮肤、黏膜,负责阻挡外界病原微生物进入机体。

第二道防线:吞噬细胞,它们存在于血液和各种组织中,作用是吞噬、消灭进入机体的细菌、病毒等病原微生物。

第三道防线:血液、组织液和各种分泌液中存在着的多种抗微生物物质,比如唾液中的溶菌酶可以溶解进入口腔的细菌,人体细胞受到病毒感染后,可以产生干扰素,干扰素能够杀死病毒。由此可见,非特异性免疫是特异性免疫的基础,特异性免疫和非特异性免疫相辅相成,共同维护人体健康。

以细菌为例,如果某种细菌从呼吸道或消化道进入人体,首先呼吸道或消化道的黏膜进行阻挡;没阻挡住,它进入到血液或组织中,吞噬细胞和它作斗争——吃掉它或破坏它;还没把它消灭掉,它会进入淋巴结、脾脏,在这里T细胞在它的刺激下会变成致敏T细胞,B细胞在它的刺激下会产生抗体,继续与它作斗争。

以后如果这种细菌再次入侵,具有识别功能的致敏T细胞会产生得更多,B细胞也会生成更多的抗体,使体内与这种细菌作斗争的力量更加强大。这就是免疫系统为您效力的过程。怎么样,它是不是您须臾不可离的保护神。

3、排异反应和过敏反应

(1)排斥反应:盲目排斥“异己”

您已经知道,作为免疫系统的我,对外来病原微生物具有识别能力。事实上,我不但能识别病原微生物,还能够识别一切外来物,只要不是我主人的组织细胞,我都认识,而且一概攻击。因为不同人的细胞表面样子是不一样的,医生称这种不一样为“抗原不一样”,称这种能力为“自我识别能力”。正是因为有这种“自我识别能力”,才能担当起免疫的三大功能。可是,有时候也会因为具有这种能力而犯错误。

我的行为准则是:凡是自己的都是好的,坚决保护;凡是外来的,都是坏的,一概排斥。问题也就随之而来。举个大家最熟悉的例子:比如我的主人受伤了,伤得很重,需要输血。可不管多么危急,所输的血的血型必须与我主人的血型一样(即抗原一样),否则,我会把输进主人体内的血当“异己”排斥掉,医生称之为“溶血反应”,即输进主人体内的红细胞被溶解。

再如,移植排斥反应。假如主人的某个器官———肾(心脏等,随便什么器官)不行了,而正好有一个好心人愿意把自己的器官献给主人。应该说,这是好事吧,可是不行,因为过不了我这一关。我是不能够让任何“异己”物质进入主人机体的,因为我不会区分好坏。

这就麻烦了,尽管人类已经完全解决了器官移植的技术问题,在很多情况下,也能够解决器官供体问题,但就是因为过不了我这一关,致使人类至今不能随心所欲地进行器官移植。不知有多少需要脏器移植的人,因我而绝望。这是我“忠于职守”犯下的第一个错误。

(2)过敏反应:自身免疫性疾病

按理说,我应该能够识别“自己”的物质,对自己的组织细胞不产生免疫反应,可有的时候也会出现错误。有时是我的问题,有时则是主人的问题。比如有时人被链球菌感染,患了扁桃腺炎,半个月后又突然得了肾炎,这就是我在识别功能上出了问题。原来链球菌与人的肾脏细胞有一部分长得相似,我本来是想生产抗链球菌的抗体,因为识别错误而产生了抗自己主人肾细胞的抗体,结果引起了肾炎。

有时就是主人的问题了,比如他服用了一些药物,或受到了电离辐射,使他自身的组织细胞发生了变化,与原来长得不一样了。我当然认不清了,还以为是“外来异物”呢,于是产生抗体,加以攻击,结果引起诸多疾病。

有的时候,干脆“什么原因也没有”(事实上,可能是目前还没有搞清楚),我会“凭白无故”地产生对自己主人细胞的抗体,引起自身免疫反应,医生称这类疾病为“自身免疫性疾病”。

(3)敌友不分:“大水冲了龙王庙”

有的时候,既不是外来抗原,我也没犯什么错误,可还是出了问题。比如有些人在遭到严重的眼外伤后,医生会动员病人摘掉眼球,为的是防止“交感性眼炎”。

交感性眼炎是什么病呢?原来,眼球里面的组织从一出生就被包裹着,从来没有进入过血液、淋巴结和脾脏,T细胞、B细胞则从来没有接触过它们,自然也就不认识它们。当眼睛(比如左眼)遇到外伤时,左眼球破裂,左眼里面的组织细胞难免会进入到血液中,我就傻了——“这是什么东西?”“没见过,一定是异物。

于是我开始产生抗眼球组织的抗体。抗体不分左右呀,自然是左右眼一起抗,于是就会发生“左眼伤风右眼跟着感冒”,即医生说的交感性眼炎。最后的结果是右眼也保不住,所以医生只好让您把受伤的左眼去掉,以达到“丢卒保车”的目的。

像眼球这样的情况还有几种,比如甲状腺、男性的睾丸,都因一直处于包裹之中,致使虽然是自家人,我却不认识。就像对待家里的一个亲戚似的,本来是一家人,可因为他一直在外地,我从来没有见过他,一天他突然登门造访,我不认识他,自然把他当外人,持排斥态度,态度自然不好了。


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(责任编辑:xsq)

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