感染识别分子
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-05-05
作者: 医知苑
最后更新时间: 2024-05-05
为了在体内扎根,病原体必须首先穿透第一道防线进入人体,包括皮肤、眼泪、粘液、纤毛和胃酸等自然屏障。病原体进入人体后,免疫系统细胞将病原体识别为外来病原体并消灭它至关重要。
在先天免疫系统中,这涉及病原体相关分子模式(PAMP) 和模式识别受体 (PRR) 之间的相互作用。在适应性免疫系统中,这涉及主要组织相容性复合物 (MHC) 和 T 细胞之间的相互作用。
本文将讨论免疫系统如何通过感染识别分子识别外来细胞。
模式识别受体
先天免疫系统是快速且非特异性的,快速吞噬外来细胞。它使用模式识别受体(PRR)来识别病原体。
模式识别受体是位于巨噬细胞和树突状细胞等免疫细胞上的感染识别受体。它们与病原体相关分子模式 (PAMP) 结合。 PAMP 是病原体表面碳水化合物、脂质和核酸的特定排列,向吞噬细胞发出信号,表明细胞是外来的。许多不同的分子可以充当 PAMP,包括 肽聚糖、内毒素和鞭毛蛋白。
膜相关 PRR
PRR 可以位于细胞表面,用于识别细胞外感染,也可以位于细胞质中,以针对细胞内病原体(如病毒)。 PRR的主要类型是Toll样受体(TLR),人类中有11种类型,它们都识别不同的PAMP。 Toll 样受体是位于细胞表面的 PRR 的一个例子。
Toll 样受体 (TLR) | PAMP 认可 | 病原体类型 |
TLR2 | 肽聚糖 | 革兰氏阳性细菌 |
TLR3 | 双链RNA | 病毒 |
TLR4 | 脂多糖 | 革兰氏阴性细菌 |
TLR5 | 鞭毛蛋白 | 细菌 |
TLR7 | 单链DNA | 病毒 |
TLR9 | 双链DNA | 病毒 |
PRR 还有多种其他类型,包括甘露糖受体,但数量较少。与适应性免疫系统的组成部分不同,PRR 并不针对单个病原体,而是针对一组病原体。因此,它们不具有细胞记忆。
分泌型PRR
除了上面讨论的与细胞膜相关的 PRR 之外,在急性期反应期间还会产生许多 PRR并释放到血流中。
其中之一是甘露糖结合凝集素(MBL)。这是一种由肝脏产生的急性期蛋白,是集合素的一个例子。集合素是存在于全身溶液中的蛋白质,具有胶原蛋白样结构域和糖结合(凝集素)结构域。它们能够与病原体的表面糖结合,称为调理作用,使它们更容易成为吞噬作用的目标。
另一种由肝脏产生的急性期蛋白 PRR 是C 反应蛋白(CRP)。它与微生物多糖中称为磷酸胆碱的分子结合。一旦结合,病原体就被调理以进行吞噬作用,并且补体被激活。
血液中 CRP 水平升高通常被用作感染和炎症的标志。
主要组织相容性复合物
在最初的几个外来细胞被吞噬后,适应性免疫系统就会变得活跃。淋巴细胞通过识别巨噬细胞等抗原呈递细胞表面的抗原来产生特异性免疫反应。
一旦病原体被吞噬,巨噬细胞或树突状细胞就会消化病原体并在其表面呈现小肽(抗原)。抗原作为位于抗原呈递细胞表面的受体的一部分呈递。这种受体被称为主要组织相容性复合体(MHC),在刺激适应性、病原体特异性免疫系统中发挥重要作用。
MHC 分子有两种类型,每种都有不同的作用。
-
MHC I 类
- 呈现来自细胞内病原体的肽
- 仅结合并刺激 T 细胞毒性细胞
-
MHC II 类
- 呈现来自细胞外病原体的肽
- 结合并刺激 T 辅助细胞(CD4 细胞)
在人类中,MHC 称为人类白细胞抗原(HLA)。对应于 MHC I 类的 HLA 包括 HLA A、B 和 C。它们参与呈递来自细胞内病原体的抗原。
与MHC II类相对应的HLA包括HLA D,其具有多种亚型,例如HLA DP、DQ和DR等。这些参与呈递来自细胞外病原体的抗原。
有关抗原加工和呈递的更多信息可以在此处找到。
临床相关性 -感染性休克
内毒素是一种位于革兰氏阴性菌表面的脂多糖。它与 Toll 样受体 4 (TLR4) 结合,刺激巨噬细胞和树突状细胞。这些细胞释放细胞因子,引发炎症反应。一些细胞因子还作用于内皮细胞,引起血管舒张,这通常有助于向感染部位提供免疫细胞和调理素。
然而,严重感染会引发广泛的血管舒张,从而引发感染性休克。如果不进行治疗,血压突然下降会导致灌注不足和多器官衰竭。感染性休克的死亡率非常高。