免疫系统概述

免疫系统概述

免疫系统 骨髓(Bone marrow) 胸腺(Thymus) 中枢免疫器官脾脏(Spleen) 淋巴结(lymph nodes) 皮肤相关的淋巴组织(SALT) 粘膜相关的淋巴组织(MALT) 免疫系统外周免疫器官免疫细胞：T、B和NK细胞，MΦ、DC等免疫分子：免疫球蛋白、补体、细胞因子、黏附分子

中枢免疫器官 • 中枢免疫器官（central immune organs），又称中枢淋巴器官或一级／初级淋巴器官（primary lymphoid organs），是免疫细胞发生、分化、筛选与成熟的场所，包括胸腺和骨髓，在鸟类还包括腔上囊（法氏囊）。

骨髓 • 骨髓主要由造血干细胞(hematopoietic stem cells，HSC)、血细胞前体细胞、网状基质细胞以及大量脂肪组织组成，它既是造血器官，又是免疫细胞发育场所 • 骨髓实质被交错分布的网状组织分割，这些网状组织由网状基质细胞、巨噬细胞和细胞外基质组成。除了为造血细胞提供机械支架以外，还可分泌细胞分化所需的一些因子，为细胞之间的相互作用提供良好的环境，称之为造血微环境

骨髓的功能 骨髓是各类免疫细胞发生的场所，同时也是B淋巴细胞分化成熟的场所。 • 骨髓多能造血干细胞首先分化为髓系祖细胞（myeloid progenitors）和淋巴系祖细胞（lymphoid progenitors）。 • 髓系祖细胞最终分化成熟为粒细胞、单核细胞、红细胞和血小板。 • 一部分淋巴系祖细胞经血液迁入胸腺，发育成熟为具有免疫功能的T细胞；另一部分则在骨髓内继续分化为B细胞或自然杀伤细胞（NK细胞），然后经血液循环迁至外周免疫器官。

骨髓的功能 骨髓也是B细胞发生应答的场所，尤其在再次免疫应答中。 • 外周免疫器官生发中心的记忆B细胞在特异性抗原刺激下被活化，经淋巴和血液进入骨髓，分化成熟为浆细胞，并产生大量抗体（主要为IgG），释放至血液循环。 • 在骨髓中发生的再次应答，可缓慢、持久地产生大量抗体，成为血清抗体的主要来源，表明骨髓是再次体液免疫应答发生的主要部位。从某种意义上说，骨髓既是中枢免疫器官，又是外周免疫器官。

腔上囊 • 又名法氏囊(Bursa of Fabricius) • 禽类特有的免疫器官，B细胞发育场所

胸腺(Thymus) • T细胞分化、成熟的场所，位于胸骨之后，由两叶扁平的淋巴组织组成。 • 裸鼠（nude mice，先天无胸腺小鼠）和先天性胸腺发育不全（DiGeorge综合征）的儿童其T细胞发育障碍，导致细胞免疫缺陷，伴体液免疫受损。

Thymus • 皮质主要由胸腺上皮细胞(thymus epithelial cell,TEC)、密集的淋巴细胞(lymphocytes)以及一些巨噬细胞(macrophages)组成。骨髓中T前体细胞经血液循环进入胸腺，即成为胸腺细胞(thymocytes)。胸腺细胞多而密集，占皮质内细胞总数的85%～90%，且为不成熟细胞。胸腺浅皮质内的胸腺上皮细胞也称哺育细胞（nurse cells），可产生激素、细胞因子，促使胸腺细胞逐渐分化为未成熟的CD4＋CD8＋（双阳性）胸腺细胞。深皮质区主要为较成熟的胸腺细胞和中淋巴细胞、树突状细胞。 • 髓质内含大量胸腺上皮细胞和一些疏散分布的胸腺细胞及巨噬细胞。髓质内常见赫氏小体（Hassall’s corpuscles），也称胸腺小体（thymic corpuscles），在胸腺炎症或肿瘤时该小体消失。

胸腺微环境(thymic microenvironment) • 胸腺微环境是决定T细胞分化、增殖和选择性发育的重要条件，主要由胸腺基质细胞、细胞外基质及局部活性物质组成。 • 胸腺上皮细胞是胸腺微环境最重要的组分，以两种方式影响胸腺细胞分化： • ①分泌胸腺激素和细胞因子，诱导胸腺细胞分化为成熟T细胞。这些细胞因子通过与胸腺细胞表面相应受体结合，调节胸腺细胞发育和细胞间相互作用。 • ②细胞间相互接触，通过细胞表面黏附分子及其配体、抗原肽-MHC分子与TCR及CD3分子等相互作用而实现。

胸腺功能 （1）T淋巴细胞在胸腺内的发育和分化 • 胸腺基质细胞通过细胞表面的黏附分子直接与胸腺细胞相互作用，其中胸腺中的“哺育细胞”对T细胞的成熟和分化可能起着重要的调节作用； • 胸腺基质细胞分泌多种细胞因子(cytokines)（如IL-1、IL-6和IL-7）和胸腺激素（如胸腺素、胸腺生成素）诱导胸腺细胞分化； • 胸腺细胞自身分泌多种细胞因子（如IL-2、IL-4）对胸腺细胞本身的分化和成熟也起重要的调节作用。 • 胸腺上皮细胞、巨噬细胞和树突状细胞对于胸腺细胞分化过程中的自身耐受、MHC限制以及T细胞功能性亚群的形成起着决定性作用。

胸腺功能 （2）免疫调节功能胸腺基质细胞可产生多种胸腺激素和细胞因子，参与机体的免疫调节。胸腺激素主要有胸腺素（thymosin）、胸腺刺激激素（thymulin）、胸腺生成素（thymopoietin）、胸腺体液因子（thymus humoral factor）等，具有促进胸腺细胞增殖和分化为成熟T细胞的作用。胸腺细胞产生的细胞因子也具有调节胸腺细胞发育及促进多种细胞相互作用的功能。（3）　屏障作用血胸腺屏障可以阻止血液中的抗原物质进入胸腺实质，从而使淋巴细胞在没有外界抗原物质存在的条件下增殖分化，免于机体出生后对相应外界抗原发生耐受。

外周免疫器官 peripheral immune organs，又称为外周淋巴器官或次级淋巴器官或二级淋巴器官（secondary lymphoid organs），包括淋巴结、脾脏、扁桃体及黏膜淋巴相关组织（mucosal- associated lymphoid tissue，MALT）等。其主要功能是作为免疫细胞定居和增殖的场所，也是免疫细胞接受抗原刺激产生特异性抗体和致敏淋巴细胞等免疫应答的场所。

淋巴结 浅皮质：非胸腺依赖区，B细胞定居场所，淋巴滤泡深皮质：胸腺依赖区/副皮质区， T细胞定居场所皮质淋巴窦皮质淋巴结髓索：含B、T、浆细胞、肥大细胞和巨噬细胞等。髓窦：巨噬细胞相对较多，滤过作用。髓质

淋巴结的功能 （1）滤过、清除抗原异物（Filters and Eliminates Foreign Antigens）淋巴窦内吞噬细胞的吞噬作用以及体液抗体等免疫分子的作用。（2）免疫应答场所（Site for Immune Responses） • 淋巴结是淋巴细胞接受抗原刺激、发生特异性免疫应答的场所。 • B细胞受刺激活化后，高速分化增殖，形成生发中心, 生成大量的浆细胞； • T细胞也可在淋巴结内分化增殖为致敏淋巴细胞。

淋巴结的功能 （3）淋巴细胞定居和再循环基地（Base of Lymphocyte Residence and Recirculation） • 淋巴结是淋巴细胞居留增殖的场所，也是再循环细胞的重要补充来源。T、B淋巴细胞分别在淋巴结的胸腺依赖区及非胸腺依赖区定居。 • 正常情况下，只有少数淋巴细胞在淋巴结内分裂增殖，大部分细胞是再循环的淋巴细胞。血中的淋巴细胞通过毛细血管后静脉进入淋巴结副皮质，然后再经淋巴窦汇入输出淋巴管，进入胸导管或右淋巴管，再回到血液循环。

脾脏脾脏的结构类似淋巴结，其表面有结缔组织被膜，实质分为白髓和红髓。 • 白髓是淋巴细胞聚集之处，沿中央小动脉呈鞘状分布，富含T细胞，相当于淋巴结的副皮质区。白髓中还有淋巴小结，是B细胞居留之处。脾中T细胞约占总淋巴细胞数35％～50％，B细胞约占50％～65％。 • 红髓位于白髓周围，可分为脾索和血窦。脾索为网状结缔组织形成的条索状分支结构；血窦为迂曲的血管，其分支吻合成网。 • 边缘区：红髓与白髓之间的区域，中央小动脉分支由此进入，是再循环淋巴细胞入脾之处。

脾脏的功能 脾脏是储存红细胞的血库，并具有重要的免疫功能。 ①脾脏是免疫细胞定居的场所，是淋巴细胞接受抗原刺激并发生免疫应答的部位。 ②脾脏能合成某些生物活性物质，如补体、干扰素等。 ③滤过作用：脾脏可清除血液中的病原体，以及衰老死亡的自身红细胞、白细胞、某些蜕变细胞及免疫复合物等，从而使血液得到净化。

皮肤黏膜相关淋巴组织 • 1．皮肤相关淋巴组织(skin associated lymphoid tissue, SALT) 包括存在于皮肤表皮中的郎格汉斯细胞（Langerhans cells）、巨噬细胞和肥大细胞等免疫细胞。 • 2．黏膜相关淋巴组织(mucosal associated lymphoid tissue MALT) • 是无被膜的淋巴组织，主要指呼吸道、肠道及泌尿生殖道黏膜固有层和上皮细胞下散在的淋巴组织，以及某些带有生发中心的器官化的淋巴组织，如扁桃体、小肠的派氏集合淋巴结（Peyer’s patch）、阑尾等。 • MALT主要包括鼻相关淋巴组织、肠相关淋巴组织和支气管相关淋巴组织。

皮肤黏膜相关淋巴组织的主要功能 • 构成机体防御外来抗原的第一道防线。由于其面积之大、淋巴细胞在其内存在数量之多，远大于淋巴结及脾脏，因此，有十分重要的免疫防御作用。 • SALT及MALT是免疫应答发生的重要部位，其内的免疫细胞无论在激发全身性免疫应答还是在承担局部的免疫应答中均发挥重要作用。 • 参与免疫应答的效应过程，如迟发型超敏反应常发生在皮肤组织

淋巴细胞及其再循环

造血干细胞及其分化 • 造血干细胞（hematopoietic stem cells，HSC）在人胚胎2周时出现于卵黄囊，4周时开始转移至胚肝，5个月时骨髓开始造血，出生后骨髓成为造血干细胞的主要来源。 • 造血干细胞在造血组织中的比例极低，包括原始造血干细胞或称多能干细胞（pluripotent stem cells）和定向干细胞（committed stem cells）。 • 骨髓、胸腺微环境是造血干细胞分化发育的必要条件。在体外干细胞培养中，骨髓或胸腺基质细胞对支持细胞生长和促进分化起关键作用。

淋巴系祖细胞 髓系祖细胞

免疫细胞 • 凡参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞均可称为免疫细胞（immunocytes）。根据免疫细胞在免疫应答过程中所起的作用不同可分为以下三类： • 淋巴细胞（Lymphocytes） T细胞、B细胞和NK细胞 • T细胞、B细胞有特异性抗原受体，接受抗原刺激后能发生活化、增殖和分化，产生特异性免疫应答，故称免疫活性细胞（immunocompetent cells，ICC），也称抗原特异性淋巴细胞 • 单核-巨噬细胞 (Monocytes and macrophages) • 其他免疫细胞 • 中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞及血小板等。 • 抗原递呈细胞（antigen presenting cells, APC）

淋巴细胞再循环的生物学意义 • ①使淋巴细胞有更多机会与抗原和APC接触。 • ②促使效应细胞迅速迁移至炎症部位，更有效地发挥作用。 • ③淋巴组织可不断从循环池中补充新的淋巴细胞，以增强整个机体的免疫功能。 • ④记忆细胞也可参与再循环，接触相应抗原后进入淋巴组织，迅速活化、增殖和分化，发生快而强的再次免疫应答。淋巴细胞再循环是机体从整体水平动态地行使免疫功能的有效形式。

免疫分子 • 膜型分子（或称膜分子）是免疫细胞间或免疫系统与其他系统（如神经系统、内分泌系统等）细胞间信息传递、相互协调与制约的物质，包括 TCR、BCR、MHC分子、CD分子及细胞黏附分子（cell adhesion molecules，CAMs）等。 • 分泌型分子是由免疫细胞合成并分泌于胞外体液中的免疫应答效应分子，包括抗体分子、补体分子和细胞因子等，主要有抗体、补体及细胞因子等。

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