第2章免疫器官的结构与功能

第二章 免疫器官的结构与功能 杨继红 生命科学学院 目的要求 l掌握： 免疫器官的组成及其功能。 l了解： 粘膜相关淋巴组织的组成、分布、功能， 了解淋巴细胞再循环。 教学内容 第一节 中枢免疫器官 第二节 外周免疫组织和器官 第三节 淋巴细胞归巢与再循环 第三章 免疫器官与组织 呼 吸 系 统 消 化 系 统 血液循环系统 神 经 系 统 骨骼运动系统 生 殖 系 统 泌 尿 系 统 内分泌系统 免 疫 系 统 免疫系统是机体不可或缺的生理系统之一 免疫系统的组成 第一节 中枢免疫器官 l中枢免疫器官 （ Central lymphoid organ）又 初级 淋巴器官（ Primary lymphoid organ） 。 骨髓 （ Bone Marrow）和 法氏囊 （ bursa of Fabricius） 胸腺 （ Thymus） A bilobbed primary lymphoid organ that is required for the generation of immunocompetent CD3CD4 and CD3CD8 cells necessary for adaptive immune response. 一、骨髓和法氏囊 红骨髓 白骨髓 也叫黄骨髓 组成： 由结缔组织、血管、神经和实质细胞组成 位置： 呈海绵样存在于骨松质的腔隙中 功能： 具有活跃的造血功能； 体液免疫应答发生的场所（再次免疫应答；既中 枢又外周免疫器官） 造血组织中的基质细胞主要包括网状细胞、成纤维细 胞、血管内皮细胞、巨噬细胞等，由基质细胞及其分 泌的多种细胞因子（ IL-3、 IL-4、 IL-6、 GM-CSF等） 和细胞外基质共同构成 造血诱导微环境 （ hemopoietic inductive microenvironment， HIM） 骨髓的功能 （ 1）各类免疫细胞发生的场所 多能造血干细胞： 具有分 化成不同谱系血细胞能力 的细胞 髓样祖细胞 淋巴样祖细胞 （ 2） B细胞分化成熟的场所 淋巴样祖细胞 胸腺 发育为成熟的 T细胞 留在骨髓内分化 发育为成熟的 B细胞 表型改变： BCR等 表面标志表达 经血液 （ 3）体液免疫应答发生的场所 l再次体液免疫应答发生的场所 l既是中枢免疫器官又是 外周免疫器官 定居于记忆 B淋巴细胞 相同抗原刺激 浆细胞 骨髓 大量产生抗体 激活 分化 进入 经淋巴液和血液 法氏囊（ Bursa of Fabricius） -相当于哺乳动物骨髓 Bruce Glick and Charlie Chang 法氏囊（ Bursa of Fabricius） 二、胸腺 l胸腺是 T细胞分化成熟的场所，直接决定机体细 胞免疫功能，并影响体液免疫功能。 l大小和结构随年龄不同而有明显差别 n新生期 1520g n青春期 3040g，之后随年龄增长逐渐萎缩退化 n老年期大部分被脂肪组织取代 l胸腺的结构表面有结缔组织被膜，结缔组织伸入 胸腺实质把胸腺分成许多不完全分隔的小叶。小 叶周边为皮质，深部为髓质。 1、胸腺的解剖结构 结缔组织被膜覆盖表面 结缔组织被膜深入胸腺 实质将其分隔成小叶 小叶的外层为皮质，内 层为髓质 皮质髓质交界处含大量血管 1、胸腺的解剖结构 胸腺小叶中靠近边缘的皮质区密集地布满了胸腺细胞，靠近中心的 髓质区则细胞稀少。胸腺为胸腺细胞的发育、成熟提供微环境。 2、胸腺的细胞组成 （ 1）胸腺基质细胞（ thymus stromal cell） 胸腺上皮细胞（ thymus epithelial cell） （ 2）胸腺细胞（ thymocyte） （ 2）胸腺细胞 存在于胸腺被膜下区和皮质边缘区 骨髓产生的前 T细胞经血液循环进入胸腺及称为胸腺细胞 主要存在于皮质深区 存在于皮髓质交界处及髓质区 3、胸腺微环境 细胞外基质 胸腺基质细胞 由胶原蛋白、网状蛋白纤维、葡萄糖胺聚糖和糖 蛋白组成 胸腺微环境 在胸腺细胞分化过程不同环节发挥重要作用 局部活性物质 胸腺上皮细胞 是胸腺微环境的最重要组分 可促进上皮细胞与胸腺细胞接触，并参与胸腺细 胞在胸腺内移行和成熟 （ 1）胸腺上皮细胞 l 分泌胸腺激素促进胸腺细胞增殖、分化、发育。主要的胸 腺激素： n 胸腺素（ thymosin） n 胸腺刺激素（ thymulin） n 胸腺体液因子（ thymus humoral factor ） n 胸腺生成素（ thymopoietin， TP） n 血清胸腺因子（ serum thymic factor） l 产生多种细胞因子，通过与胸腺细胞表面受体结合，调节 胸腺细胞发育和细胞间相互作用。 l 与胸腺细胞直接接触：通过两种细胞表面 配体 -受体 对结 合相互作用。 n 黏附分子与配体 n 细胞因子与受体 n 抗原肽 -MHC分子复合物与 TCR （ 2）细胞外基质 l维持胸腺内细胞的正常生理功能； l促进细胞 细胞间的相互接触； l胸腺细胞移行成熟。 第二节 外周免疫器官与组织 组织进入的抗原 血液进入的抗原 粘膜进入的抗原 APC处理提呈抗原 T 淋巴细胞 T 细胞增 殖分化成效应 T细胞 B细胞识别特异性抗 原 增殖分化成浆 细胞 特异性抗体 外周免疫器官与组织 是 T细胞和 B细胞定居的场 所；是免疫应答的发生的部位。 淋巴结 脾 MALT 第二节 外周免疫器官与组织 l淋巴结（ lymphnodes） l脾脏（ spleen） l粘膜相关淋巴系统 （ mucosa-associated lymphoid system） l扁桃体（ tonsil） 一、淋巴结 淋巴结是被膜包囊物，非常 策略地分布于全身非黏膜部 位的淋巴通道上。 接受和过滤来自于外周组织 间隙液和淋巴液中的抗原及 细胞。 所有淋巴液最终汇到胸导管 并回到外周血中 1、淋巴结的结构 被膜 皮质 髓质 浅皮质区 深皮质区 主要由淋巴滤泡构成， B细胞区 主要含 T细胞和树突状细胞， T细胞区 （ 1）浅皮质区 l 胸腺非依赖区（ thymus independent area）， 是 B细胞定 居的场所。初级滤泡（ primary follicle） 指未受抗原刺激的淋巴滤泡，其内无生发中心，主要 含静止的成熟 B细胞。 次级滤泡（ primary follicle） 指受抗原刺激的淋巴滤泡，其内出现生发中心，主要 大量增殖分化的 B细胞。分化的 B细胞迁移至淋巴结 中心髓质，转化为产抗体的浆细胞 生发中心（ germinal center）： 是体液免疫应答过程中 B细胞大 量增殖、选择、死亡的场所。 （ 2）深皮质区 l 位于浅皮质区和髓质之间，即副皮质区，又称 胸腺依赖区（ thymus independent area ） 是 T细胞（主要是 CD4+T细胞）定居的场所。 淋 巴 结 的 基 本 结 构 HEV 髓质淋巴窦皮质淋巴窦 毛细血管 小梁 输入淋巴管 输出淋巴管 静脉 动脉 髓索 生发中 心 髓质 被膜 毛细血管后微静脉， 也称 高内皮小静脉（ high endothelial venule， HEV） ： 是淋巴组织中的一种特殊小静脉，由内皮细胞组成，是淋巴细胞从血流中迁 移入淋巴组织依赖于高内皮小静脉细胞。 （ 3）髓质 髓索 髓窦 含 B细胞、 T细胞、浆细胞、肥大细胞及 M。 M较多，有较强过滤作用 。 生发中心 次级淋巴滤泡 副皮质区 初级淋巴滤泡 输入淋巴管 髓索 输出淋巴管 髓窦 淋巴结的基本结构 2、淋巴结功能 lT细胞（占 75% ）和 B细胞（占 25% ）定居的场所 l免疫应答发生的场所 l参与淋巴细胞再循环（高内皮细胞） l过滤作用（淋巴窦内 M ） 白髓 红髓 动脉周围淋巴鞘 初级滤泡 边缘区 生发中心 被膜 小梁 血管窦 二、脾脏 1、脾脏的结构 l 脾外层为结缔组织被膜，被膜向脾内伸展形成若干小梁。脾实质可分 为白髓和红髓。 （ 1）白髓 脾白髓 红髓 B细胞冠 边缘窦 生发中心 边缘区 中央动脉 动脉周围淋巴鞘 初 级 滤 泡（ primary follicle） 指未受抗原刺激的淋巴滤泡，其内无生发中心。 次 级 滤 泡（ primary follicle） 指受抗原刺激的淋巴滤泡，其内出现生发中心。 周围淋巴鞘 淋巴滤泡 T细胞居住区 B细胞居住区 白髓（ white pulp）为密集的淋 巴组织，由围绕中央动脉而分布 的动脉周围淋巴鞘、淋巴滤泡和 边缘区组成。 （ 2）红髓 l 红髓分布于被膜下、小梁周围及白髓边缘区外侧的广大区域，由 脾索 和 脾血窦（ splenic sinus） 组成。 n 脾索为索条状组织，主要含 B 细胞、浆细胞、 M 和 DC。 n 脾索之间为脾血窦，其内充满血液。脾索和脾血窦壁上的 M 能吞噬和 清除衰老的血细胞、抗原抗体复合物或其他异物，并具有抗原提呈作用 。 脾白髓 红髓 B细胞冠 边缘窦 边缘区 中央动脉 （ 3）边缘区 l位于白髓和红髓交界处，是血液及淋巴细胞进出 的重要通道。 脾白髓 红髓 B细胞冠 边缘窦 生发中心 边缘区 中央动脉 动脉周围淋巴鞘 2、脾脏的功能 l T 细胞和 B 细胞定居的场所：其中， B 细胞约占脾淋巴细胞总数的 60% ， T 细胞约占 40% 。 l 免疫应答发生的场所 n 脾是机体对血源性抗原产生免疫应答的主要场所。 u血液中的病原体等抗原性异物经血液循环进入脾脏，可刺激 T、 B 细胞活化、 增殖，产生效应 T 细胞和浆细胞，并分泌抗体，发挥免疫效应。 n 脾是体内产生抗体的主要器官，在机体的防御、免疫应答中具有重要地 位。 l 合成某些生物活性物质：脾可合成并分泌某些重要生物活性物质，如 补体成份等。 l 过滤作用：体内约 90% 的循环血液要流经脾脏，脾内的 M 和网状内 皮细胞均有较强的吞噬作用，可清除血液中的病原体、衰老的红细胞 、白细胞、免疫复合物和异物，从而发挥过滤作用，使血液得到净化 。 三、黏膜免疫系统 l黏膜免疫系统（ mucosal lymphoid system ， MIS ）亦称粘膜相关淋巴组织（ mucosal-associated lymphoid tissue， MALT），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 无被膜淋巴组织，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（ Peyers patches， PP）及阑尾等。 黏膜系统在机体免疫中的重要性 l人体黏膜的表面积约 400 平方米，是病原微生物 等抗原性异物入侵机体的主要门户，故 MALT 是 人体重要的防御屏障。 l机体近 50% 的淋巴组织存在于黏膜系统，因此， MALT 又是发生局部特异性免疫应答的主要部位 。 1、 MALT的组成 （ 1）肠相关淋巴组织（ gut-associated lymphoid tissue， GALT） l 包括派氏集合淋巴结、淋巴小结 (淋巴滤泡 )、上皮细胞间淋巴细胞、 固有层中弥散分布的淋巴细胞等。 GALT 的主要作用是抵御侵入肠道 的病原微生物感染。 肠免疫 滤泡 诱导场所 绒毛 初级滤泡 M细胞 l M 细胞（ membranousepithelial cell or microfold cell，膜上皮细胞或 微皱褶细胞）是在派氏集合淋巴滤泡上皮内含有散在的一种扁平细胞 。是一种特化的抗原转运细胞（ specialized antigen transporting cell ）。 M细胞顶部胞质较薄，细胞核位于基底 部，细胞基底部质膜内陷形成一较大的 穹隆状凹腔，内含多个淋巴细胞（ T、 B 细胞）、 M 和 DC。 M 细胞可通过吸附、胞饮和内吞等方式 摄取肠腔内抗原性异物，并以囊泡形式 转运给凹腔内的 M 或 DC，再由它们将 抗原提呈给淋巴细胞。 （ 2） 鼻相关淋巴组织 l 鼻相关淋巴组织（ nasal-associated lymphoid tissue， NALT）包括咽扁桃体、腭扁桃体、舌扁桃体及鼻后部其 他淋巴组织，它们共同组成韦氏环（ Waldeyers ring ）， 其主要作用是抵御经空气传播的病原微生物的感染。 （ 3）支气管相关淋巴组织 l支气管相关淋巴组织（ bronchial-associated tissue， BALT）主要分布于各肺叶的支气管上皮 下，其结构与派氏集合淋巴结相似，滤泡中的淋 巴细胞受抗原刺激后增殖，形成生发中心，其中 主要是 B 细胞。 2、 MALT 的功能及其特点 l 参与黏膜局部免疫应答： MALT 在肠道、呼吸道及泌尿生 殖道黏膜构成了一道免疫屏障，是参与局部特异性免疫应 答的主要部位，在黏膜局部抗感染免疫防御中发挥关键作 用。 l 产生分泌型 IgA： B 细胞在黏膜局部受抗原刺激后所产生 的大量 SIgA，经黏膜上皮细胞分泌至黏膜表面，成为黏膜 局部抵御病原微生物感染的主要机制。 n MALT 中的 B 细胞多为产生可溶性 IgA(SIgA)的 B 细胞，这是因为 u表达 IgA 的 B 细胞可趋向定居于派氏集合淋巴结和固有层淋巴组织； u与淋巴结和脾相比，派氏集合淋巴结含有更多可产生大量 IL-5 的 Th2 细胞，而 IL-5 可促进 B 细胞分化并产生 IgA。 第三节 淋巴细胞归巢与再循环 一、淋巴细胞归巢 l 成熟淋巴细胞离开中枢免疫器官后，经血液循环趋向性迁 移并定居于外周免疫器官或组织的特定区域，称为淋巴细 胞归巢（ lymphocyte homing）。 n 成熟 T 细胞和 B 细胞进入外周淋巴器官后将定向分布于不同的特 定区域，如淋巴结的深皮质区（ T 细胞）或浅皮质区（ B 细胞） ； n 不同功能的淋巴细胞亚群也可选择性迁移至不同的淋巴组织，如 产生 SIgA 的 B 细胞可定向分布于 MALT。 淋巴细胞归巢的机制 l 淋巴细胞归巢现象的分子基础是淋巴细胞与血管内皮细胞 黏附分子的相互作用。 l 介导淋巴细胞归巢的黏附分子称为淋巴细胞归巢受体（ lymphocyte homing receptor， LHR），其相应配体称为 血管地址素（ vascular addressin），主要表达于血管内皮 细胞表面（尤其是 HEV）。 l 随血液循环运行至外周免疫器官（淋巴结）的淋巴细胞， 通过其表面归巢受体与 HEV 表面相应血管地址素结合， 促使淋巴细胞黏附于 HEV，继而迁移至淋巴结相应特定区 域内定居。 二、淋巴细胞再循环 l 定居在外周免疫器官（淋巴结）的淋巴细胞，可由输出淋巴管经淋巴 干、胸导管或右淋巴导管进入血液循环；淋巴细胞随血液循环到达外 周免疫器官后，可穿越 HEV，并重新分布于全身淋巴