集体备课-Lecturenotes样版固有免疫和NK细胞固有免疫应答

集体备课附件2集体备课附件2—Lecturenotes样版集体备课附件2集体备课附件2—Lecturenotes样版固有免疫和NK细胞固有免疫应答（Innateimmuneresponse）是指机体固有免疫细胞和固有免疫分子在识别病原体及其产物或体内衰老损伤、畸变细胞等抗原性异物后，迅速活化吞噬杀伤、清除体内病原体或体内非己抗原性异物，产生非特异性防御、监视、自稳等保护作用的过程。固有免疫系统由固有免疫组织屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子组成。一、组织屏障.皮肤粘膜屏障：物理屏障、化学屏障、微生物屏障。.体内屏障：包括血-脑屏障、血-胎盘屏障、血-胸腺屏障、血-睾屏障等，也起到了防御病原体入侵和维持内环境稳定的作用。二、固有免疫细胞固有免疫细胞主要包括吞噬细胞（中性粒和单个核吞噬细胞系统）、树突状细胞、NK细胞、NKT细胞、y5T细胞、B1细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞等。（1）吞噬细胞（phagocyte）吞噬细胞包括中性粒细胞和单核/巨噬细胞，这两类吞噬细胞对入侵体内的微生物的应答均极为快速，其中巨噬细胞的作用更为持续（感染后1~2天），是参与固有免疫晚期应答的主要效应细胞。1）中性粒细胞neutrophil）来源于骨髓的造血干细胞，成年人血液中中性粒细胞的数量约占白细胞总数的55%-70%。中性粒细胞处于机体抵御微生物病原体，特别是在化脓性细菌入侵的第一线。中性粒细胞内含有大量溶酶体酶，因此能将吞噬入细胞内的细菌和组织碎片分解，还可产生大量的过氧化物及超氧化物等细胞毒性效应分子，对寄生虫具有杀伤活性。2）单核吞噬细胞系统（mononuclearphaqocytesystem,MPS）:是体内具有最活跃生物学功能的细胞类型之一。能产生各种溶酶体酶、溶菌酶、髓过氧化物酶等，可销毁吞入细胞内的异物；反应性氧中间产物与髓过氧化物酶等协同杀灭微生物；TNF-a、NO等是M。杀伤肿瘤等靶细胞的重要效应分子；IL-1、IL-12、IFN-y、前列腺素等具有免疫调节作用。（2）yST细胞黄T细胞（bTcell）是指TCR由y链和5链组成的T细胞，与a0T细胞具有共同的祖细胞，也在胸腺发育成熟。主要分布于粘膜、上皮组织以及外周血中。（3）NKT细胞NKT细胞的TCR缺乏多样性，抗原识别谱较窄，与传统的T细胞不同，不能识别由经典的MHC-I、II类分子提呈的抗原肽，而只识别由细胞表面CD1d分子提呈的脂类。（4）B-1细胞B-1细胞B-1cell是表达CD5分子的B细胞亚群，B-1细胞约占B细胞总数的5%-10%。成熟的B-1细胞主要定居于腹膜腔、胸膜腔和肠道固有层中。B-1细胞所合成的低亲和力IgM能与多种不同的抗原表位结合，B-1细胞在免疫应答的早期发挥作用，尤其在腹膜腔等部位能对微生物感染迅速产生抗体。y8T细胞、NKT、B-1细胞是一类介于适应性免疫细胞和固有免疫细胞之间的固有样淋巴细胞（innate-likelymphocytes,ILLs）。3．固有免疫分子固有免疫分子主要包括补体系统、细胞因子、抗菌肽和具有抗菌作用的酶类物质。（1）补体系统：补体系统是存在于人体血清中的一组球蛋白，是参与固有免疫应答的最重要免疫效应分子，也是固有免疫和适应性免疫之间重要的桥梁，具有多方面的生物学效应。（详见补体部分）。（2）细胞因子：主要与调节机体的免疫应答、造血功能和炎症反应有关，如干扰素（interferon,IFN）可干扰病毒蛋白合成，抑制病毒复制或扩散；趋化因子（IL-8、MCP-1、MIP-1a等）可募集、活化吞噬细胞，增强机体抗感染免疫应答能力；IFN-y、TNF、IL-12和GM-CSF等可激活巨噬细胞和NK细胞，有效杀伤肿瘤和病毒感染的靶细胞，发挥抗肿瘤、抗病毒作用；促炎细胞因子（IL-1、IL-6、TNF-a）可促进抗感染的炎症反应。（3）抗菌肽及酶类物质1）溶菌酶（lysozyme）是一种不耐热的碱性蛋白质，广泛存在于人体多种组织中。溶菌酶能够裂解革兰氏阳性菌细胞壁中N-乙酰葡萄糖胺与N-乙酰胞壁酸之间的。-1,4糖苷键，使细胞壁重要组分不溶性肽聚糖分解成可溶性糖肽，导致细胞壁破裂内容物逸出，从而导致细菌溶解、破坏。革兰氏阴性菌的肽聚糖外还有脂多糖和脂蛋白包裹，故对溶菌酶不敏感。2）防御素（defensin）：防御素分布在从植物、低等动物到哺乳动物等几乎所有的生物类群中，是其自身防御体系的重要组成部分，对细菌、真菌和某些有囊膜病毒具有直接杀伤作用。大多是由29-42个氨基酸残基组成的小分子多肽，含3对分子内二硫键，根据其二硫键位置的不同可分为a-防御素、供防御素、。-防御素三类。人和哺乳动物体内存在的a-防御素为阳离子多肽。固有免疫应答的识别机制固有免疫识别的靶结构通常是仅存在于病原微生物（即不存在于哺乳动物细胞）或其产物的某些特征性组分，是许多相关微生物所共有的高度保守的特定分子结构，称之为病原体相关分子模式（pathogen-associatedmolecularpatterns，PAMP）。由于PAMP能够广泛表达在病原体上，而不表达于宿主细胞上，并为微生物的生存或致病性所必需，所以固有免疫系统（关键是巨噬细胞和DC等固有免疫细胞）表面有限种类的PRR可单独或共同识别PAMP或多种PAMP的组合，充分区别“自我”和“非己”。机体自身成分和环境无害抗原由于不含PAMP，故不能启动巨噬细胞和DC等活化。PAMP主集体备课附件2集体备课附件2—Lecturenotes样版集体备课附件2集体备课附件2—Lecturenotes样版要包括：①由微生物合成的脂质复合体和碳水化合物，如脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)(大多数革兰氏阴性菌的细胞壁成分)，肽聚糖(peptidoglycan,PGN)(革兰氏阳性/阴性菌的的胞壁成分，磷壁酸(lipoteichoicacid，LTA)(大多数革兰氏阳性菌胞壁成分)，甘露糖(微生物细胞壁上糖蛋白和糖脂中的典型成分)，真菌的酵母多糖等；②微生物体内的特征性蛋白，如N-甲酰甲硫醇等；③微生物特异的核苷酸，如细菌体内的非甲基化CpGDNA序歹九复制病毒所产生的双链RNA(double-strandedRNA,dsRNA)等。危险模式理论危险模式理论认为：机体经过长期进化,可感知病原微生物入侵和自身组织损伤,并启动相应的防御机制，以清除病原微生物并修复组织损伤。机体所识别的危险信号统称为危险相关分子模式(danqerassociatemolecularpatterns,DAMP)。DAMP主要分为两大类：(1)内源性危险信号：由各种原因(如炎症、损伤、缺氧、应激等因素)刺激后迅速释放到细胞间隙或血液循环中,在宿主防御反应和组织修复中发挥重要作用的一系歹结构和功能多样的物质，如热休克蛋白(heatshockprotein,HSP)、高迁移率族蛋白1(HMGB1)、防御素30£0成足)、氧自由基、胞外基质降解物、神经介质、RNA和DNA等。(2)外源性危险信号即病原体微生物表面的PAMP,包括LPS、非甲基化CpGDNA、dsDNA等。模式识别受体固有免疫细胞表面存在可识别一种或多种PAMP或DAMP的受体，称之为模式识别受体(patternrecoqnitionreceptor,PRR)。抗原提呈细胞表达PRR,通过PRR识别生物体(如细菌)的保守分子。PRR是整个固有免疫应答研究的枢纽。PRR的分类PRR基因在胚系基因组中得以世代遗传,较少多样性；非克隆表达,可存在于多种固有免疫效应细胞(尤其是巨噬细胞、树突状细胞等专职抗原提呈细胞)上。PRR能够与广泛表达在病原微生物上的PAMP发生特异性结合，效应细胞即时发挥多种生物学效应。PRR主要可分为三大类：(1)分泌型PRR：是可在血液和淋巴液中循环的分泌分子，如C-反应蛋白，可结合细菌细胞壁的磷脂酰胆碱；甘露聚糖结合凝集素(MBL),是在肝脏中合成的，能与细菌、酵母菌及某些病毒和寄生虫表面的甘露糖基特异性结合的一种血清C型凝集素，可作为急性期反应成分调理带甘露糖的病原体,激活补体系统、调节炎症、促进调理吞噬和清除凋亡细胞。(2)内吞型PRR：吞噬细胞表面可识别并结合病原微生物PAMP,介导吞噬细胞对病原体的摄取和运输,参与病原体在溶酶体中的降解及病原体蛋白质的加工和处理的多种跨膜受体。内吞型PRR主要包括：巨噬细胞上的甘露糖受体(mannosereceptors,MR),是C类凝集素受体家族成员之一,能够结合和内吞表达多聚甘露糖残基的微粒体,从而介导巨噬细胞的吞噬作用；巨噬细胞的清道夫受体(scavengerreceptor,SR)如SR-AI、SR-AII和MARCO,是三次穿膜糖蛋白，可识别氧化的低密度脂蛋白，并可能参与动脉粥样硬化的形成，清道夫受体还能结合LPS、LTA和整个细菌，可作为吞噬受体清除入侵病原体，SRA和CD36能够识别和介导对受损细胞和凋亡细胞的吞噬清除作用。（3）信号转导型受体：这些模式识别受体主要分布在细胞表面、内体、溶酶体或胞浆内，并通过选择性或者特定性的信号转导通路诱导不同的基因表达，从而精细调控针对不同病原体的PAMP的天然免疫应答反应和炎症反应。主要包括四大类：第一类是Toll样受体家族（Toll-likereceptors，TLR），第二类是识别RNA的维甲酸诱导基因I样受体家族lretinoic-acid-induciblegeneI（RIG-I）-likereceptors，RLR］，第三类是识别DNA受体家族，第四类是主要识别肽聚糖的核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族（nucleotide-bindingoliqomerizationdomain（NOD）-likereceptors，NLR）。表1TLR的定位及配体受体定位外源性配体内源性配体TLR1细胞膜细菌、分支杆菌来源的三酰基脂多肽未知TLR2细胞膜革兰氏阳性菌来源的脂磷壁酸（LTA）真菌来源的酵母聚糖双糖链蛋白多糖高迁移率族蛋白1（HMGB1）TLR3TLR4溶酶体内体细胞膜分支杆菌来源的脂阿拉伯甘露聚糖病毒来源的dsRNA人工合成的聚肌胞苷酸（poly（I:C））革兰氏阴性菌来源的LPS呼吸道合胞病毒（RSV）来源的融合蛋白小鼠乳房肿瘤病毒来源的（MMTV）衣壳蛋白植物（抗肿瘤药物）来源的紫杉酚（小鼠）透明质酸片段RNA（死细胞来源）髓系相关蛋白8/14（Mrp8/14）纤连蛋白III型重复外结构A透明质酸片段肺表面活性蛋白A高迁移率族蛋白1（HMGB1）TLR5细胞膜细菌来源的鞭毛蛋白氧化磷脂双糖链蛋白多糖热休克蛋白B-防御素2未知TLR6TLR7细胞膜溶酶体内体支原体来源的二酰基脂肽真菌来源的酵母多糖革兰氏阳性菌来源的LTA病毒来源的单链RNA（ssRNA）人工合成的咪唑喹啉/咪喹莫特（Imiquimod）、未知核内小RNA咪唑醌醇/R-848、咪唑喹啉/S-27610、洛索立宾溶酶体(Loxoribine)病毒来源的ssRNA核内小RNATLR8内体人工合成的R-848溶酶体细菌和病毒来源的非甲基化CpGDNA高迁移率族蛋白1（HMGB1）TLR9内体疟原虫来源的疟原虫色素染色质-IgG复合物溶酶体未知未知TLR10内体尿路致病菌来源的未知配体未知TLR11细胞膜弓形虫来源的穿孔素样分子固有免疫和适应性免疫的联系两者是相辅相成的、密不可分的。固有免疫是适应性免疫应答的始动者固有免疫往往是适应性免疫启动的先决条件，如树突状细胞和吞噬细胞吞噬病原生物实际上是一个加工和提呈抗原的过程，为适应性免疫应答的识别准备了条件。固有免疫影响适应性免疫应答的类型固有免疫细胞能够通过模式识别受体，识别不同的PAMP,产生不同类型的细胞因子谱。而在适应性免疫中，初始T细胞能够根据微环境（尤其是细胞因子种类）分化为不同效应细胞亚群，从而决定适应性免疫应答的类型。如巨噬细胞通过PRR识别机制而被活化，分泌以IL-12为主的细胞因子，从而诱导Th0细胞向Th1细胞分化；肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞及巨噬细胞受到胞外病原体或某些寄生虫（如蠕虫）刺激、pDC在病毒感染刺激下，可产生IL-4、IL-5或IL-10，从而诱导Th0细胞向Th2细胞分化。NK细胞NK细胞是不同于T、B细胞的大颗粒淋巴细胞，不表达T细胞（TCRa。或TCRyb或CD3）和B细胞（CD19或BCR）所特有的膜表面分子。无需抗原的预先刺激与活化即可直接杀伤被病毒感染的自身细胞或者肿瘤细胞，因此称为自然杀伤细胞（naturalkillercell，NKcell），即NK细胞。NK细胞主要由造血干细胞（hematopoieticstemcell,HSC）分化而来，具有独立于T、B细胞之外的发育途径。人NK细胞表面标志是TCR-,mIg-,CD56+,CD16+。NK细胞的受体NK细胞表面受体种类繁多，根据受体的特征及发挥的功能分为活化性受体、抑制性受体、黏附分子受体、细胞因子受体和趋化因子受体等。这些受体通过其所具有的不同生物学集体备课附件2集体备课附件2—Lecturenotes样版集体备课附件2集体备课附件2—Lecturenotes样版效应介导NK细胞与靶细胞之