第十七章 免疫系統(tǒng)功能紊亂
第一節(jié) 免疫系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能
一、免疫組織與器官
在解剖學上，免疫系統(tǒng)（immune system）由淋巴器官及淋巴組織組成，其功能是由各種免疫細胞協(xié)同作用完成的。淋巴器官按照功能不同分為中樞淋巴器官和外周淋巴器官。中樞淋巴器官由骨髓及胸腺組成，多能造血干細胞在這些部位發(fā)育成為免疫細胞，主要執(zhí)行免疫細胞生成的作用；外周淋巴器官由淋巴結(jié)、脾及扁桃體等組成，成熟免疫細胞在此部位執(zhí)行應(yīng)答功能。單核細胞和淋巴細胞經(jīng)血液循環(huán)和淋巴循環(huán)進出外周淋巴組織和淋巴器官，構(gòu)成免疫系統(tǒng)的完整網(wǎng)絡(luò)，既能及時將免疫細胞動員聚集于病原體入侵部位，又能及時地將這些部位的信息經(jīng)吞噬細胞攜帶至相應(yīng)的淋巴組織和器官，執(zhí)行特異免疫應(yīng)答功能。
（一）中樞淋巴器官
骨髓是人和其他哺乳動物的造血器官，也是各種免疫細胞的發(fā)源地。骨髓雖然不是淋巴組織，但含有強大分化潛力的多能干細胞，能分化為髓樣干細胞和淋巴干細胞。前者發(fā)育成為紅細胞系、粒細胞系、單核／巨噬細胞系和巨核細胞系等；后者發(fā)育成為淋巴細胞，再通過胸腺、腔上囊或類囊器官，分別衍化成T細胞和B細胞，最后定位于外周免疫器官。哺乳動物和人的骨髓也是B細胞成熟的場所。非T非B的第三類淋巴細胞系前體也在骨髓內(nèi)增殖、分化、成熟，如K細胞和NK細胞等。骨髓在免疫功能上的重要作用還表現(xiàn)在它是抗體產(chǎn)生的部位�？乖�再次免疫動物后2～3d，脾臟、淋巴結(jié)等外周免疫器官內(nèi)的活化記憶B細胞經(jīng)淋巴或血液遷移至骨髓，在此進一步分化成熟為漿細胞，并產(chǎn)生抗體。所產(chǎn)生的抗體類別主要是IgG，其次為IgA，因此骨髓是再次免疫應(yīng)答發(fā)生的主要場所。
2．胸腺
胸腺由胚胎期第Ⅲ、Ⅳ對咽囊的內(nèi)胚層分化而來。它位于胸腔縱膈上部、胸骨后方，分左右兩頁。胸腺的大小和結(jié)構(gòu)隨年齡和機體狀態(tài)而變化，出生時重量約為10～15g，出生后兩年內(nèi)迅速增大，此期為胸腺活動的高峰期，此后逐漸增大，至青春期最重，約30～40g。青春期以后胸腺開始緩慢退化。進入老年，胸腺組織大部分被脂肪組織所取代，但仍殘留一定的功能。胸腺的這種隨年齡增長而萎縮，稱為生理性胸腺萎縮。胸腺是T細胞分化的場所。胚胎期的前胸腺細胞，即前T細胞（pre—thymocyte，pre-T）持續(xù)地從卵黃囊及胚肝（或成年期從骨髓）遷入胸腺。在胸腺微環(huán)境中，受胸腺網(wǎng)狀上皮細胞及其所分泌的胸腺激素的影響，前T細胞發(fā)育成熟。成熟的T細胞以恒定的數(shù)目（1％～2％）遷出胸腺外，定居于外周淋巴組織或器官。T細胞在胸腺內(nèi)發(fā)育的后期階段，進一步分化為功能不同的T細胞亞群，即殺傷／抑制性T細胞亞群和輔助／誘導性T細胞亞群。它們經(jīng)血液或淋巴液遷出胸腺，定居于外周免疫器官的胸腺依賴區(qū)。胸腺組織的網(wǎng)狀上皮細胞可產(chǎn)生多種胸腺激素，如胸腺素（thymosin）、胸腺生成素（thymopoietin）、胸腺體液因子（thymic humoral factor）、淋巴細胞刺激因子（1ymphocyte stimulating factor）、血清胸腺因子（serum thymic factor）等。這些可溶性物質(zhì)是構(gòu)成胸腺微環(huán)境的主要因素，它們在T細胞分化和調(diào)節(jié)中起重要作用。胸腺細胞在胸腺內(nèi)發(fā)育的過程中，對自身成分應(yīng)答的細胞被清除或抑制，從而形成對自身抗原的耐受性。胸腺異常的動物，TCR基因重排異常，因而不能清除或抑制對自身抗原應(yīng)答的T細胞克隆，表現(xiàn)為對自身抗原耐受發(fā)生障礙，可能導致自身免疫或自身免疫病。此外胸腺內(nèi)的上皮細胞、巨噬細胞等對胸腺細胞分化過程中MI-lC限制性形成起著決定性作用。
（二）外周淋巴器官及組織
1．淋巴結(jié)
人體全身約有500～600個淋巴結(jié)（1ymph node），是結(jié)構(gòu)完備的二級淋巴組織，主要位于非黏膜部位。淋巴結(jié)內(nèi)的淋巴細胞大約75％為T細胞，25％為B細胞。淋巴結(jié)外包有結(jié)締組織被膜，被膜上有淋巴輸入管，直通被膜下周邊竇。被膜結(jié)締組織深入實質(zhì)，構(gòu)成小梁，作為淋巴結(jié)的支架。淋巴結(jié)的實質(zhì)分為皮質(zhì)和髓質(zhì)兩部分�？拷�被膜下為皮質(zhì)淺區(qū)，是B細胞居留地，稱為非胸腺依賴區(qū)（thyrmus—independent area），此區(qū)內(nèi)有由大量B細胞聚集形成的淋巴濾泡（1ymphoid follk：le），或稱淋巴小結(jié)（1ymph nodule）。淋巴濾泡有初級和次級之分，前者為未曾受過抗原刺激、內(nèi)無生發(fā)中心（germinal center）的濾泡；后者由初級淋巴濾泡經(jīng)抗原刺激而形成，小結(jié)內(nèi)出現(xiàn)生發(fā)中心，內(nèi)含大量增殖分化的B淋巴母細胞。此細胞向內(nèi)可轉(zhuǎn)移至淋巴結(jié)髓質(zhì)的髓索上，轉(zhuǎn)化為漿細胞，產(chǎn)生抗體。皮質(zhì)淺區(qū)與髓質(zhì)之間是皮質(zhì)深區(qū)，又稱副皮質(zhì)區(qū)（paracortical area），為T細胞居留地，稱胸腺依賴區(qū)（thymus—dependent area）。深皮質(zhì)區(qū)中的毛細血管后小靜脈在淋巴細胞再循環(huán)中起重要作用。隨血流來的淋巴細胞穿過小靜脈壁進入淋巴細胞實質(zhì)內(nèi)，其中B細胞被淋巴結(jié)內(nèi)的濾泡樹突狀細胞牽引至皮質(zhì)淺區(qū)內(nèi)定居，T細胞則被深皮質(zhì)區(qū)的并指狀細胞牽連留在此區(qū)內(nèi)，一部分散在淋巴濾泡周圍。居留在淋巴結(jié)內(nèi)的T細胞、B細胞也可通過毛細血管后小靜脈進入血循環(huán)中。T細胞、B細胞在免疫應(yīng)答過程中生成的致敏T細胞及特異性抗體都匯集于淋巴結(jié)髓竇內(nèi)，由淋巴輸出管輸出，最后進入血循環(huán)分布至全身，發(fā)揮免疫作用。
2．脾
脾臟是人體最大的淋巴器官，也是血液循環(huán)中的一個濾器。它沒輸入淋巴管，卻有大量的血竇。脾臟外有結(jié)締組織被膜，被膜向下伸展成若干小梁。脾內(nèi)分白髓與紅髓。紅髓量多，包繞白髓。人脾的動脈分支貫穿白髓部的小梁，成為中央小動脈。小動脈周圍有T細胞包圍成淋巴鞘，為T細胞居住區(qū)。鞘內(nèi)有淋巴小結(jié)為初級淋巴濾泡，受抗原刺激后出現(xiàn)生發(fā)中心，內(nèi)含大量B細胞，此為B細胞居住區(qū)。紅髓分布在白髓周圍，分為髓索和髓竇。髓索主要是B細胞居住區(qū)，也有許多樹突狀細胞和巨噬細胞等。髓索圍成無數(shù)脾竇（髓竇），竇內(nèi)充滿循環(huán)中的血液，混入血中的病原體等異物被密布在髓索內(nèi)的巨噬細胞和樹突狀細胞捕獲、吞噬和殺滅。紅髓與白髓交界處為移行區(qū)，是淋巴細胞和抗原物質(zhì)進出的通道。由動脈來的血液進入紅髓后，隨血液而來的淋巴細胞即通過邊緣區(qū)進人白髓。白髓內(nèi)的淋巴細胞又可逸出，穿過邊緣區(qū)而進入血竇，參與再循環(huán)。脾臟中B細胞比例較大，約占脾臟中淋巴細胞的60％，T細胞約占40％。脾臟除能儲存和調(diào)節(jié)血量外，還具有重要的免疫功能。脾臟可清除混入血液中的病原體及自身衰老蛻變的細胞；脾臟是各種免疫細胞居住、增殖并進行免疫應(yīng)答及產(chǎn)生免疫效應(yīng)物質(zhì)的重要基地；脾臟是合成吞噬細胞增強激素的主要場所，同時還能合成干擾素、補體、細胞因子等生物活性物質(zhì)。
二、免疫細胞
在免疫細胞中，執(zhí)行固有免疫功能的細胞有吞噬細胞、NK細胞、B一1B細胞等；執(zhí)行適應(yīng)性免疫功能的是T細胞和B細胞，并有抗原提呈細胞參與作用，各種免疫細胞均源于多能造血干細胞（multipotential hematopoietic stem cells，HSC）。HSC分化為髓系祖細胞（myeloid ptogenitor）、淋巴系祖細胞（1ymphoid progenitor）。髓系祖細胞分化產(chǎn)生粒細胞、單核一巨噬細胞、巨核細胞、樹突狀細胞及紅細胞的母細胞，淋巴祖細胞分化產(chǎn)生T細胞、B細胞、NK細胞及部分樹突狀細胞。
（一）淋巴細胞
淋巴細胞是構(gòu)成免疫細胞的基本單位。淋巴細胞是體內(nèi)極為復雜的、不均一的細胞群體，它包括了許多形態(tài)上相似而功能上不同的亞群。從大的細胞群體來說。淋巴細胞分為T細胞、B細胞、NK細胞、K細胞等。T細胞和B細胞又可分為若干亞群，它們在功能和表面標志上各不相同。淋巴細胞具有明顯的異質(zhì)性。各種類型的淋巴細胞在免疫應(yīng)答過程中相互協(xié)作、相互制約。共同完成對抗原性物質(zhì)的識別、應(yīng)答和清除，維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。淋巴細胞在體內(nèi)廣泛分布，除中樞神經(jīng)系統(tǒng)、角膜和眼前房等血流達不到的組織外，都有淋巴細胞的存在。
1．T細胞
T細胞來源于骨髓的淋巴樣干細胞。絕大多數(shù)T細胞是經(jīng)胸腺發(fā)育而來，即胸腺依賴的淋巴細胞（thymus dependent lymphocyte）。T細胞執(zhí)行細胞免疫功能，不僅有直接的免疫效應(yīng)功能，同時通過產(chǎn)生多種細胞因子、表達黏附分子與其他免疫細胞直接和間接接觸，發(fā)揮廣泛的免疫調(diào)節(jié)作用。因此，T細胞與臨床上某些疾病發(fā)病的關(guān)系，以及在免疫相關(guān)疾病的診斷、預防和治療方面的應(yīng)用備受重視。在白細胞分化抗原的CD分子中，主要表達于T細胞或與T細胞功能相關(guān)的并列為T細胞組的CD分子目前有20種左右，還有許多白細胞分化抗原和黏附分子，雖未列入T細胞組，但在T細胞免疫應(yīng)答的不同階段也起著重要作用。T細胞受體（T cell receptor，TCR）是T細胞表面識別自身MHC一抗原肽復合物的受體，在同種異體移植中，TCR也識別單獨的非己MHC抗原。TCR在細胞表面與CD3組成TCR-CD3復合物，TCR識別抗原后的刺激信號通過CD3分子傳遞。T細胞表面的多種膜分子參與了機體免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。