《人體免疫系統(tǒng)的工作原理》課件

人體免疫系統(tǒng)的工作原理人體免疫系統(tǒng)是我們身體內(nèi)部的防御網(wǎng)絡，它由多種細胞、組織和器官組成，共同協(xié)作抵抗外來病原體的入侵。這個精密的系統(tǒng)不僅能識別并消滅有害物質(zhì)，還能記住它們，使我們在下次遇到同樣的威脅時能更快速有效地做出反應。免疫系統(tǒng)如同一支訓練有素的軍隊，日夜不停地巡邏和保衛(wèi)我們的身體健康。它能夠區(qū)分"自己"和"非己"成分，確保在清除外來威脅的同時不會傷害到我們自身的組織細胞。這個復雜而精密的系統(tǒng)是人類生存的關鍵保障。在接下來的課程中，我們將詳細探討人體免疫系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、工作機制以及與疾病的關系，幫助大家全面了解這個神奇的防御系統(tǒng)。目錄免疫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹免疫系統(tǒng)的基本組成部分，包括免疫細胞、免疫器官和免疫分子，以及它們在整個免疫防御網(wǎng)絡中的位置和作用。免疫反應機制詳細講解免疫系統(tǒng)的三道防線，以及先天性免疫和適應性免疫的工作原理，包括炎癥反應、吞噬作用和抗原抗體反應等。免疫相關疾病探討免疫系統(tǒng)功能異常導致的疾病，包括自身免疫病、免疫缺陷疾病和過敏反應，以及最新的免疫治療進展。前沿研究與應用介紹免疫學領域的最新研究成果、技術應用和未來發(fā)展趨勢，包括人工智能在免疫學中的應用。免疫系統(tǒng)簡介定義與核心功能免疫系統(tǒng)是人體內(nèi)由各種器官、組織、細胞和分子組成的防御網(wǎng)絡，其主要功能是識別并消滅入侵的病原體，包括細菌、病毒、真菌和寄生蟲，同時清除體內(nèi)異?；蛩ダ系募毎Ｈ婪谰€協(xié)同作戰(zhàn)人體免疫系統(tǒng)建立了三道防線：第一道是物理和化學屏障，如完整的皮膚和黏膜；第二道是非特異性免疫反應，包括炎癥和吞噬作用；第三道是特異性免疫反應，能針對特定病原體產(chǎn)生專一性防御。內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)維護除了防御外敵入侵，免疫系統(tǒng)還負責維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，包括清除衰老和損傷的細胞、監(jiān)視并消滅可能發(fā)生惡變的細胞，以及參與組織修復和再生的過程。免疫系統(tǒng)的功能抵御病原體入侵免疫系統(tǒng)最基本也是最重要的功能是識別并清除入侵人體的病原微生物，包括細菌、病毒、真菌和寄生蟲，防止它們在體內(nèi)繁殖并造成疾病。清除損傷和衰老細胞免疫系統(tǒng)能識別并清除體內(nèi)已經(jīng)死亡、損傷或衰老的細胞，維持組織的正常更新和代謝平衡，這對于預防炎癥和其他病理狀態(tài)至關重要。免疫監(jiān)視持續(xù)監(jiān)控體內(nèi)細胞的變化，識別并消滅可能發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化的細胞，這是機體防御腫瘤發(fā)生的重要機制，也被稱為"免疫監(jiān)視功能"。參與組織修復在清除病原體和損傷細胞后，免疫系統(tǒng)中的特定細胞還參與組織修復和再生過程，分泌促進愈合的生長因子和細胞因子，加速傷口愈合。免疫系統(tǒng)的主要組成免疫細胞包括白細胞家族成員：中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞、T淋巴細胞、B淋巴細胞和自然殺傷細胞等。這些細胞在血液和組織中巡邏，共同構(gòu)成免疫防御網(wǎng)絡。免疫器官分為中樞免疫器官（骨髓和胸腺）和外周免疫器官（脾臟、淋巴結(jié)、扁桃體、闌尾和粘膜相關淋巴組織）。中樞器官負責免疫細胞的產(chǎn)生和發(fā)育，外周器官則是免疫反應發(fā)生的場所。免疫分子包括抗體（免疫球蛋白）、補體、細胞因子、趨化因子和細胞黏附分子等。這些分子介導免疫細胞間的識別和通訊，協(xié)調(diào)免疫反應的進行。主要免疫器官分布圖胸腺位于胸骨后方、心臟前上方的扁平腺體，是T淋巴細胞成熟的場所。胸腺在青春期達到最大，之后逐漸萎縮，但終生保持功能。它對于建立中樞免疫耐受至關重要。脾臟位于左上腹部，是人體最大的淋巴器官，主要由紅髓和白髓組成。脾臟不僅是免疫反應發(fā)生的重要場所，還能過濾血液，清除衰老紅細胞和血液中的病原體。淋巴結(jié)分布在全身各處的豆狀結(jié)構(gòu)，集中在頸部、腋窩、腹股溝等部位。淋巴結(jié)通過淋巴管連接成網(wǎng)絡，能有效捕獲經(jīng)淋巴液運輸?shù)目乖沁m應性免疫反應啟動的重要場所。骨髓造血干細胞的搖籃骨髓是位于大多數(shù)骨骼中央腔內(nèi)的軟組織，尤其在長骨、髖骨、胸骨和肋骨中含量豐富。它是所有血細胞的起源地，包括紅細胞、白細胞和血小板。骨髓中含有多能造血干細胞(HSCs)，這些干細胞能夠自我更新并分化為各種類型的血細胞，確保血液系統(tǒng)的持續(xù)更新和功能維持。免疫細胞的產(chǎn)生與早期發(fā)育骨髓是所有免疫細胞的出生地。包括中性粒細胞、單核細胞、樹突狀細胞等先天免疫細胞，以及B淋巴細胞和自然殺傷細胞等。同時，骨髓也是T淋巴細胞的產(chǎn)生地，雖然T細胞隨后會遷移到胸腺完成成熟。在成人體內(nèi)，骨髓每天產(chǎn)生約500億個免疫細胞，這些細胞通過血液循環(huán)分布到全身各處，構(gòu)成強大的免疫防御網(wǎng)絡。胸腺T細胞教育只有能適度識別自身MHC但不對自身抗原反應的T細胞可以畢業(yè)陰性選擇清除對自身抗原有強烈反應的T細胞陽性選擇保留能識別自身MHC分子的T細胞T細胞前體從骨髓遷移到胸腺的未成熟T細胞胸腺位于胸骨后方、心臟上方，是T淋巴細胞分化成熟的專門場所。胸腺在出生后達到最大，青春期后開始萎縮，但終生保持功能。胸腺分為皮質(zhì)和髓質(zhì)兩部分，未成熟的T細胞在這里經(jīng)歷嚴格的選擇過程，確保既能識別外來病原體又不會攻擊自身組織。胸腺調(diào)節(jié)是建立中樞免疫耐受的關鍵機制，防止自身免疫疾病的發(fā)生。在胸腺內(nèi)，95%以上的未成熟T細胞因不符合標準而被清除，只有通過雙重選擇的少數(shù)細胞才能成為成熟的T淋巴細胞進入外周循環(huán)。脾臟功能10%全身血量脾臟作為血液儲存庫，儲存了約10%的全身血液量，在失血時可收縮釋放血液到循環(huán)系統(tǒng)120天紅細胞壽命紅細胞在循環(huán)系統(tǒng)中存活約120天后，由脾臟中的巨噬細胞清除并回收其中的鐵元素1千億每日過濾血液量脾臟每天過濾大約1000億個紅細胞，清除衰老和受損的血細胞以及血液中的病原微生物脾臟是人體最大的淋巴器官，位于左上腹部，主要由白髓和紅髓組成。白髓主要含有T細胞和B細胞，是免疫反應發(fā)生的場所；紅髓富含巨噬細胞，負責過濾血液和清除衰老血細胞。作為重要的免疫器官，脾臟對血源性病原體的免疫應答尤為重要。當血液中出現(xiàn)病原體時，脾臟中的樹突狀細胞捕獲并處理抗原，然后呈遞給T細胞和B細胞，啟動適應性免疫反應。此外，脾臟還是特定抗體產(chǎn)生的主要場所，尤其是針對莢膜細菌的抗體。淋巴結(jié)與淋巴管道過濾淋巴液淋巴結(jié)內(nèi)的巨噬細胞和樹突狀細胞捕獲并處理淋巴液中的抗原免疫監(jiān)視T細胞和B細胞在淋巴結(jié)內(nèi)接受抗原呈遞，識別潛在威脅免疫應答啟動激活的淋巴細胞增殖分化，產(chǎn)生效應細胞和抗體淋巴循環(huán)淋巴管將組織液收集回淋巴系統(tǒng)，最終回流血液循環(huán)淋巴結(jié)是散布于全身的豆狀結(jié)構(gòu)，主要集中在腋窩、腹股溝、頸部等部位。一個正常成年人體內(nèi)有約600個淋巴結(jié)，它們通過淋巴管連接成網(wǎng)絡。淋巴結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，分為皮質(zhì)（B細胞區(qū)域）、副皮質(zhì)（T細胞區(qū)域）和髓質(zhì)（巨噬細胞豐富）。淋巴管道系統(tǒng)由遍布全身的淋巴毛細血管、收集管和主干管組成，是血液循環(huán)系統(tǒng)的"伴侶"。它收集組織間液，形成淋巴液，經(jīng)過淋巴結(jié)過濾后，最終通過胸導管和右淋巴導管回流入靜脈系統(tǒng)。這一系統(tǒng)不僅參與免疫防御，還幫助維持體液平衡。免疫細胞分類總覽造血干細胞位于骨髓中的多能干細胞，所有血細胞的共同祖先淋巴細胞與骨髓系細胞干細胞分化的兩大主要方向特化免疫細胞各類型具有特定功能的成熟免疫細胞免疫細胞都源自骨髓中的造血干細胞，它們按照功能可分為兩大類：參與先天性免疫的細胞和參與適應性免疫的細胞。先天免疫細胞包括粒細胞（中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞）、單核/巨噬細胞、樹突狀細胞和自然殺傷細胞等。適應性免疫細胞主要是T淋巴細胞和B淋巴細胞。T細胞負責細胞免疫，可分為CD4+輔助T細胞和CD8+細胞毒性T細胞；B細胞負責體液免疫，可分化為漿細胞產(chǎn)生抗體。此外，還有介于先天和適應性免疫之間的NKT細胞、γδT細胞和B-1細胞等"非常規(guī)"淋巴細胞，具有獨特的識別方式和功能。巨噬細胞巡邏探測通過表面受體識別病原體相關分子模式(PAMPs)和損傷相關分子模式(DAMPs)吞噬消化包裹并內(nèi)化病原體，在吞噬體內(nèi)通過酶和活性氧等殺滅病原體抗原呈遞處理消化后的抗原片段，通過MHC分子呈遞給T細胞，啟動適應性免疫細胞因子分泌釋放多種細胞因子和趨化因子，調(diào)節(jié)炎癥反應和招募其他免疫細胞巨噬細胞是分布最廣泛的組織駐留吞噬細胞，在不同組織中有不同名稱，如肝臟中的庫普弗細胞、肺泡巨噬細胞、腦中的小膠質(zhì)細胞等。它們來源于骨髓中的單核細胞，在血液循環(huán)一段時間后遷移到組織中分化為巨噬細胞。巨噬細胞根據(jù)激活狀態(tài)可分為促炎的M1型和抗炎的M2型。M1型主要參與抗感染和抗腫瘤反應，產(chǎn)生炎癥因子如TNF-α、IL-1和IL-6；M2型則參與組織修復、傷口愈合和免疫調(diào)節(jié)，產(chǎn)生IL-10等抗炎因子。這種極化的可塑性使巨噬細胞能夠根據(jù)微環(huán)境需要調(diào)整其功能，在免疫反應的不同階段發(fā)揮作用。中性粒細胞最豐富的白細胞中性粒細胞約占外周血白細胞總數(shù)的50-70%，是數(shù)量最多的白細胞類型。在正常生理狀態(tài)下，每天有約1000億個中性粒細胞從骨髓釋放到血液中，它們在血液中循環(huán)約7-10小時，然后遷移到組織中存活1-2天。這些細胞是先天免疫系統(tǒng)的主力軍，是抵御細菌感染的第一道防線。當組織受到感染時，中性粒細胞是第一批到達現(xiàn)場的免疫細胞，響應速度快，數(shù)量多，攻擊力強。強大的殺菌武器庫中性粒細胞含有三種類型的顆粒：原發(fā)顆粒（含有溶菌酶和防御素）、次級顆粒（含有乳鐵蛋白和溶菌酶）和三級顆粒（含有多種蛋白酶）。這些顆粒內(nèi)的物質(zhì)能直接殺滅微生物或增強其他免疫細胞的功能。除了顆粒釋放和吞噬作用外，中性粒細胞還能形成"中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)"(NETs)，這是由DNA和組蛋白組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能捕獲并殺死不易被吞噬的大型病原體，是一種特殊的自殺式殺菌機制。單核細胞骨髓中產(chǎn)生單核細胞由骨髓中的造血干細胞分化而來，經(jīng)過多個發(fā)育階段，最終形成成熟的單核細胞。這一過程受到多種生長因子調(diào)控，特別是巨噬細胞集落刺激因子(M-CSF)。血液中循環(huán)成熟的單核細胞從骨髓釋放進入血液循環(huán)，在血液中游走約1-3天。單核細胞直徑約12-20微米，是外周血中最大的白細胞，占白細胞總數(shù)的2-10%。它們具有明顯的變形能力，可通過極小的血管空隙。組織中分化在趨化因子的引導下，單核細胞穿過血管內(nèi)皮進入組織，根據(jù)微環(huán)境信號分化為不同類型的巨噬細胞或樹突狀細胞。這種可塑性使它們能根據(jù)組織需求執(zhí)行特定功能。例如，在肺部發(fā)育為肺泡巨噬細胞，在肝臟成為庫普弗細胞。樹突狀細胞100+表面受體種類樹突狀細胞表面具有多種模式識別受體，能識別不同類型的病原體相關分子模式1000x抗原呈遞增強與其他抗原呈遞細胞相比，成熟的樹突狀細胞表面MHC-抗原復合物濃度高約1000倍24小時成熟時間從捕獲抗原到完成成熟，樹突狀細胞通常需要約24小時，然后才能有效激活T細胞樹突狀細胞是機體最專業(yè)的抗原呈遞細胞，以其獨特的樹突狀突起而得名，這些突起極大增加了細胞表面積，有利于捕獲抗原。它們分布在全身各組織，特別是與外界接觸的部位，如皮膚（朗格漢斯細胞）和黏膜表面。樹突狀細胞是連接先天免疫和適應性免疫的關鍵橋梁。未成熟樹突狀細胞主要負責抗原捕獲，當接觸到病原體或危險信號后，會成熟并遷移到淋巴結(jié)，在那里呈遞抗原給T細胞，啟動特異性免疫應答。根據(jù)其來源和功能，樹突狀細胞可分為經(jīng)典樹突狀細胞（cDC）、漿細胞樣樹突狀細胞（pDC）和炎癥樹突狀細胞等不同亞型。T細胞類型及功能T細胞是適應性免疫系統(tǒng)的核心成員，源自骨髓的前體細胞，但在胸腺中完成發(fā)育和選擇過程。根據(jù)功能和表面標志物，T細胞可分為多種亞型：輔助T細胞(CD4+)負責協(xié)調(diào)免疫反應，產(chǎn)生細胞因子激活其他免疫細胞；細胞毒性T細胞(CD8+)負責直接殺傷被病毒感染的細胞或腫瘤細胞。調(diào)節(jié)性T細胞(CD4+CD25+Foxp3+)通過抑制其他免疫細胞活性，防止過度免疫反應和自身免疫；記憶T細胞則保存對特定抗原的免疫記憶，在再次遇到同一抗原時迅速響應。此外，還有多種特殊T細胞亞群，如分泌IL-17的Th17細胞（與自身免疫疾病相關）、γδT細胞（具有非常規(guī)抗原識別能力）和NKT細胞（兼具NK和T細胞特征）。B細胞類型及功能前B細胞在骨髓中，造血干細胞分化為B細胞前體，開始表達B細胞特異性標志物，但尚未形成完整的B細胞受體未成熟B細胞表面開始表達IgM分子，在骨髓中進行負向選擇，清除對自身抗原有強反應的細胞成熟B細胞表面同時表達IgM和IgD分子，從骨髓釋放進入循環(huán)，定居于淋巴組織中等待抗原刺激活化B細胞遇到特異性抗原并得到T細胞幫助后活化，形成生發(fā)中心，進行類別轉(zhuǎn)換和親和力成熟分化為漿細胞或記憶B細胞部分活化B細胞分化為短壽命漿細胞，分泌大量抗體；另一部分形成長壽命記憶B細胞，為二次免疫應答做準備NK細胞自然殺傷機制NK細胞無需事先免疫或激活，能迅速識別并殺滅缺失MHC-I分子的細胞，如病毒感染細胞和腫瘤細胞。這種"缺失自我識別"機制彌補了細胞毒性T細胞只能識別MHC呈遞抗原的局限性。殺傷靶細胞的方式NK細胞通過兩種主要途徑殺傷靶細胞：一是釋放穿孔素和顆粒酶，穿孔素在靶細胞膜上形成孔道，顆粒酶進入靶細胞誘導其凋亡；二是通過表達死亡受體配體如FasL和TRAIL，與靶細胞上的死亡受體結(jié)合，激活外源性凋亡途徑。免疫調(diào)節(jié)功能NK細胞不僅具有殺傷功能，還能分泌多種細胞因子，特別是干擾素-γ和腫瘤壞死因子，調(diào)節(jié)其他免疫細胞的功能。此外，NK細胞還通過與樹突狀細胞的相互作用，影響適應性免疫反應的方向和強度。免疫分子的種類抗體（免疫球蛋白）由B細胞產(chǎn)生的Y形蛋白質(zhì)，能特異性結(jié)合抗原。分為IgG、IgM、IgA、IgE和IgD五類，各具不同功能。抗體通過中和毒素、標記病原體供吞噬、激活補體等方式發(fā)揮保護作用。補體系統(tǒng)由30多種血漿蛋白組成的級聯(lián)反應系統(tǒng)，能被抗體-抗原復合物或病原體表面直接激活。補體激活可導致病原體裂解、促進吞噬、增強炎癥反應和調(diào)節(jié)適應性免疫。細胞因子網(wǎng)絡包括白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子、趨化因子等小分子蛋白質(zhì)，負責免疫細胞間的信息傳遞和協(xié)調(diào)。它們調(diào)控免疫細胞的發(fā)育、活化、增殖和效應功能。MHC分子主要組織相容性復合體分子，是呈遞抗原肽的關鍵蛋白，分為I類和II類。I類MHC存在于幾乎所有有核細胞上，呈遞細胞內(nèi)源性抗原；II類MHC主要存在于專業(yè)抗原呈遞細胞上，呈遞外源性抗原。細胞因子作用細胞因子是免疫系統(tǒng)中的"信使分子"，是由多種細胞產(chǎn)生的小分子蛋白質(zhì)，通過特定受體傳遞信號，調(diào)節(jié)免疫反應的方向、強度和持續(xù)時間。根據(jù)作用特點，細胞因子可分為白細胞介素（IL）、干擾素（IFN）、腫瘤壞死因子（TNF）、集落刺激因子（CSF）和趨化因子（Chemokines）等家族。細胞因子具有多效性、冗余性和級聯(lián)放大特點，一種細胞因子可影響多種細胞功能，多種細胞因子可具有相似作用，且它們常以網(wǎng)絡方式協(xié)同工作，形成精密的調(diào)控體系。異常的細胞因子產(chǎn)生與多種疾病相關，如"細胞因子風暴"是某些嚴重感染和自身免疫病的特征，而長期細胞因子失衡則與慢性炎癥性疾病相關?？贵w結(jié)構(gòu)與功能IgG（免疫球蛋白G）血清中最豐富的抗體類型（約占75%），能穿過胎盤提供母嬰被動免疫。IgG有四個亞類（IgG1-4），主要參與應對細菌和病毒感染，具有較長的半衰期（約23天）。它能有效激活補體系統(tǒng)，并通過與吞噬細胞表面Fc受體結(jié)合促進吞噬作用。IgM（免疫球蛋白M）初次免疫應答中最早產(chǎn)生的抗體，通常以五聚體形式存在，具有強大的補體激活能力。由于分子量大，IgM主要限于血管內(nèi)，不能穿過胎盤。在病原體首次入侵時，IgM在抗體應答中起著至關重要的"先鋒"作用。IgA（免疫球蛋白A）粘膜表面最主要的抗體，多以二聚體形式存在于唾液、淚液、母乳和腸道等粘膜分泌物中。IgA是人體產(chǎn)生最多的抗體類型，每天約產(chǎn)生3-5克。它通過阻斷病原體與上皮細胞結(jié)合，防止病原體穿過粘膜屏障進入體內(nèi)。補體系統(tǒng)膜攻擊復合物形成在靶細胞表面形成孔道導致細胞裂解趨化與炎癥吸引免疫細胞到感染部位并增強血管通透性調(diào)理作用標記病原體以增強吞噬細胞的識別和吞噬能力三條激活途徑經(jīng)典途徑、替代途徑和凝集素途徑補體系統(tǒng)是由30多種血漿和膜蛋白組成的蛋白質(zhì)級聯(lián)反應網(wǎng)絡，是先天免疫的重要組成部分。補體蛋白通常以非活性酶原形式在血液中循環(huán)，在激活后按照特定順序依次反應，形成生物學效應放大的"瀑布效應"。補體激活的三條途徑雖然起始因素不同，但最終匯聚于C3轉(zhuǎn)化酶的形成。經(jīng)典途徑由抗原-抗體復合物激活，反映了先天免疫和適應性免疫的協(xié)作；替代途徑可被病原體表面的特殊分子直接激活，是最古老的防御機制；而凝集素途徑則由血清中的甘露聚糖結(jié)合凝集素(MBL)識別病原體表面的碳水化合物圖案后激活。補體系統(tǒng)的正常功能受到多種調(diào)節(jié)蛋白嚴格控制，以防止對自身組織的傷害。免疫系統(tǒng)的三道防線物理與化學屏障第一道防線：皮膚、黏膜和分泌物形成的屏障系統(tǒng)非特異性免疫第二道防線：吞噬細胞、補體和炎癥反應等先天性免疫機制特異性免疫第三道防線：T細胞和B細胞介導的適應性免疫反應人體免疫系統(tǒng)構(gòu)建了層層遞進的三道防線，共同抵御病原體入侵。第一道防線是物理和化學屏障，包括完整的皮膚、黏膜表面、纖毛運動、消化酶、胃酸和共生微生物等，它們阻止大多數(shù)病原體進入體內(nèi)。這道防線雖然簡單但極為重要，任何屏障的破損都可能導致感染風險顯著增加。當病原體突破第一道防線后，先天性免疫系統(tǒng)作為第二道防線迅速響應。它包括吞噬細胞（如中性粒細胞和巨噬細胞）、補體系統(tǒng)、自然殺傷細胞和炎癥反應等。這道防線反應迅速，但不具特異性，也不形成免疫記憶。如果病原體數(shù)量過多或毒力過強，先天免疫可能無法完全清除威脅，這時第三道防線——特異性免疫系統(tǒng)就會被激活，產(chǎn)生針對特定病原體的精確打擊和長期保護。物理與化學屏障皮膚屏障作為人體最大的器官，皮膚由多層緊密排列的角質(zhì)形成細胞組成，覆蓋有角質(zhì)層，形成物理屏障。皮脂腺分泌的脂質(zhì)具有抗菌特性，皮膚表面酸性環(huán)境（pH約5.5）抑制許多病原菌生長。此外，皮膚還有豐富的共生微生物群，通過競爭抑制病原菌定植。粘膜防御系統(tǒng)呼吸道、消化道和泌尿生殖道的粘膜表面覆蓋有黏液層，能捕獲微生物并通過纖毛運動或蠕動將其清除。粘膜表面的上皮細胞間有緊密連接，限制病原體穿透。粘膜分泌物中含有溶菌酶、防御素和分泌型IgA等多種抗菌物質(zhì)。生理化學防御身體多處環(huán)境條件不利于微生物生存，如胃酸（pH約2）能殺死大多數(shù)攝入的病原體；淚液和唾液含有溶菌酶，能分解細菌細胞壁；尿液的酸性環(huán)境抑制泌尿道細菌生長；陰道乳酸菌產(chǎn)生的酸性環(huán)境抑制病原菌繁殖。先天性免疫概述先天性免疫適應性免疫先天性免疫是機體抵抗病原體入侵的第一道免疫防線，具有反應迅速、無需前期接觸或免疫的特點。它是一種古老而保守的防御機制，在進化中早于適應性免疫出現(xiàn)，存在于幾乎所有多細胞生物中。先天免疫依靠有限的模式識別受體(PRRs)識別病原體上的保守分子模式(PAMPs)。先天免疫系統(tǒng)的組成包括：（1）細胞成分：中性粒細胞、單核細胞/巨噬細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞等；（2）分子成分：補體系統(tǒng)、溶菌酶、干擾素、急性期蛋白等；（3）機制成分：炎癥反應、吞噬作用、NK細胞殺傷、自噬等。先天性免疫雖然不如適應性免疫那樣精確和強力，但它能迅速控制感染，并為適應性免疫的啟動創(chuàng)造條件。適應性免疫概述特異性識別適應性免疫系統(tǒng)能特異性識別幾乎無限多種抗原，這得益于T細胞受體和B細胞受體的高度多樣性。這種多樣性通過基因重排（V(D)J重組）產(chǎn)生，理論上可形成超過10^11種不同的受體分子，足以應對自然界中可能遇到的任何抗原。每個淋巴細胞表面表達的受體只能識別一種特定抗原，當相應抗原出現(xiàn)時，攜帶匹配受體的淋巴細胞被激活，經(jīng)過克隆擴增形成大量效應細胞，提供針對性的免疫防護。免疫記憶適應性免疫系統(tǒng)最顯著的特征之一是能形成免疫記憶。在初次免疫應答后，部分活化的T細胞和B細胞分化為長壽命記憶細胞，這些細胞能在體內(nèi)持續(xù)存在數(shù)年甚至數(shù)十年。記憶細胞存儲了對特定抗原的"記憶"，當再次遇到同一抗原時，能迅速識別并產(chǎn)生強烈的二次免疫應答。二次免疫應答較初次應答具有更快的啟動速度、更低的激活閾值、更高的抗體親和力和更持久的效應，這是疫苗有效性的基礎。這種記憶機制使機體能夠終身抵抗某些曾經(jīng)感染過的病原體。炎癥反應機制識別和啟動組織細胞和巡邏的免疫細胞通過模式識別受體識別病原體或組織損傷信號信號釋放活化的細胞釋放炎癥因子和趨化因子，如IL-1、IL-6、TNF-α等血管反應局部血管擴張、通透性增加，允許血漿蛋白滲出和免疫細胞遷移細胞募集中性粒細胞、單核細胞等從血液中遷移到炎癥部位清除和修復免疫細胞清除病原體和死亡細胞，促進組織修復和重建炎癥是機體對損傷刺激的保護性反應，是免疫系統(tǒng)最重要的防御機制之一。經(jīng)典的炎癥表現(xiàn)包括紅、腫、熱、痛和功能障礙五大癥狀。紅腫是由于局部血管擴張和通透性增加導致的組織充血和水腫；熱是由于局部血流增加和發(fā)熱原作用；痛則是因為炎癥介質(zhì)刺激神經(jīng)末梢和組織腫脹壓迫所致。炎癥可分為急性炎癥和慢性炎癥。急性炎癥起病迅速，持續(xù)時間短，主要特征是中性粒細胞浸潤和滲出；慢性炎癥則起病緩慢，持續(xù)時間長，特征是單核細胞、巨噬細胞和淋巴細胞浸潤，往往伴有纖維組織增生。雖然炎癥反應對抗感染至關重要，但失控的炎癥也會導致組織損傷和多種疾病，如自身免疫病、動脈粥樣硬化和神經(jīng)退行性疾病等。吞噬作用過程識別吞噬細胞通過表面模式識別受體識別病原體上的保守分子模式，或通過Fc受體識別被抗體包被的微生物附著吞噬細胞與目標顆粒結(jié)合，形成緊密的物理接觸，激活細胞內(nèi)信號通路內(nèi)化細胞膜伸出偽足包圍目標，形成吞噬泡將其完全包裹并內(nèi)化到細胞內(nèi)融合與消化吞噬泡與溶酶體融合形成吞噬溶酶體，內(nèi)含各種消化酶和活性氧分子消除病原體被分解為基本成分，部分用于抗原呈遞，剩余廢物被排出細胞外補體激活途徑經(jīng)典途徑經(jīng)典補體激活途徑始于抗原-抗體復合物與C1分子結(jié)合。C1分子由C1q、C1r和C1s組成，當C1q與抗體Fc區(qū)結(jié)合后，導致構(gòu)象變化，激活C1r和C1s的酶活性。激活的C1s裂解C4和C2，形成C4bC2a復合物（C3轉(zhuǎn)化酶），進一步催化C3裂解，啟動下游補體級聯(lián)反應。替代途徑替代途徑不需要抗體參與，可被細菌細胞壁等表面直接激活。血漿中C3分子自發(fā)水解形成C3(H2O)，此分子與因子B結(jié)合并被因子D裂解，產(chǎn)生液相C3轉(zhuǎn)化酶C3(H2O)Bb。這一轉(zhuǎn)化酶催化更多C3轉(zhuǎn)化為C3b，后者附著在微生物表面，進一步形成C3bBb（膜表面C3轉(zhuǎn)化酶），放大補體激活。凝集素途徑凝集素途徑由甘露糖結(jié)合凝集素(MBL)或絲氨酸蛋白酶相關凝集素識別病原體表面的特定碳水化合物模式后激活。MBL結(jié)構(gòu)與C1q相似，與MBL相關絲氨酸蛋白酶(MASP)功能類似于C1r和C1s。當MBL識別靶分子后，激活MASP，后者裂解C4和C2，形成與經(jīng)典途徑相同的C3轉(zhuǎn)化酶，繼續(xù)下游反應?？乖c抗體反應抗原與抗體之間的相互作用是適應性體液免疫的核心?？乖瓫Q定簇（又稱表位）是抗原分子上能被抗體識別的特定區(qū)域，通常為6-15個氨基酸或3-5個單糖單位構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。一個復雜抗原可含有多個抗原決定簇，能同時被多種抗體識別。抗體通過其可變區(qū)（Fab部分）的互補決定區(qū)與抗原決定簇結(jié)合，這種結(jié)合是非共價的，主要依靠氫鍵、范德華力、疏水相互作用和靜電力?？贵w結(jié)合抗原后產(chǎn)生多種生物學效應：（1）中和作用：直接結(jié)合病毒或細菌毒素，阻斷其與靶細胞結(jié)合；（2）調(diào)理作用：標記病原體表面，促進吞噬細胞識別吞噬；（3）補體激活：IgG和IgM能通過其Fc區(qū)激活補體經(jīng)典途徑；（4）抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用(ADCC)：NK細胞通過Fc受體識別抗體包被的靶細胞并殺傷；（5）肥大細胞和嗜堿性粒細胞激活：IgE結(jié)合這些細胞表面受體后，再次接觸抗原時觸發(fā)脫顆粒。流感病毒入侵案例0小時：病毒入侵流感病毒通過呼吸道進入人體，附著在上呼吸道上皮細胞表面，通過血凝素蛋白與宿主細胞表面的唾液酸結(jié)合，然后被內(nèi)吞進入細胞6-12小時：先天免疫激活感染細胞中的模式識別受體識別病毒RNA，激活抗病毒信號通路，產(chǎn)生I型干擾素；上皮細胞和巨噬細胞釋放細胞因子和趨化因子24-72小時：炎癥反應擴大中性粒細胞和單核細胞被招募到感染部位，炎癥反應加劇，產(chǎn)生發(fā)熱、肌肉酸痛等全身癥狀；NK細胞識別并殺滅感染細胞3-5天：適應性免疫啟動樹突狀細胞捕獲病毒抗原，遷移至淋巴結(jié)呈遞給T細胞；病毒特異性T細胞和B細胞被激活并增殖7-10天：適應性免疫高峰細胞毒性T細胞殺滅感染細胞；漿細胞產(chǎn)生抗流感病毒抗體，中和游離病毒；癥狀開始緩解14天以后：恢復與記憶建立病毒被清除，組織修復；部分T細胞和B細胞轉(zhuǎn)化為記憶細胞，提供長期保護細胞免疫反應抗原處理與呈遞細胞內(nèi)源性抗原（如病毒蛋白）在胞質(zhì)中被蛋白酶體降解成肽段，通過TAP轉(zhuǎn)運蛋白進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，與新合成的MHCI類分子結(jié)合，然后被運輸?shù)郊毎砻娉蔬f給CD8+T細胞。外源性抗原則被專業(yè)抗原呈遞細胞內(nèi)吞，在內(nèi)體和溶酶體中加工成肽段，與MHCII類分子結(jié)合，呈遞給CD4+T細胞。T細胞活化初始T細胞通過T細胞受體(TCR)識別抗原呈遞細胞表面的MHC-抗原復合物，同時需要共刺激分子（如CD28與B7的結(jié)合）提供第二信號。充分活化的T細胞開始增殖并分化為效應T細胞。CD4+T細胞分化為Th1、Th2、Th17或Treg等亞型，CD8+T細胞則主要分化為細胞毒性T淋巴細胞(CTL)。效應功能執(zhí)行細胞毒性T淋巴細胞是細胞免疫的主要執(zhí)行者，它們能特異識別并殺滅表達特定抗原的靶細胞，如病毒感染細胞、腫瘤細胞等。CTL通過兩種主要機制殺傷靶細胞：一是釋放穿孔素和顆粒酶，穿孔素在靶細胞膜上形成孔洞，顆粒酶通過這些孔進入靶細胞誘導凋亡；二是通過表達Fas配體(FasL)，與靶細胞表面Fas分子結(jié)合，激活死亡受體通路。體液免疫反應抗原識別位于淋巴組織中的B細胞通過其B細胞受體(BCR)識別特定抗原。抗原可以是游離狀態(tài)，也可以由樹突狀細胞或濾泡樹突狀細胞表面呈遞協(xié)同激活大多數(shù)抗原需要T細胞幫助才能完全激活B細胞。B細胞內(nèi)化并處理抗原，通過MHCII類分子呈遞給特異性輔助T細胞，T細胞提供共刺激信號（如CD40L）和細胞因子生發(fā)中心形成激活的B細胞在淋巴濾泡中形成生發(fā)中心，在這里進行大量增殖、體細胞高頻突變（提高抗體親和力）和類別轉(zhuǎn)換（改變抗體類型）分化與分泌部分B細胞分化為漿細胞，每個漿細胞每秒可產(chǎn)生約2000個抗體分子，這些抗體通過血液和淋巴循環(huán)到達全身抗體發(fā)揮功能分泌的抗體通過多種機制提供保護：中和毒素和病毒、調(diào)理作用促進吞噬、激活補體系統(tǒng)導致病原體裂解、抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用等記憶免疫反應時間（天）初次應答二次應答記憶免疫是適應性免疫系統(tǒng)的核心特征，指機體在初次接觸抗原后能建立長期的免疫記憶，在再次遇到同一抗原時產(chǎn)生更快速、更強烈的免疫應答。記憶免疫由長壽命的記憶T細胞和記憶B細胞介導，這些細胞在初次免疫應答結(jié)束后持續(xù)存在于體內(nèi)，有些可維持終身。記憶細胞在骨髓、脾臟和淋巴結(jié)等免疫器官中形成持久的記憶池。與初次免疫應答相比，二次免疫應答具有以下特點：（1）啟動更快，初次應答需4-7天，二次應答僅需1-3天；（2）反應強度更高，抗體滴度可達初次應答的10-1000倍；（3）產(chǎn)生的抗體親和力更高，能更有效中和病原體；（4）應答持續(xù)時間更長；（5）抗體類型不同，初次應答主要產(chǎn)生IgM，二次應答主要產(chǎn)生IgG、IgA或IgE。記憶免疫是疫苗有效性的基礎，通過接種減毒或滅活病原體或其成分，誘導機體產(chǎn)生免疫記憶，而不必經(jīng)歷實際疾病。自身耐受與免疫耐受中樞耐受中樞耐受主要在免疫細胞發(fā)育的中樞免疫器官（T細胞在胸腺、B細胞在骨髓）中建立。在胸腺中，T細胞前體經(jīng)歷雙重選擇過程：陽性選擇保留能適度識別自身MHC分子的T細胞，陰性選擇則清除對自身抗原有強烈反應的自身反應性T細胞。這一過程由胸腺上皮細胞和樹突狀細胞介導，特別是通過自身免疫調(diào)節(jié)因子(AIRE)的作用，胸腺內(nèi)能表達許多外周組織特異性抗原。類似地，B細胞在骨髓中也經(jīng)歷負選擇，清除對自身抗原高親和力的自身反應性克隆。這種刪除機制是防止自身免疫反應的第一道防線。研究表明，約75%的自身反應性T細胞和40-60%的自身反應性B細胞在發(fā)育過程中被清除。外周耐受由于中樞耐受并不完美，一些自身反應性淋巴細胞可能逃脫刪除進入外周循環(huán)。此時，外周耐受機制發(fā)揮作用，控制這些潛在危險的細胞。外周耐受的主要機制包括：（1）能量(Anergy)：在缺乏共刺激信號的情況下識別抗原會導致淋巴細胞功能失活；（2）抑制：調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)通過直接接觸或分泌抑制性細胞因子抑制其他免疫細胞活性；（3）克隆刪除：重復接觸自身抗原可導致活化誘導細胞死亡。此外，免疫特權區(qū)域（如眼、睪丸和中樞神經(jīng)系統(tǒng)）通過物理屏障、抑制性微環(huán)境和特殊的免疫調(diào)控機制保護重要組織不受免疫攻擊。免疫耐受的失調(diào)是多種自身免疫疾病的關鍵病因。免疫調(diào)控機制細胞間相互調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)中不同細胞類型之間存在復雜的調(diào)控網(wǎng)絡。例如，調(diào)節(jié)性T細胞(Tregs)能抑制效應T細胞、B細胞和抗原呈遞細胞的活性；M1型和M2型巨噬細胞相互拮抗；Th1和Th2細胞通過產(chǎn)生的細胞因子互相抑制，維持平衡。這種細胞間的檢查與平衡確保免疫應答的強度和方向適當。細胞因子網(wǎng)絡細胞因子是免疫調(diào)控的關鍵分子，形成復雜的調(diào)控網(wǎng)絡。促炎性細胞因子（如IL-1、IL-6、TNF-α）激活免疫反應，而抗炎性細胞因子（如IL-10、TGF-β）則抑制過度反應。細胞因子之間存在正負反饋回路，如IL-12促進Th1分化并抑制Th2，而IL-4促進Th2分化并抑制Th1。細胞因子的時空表達精確控制著免疫反應的各個階段。免疫檢查點T細胞表面表達多種免疫檢查點分子，如CTLA-4、PD-1和LAG-3等，它們在T細胞活化后上調(diào)，與相應配體結(jié)合后傳遞抑制性信號，限制T細胞活性并防止過度免疫反應。這些分子構(gòu)成了控制T細胞功能的"剎車系統(tǒng)"。腫瘤細胞常利用這一機制逃避免疫監(jiān)視，而免疫檢查點抑制劑已成為革命性的腫瘤免疫治療手段。微生物與腸道免疫10^14腸道菌群數(shù)量人體腸道中微生物的總數(shù)量，大約是人體細胞數(shù)量的10倍1000+細菌物種健康腸道中存在的細菌物種數(shù)量，構(gòu)成復雜且多樣的生態(tài)系統(tǒng)70%免疫細胞比例人體中約70%的免疫細胞位于腸道相關淋巴組織中3g/天分泌型IgA產(chǎn)量成人腸道每天產(chǎn)生的分泌型IgA抗體量，是人體最主要的抗體類型腸道是人體最大的免疫器官，也是與外界接觸最廣泛的界面。腸道相關淋巴組織(GALT)包括派爾集合淋巴結(jié)、孤立淋巴濾泡、闌尾和腸系膜淋巴結(jié)等，形成一個龐大的免疫網(wǎng)絡。腸道上皮層中分布著多種特殊免疫細胞，如上皮內(nèi)淋巴細胞、M細胞和潘氏細胞等，共同維護腸道免疫平衡。腸道菌群與免疫系統(tǒng)之間存在復雜的相互作用。共生菌通過產(chǎn)生短鏈脂肪酸等代謝物調(diào)節(jié)免疫細胞功能；參與腸道免疫系統(tǒng)的發(fā)育和成熟；競爭性抑制病原菌定植；訓練免疫系統(tǒng)區(qū)分有害和無害微生物。分泌型IgA是腸道免疫的關鍵分子，它能中和毒素和病原體，防止微生物黏附上皮細胞，同時允許有益菌存在。腸道免疫系統(tǒng)的特點是"控制性炎癥"，既能有效抵御病原體，又能容忍食物抗原和共生菌，維持這種平衡的失調(diào)與多種疾病相關。疫苗與免疫記憶疫苗的工作原理疫苗是利用人體免疫系統(tǒng)記憶特性的預防性醫(yī)學干預手段。通過接種減毒或滅活的病原體、純化的抗原組分或基因工程產(chǎn)物，模擬自然感染過程，激活機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生特異性免疫應答，同時建立免疫記憶，而不必經(jīng)歷真正的疾病。當未來遇到真正的病原體時，記憶細胞能迅速識別并啟動強大的二次免疫應答，消滅病原體。疫苗的分類根據(jù)組成和制備方法，疫苗可分為：活減毒疫苗（如MMR疫苗）、滅活疫苗（如滅活脊髓灰質(zhì)炎疫苗）、亞單位疫苗（如乙肝疫苗）、類毒素疫苗（如破傷風疫苗）、病毒載體疫苗（如部分新冠疫苗）、核酸疫苗（mRNA和DNA疫苗）等。不同類型疫苗有各自的優(yōu)缺點和適用情況，但都旨在誘導持久的特異性免疫保護。新冠疫苗案例新冠疫苗的快速開發(fā)是現(xiàn)代免疫學成就的典范。mRNA疫苗（如輝瑞和莫德納）和腺病毒載體疫苗（如阿斯利康和康希諾）利用創(chuàng)新技術，指導人體細胞表達SARS-CoV-2的刺突蛋白，誘導強大的抗體和T細胞應答。這些疫苗不含完整病毒，無法致病，但能有效激活免疫系統(tǒng)，形成對新冠病毒的保護性免疫，顯著降低感染率、重癥率和死亡率。自身免疫病簡介類型與機制自身免疫病是免疫系統(tǒng)錯誤地攻擊自身組織而導致的一類疾病，全球患病率約為5-8%。根據(jù)受影響的組織范圍，可分為器官特異性（如1型糖尿病，攻擊胰島β細胞）和系統(tǒng)性（如系統(tǒng)性紅斑狼瘡，影響多個器官系統(tǒng)）兩大類。這些疾病的發(fā)病機制復雜，通常涉及自身耐受機制的破壞和免疫調(diào)節(jié)的失衡。常見自身免疫病常見的自身免疫疾病包括：類風濕關節(jié)炎（免疫系統(tǒng)攻擊關節(jié)滑膜）、1型糖尿?。ㄆ茐囊葝uβ細胞）、多發(fā)性硬化癥（攻擊神經(jīng)髓鞘）、系統(tǒng)性紅斑狼瘡（影響多個器官系統(tǒng)）、格雷夫斯病（甲狀腺功能亢進）、銀屑?。铀倨つw細胞更替）、克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎（腸道炎癥）等。這些疾病影響數(shù)億人口，部分具有明顯的性別偏好，如SLE女性發(fā)病率是男性的9倍。診斷與治療自身免疫病的診斷基于臨床表現(xiàn)、實驗室檢查（如自身抗體檢測）和影像學檢查。治療策略主要包括免疫抑制治療（如糖皮質(zhì)激素、環(huán)孢素、甲氨蝶呤等）和生物制劑（如TNF-α抑制劑、IL-6受體拮抗劑、B細胞消耗劑等）。近年來，精準醫(yī)療和靶向治療取得重要進展，如CAR-T療法和JAK抑制劑等。預防復發(fā)和減少藥物副作用是長期管理的關鍵目標。免疫缺陷疾病原發(fā)性免疫缺陷原發(fā)性免疫缺陷病(PID)是一組由基因突變導致的先天性免疫系統(tǒng)異常疾病，目前已鑒定超過400種。根據(jù)受影響的免疫成分，可分為T細胞缺陷、B細胞缺陷、吞噬細胞缺陷、補體缺陷和復合型免疫缺陷等。嚴重聯(lián)合免疫缺陷癥(SCID)是最嚴重的形式，表現(xiàn)為T細胞和B細胞功能完全缺失，患兒出生后易發(fā)生致命性感染，需進行骨髓移植治療。其他常見的原發(fā)性免疫缺陷包括：X連鎖無丙種球蛋白血癥（B細胞缺失）、共同變異性免疫缺陷（B細胞功能障礙）、DiGeorge綜合征（胸腺發(fā)育不全導致T細胞缺陷）和慢性肉芽腫?。ㄍ淌杉毎麣⒕毕荩┑?。早期診斷和干預對改善預后至關重要。獲得性免疫缺陷獲得性免疫缺陷是后天因素導致的免疫功能下降，最著名的例子是人類免疫缺陷病毒(HIV)感染導致的獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)。HIV主要感染CD4+T細胞，導致其數(shù)量和功能逐漸減少，最終使患者對機會性感染和腫瘤的抵抗力顯著下降。若不治療，HIV感染進展為AIDS后，患者常死于卡波西肉瘤、肺孢子蟲肺炎、結(jié)核病等機會性疾病。其他獲得性免疫缺陷的常見原因包括：營養(yǎng)不良（特別是蛋白質(zhì)能量營養(yǎng)不良）、某些藥物（如化療藥物、免疫抑制劑）、放射治療、惡性腫瘤（特別是淋巴瘤）、大面積燒傷、脾切除、衰老和長期嚴重壓力等。這些因素可通過不同機制削弱免疫功能，增加感染風險。變態(tài)反應（過敏）I型（速發(fā)型）IgE介導的過敏反應，如過敏性鼻炎、哮喘、蕁麻疹和過敏性休克II型（細胞毒型）抗體直接結(jié)合細胞表面抗原，導致細胞破壞，如輸血反應和自身免疫性溶血性貧血III型（免疫復合物型）由抗原-抗體復合物沉積引起的組織損傷，如血清病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡的某些表現(xiàn)IV型（遲發(fā)型）T細胞介導的延遲反應，如接觸性皮炎、結(jié)核菌素試驗陽性和移植排斥變態(tài)反應（過敏反應）是機體對通常無害物質(zhì)的異常或過度免疫反應，影響全球約20-30%的人口。這些反應基于不同的免疫學機制，由Gell和Coombs分為四型。最常見的I型反應發(fā)生在過敏原首次接觸時，導致特異性IgE抗體產(chǎn)生并結(jié)合肥大細胞表面；再次接觸時，過敏原與IgE交聯(lián)，觸發(fā)肥大細胞脫顆粒，釋放組胺等介質(zhì)，引起過敏癥狀。常見的過敏原包括：花粉、塵螨、寵物皮屑、某些食物（如花生、海鮮）、藥物（如青霉素）、昆蟲毒液等。過敏癥狀從輕度（如皮膚瘙癢、打噴嚏）到危及生命的過敏性休克不等。診斷方法包括皮膚點刺試驗、特異性IgE檢測和激發(fā)試驗等。治療包括避免接觸過敏原、藥物治療（抗組胺藥、糖皮質(zhì)激素等）和過敏原特異性免疫治療。近年來，生物制劑如抗IgE單克隆抗體已用于治療嚴重過敏。腫瘤免疫與免疫逃逸腫瘤免疫學研究免疫系統(tǒng)與腫瘤之間的相互作用。免疫系統(tǒng)能通過"免疫監(jiān)視"識別并清除早期腫瘤細胞，這一過程主要由NK細胞、γδT細胞、CD8+T細胞和巨噬細胞執(zhí)行。腫瘤細胞表面表達腫瘤相關抗原（正常細胞上也有但表達水平不同）和腫瘤特異性抗原（由基因突變產(chǎn)生的新抗原），這些抗原能被免疫系統(tǒng)識別。然而，腫瘤細胞能通過多種"免疫逃逸"機制躲避免疫攻擊：（1）下調(diào)MHC分子表達，減少抗原呈遞；（2）表達PD-L1等免疫檢查點配體，抑制T細胞功能；（3）分泌免疫抑制性細胞因子如TGF-β和IL-10；（4）招募免疫抑制性細胞如調(diào)節(jié)性T細胞和骨髓來源的抑制細胞；（5）通過選擇壓力失去高免疫原性抗原表達。腫瘤和免疫系統(tǒng)的這種動態(tài)平衡被稱為"免疫編輯"，包括清除期、平衡期和逃逸期三個階段。理解這些機制為腫瘤免疫治療提供了理論基礎。免疫治療進展免疫檢查點抑制劑這類藥物通過阻斷腫瘤細胞與免疫細胞之間的"剎車"信號，釋放免疫系統(tǒng)對抗腫瘤的能力。代表藥物包括抗CTLA-4單抗（如伊匹木單抗）、抗PD-1單抗（如帕博利珠單抗、納武利尤單抗）和抗PD-L1單抗（如阿替利珠單抗）。這些藥物已在黑色素瘤、非小細胞肺癌、腎細胞癌等多種腫瘤中顯示顯著療效，部分患者甚至實現(xiàn)長期緩解。CAR-T細胞療法嵌合抗原受體T細胞療法是一種革命性的細胞免疫治療技術。該方法首先從患者體內(nèi)分離T細胞，通過基因工程技術使其表達特定的嵌合抗原受體（能識別腫瘤抗原），然后將這些"改造"的T細胞擴增后回輸給患者。CAR-T細胞能特異性識別并殺滅表達靶抗原的腫瘤細胞，目前在治療B細胞惡性腫瘤如急性淋巴細胞白血病和彌漫性大B細胞淋巴瘤方面取得顯著成功。雙特異性抗體雙特異性抗體能同時結(jié)合T細胞和腫瘤細胞，將兩者拉近并激活T細胞殺傷腫瘤。雙特異性T細胞銜接物(BiTE)是一種重要類型，如已獲批的貝林妥歐單抗(Blinatumomab)，用于治療急性淋巴細胞白血病。此外，還有多種靶向不同腫瘤抗原的雙特異性抗體正在開發(fā)中，如CD20/CD3雙特異性抗體用于B細胞淋巴瘤，EGFR/CD3雙特異性抗體用于實體瘤等。腫瘤疫苗腫瘤疫苗旨在激活患者免疫系統(tǒng)針對腫瘤抗原產(chǎn)生持久免疫應答。傳統(tǒng)腫瘤疫苗包括腫瘤細胞疫苗、樹突狀細胞疫苗和肽疫苗，近年來mRNA腫瘤疫苗受到廣泛關注。首個獲批的治療性腫瘤疫苗是前列腺癌疫苗Sipuleucel-T。個體化新抗原疫苗是前沿方向，基于患者腫瘤突變圖譜設計，已在臨床試驗中顯示出潛力。腫瘤疫苗常與其他免疫治療聯(lián)合使用，增強整體療效。器官移植與免疫排斥超急性排斥反應移植后數(shù)分鐘至數(shù)小時內(nèi)發(fā)生，由受者預存的抗供者HLA或ABO血型抗體引起，激活補體系統(tǒng)導致血管內(nèi)皮損傷和血栓形成急性排斥反應移植后數(shù)天至數(shù)周內(nèi)發(fā)生，主要由T細胞介導，攻擊移植器官的實質(zhì)細胞和血管內(nèi)皮，表現(xiàn)為器官功能急劇下降慢性排斥反應移植后數(shù)月至數(shù)年內(nèi)逐漸發(fā)生，由多種免疫和非免疫因素引起，表現(xiàn)為器官功能緩慢進行性喪失，常伴有纖維化和血管病變器官移植是終末期器官衰竭患者的重要治療手段，但移植后的免疫排斥反應是最大挑戰(zhàn)。排斥反應的關鍵因素是組織相容性抗原的差異，特別是主要組織相容性復合體(MHC)分子，在人類稱為人類白細胞抗原(HLA)。T細胞可通過三種途徑識別供者抗原：直接識別（識別供者APCs表面的供者MHC-肽復合物）、間接識別（識別受者APCs呈遞的供者MHC肽段）和半直接識別。防止排斥反應的策略包括：（1）供受者HLA和ABO血型配型；（2）免疫抑制治療，如鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶抑制劑（環(huán)孢素、他克莫司）、抗增殖藥物（霉酚酸酯、硫唑嘌呤）、mTOR抑制劑（西羅莫司）和糖皮質(zhì)激素；（3）單克隆抗體治療，如抗CD3抗體、抗IL-2R抗體和抗胸腺細胞球蛋白；（4）誘導免疫耐受技術，如混合嵌合體和共刺激阻斷。免疫抑制治療需要平衡防止排斥反應和避免過度免疫抑制導致感染和惡性腫瘤的風險。艾滋病病毒與免疫系統(tǒng)破壞HIV感染過程人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，主要靶向CD4+T細胞。感染過程始于病毒表面gp120與細胞表面CD4分子結(jié)合，隨后與CCR5或CXCR4共受體結(jié)合，引發(fā)構(gòu)象變化使gp41介導病毒膜與細胞膜融合。病毒核心進入細胞后，逆轉(zhuǎn)錄酶將病毒RNA轉(zhuǎn)化為DNA，整合酶將病毒DNA整合到宿主基因組中，形成前病毒。病毒可潛伏多年，或在細胞活化時開始復制，產(chǎn)生新的病毒顆粒。免疫系統(tǒng)的損害HIV感染導致CD4+T細胞數(shù)量逐漸減少，機制包括：直接的病毒細胞病變效應、免疫介導的細胞殺傷、慢性免疫激活導致的細胞凋亡增加、胸腺功能障礙影響T細胞再生等。除了CD4+T細胞外，HIV還影響B(tài)細胞（功能異常和多克隆激活）、巨噬細胞（成為病毒儲存庫）和樹突狀細胞（數(shù)量減少和功能障礙）。CD4+T細胞減少和免疫功能障礙導致對機會性感染和腫瘤的易感性增加。治療策略高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療(HAART)是HIV感染的標準治療，通常結(jié)合三種或以上不同機制的抗病毒藥物，包括核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、非核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、蛋白酶抑制劑、整合酶抑制劑和進入抑制劑等。HAART能顯著降低病毒載量，恢復CD4+T細胞計數(shù)，延長患者生存期，并降低傳播風險。但HAART不能根除體內(nèi)的潛伏病毒庫，患者需終身服藥。新興研究方向包括治愈策略（如"震蕩殺滅"策略和基因編輯）和預防性疫苗開發(fā)。微生物進化與免疫系統(tǒng)軍備競賽病原體逃避策略病原微生物通過長期進化發(fā)展出多種逃避宿主免疫系統(tǒng)的策略?？乖儺愂亲畛Ｒ姷臋C制，如流感病毒通過抗原漂變和抗原轉(zhuǎn)變改變表面蛋白，使既往免疫無效；HIV的高突變率使其能快速產(chǎn)生逃避抗體和T細胞識別的變異株。一些細菌如金黃色葡萄球菌能產(chǎn)生蛋白A，結(jié)合抗體Fc區(qū)干擾吞噬；而寄生蟲如血吸蟲則能獲取宿主分子偽裝自身表面。其他免疫逃逸策略包括：產(chǎn)生保護性結(jié)構(gòu)（如細菌莢膜）、入侵宿主細胞內(nèi)（如結(jié)核分枝桿菌）、抑制補體系統(tǒng)（如皰疹病毒編碼的補體調(diào)節(jié)蛋白）、干擾細胞因子信號（如某些病毒產(chǎn)生的細胞因子受體同源物）和直接殺死免疫細胞（如假單胞菌的分泌毒素）。這些策略使病原體能在宿主體內(nèi)持續(xù)生存。免疫系統(tǒng)反制措施作為回應，免疫系統(tǒng)也進化出復雜的反制機制。模式識別受體家族的多樣性使先天免疫系統(tǒng)能識別保守的病原體相關分子模式，而這些模式難以通過變異完全逃避。適應性免疫系統(tǒng)則通過V(D)J重組和體細胞超突變產(chǎn)生數(shù)萬億種不同的抗體和T細胞受體，足以識別幾乎任何可能的抗原。免疫記憶機制能保存對既往感染的防御經(jīng)驗，即使病原體產(chǎn)生變異，原有記憶細胞仍可能提供部分交叉保護。細胞免疫和體液免疫的協(xié)同作用提供多層次防御，使病原體難以同時逃避所有防線。此外，免疫系統(tǒng)的冗余性和多樣性也增加了病原體完全逃避的難度。然而，這種軍備競賽永無止境，新的病原體不斷出現(xiàn)，而免疫