什么是特异性和非特异性免疫?

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谈到人体免疫免疫系统和免疫反应,经常提到几个名词,包括先天性免疫,获得性免疫,特异性免疫,非特异性免疫,细胞免疫,体液免疫。因为这些名词相互关联,既有重叠,又有不同,很容易让人迷惑。这里简单谈谈人体免疫系统和免疫反应,顺便解释上述几个名词。

1. 先天性免疫(Innate immunity)是人体生来具有的防御反应,是人体对抗微生物感染的第一道防线,因为这种反应不具有对入侵者(外来抗原)的特异性识别,所以也叫非特异性免疫(antigen-nonspecific immunity)。

需要指出的是,非特异性免疫并不是没有特异性,只是相对特异性免疫而言,这种免疫反应的特异性很低。参与非特异性免疫的细胞,它们的抗原识别和免疫反应不是针对一种微生物,而是对某一类微生物。也就是说,人体参与非特异性免疫的细胞,也要区别人体自身细胞和外源微生物。它们通常识别某一类外原微生物共有,而人体细胞没有的表面化学分子,这类分子被称作病源微生物表面模式分子(pathogen-associated molecular patterns or PAMPS)。如果特异性免疫是数字识别,非特异性免疫就是模糊识别。

人体参与非特异性免疫防御的包括体表的物理屏障(表皮组织),吞噬细胞(单核细胞,中性粒细胞,巨噬细胞),炎症反应和炎症因子释放细胞(嗜碱性粒细胞,肥大细胞和嗜酸性粒细胞),自然杀伤细胞(NK cells)和自然杀伤T淋巴细胞,以及补体反应。

其中,自然杀伤细胞不单参与防御外源微生物感染,也是人体识别和消灭自体变异细胞,包括癌症细胞的重要免疫监控。

与特异性免疫相比,非特异性免疫没有记忆功能,也就是说,对于同一外源微生物,第一次感染和第二次感染引发的免疫反应,没有区别。

2. 特异性免疫(Specific Immunity)是后天获得的,所以也叫获得性免疫(Adaptive or Acquired Immunity)

获得性免疫是脊椎动物进化的结果,主要由两部分组成:以T淋巴细胞为主的细胞免疫(Cell Mediated Immunity),和以B淋巴细胞为主的体液免疫(Humoral Immunity)。前者以细胞毒性为主,或者以分泌抗体为特征。

这个特异性免疫的特异性有多高?根据推算,一个人可以产生1091011不同种类的T淋巴细胞和B淋巴细胞,每一个细胞表面受体不同,可以识别不同外源微生物结构的一部分,并启动针对性的特异免疫反应。而非特异性的先天免疫细胞,只可以识别大约100种不同的PAMPS。

为什么说这种免疫是后天获得?


首先,新生儿特异性免疫细胞没有发育,基本不具有特异性免疫能力,一般在3岁左右开始成熟,在5岁发育完全。在整个生命周期,特异性免疫将不断适应环境而改变。

其次,编码每个淋巴细胞表面受体(或者分泌到血液和体液中的抗体)的基因不是来源于先天遗传。由脊髓中血液母细胞分化为淋巴细胞的过程中,发生染色体DNA重组,产生编码基因不同的B淋巴细胞和T淋巴细胞。也就是说,淋巴细胞的多样性和特异性是后天体细胞基因重组结果,不是来源于父母遗传。

另外,成熟淋巴细胞被激活以后,通过细胞分裂大量扩增。在这个扩增过程中,会发生高度活跃的基因突变。基因突变的结果使得抗体和受体结构发生轻微改变,有利于更好的识别和结合抗原。也就是说,特异性免疫反应具有微调功能。

特异性免疫反应的另一重要特点是其记忆能力。外源微生物感染激活B淋巴细胞扩增并产生抗体,其中一些激活后的细胞会转变为记忆细胞(Memory Cells)记忆细胞会保留下来,当身体再次被同一外源微生物感染,记忆细胞会很快作出反应。由记忆细胞引发的免疫反应具有反应迅猛的特点,可以更快更有效对抗外源感染。这是疫苗工作的基础。

3. 特异性和非特异性免疫都是人体免疫系统的一部分,二者分工不同,但是并非各自独立。

非特异性的免疫反应就像边防军,是防卫的第一道防线,可以立即投入战斗。特异性免疫一般需要几天时间来作出反应。非特异性免疫反应接触外源微生物以后,发出信号,激活特异性免疫系统的T淋巴细胞和B淋巴系统。如果没有非特异性免疫细胞的信号,特异性免疫不能正常工作。反过来,如果没有特异性免疫反应,人体不能有效消灭外源微生物,非特异性免疫系统会应接不暇。


 

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