免疫系统

第10章 免疫系统,Immune System,概 述,免疫系统（immune system）由淋巴器官、淋巴组织、免疫细胞和免疫活性分子构成。淋巴器官包括中枢淋巴器官（胸腺和骨髓）和外周淋巴器官（淋巴结、脾和扁桃体等）；淋巴组织是构成胸腺、淋巴结、脾和扁桃体等淋巴器官的主要成分，也广泛分布于消化管和呼吸道等非淋巴器官内；免疫细胞包括淋巴细胞、抗原呈递细胞、浆细胞、粒细胞和肥大细胞等，它们或聚集于淋巴组织中，或分散在血液、淋巴及其他组织内；免疫活性分子包括免疫球蛋白、补体、多种细胞因子等，主要由免疫细胞产生。以上成分虽分散于全身各处，但可通过血液循环和淋巴循环相互联系，形成一个整体。,免疫系统的功能,免疫防御：识别和清除进入机体的抗原，包括病原生物、异体细胞和异体大分子；免疫监视：识别和清除体内表面抗原发生变异的细胞，包括肿瘤细胞和病毒感染细胞；免疫稳定：识别和清除体内衰老死亡的细胞，维持内环境的稳定。,一、主要的免疫细胞（一）淋巴细胞,根据淋巴细胞的发生来源、形态特点和免疫功能的不同，可分为T细胞、B细胞和NK细胞三类。1. T细胞 产生于胸腺，主要进行细胞免疫的淋巴细胞称T细胞。根据其在免疫过程中作用的不同，通常把T淋巴细胞分为辅助性T细胞（Th）、细胞毒性T细胞（Tc）和调节性T细胞(Ts)三个亚群。2. B细胞 是骨髓产生的一种淋巴细胞，主要进行体液免疫。受到抗原刺激后，增殖分化为浆细胞，分泌抗体，中和抗原。3. NK细胞 即自然杀伤性淋巴细胞，无需抗原呈递细胞的中介即可活化，能直接杀伤肿瘤细胞和某些病毒感染细胞。,（二）抗原呈递细胞,抗原呈递细胞（antigen-presenting cells）是指能捕获和处理抗原，形成抗原肽MHC分子复合物，将抗原肽呈递给T细胞，并激发后者活化、增殖的一类免疫细胞。专职性抗原呈递细胞主要有树突状细胞、巨噬细胞和B 淋巴细胞。成熟树突状细胞具有大量树枝状突起（图10-1），其抗原呈递能力远强于其他抗原呈递细胞。,二、 淋巴组织,淋巴组织（lymphoid tissue）以网状结缔组织为支架，网眼中充满大量淋巴细胞及其他免疫细胞，是免疫应答的场所。根据其形态、细胞成分和功能特点，一般将淋巴组织分为弥散淋巴组织和淋巴小结两种。,淋巴组织,弥散淋巴组织淋巴小结,（一）弥散淋巴组织,弥散淋巴组织（diffuse lymphoid tissue） 无明确的界限，组织中除有一般的毛细血管和毛细淋巴管外，还常有毛细血管后微静脉，因其内皮细胞为柱状，又称高内皮微静脉（high endothelial venule），是淋巴细胞从血液进入淋巴组织的重要通道。抗原刺激可使弥散淋巴组织扩大，并出现淋巴小结。,（二）淋巴小结,淋巴小结（lymphoid nodule）为球形小体，受到抗原刺激后增大，并产生生发中心（germinal center）。无生发中心的淋巴小结较小，称初级淋巴小结；有生发中心的称次级淋巴小结（图10-2）。生发中心分为深部的暗区（dark zone）和浅部的明区（light zone）。生发中心的周边有一层密集的小型B细胞，尤以顶部最厚，称为小结帽（cap）。,三、淋巴器官,中枢淋巴器官（central lymphoid organ）包括胸腺和骨髓，淋巴性造血干细胞在中枢淋巴器官特殊的微环境影响下，经历不同的分化发育途径，在胸腺形成初始T细胞，在骨髓形成初始B细胞。人在出生前数周，这两类细胞即源源不断地输送到外周淋巴器官和淋巴组织。外周淋巴器官（peripheral lymphoid organ）包括淋巴结、脾、扁桃体等。在胚胎时期，外周淋巴器官即已开始生长，但发育较中枢淋巴器官晚，出生数月后才逐渐发育完善。,（一）胸腺1. 胸腺的结构,胸腺分左右两叶，表面有薄层结缔组织被膜（capsule）。被膜结缔组织成片状伸入胸腺内部，将实质分隔成许多不完全分离的胸腺小叶（thymic lobule）。每个小叶都有皮质和髓质两部分，所有小叶的髓质都相互连续。皮质内胸腺细胞密集，故着色较深；髓质含较多上皮细胞，故着色较浅（图10-3）。胸腺为T细胞发育提供了独特的微环境，除大量胸腺细胞以外，构成这一微环境的细胞主要是胸腺上皮细胞，还有树突状细胞、巨噬细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞、成纤维细胞等，统称胸腺基质细胞（thymic stromal cell）。,（1） 皮质,皮质（cortex）：以胸腺上皮细胞为支架，间隙内含有大量胸腺细胞和少量基质细胞（图10-4）。胸腺上皮细胞（thymic epithelial cell）：分布于被膜下和胸腺细胞之间，多呈星形，有突起，相邻上皮细胞的突起间以桥粒连接成网，细胞表面表达大量MHC分子。某些被膜下上皮细胞胞质丰富，包绕胸腺细胞，称哺育细胞（nurse cell）。胸腺上皮细胞能分泌胸腺素（thymosin）和胸腺生成素（thymopoietin），为胸腺细胞发育所必需。胸腺细胞（thymocyte）：即胸腺内处于不同分化发育阶段的T细胞，在皮质内高度密集，占皮质细胞总数的8590。,（2） 髓质,髓质（medulla）：内含大量胸腺上皮细胞，少量较成熟的胸腺细胞、巨噬细胞等。髓质胸腺上皮细胞呈多边形，胞体较大，也能分泌胸腺激素，部分胸腺上皮细胞构成胸腺小体。胸腺小体（thymic corpuscle）是胸腺髓质的特征性结构，由胸腺上皮细胞呈同心圆状排列而成。小体外周的上皮细胞较幼稚，细胞核明显，细胞可分裂；近小体中心的上皮细胞较成熟，核渐退化，胞质中含有较多的角蛋白，小体中心的上皮细胞则已完全角质化，呈嗜酸性染色，有的已破碎呈均质透明状。小体中还常见巨噬细胞、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞(图10-15)。,2. 血-胸腺屏障,血-胸腺屏障（blood-thymus barrier）：皮质的毛细血管及其周围结构具有屏障作用，称血-胸腺屏障，由下列结构组成：连续毛细血管内皮细胞；内皮周围连续的基膜；血管周隙，内含巨噬细胞；上皮基膜；一层连续的胸腺上皮细胞（图10-5）。血液内一般抗原物质和药物不易透过此屏障，这对维持胸腺内环境的稳定、保证胸腺细胞的正常发育起着极其重要的作用。,3. 胸腺的功能,胸腺是形成初始T细胞的场所，实验证明，若切除新生小鼠的胸腺，该动物即缺乏T细胞，不能排斥异体移植物，周围淋巴器官及淋巴组织中无次级淋巴小结出现，机体产生抗体的能力也明显下降。若在动物出生后数周再切除胸腺，此时因已有大量初始T细胞迁至外周淋巴器官和淋巴组织，已能行使一定的免疫功能，故短期内看不出影响，但机体的免疫力仍会逐渐下降。若给切除胸腺的新生动物移植胸腺，则能明显改善该动物的免疫缺陷状态。胸腺还能分泌胸腺素等多种细胞因子，具有重要的免疫调节功能。,（二）淋巴结1.淋巴结的结构,淋巴结表面有薄层致密结缔组织构成的被膜，数条输入淋巴管（afferent lymphatic vessel）穿越被膜与被膜下淋巴窦相通连（图10-2）。淋巴结的一侧凹陷，为门部，有血管和输出淋巴管（efferent lymphatic vessel）。被膜和门部的结缔组织伸入淋巴结实质形成相互连接的小梁（trabecula），构成淋巴结的粗支架，血管行于其内。在小梁之间为淋巴组织和淋巴窦。淋巴结实质分为皮质和髓质两部分，二者无截然界限（图10-6）。,（1） 皮质,皮质：位于被膜下方，由浅层皮质、副皮质区及皮质淋巴窦构成。浅层皮质（superfacial cortex） 含淋巴小结及小结之间的弥散淋巴组织，为B细胞区（图10-2）。 副皮质区（paracortex zone）位于皮质深层，为较大片的弥散淋巴组织，主要由T细胞组成，又称胸腺依赖区（thymus dependent area）。副皮质区有许多高内皮微静脉，是淋巴细胞再循环途径的重要部位。高内皮微静脉的内皮细胞胞质丰富，其中常见正在穿越的淋巴细胞（图10-7），其内皮细胞核也较一般内皮细胞的大，异染色质少，核仁明显。皮质淋巴窦（cortical sinus ）包括被膜下窦和小梁周窦。,（2） 髓质,由髓索及其间的髓窦组成。髓索（medullary cord）是相互连接的索条状淋巴组织主要含浆细胞、B细胞和巨噬细胞。髓窦（medullary sinus）与皮质淋巴窦的结构相似，但较宽大，腔内的巨噬细胞较多，故有较强的滤过功能（图10-8）。,2. 淋巴结内的淋巴通路,淋巴从输入淋巴管进入被膜下窦和小梁周窦，部分渗入皮质淋巴组织，然后流入髓窦，部分经小梁周窦直接流入髓窦，继而汇入输出淋巴管。淋巴流经一个淋巴结约需数小时，含抗原越多则流速越慢。淋巴经滤过后，其中的细菌等抗原绝大部分被清除。淋巴组织中的细胞和产生的抗体等也不断进入淋巴，因此，输出的淋巴常较输入的淋巴含较多的淋巴细胞和抗体。,3. 淋巴结的功能,滤过淋巴：进入淋巴结的淋巴液常带有各种抗原物质，如细菌、病毒、毒素等。在缓慢地流过淋巴结时，这些抗原物质可被巨噬细胞清除。正常淋巴结对细菌的滤过清除率可达99.5。 免疫应答：淋巴结内细胞免疫应答和体液免疫应答常同时发生。细胞免疫时，副皮质区增大；体液免疫时，淋巴小结增多增大。,4. 淋巴细胞再循环,外周淋巴器官和淋巴组织内的淋巴细胞可经淋巴管进入血流，循环于全身，它们又可通过弥散淋巴组织内的毛细血管后微静脉（高内皮微静脉），再返回淋巴器官或淋巴组织，如此周而复始，从一个淋巴器官到另一个淋巴器官，从一处淋巴组织至另一处淋巴组织不断周游，这种现象称为淋巴细胞再循环（recirculation of lymphocyte）（图10-9）。,（三）脾 1.脾的结构,在新鲜的脾切面上，可见大部分组织为深红色，称红髓；其间有散在分布的灰白色点状区域，称白髓，二者构成了脾的实质。脾富含血管，脾内淋巴组织形成的各种微细结构沿血管有规律地分布（图10-10）。,白髓,动脉周围淋巴鞘淋巴小结(脾小体),脾索：含血细胞的淋巴组织条索脾窦：脾血窦,边缘区,红髓,脾,（1）被膜与小梁,脾的被膜较厚，由富含弹性纤维及平滑肌纤维的致密结缔组织构成，表面覆有间皮。被膜结缔组织伸入脾内形成小梁，构成脾的粗支架。在某些动物，结缔组织内的平滑肌纤维收缩可调节脾的血量。脾动脉从脾门进入后，分支随小梁走行，称小梁动脉。,（2）白髓,白髓（white pulp）：由动脉周围淋巴鞘、淋巴小结和边缘区构成。动脉周围淋巴鞘（periarterial lymphatic sheath）是围绕在中央动脉周围的弥散淋巴组织，其中主要是T细胞，还有一些巨噬细胞和交错突细胞。动脉周围淋巴鞘的一侧可见淋巴小结，又称脾小体，结构与淋巴结的淋巴小结相同，主要由大量B细胞构成。白髓与红髓交界的狭窄区域，称边缘区（marginal zone），含T细胞、B细胞及较多的巨噬细胞。中央动脉的侧支末端在此区膨大，形成小的血窦，称边缘窦（marginal sinus）（图10-11），是血液内抗原及淋巴细胞进入白髓的通道。白髓内的淋巴细胞也可进入边缘窦，参与再循环。,（3）红髓,红髓（red pulp）：分布于被膜下、小梁周围及白髓之间，由脾索和脾血窦组成。脾索（splenic cord）：由富含血细胞的淋巴组织构成，呈不规则的索条状，并互相连接成网。脾索含较多B细胞、浆细胞、巨噬细胞和树突状细胞。脾血窦（splenic sinus）：位于相邻脾索之间，形态不规则，也互连成网。纵切面上，血窦壁如同多孔隙的栏栅，由一层平行排列的长杆状内皮细胞围成，内皮外有不完整的基膜及环行网状纤维；横切面上，可见内皮细胞沿血窦壁排列，核突入管腔，细胞间有0.20.5m宽的间隙（图10-12，图10-13）。脾索内的血细胞可变形穿越内皮细胞间隙进入血窦。血窦外侧有较多巨噬细胞，其突起可通过内皮间隙伸向窦腔。,2. 脾的功能,滤血：脾脏是清除进入血液中的抗原的主要场所，也是清除衰老红细胞的主要场所。当脾肿大或功能亢进时，红细胞破坏过多，可引起贫血。脾切除后，血内的异形衰老红细胞会大量增多。免疫应答：脾组织富含各类免疫细胞，是对血源性抗原物质产生免疫应答的主要部位。造血：胚胎早期的脾有造血功能，成年后，脾内仍含有少量造血干细胞，当机体严重缺血或某些病理状态下，脾可以恢复造血功能。,(四) 扁桃体,扁桃体包括腭扁桃体、咽扁桃体和舌扁桃体，它们与咽黏膜内多处分散的淋巴组织共同组成咽淋巴环，构成机体重要的前沿防线。腭扁桃体呈扁卵圆形，黏膜表面覆盖复层扁平上皮。上皮向下陷入形成数十个隐窝，隐窝周围的固有层有大量淋巴小结及弥散淋巴组织（图10-14），隐窝上皮内含有淋巴细胞、浆细胞、巨噬细胞、朗格汉斯细胞等。咽扁桃体和舌扁桃体较小，结构与腭扁桃体相似。咽扁桃体无隐窝，舌扁桃体也仅有一个浅隐窝，故较少引起炎症。成人的咽扁桃体和舌扁桃体多萎缩退化。,Thank you,巨噬细胞吞噬细菌,图10-1 体外培养的小鼠树突状细胞 免疫细胞化学染色 高倍,图10-2 猫淋巴结皮质 HE染色 低倍,淋巴小结 被膜下淋巴窦 输入淋巴管,图10-3 小儿胸腺 HE染色 低倍,被膜 皮质 髓质,图10-4 胸腺内细胞分布模式图,图10-5 血-胸腺屏障模式图,图10-6 淋巴结 HE染色 低倍,门部 副皮质