第一节 免疫系统
一、免疫细胞
（一）T淋巴细胞
【来源与分化】
T淋巴细胞来源于骨髓多能干细胞衍生的淋巴干细胞，后者分化为前T细胞，前T细胞再分化、发育、成熟为T细胞。在胸腺内，带有与非己抗原和自身MHC反应的TCR的T细胞克隆增殖分化，称为正选择，具有与自身抗原反应的TCR的T细胞则被清除消灭，称为负选择。被正选择的T细胞上含CD4和CD8，在T细胞与胸腺基质细胞（TSC）结合时，CD8分子与MHC-Ⅰ类抗原结合，从而得以保留，而CD4则消失。此类细胞成为CD8+细胞；同样，与TSC MHC-Ⅱ类分子相结合的T细胞保留了CD4分子而呈CD4+。
【表面分子】
成熟的T细胞有许多表面分子，它们与抗原识别、细胞活化和信息传递有关，比较重要的有T细胞抗原识别受体（TCR）和白细胞分化抗原。
1.T细胞抗原识别受体
TCR是异源二聚体，含α和β链，通过二硫键相结合。两者均有可变区和稳定区。V区的C端由连接（J）片段基因编码，而且在β链含有一个差异性（D）片段基因。TCR蛋白质的V区可与抗原结合。TCR的基因和蛋白质结构，包括 V、D、J、C 区，与免疫球蛋白（Ig）相似，两者均为Ig超家族成员。目前发现TCR由4种多肽键组成（α、β、γ、δ），可分为两种类型，即 α、βTCR 和 γ、δTCR，大多数 TCR 为 α、βTCR，后者识别外来抗原须经过APC的加工处理。外来抗原与APC表面MHC分子形成复合物才能被识别。T细胞表达的蛋白质受体可特异性地结合肽-MHC复合物。TCR与CD3呈复合物形式存在于抗原特异性T细胞表面。它们与CD4、CD8、MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ类分子、淋巴细胞功能相关抗原 1（LFA-1）、细胞黏附分子（ICAM-1，即 CD54）、LFA-2（CD2）、LFA-3（CD58）等协同作用，以识别靶细胞并与其相互作用。
2.白细胞分化抗原
T细胞在细胞分化过程中产生一系列表面抗原，这些抗原统一以分化群（cluster of differentiation，CD）命名，目前已发现并命名的CD分子有163种。
【分类】
T细胞按其表面标志和功能不同可分为两大亚群：CD4+和CD8+，前者主要有迟发型超敏反应T细胞（T cell for delayed type hypersensitivity，TDTH）和诱导-辅助性 T 细胞（inducer-helper T cell，TI/Th），后者包括抑制性T细胞（Ts）和杀伤性T细胞（cyto-cytotoxic T lymphocyte，CTL 或 cytotoxic T cell，Tc）。 近年还发现一类反抑制T细胞（contrasuppressor T cell，TCS）活化后可分泌反抑制因子（contrasuppressor factor，TCSF）。
【主要功能】
1.杀伤靶细胞
主要由TC细胞完成，TC细胞与外来抗原和细胞表面自身MHC类分子结合，经TCR-CD3复合体活化的TC表达IL-2受体和IL-4受体，当它们与IL-2和IL-4结合后即可发生增殖。在IL-2、IL-4和IFN-γ作用下，分化为效应杀伤T细胞，从而杀伤靶细胞。其杀伤靶细胞的机制可能与其释放的穿孔蛋白（perforin，PF）和丝氨酸二酯酶（serine esterase，SE）有关。这一类TC为抗原特异性，对靶细胞的识别受MHC-Ⅰ类的限制。在体外长期培养下，常会失去特异性杀伤作用，表现为非特异性杀伤作用，类似于NK或LAK。
2.介导迟发型超敏反应
主要通过CD4+细胞介导，在CD4+细胞中有一类细胞可以分泌许多活化巨噬细胞的因子，如巨噬细胞活化因子（MAF）、IFN-γ、巨噬细胞移动抑制因子（MIF）等，可活化巨噬细胞，增强其功能。这类细胞在抗真菌和胞内细菌感染时起重要作用。
此外，两大类T细胞亚群是相互拮抗，从而调节免疫应答，CD8+T细胞可抑制T细胞和B细胞的功能，从而保持免疫平衡。CD4+T细胞则通过分泌的细胞因子增强和扩大免疫应答。
（二）B淋巴细胞
【来源与分化】
B淋巴细胞是由哺乳动物骨髓或鸟类法氏囊中淋巴样前体细胞分化成熟而来。成熟B细胞主要定居于淋巴结皮质浅层的淋巴小结和脾脏红髓及白髓的淋巴小结内。在外周血中，B细胞约占淋巴细胞总数的10%～20%。
【表面分子】
B淋巴细胞表面亦有许多表面分子，其中比较重要的有抗原识别受体、膜表面免疫球蛋白（SmIg）、Fc受体、补体受体、有丝分裂原受体和多种细胞因子受体等。
SmIg是B细胞分化过程中表达出来的，它是B细胞分化程度的标志，当淋巴干细胞分化成前B细胞时，胞质中出现μ重链，尚未出现轻链。进一步分化为未成熟B细胞时，细胞表面出现与膜结合的单体IgM；分化为成熟B细胞时，细胞表面除有IgM外，又出现IgD，在B细胞受抗原刺激而活化时，IgD丢失。
Fc受体是B细胞表面的可与IgG、IgE Fc段结合的受体，它分别与B细胞的活化和B细胞产生IgE的调节有关。B细胞Fc受体可用抗体致敏红细胞（EA）作EA花结检测。
B细胞的补体受体是C3b受体和C3d受体，分别称为CR1（CD35）和CR2（CD21），CD21同时也是 EB病毒受体。 补体受体可用结合有抗体和补体的致敏红细胞（EAC）作EAC花结检测。
有丝分裂原（mitogen）指与淋巴细胞表面受体结合后，能刺激静止的淋巴细胞转化淋巴母细胞的物质，主要有植物血凝素（PHA）、刀豆蛋白 A（con A）、葡萄球菌 A蛋白（SPA）、细菌脂多糖（LPS）、美洲商陆（PWM）等，其中LPS、SPA能诱导B细胞转化。
此外，活化的B细胞表面可表达多种细胞因子受体，如IL-1、IL-2、IL-4、IL-5和IFN-γ等，当这些受体与相应的细胞因子结合后可促进B细胞的增殖和分化。
【分类】
根据B细胞成熟与否或产生抗体时是否需要Th细胞辅助，可将B细胞分为B-1、B-2两大类。B-1细胞为不成熟B细胞，B-2细胞为成熟B细胞。
（三）K细胞
K细胞因其可以通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）杀伤靶细胞而命名，当IgG与靶细胞表面抗原结合后，IgG分子Fc段可与K细胞表面Fc受体结合，触发K细胞的杀伤作用。其中，IgG1和IgG2诱导ADCC的作用比IgG3、IgG4强。
ADCC具有很强的杀伤效应，当体内仅有微量特异性抗体，虽可与抗原结合，但尚不足以激活补体系统时，ADCC即可发挥杀伤作用。ADCC杀伤的靶细胞包括不易被吞噬的较大病原体、恶性肿瘤细胞、受病毒感染的宿主细胞等，因此，ADCC可在抗肿瘤、抗病毒感染、抗寄生虫感染及清除自身衰老细胞方面发挥作用。ADCC具有保护性免疫作用，亦可引起免疫损伤。在器官移植的排斥反应中，ADCC起着重要作用。
（四）NK细胞
NK细胞可直接杀伤某些肿瘤细胞或病毒感染的细胞，它不需抗体的存在，亦无需抗原致敏，也不受MHC限制。在形态上，NK细胞为大颗粒淋巴细胞，胞质含有嗜苯胺蓝颗粒，核为马蹄形的单核。
NK细胞杀伤靶细胞的步骤为识别-结合-活化-杀伤。其详细机制目前尚不得而知，但可能与其表面的LFA-1、NK受体、CD2、昆布氨酸（laminine）有关，它们分别与靶细胞表面的ICAM-1、NK细胞靶结构（NK-target structure）及LFA-3和昆布氨酸受体结合，通过NK细胞胞质内颗粒的释放，杀伤靶细胞，其杀伤因子有PF、TNFα、丝氨酸蛋白酶等，NK还可通过一种非颗粒释放方式杀伤靶细胞。
干扰素可增强NK细胞的识别和溶解作用。IL-2可刺激NK细胞不断增殖和产生干扰素，从而发挥更大地杀伤作用。
（五）单核吞噬细胞系统
单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocyte system）是指血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞，它们均来源于骨髓多能干细胞，在骨髓中分化为单核母细胞、前单核细胞、单核细胞，后者进入血液循环后，分布到全身各组织器官中，进而分化成熟为巨噬细胞，不同组织中巨噬细胞名称不同。不同组织中的巨噬细胞具有不同的形态、表面抗原、受体及功能。
单核吞噬细胞（MΦ）的主要功能：
（1）呈递抗原：
在免疫应答中，绝大多数抗原都要经过巨噬细胞的摄取处理，经适当降解的抗原与MΦ的MHC抗原形成复合物，并呈递给T细胞。淋巴结中的树突状细胞、内皮细胞、朗格汉斯巨细胞等均可呈递抗原。
（2）吞噬杀伤作用：
单核吞噬细胞是机体非特异性免疫的重要因素，可杀灭和吞噬多种病原微生物及衰老损伤的自身细胞。巨噬细胞可被IFN-γ、IL-4、GM-CSF等活化，活化的巨噬细胞可释放H2O2、精氨酸酶、补体C3、中性蛋白酶等，细胞内溶酶体酶、脂酶等也与杀菌作用有关。单核吞噬细胞表面有Fc受体和补体C3受体，能有效吞噬经IgG或C3调理的抗原性异物，亦可在IgG存在下发挥ADCC作用。
（3）分泌生物活性物质：
巨噬细胞可分泌IL-1、IL-6、TNF等近百余种生物活性物质，对维持机体的稳定起重要作用，它所分泌的因子对T细胞和B细胞的增殖、分化、活化具有重要作用。
（六）中性粒细胞
中性粒细胞（neutrophil）来自骨髓的多能干细胞，在外周血液中已完全成熟，其主要作用为吞噬消灭异物等。
中性粒细胞表面有许多受体，这些受体与它的吞噬作用有关。中性粒细胞一般呈不规则运动，但在趋化因子存在下，能随着趋化因子的浓度呈直线运动，当它接触到颗粒性物质后，通过辨别其表面的某种特征而进行选择性吞噬。
二、体液免疫系统
体液免疫系统的反应是由B细胞介导的免疫应答，其发生过程和细胞免疫一样可分为感应-增殖分化-效应三个阶段，所不同的是活化的Th细胞分泌大量B细胞生长因子（BCGF）和B细胞分化因子（BCDF），它们作用于B细胞使其成熟、增殖和分化成浆细胞。后者合成并分泌免疫球蛋白。免疫球蛋白与相应的抗原结合后，可直接发挥效应（如中和毒素等），亦可通过补体系统、吞噬细胞的参与而发挥作用。部分B细胞转成记忆B细胞，当再次受到刺激时，可较快地产生更多的抗体。
免疫球蛋白是具有抗体活性蛋白分子的总称，而抗体则是能够与相应抗原发生特异性结合的蛋白质分子的总称。抗体具有不均一性，人类共发现有5种 Ig，分别是 IgG、IgA、IgM、IgD和IgE。
三、免疫细胞和分子在特异性免疫应答中起重要作用
树突状细胞、巨噬细胞和B细胞都属于专职性抗原递呈细胞（antigen-presenting cell，APC），在T细胞激活中起着十分关键的作用，包括递呈抗原和提供协同刺激信号。为此，要求这两类细胞能有效地表达MHC分子和协同刺激分子。这种表达，可以是组成性的（constitutive），也可以是诱导性的（inducible）。后者指只有在某些细胞因子或抗原的激发下才能出现。三种专职性抗原递呈细胞除了加工抗原的类型和组织分布不同外，主要的差别是，树突状细胞可以组成性地同时表达MHC分子和协同刺激分子，因而此类APC可最为有效地激活未致敏T细胞（naive T cell）。
T细胞对感染了病毒的细胞或肿瘤细胞的特异性杀伤，需要T细胞与靶细胞之间的相互作用，并依赖靶细胞对抗原进行加工和递呈，有可能还要求它们表达协同刺激分子，为此，靶细胞必须行使抗原递呈细胞的功能。这就涉及另一类APC——非职业性抗原递呈细胞。通常它们来源于非造血系统，包括内皮细胞、上皮细胞、皮肤角质细胞。与专职性抗原递呈细胞不同，这类细胞必须经过诱导才能表达MHC分子，至于诱导后能不能表达协同刺激分子，即杀伤性T细胞能否从靶细胞有效地获得激活的第二信号，尚无定论。现知人的血管内皮细胞也可组成性地表达MHC分子，并显示抗原加工递呈功能。这似乎是一种介于专职和非专职APC间的类型。
在抗原和病原微生物产物（如脂多糖）的激发下，巨噬细胞和中性粒细胞等产生多种细胞因子如IL-1和IL-12。这些细胞因子可对T细胞的功能性分化（例如Th1的产生）提供指令性信息。此外，补体的激活和各种分化抗原及其受体的表达，在特异性免疫应答和免疫细胞的成熟、分化、归巢（homing）中也起着重要作用。
激活的免疫细胞大量分泌各种类型的细胞因子，以网络的形式和非特异性的作用格局参与并调节免疫应答。在这个意义上，没有天然免疫细胞和分子的介入，就不会有特异性免疫应答。天然免疫和获得性免疫构成一个完整免疫系统。