看透一次完整的免疫應答過程

一、病原體發(fā)現(xiàn)與識別

1.病原體入侵當外源性病原體(如細菌、病毒、真菌或寄生蟲)侵入宿主體內(nèi)時,首先會突破物理和化學屏障(如皮膚、黏膜、胃酸、抗菌肽等)。

2.病原體相關(guān)分子模式(PAMPs)的暴露病原體表面的特征性分子,如脂多糖(LPS)、肽聚糖、鞭毛蛋白、雙鏈RNA等,統(tǒng)稱為PAMPs。這些分子可被宿主免疫系統(tǒng)迅速識別。

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3.模式識別受體(PRRs)的識別宿主的固有免疫細胞(如巨噬細胞、樹突狀細胞、中性粒細胞等)表面或胞內(nèi)具有PRRs(如Toll樣受體TLRs、NOD樣受體NLRs、RIG-I樣受體RLRs等)。當PRRs與PAMPs結(jié)合時,觸發(fā)免疫信號級聯(lián)反應。

二、免疫應答與處理

1.信號轉(zhuǎn)導與激活PRRs與PAMPs結(jié)合后,通過適配蛋白(如MyD88、TRIF等)激活下游信號通路,包括NF-κB、MAPK和IRF通路。這些通路的激活導致促炎細胞因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6等)、趨化因子和Ⅰ型干擾素(IFN-α/β)的產(chǎn)生。

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2.免疫細胞的募集與激活促炎細胞因子和趨化因子促進中性粒細胞、單核細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)等免疫細胞向感染部位遷移。這些細胞通過吞噬、脫顆粒、釋放活性氧(ROS)和氮(RNS)等方式直接清除病原體。

3.抗原處理與提呈樹突狀細胞和巨噬細胞等抗原提呈細胞(APCs)吞噬病原體后,將其降解為抗原肽,并通過主要組織相容性復合體(MHC)分子呈遞給T細胞:

MHC I類 提呈胞內(nèi)抗原,激活CD8+ 細胞毒性T細胞(CTLs)。

MHC II類 提呈胞外抗原,激活CD4+ 輔助性T細胞(Th細胞)。

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4.適應性免疫應答

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T細胞應答: CD4+ T細胞分化為不同亞群(如Th1、Th2、Th17、Treg),調(diào)節(jié)免疫反應。CD8+ T細胞可直接殺傷被感染細胞。

B細胞應答: B細胞識別抗原并在Th細胞輔助下活化,分化為漿細胞,產(chǎn)生特異性抗體,促進中和病原體、調(diào)理作用和補體依賴性細胞毒性(CDC)。

三、免疫反應的調(diào)節(jié)與終止

1.炎癥反應的抑制為防止免疫反應過度損傷宿主組織,免疫系統(tǒng)會啟動負反饋機制:

抗炎細胞因子: 如IL-10、TGF-β抑制炎癥信號通路。

調(diào)節(jié)性T細胞(Treg): 通過細胞接觸依賴和分泌抗炎因子抑制過度免疫反應。

巨噬細胞極化: M1型向M2型轉(zhuǎn)化,促進組織修復。

2.免疫記憶的形成適應性免疫反應結(jié)束后,部分效應T細胞和B細胞轉(zhuǎn)化為記憶細胞。這些記憶細胞在再次遇到相同病原體時能夠迅速應答,提供長效免疫保護。

3.細胞凋亡與清除活化后的效應T細胞和B細胞在完成任務后進入程序性細胞死亡(凋亡)通路,減少免疫細胞數(shù)量,恢復穩(wěn)態(tài)。被凋亡的細胞會被巨噬細胞清除。

四、免疫反應的全局整合

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整個免疫反應過程體現(xiàn)了固有免疫和適應性免疫的緊密合作。固有免疫提供快速的非特異性防御,并決定適應性免疫的激活方向;適應性免疫則提供高度特異性和免疫記憶,確保宿主對同一病原體的長期保護。通過多層級的調(diào)控機制,免疫系統(tǒng)在有效清除病原體的同時,維持宿主內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。

參考文獻:

Nature Immunology,2019, 20, 783–792.

Nature Reviews Immunology,2022, 22, 629–638

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