边缘免疫学.doc

生殖免疫学现代生殖免疫学认为，妊娠是成功的半同种移植过程，在母体免疫功能正常时，既保护母体不受外来微生物的侵犯，又对宫内胚胎移植物不发生免疫排斥反应，并维持妊娠的继续。自然流产连续发生二次或二次以上者为反复性自然流产(RSA)，约占总妊娠数的0.5%3%，其发病机制复杂，涉及遗传学、生殖内分泌学等多种病因， 原因不明者约占41.18%60.00%，其中80%与免疫因素有关。 封闭抗体(antiphospholipid antibody, APLA)是人类白细胞抗原(Human Leukocyte Antigen-HLA)、滋养层及淋巴细胞交叉反应抗原(TLX)等刺激母体免疫系统，所产生的一类IgG型抗体。在正常孕妇的血清中，存在一种抗配偶淋巴细胞的特异性IgG抗体，它可抑制淋巴细胞反应（MLR），封闭母体淋巴细胞对培养的滋养层的细胞毒作用，防止辅助T细胞识别胎儿抗原的抑制物，并可阻止母亲免疫系统对胚胎的攻击。封闭同种抗原刺激的淋巴细胞产生巨噬细胞移动抑制因子（MIF），故称其为封闭抗体（blocking antibodies,BA）。研究认为，孕妇血中的APLA可以表现以下作用： (1)APLA中和同种异体抗原，而不使胎儿受到排斥； (2)抗体直接作用于具有免疫能力的细胞如:CTL细胞、NK细胞等； (3)直接结合到靶细胞的抗原上，从而降低它们对受体细胞参与的免疫反应的敏感性。以往研究认为，反复自然流产的发生与母体缺乏APLA有关，流产次数越多的患者，其体内APLA缺乏的可能性越大。APLA的产生不足，母体对胎儿产生强烈的排斥现象，发生于孕早期可出现反复自然流产，孕晚期则可出现妊娠高血压疾病、胎儿宫内生长受限、甚至出现胎死宫内。因此对反复自然流产患者进行APLA检测是非常有必要的。 HLA是位于人6号染色体短臂的一种高度变态性的紧密连锁基因群，是一类存在于各种组织及有核细胞表面并可引起强烈排斥反应的抗原，它所编码的主要组织相容性复合物（Major Histocompatibility Complex, MHC）在特异性免疫中处于中心地位，经典的HLA抗原在胎盘无表达，而HLAG在胎盘绒毛外细胞滋养层特异表达。反复自然流产的夫妇含有相同的HLA抗原的频率高于正常夫妇，过多的共有抗原阻止母体对妊娠胚胎作为异体抗原的辨识，不能刺激母体产生足够以维持妊娠所需的APLA，由于缺乏抗体的调节作用，母体免疫系统面对胚胎产生免疫攻击而导致流产。由于HLA基因的遗传多态性，个体之间细胞膜表面的HLA抗原分子相容性概率很低，构成了同种免疫。正常妊娠中，夫妇HLA抗原不相容，胚胎所带的父源性HLA抗原(滋养细胞表面)能刺激母体免疫系统并产生APLA，即抗配偶淋巴细胞的特异性IgG抗体(APLA)，它能抑制混合淋巴细胞反应，并与滋养细胞表面的HLA抗原结合，覆盖来自父方的HLA抗原，从而封闭母体淋巴细胞对滋养层细胞的细胞毒作用，保护胚胎或胎儿免受排斥。 国内外学者一致认为RSA是由于母体不能识别父方抗原而产生保护性反应所致，临床采用配偶淋巴细胞免疫治疗诱导母体产生同种免疫反应，从而出现APLA及微淋巴细胞毒抗体，使母体免疫系统不易对胎儿产生免疫攻击，使妊娠继续。部分学者认为，RSA与母体存在特异性的流产易感基因或单体有关，这种易感基因或单体可能存在于HLA复合体内或与其紧密连锁。含有易感基因或单体的母体对胚胎抗原呈低反应状态，同样不能产生APLA，使胚胎遭受母体免疫系统的排斥而发生流产。 临床上对于反复性自然流产的患者，进行APLA的检测是非常必要的。对于APLA阴性的患者，可有针对性地选用丈夫淋巴细胞主动免疫疗法，因为这些患者的流产次数越多，体内免疫系统紊乱越严重，若没有针对性有效的免疫干预，她们很难有机会成为母亲。自1981年Taytor和Beer等创立了RSA淋巴细胞主动免疫疗法，经过20余年的临床研究表明，免疫治疗确能有效阻止APLA缺乏性RSA。国内外不同学者对原因不明性反复自然流产患者进行淋巴细胞免疫治疗后，妊娠成功率达72.73%86.2%，且未发现对母、儿的副反应，APLA的阳性率明显高于治疗前，而APLA阳性者再次妊娠的成功率明显高于阴性者。 根据国内外经验，对于反复性自然流产的患者先进行APLA检查，如果APLA阴性，则采用丈夫淋巴细胞主动免疫疗法。具体疗程为妊娠前注射治疗3-4次，复查APLA，如APLA转为阳性，则可计划受孕（包括监测排卵、促排卵、人工授精、试管婴儿等），如APLA仍为阴性，则需继续注射治疗，直至APLA转为阳性后再考虑受孕，妊娠后加强注射治疗3次。大量研究证实淋巴细胞免疫治疗RSA有效安全，并且APLA对再次妊娠结局有良好的预示价值。七、免疫性流产与不孕 从免疫学的角度来看，胎儿是一个半非己同种移植物，由于母胎双方免疫不适应引起母体对胎儿的排斥而致流产是可能的。正如上面提到的滋养细胞特异性抗原、血型抗原以及母体自 身的免疫系统状况等都可能与流产有关。若母胎间Rh血型不合，胎儿Rh阳性红细胞进人Rh阴性母体内，引起母体产生抗胎儿Rh阳性红细胞的抗体，此抗体能通过胎盘进入胎儿体内，与胎儿Rh阳性红细胞结合，激活补体，吸引巨噬细胞及NK细胞，从而将胎儿红细胞裂解破坏，可引起流产等免疫性疾病。此外，ABO血型不符也可使母体产生针对胎儿血型的抗体，部分抗体可通过胎盘进入胎儿血循环而导致溶血。妊娠期母体T淋巴细胞亚群的变化，可使孕妇对胎儿免疫反应性降低，保护胎儿免受母体的排斥。若这种平衡失调，TH上升，也能引起母体对胎儿的排斥反应而导致流产。妊娠期母体主要产生封闭性抗体，此抗体使胎儿免受母体致敏淋巴细胞的攻击，封闭母体淋巴细胞针对父方抗原产生的细胞毒性移动抑制因子。习惯性流产的妇女血清中常测不到抗体的封闭活性，但能产生针对父方同种抗原的淋巴细胞移动抑制因子。此外，在正常孕妇血清中还可检测到抗父方淋巴细胞的细胞毒抗体，在妊娠过程中持续存在，随着妊娠次数的增加而增高，而习惯性流产患者血清中多测不到这种抗体，若给患者注射其丈夫的淋巴细胞，产生抗丈夫淋巴细胞的细胞毒抗体，可提高受孕的成功率。因此，母体细胞免疫调节的失衡、封闭抗体以及抗父方淋巴细胞的细胞毒抗体的缺乏，均可导致母体对胎儿的免疫排斥，引起流产。 免疫性不孕是由于生殖系统抗原的自身免疫或同种免疫所引起。如精子、精浆、卵透明带均有特异性抗原成分，可刺激机体产生相应的抗体，阻碍精子与卵细胞结合及受精，导致不孕。在正常情况下，精子被血生精小管屏障所包裹，能够有效地防止循环系统的免疫细胞与输精管之间的精子抗原接触，所以不会产生精子或精浆的自身免疫应答。若这一天然屏障受到破坏，机体免疫细胞即可识别精子抗原，产生抗精子抗体。有关研究发现，某些不育男子血清中存在精子制动抗体和精子凝集抗体，若使用肾上腺皮质激素治疗可抑制精子抗体的效价，使13的患者恢复生育能力。在20-30原因不明的不孕妇女血清中常可检测到精子制动抗体和精子凝集抗体，精子抗原也可诱导女性产生同种免疫，进而引起免疫性不孕，其机制可能是精子抗原在生殖道局部发生免疫刺激，机体产生的精子抗体在局部浓度升高，与进人生殖道的精子结合而使精子失去活力，导致不孕。精子抗体主要是IgA与IgG型，偶尔也可见到IgM与IgE型。在兔、猪、人等卵细胞的卵透明带也具有特异性抗原成分，研究证实这种抗原的特异性抗体有阻止卵细胞受精的作用。在原因不明性不孕妇女血清中可见抗卵透明带的自身抗体，这种抗体与透明带发生反应后，可能阻止精子附着与穿透卵细胞膜，进而阻断卵子受精，或防止囊胚从透明带逸出，而起到干扰着床的作用。八、免疫与避孕 生育问题一直是人类学家研究的头等问题，也是当今世界各国共同关注的问题。一方面，在发达国家，包括俄罗斯等国家，人口出生率在连年下降，这些国家不得不面临人口老龄化的现实；而另一方面，在多数的第三世界国家，人口又在不断的快速增长中，预计到2050年全世界人口将突破80亿。因此，生育的控制不仅仅是治疗不孕或防止妊娠的简单问题，它涉及人类生存条件的改善、人口素质的提高等方方面面。 早在20世纪50年代，Wilson等人就发现针对精子的抗体可以诱发不育，随后人们又证实抗卵细胞透明带抗体和抗hCG抗体也能引起不育，从而奠定了免疫不孕研究的基础。虽然在 过去的半个世纪里，人们投入了大量的研究经费，也取得了可喜的研究进展，但在避孕疫苗的研究中仍然没有实质性的突破。这其中的原因主要有四个方面：一是抗原的选择，一个好的疫苗，其抗原不但要有较强的免疫原性、来源充足，诱导的针对疫苗的免疫应答效应可靠，而且不引起强的变态反应。纵观现在使用的抗原主要包括有两大类，即来源于生殖细胞的抗原和生殖激素的抗原。人类精子抗原和ZP抗原不但纯化困难，而且针对这些抗原的免疫应答效应与不育的关系也非完全可靠。二是疫苗应无毒副作用，来源于生殖细胞的抗原，都具有诱发生殖腺功能异常的潜在危险，如抗精子抗体可以诱发睾丸炎，抗ZP抗体诱发卵巢炎、卵巢功能减退，甚至是闭经。而hCG作为疫苗，因其与黄体激素(LH)亚基具有高度同源性，抗hCG抗体与LH可发生交叉反应，进而引起正常性腺轴功能紊乱，因此，完整的hCG也不能用作疫苗。避孕疫苗的长期毒副作用，如对生殖细胞的影响和对胎儿发育、生长的影响，也是人们必须关注的问题。三是可逆性，免疫避孕疫苗同普通的生物疫苗不同，应用者可能因为种种原因而要求生育时，不仅要求终止使用疫苗，而且要求能迅速恢复生育能力，并且不能因疫苗的远期效应引起流产，至今还没有一种抗原在理论上能够达到这种要求。四是要长效和使用方便，人们之所以要研究疫苗，主要是因为疫苗具有使用方便、长效等优点，而现今的避孕疫苗几乎都是短效的，因此，其有效时间的监控就是一个值得注意的问题。由于上述原因，现今认为是最有前途的hCG型避孕疫苗，也只能限于临床研究使用中。免疫避孕最主要的问题还是抗原的问题，可作为避孕疫苗的生殖细胞抗原在前面已经叙述过，这里不再重复。生殖激素抗原主要有下丘脑促性腺激素释放激素(LHRH)、垂体卵泡刺激素(FSH)和促黄体生成素(LH)、性腺激素(雌激素、孕激素、睾酮)，以及胎盘分泌的hCG。针对 LHRH的免疫应答，虽可达到抗生育效应，但其副作用较严重，如引起性腺和副性腺功能下降，内分泌紊乱，第二性征减退，以及前列腺、精囊腺和睾丸的退化和萎缩。抗FSH和LH抗体具有明显的抗生育作用，不仅影响卵泡的发育，还能抑制排卵和受精卵着床等，但同时可以引发女性内分泌功能的紊乱，正常月经周期的改变。针对性激素的免疫应答，在男性均可阻碍精子的形成和成熟，但也可引起睾丸和副睾的退化。在女性抗女性激素抗体也能抑制排卵，干扰卵泡发育，诱发月经周期紊乱。因此，上述激素抗原很难开发成避孕疫苗。人们普遍认为，较有前途的抗原是胎盘分泌的hCG，在妊娠6d以后的受精卵滋养细胞层既有hCG的合成与分泌，hCG具有维持妊娠黄体功能以及抑制母体对胎儿免疫应答的作用。针对hCG的抗体可以中和滋养细胞分泌的hCG，达到终止妊娠的目的。原则上讲，hCG是机体一过性升高的激素，并非正常生理所固有，针对hCG的免疫应答不应存在副作用，因此，hCC,是一个较有前途的用于免疫避孕的抗原。但实际上，hCG的亚基与LH、促甲状腺素的亚基有着高度同源性，因此，针对 hCG的抗体，可与LH及促甲状腺素反应，同样可引起较严重的副作用。近年的研究表明， hCG亚基羧基端35个氨基酸残基具有较高的特异性，因此多数学者将hCC-疫苗的研究重点放在了hCG的羧基端肽片段上。研究表明，羧基端氨基酸残基如果过短，不但免疫原性差，而且诱导的抗体也不能中和hCG的生物学活性，当氨基酸残基少于31个时，诱导的抗体不但不能阻断hCG的作用，反而促进其性腺刺激作用。Stevens等认为，hCG的第109145氨基酸残基构成的多肽片段，是最好的hCG避孕疫苗片段。为了获得较佳的免疫避孕疫苗，人们又将 hCG与载体连接，以增强其免疫原性，如与破伤风类毒素(TT)连接的hCG-TT，已经进入了期临床实验。在应用hCC-TT妇女血中均检出了抗hCG的抗体，并且达到抗生育要求的抗体水平，而且未同，见明显的异常反应。儿童免疫二、母乳中的免疫性物质 母乳中存在多种免疫性物质，它们多可为婴儿提供重要的保护，这些物质有以下几种。 1细胞因子 在初乳和1月乳中，转化生长因子(TGF-)是含量最高的细胞因子。TGF-在一定条件下也可表现免疫抑制活性。它除可抑制巨噬细胞的激活外，还可抑制杀伤性T淋巴细胞(CTLs)的成熟。分泌TGF-的T细胞表现抑制性T细胞的功能。母乳中的TGF-p可能对婴儿防止食物过敏起一定作用。 在初乳和1月乳中，多可检出白细胞介素6(interleukin，IL-6)。IL-6是一种前炎症细胞因子(pro-inflammatory cytokine)，是启动抗炎症反应的重要细胞因子。IL-6的存在可能有利于婴儿抑制和排除细菌。 在初乳和1月乳中，也可检出IL-10。IL-10在天然免疫过程中是负调节细胞因子，它抑制巨噬细胞分泌TNF、IL-1、IL-6和趋化因子，抑制巨噬细胞对T细胞的辅助作用。母乳中的IL 10可能是婴儿防止食物过敏的另一种重要物质。 TGF-、IL-6和IL-10都和IgA的合成有关，其含量和初乳中的IgA浓度呈正相关关系。母乳喂养的婴儿的IgA水平较高，这和母乳中的TGF-、IL-6和IL-10有关，因为这些细胞因子能刺激IgA的合成。分泌型IgA(secretorylgA，slgA)广泛分布于黏膜表面及相应部位的分泌液如唾液、泪液、初乳和肠道等外分泌液中，是黏膜局部抗感染免疫的重要物质。婴儿出生后46个月开始合成IgA，12岁达成人水平。IgA不能通过胎盘，婴儿可从母乳中获得SIgA，这对婴儿抵抗呼吸道、消化道病原微生物感染具有重要意义。 过敏体质母亲的初乳中，多有较高浓度的IL-4，也可检出IL-5和IL-13。在免疫应答的过程中，IL-4促进未致敏的CD4+T细胞分化成TH2细胞，也刺激B细胞在分化过程中发生的类别转换，产生IgE。IL-13也可诱导B细胞发生免疫球蛋白重链的类别转换而分泌IgE。IgE主要由黏膜固有层中的浆细胞产生，在过敏性疾病和某些寄生虫感染病人的血清中，特异性IgE含量显著增高；IgE为亲细胞抗体，可通过Fc段与肥大细胞和嗜碱粒细胞的Fc受体(FctR)的结合而使之致敏，当再次接触相应变应原时可引发I型超敏反应。过敏体质母亲的初乳中的 IL-4、IL-5、IL-13和婴儿的过敏性疾病的发生有关。 在所有的母乳中都可检出IL-8，在半数的初乳中可检出RANTES和eotaxin。IL-8、RANTES和eotaxin是重要的趋化因子。趋化因子(chemokine)是一个蛋白质家族，此家族由10余种结构有较大同源性、相对分子质量多为8 00010 000的多肽组成。这些多肽在氨基端多含有一或两个半胱氨酸。根据半胱氨酸的排列方式，将趋化因子又分为亚家族。两个半胱氨酸按 Cys-X-Cys(半胱氨酸任一氨基酸半胱氨酸)方式排列的趋化因子属亚家族，也称CXC趋化因子；以Cys-Cys方式排列的趋化因子属亚家族，也称CC趋化因子。近年来，又发现了氨基端只有一个半胱氨酸(Cys)的趋化因子，这种趋化因子被命名为亚家族趋化因子，也称C趋化因子。趋化因子主要由白细胞分泌，可结合在内皮细胞的表面，具有对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞和嗜碱粒细胞的趋化和激活活性。IL-8、RANTES和eotaxin对于母体的白细胞进入母乳非常重要，同时也可能成为婴儿肠道黏膜下白细胞的趋化因子。 Epo是人乳中的一种正常成分，由乳腺导管上皮细胞分泌，在人乳中不易被消化。重组 Epo加人人乳后相当稳定。Epo是一种集落刺激因子(colony stimulating factor，CSF)，是刺激红细胞生成的细胞因子。集落刺激因子是指能够刺激多能造血干细胞和不同发育分化阶段的造血干细胞增殖分化，在半固体培养基中形成相应细胞集落的细胞因子。Epo在人乳中的具体功能不详。 2IgA和其他因子 婴儿出生后46个月开始合成分泌型IgA(secretory IgA，SIgA)。婴儿可从母乳中获得SIgA，这对婴儿抵抗呼吸道、消化道病原微生物感染具有重要意义。 此外，母乳中的IgA也可防止食物过敏。IgA抗体可在肠黏膜的表面阻止抗原进入婴儿。有的婴儿食物过敏症和母乳中的IgA抗体较少有关。 人乳IgA可和乳脂肪球(milk fat globule，MFC)的膜强力结合。MFG不易被消化，对与其结合的SIgA有保护作用。在婴儿的粪便中可检测出结合有SIgA的MFG。人乳中还含有其他抗微生物因子(lactoferrin、lysozyme、glycoconjugates、oligosaccharides和脂类的消化产物)、抗炎因子(抗氧化物、表皮细胞生长因子、细胞保护剂、降解炎性介质的酶)、免疫调节剂(核苷酸、细胞因子和抗独特型抗体)、白细胞(粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞)。免疫生理 二、天然免疫识别机制 下面介绍两种天然免疫识别方式模式识别作用和自身缺失识别作用(recognition of the absence of self)，以阐述天然免疫识别的机制。 (一)模式识别作用 病原体种类繁多，其组成是异质性的且突变频率很高，而由胚系基因编码的天然免疫识别分子数量有限。那么，相对很少的识别分子如何能识别众多的与病原体有关的分子结构呢?现代免疫学提出了“模式识别作用”的概念来回答这个问题。 首先从病原体方面来看：由天然免疫识别分子所识别的某一物质为一或几大组病原体所共有，故它所代表的是一种分子模式(molecular pattern)而非某一特定结构；分子模式肯定是病原体结构成分的保守部分且对其生存是必要的，如果发生改变，将导致病原体死亡或失去致病性；分子模式绝对不同于宿主机体自身成分。凡满足上述条件者，称为病原体相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern，PAMP)。最具代表性的PAMP莫过于细菌的PGN、 G-细菌的LPS、G+细菌的LTA、细菌DNA未甲基化CpG模体、RNA病毒的dsRNA及许多细菌、病毒、寄生虫表面的以Man、ManNAc、GlcNAc、Glu、Fuc等为末端糖基的糖结构，它们都是各由一或几大组病原体所共有、对其生存绝对必要且宿主机体没有的物质。例如，PGN为所有细菌都具有(G+细菌含量较高)但真核生物缺乏的成分，是青霉素作用的靶点，青霉素的杀菌效应充分证明GPN对细菌的生存是绝对必要的，而对青霉素耐药的细菌是由于它们能使青霉素的作用失活，并非可以无GPN而生存。因此，PAMP的结构演化成为天然免疫系统识别的靶标毫不令人惊奇，这亦防止了因基因突变而使细菌产生免疫逃逸。 再从宿主方面来看，因为不同种类病原体带有不同的PAMP，天然免疫向着识别其保守结构进化，产生了一套非克隆性分布的天然免疫识别分子来识别PAMP，从而发现入侵病原体并对之分类和做出适当的应答。C型凝集素可识别各种病原体和病原体感染细胞表面的糖结构，富亮氨酸蛋白、脂类转移蛋白和整合素能识别LPS及其他糖脂，清除受体和五聚体蛋白可识别细菌细胞壁成分，肽聚糖识别蛋白则识别PGN和G+细菌。这些识别分子能识别许多不同的配体，只要这些配体具有相同的保守性分子模式即可。所以，天然免疫识别分子也称为模式识别受体(pattern recognition receptor，PRR)，其对相应配体的识别即称为模式识别作用。 模式识别颇似数码识别，模式识别系统是一个数字信息系统。PAMP通常位于病原体生存所必需的保守结构之中，如此，它们慢慢地进化，成为所有一类细菌、病毒或真菌所共有，而 PRR则向着识别病原体的保守结构进化，以致PAMP成为PRR的靶标。因此，PAMP代表了病原体的分子信号，如LPS、LTA、脂阿拉伯甘露聚糖、甘露聚糖分别代表了G-细菌、G+细菌、分枝杆菌及真菌的信号。那么，PRR识别了PAMP，不仅表明存在感染，而且会提供有关入侵病原体类型、性质等的信息。譬如，一个识别LPS的受体(如CDl4或LBP)一旦识别了LPS，就会发出存在G-细菌的信号。有些PRR对一种以上PAMP应答，而另一些则协同识别特定种类PAMP的组合，如TLR就能够处理大约20种特异的PAMP组合。还有一种可能，PRR在生命进化早期即出现，且因胞膜蛋白糖基化作用或磷脂成分的变化，致使PRR的结构功能同源、性受体如同生物一样具有千变万化的多样性，识别的病原体种类远远超出人们所能想像的范围。实际上，仅已经鉴定的PRR就足以识别任何种类的感染因子，何况还会发现新的PRR。天然免疫的这种进化策略和识别机制，使有限数量的PRR能识别各种各样具有PAMP的病原体，即使突变株也不例外，而这一点正是获得性免疫应答所不好应付的一大难题。模式识别作用激活各种天然免疫应答，通常是直接诱导效应功能。最常见的天然免疫应答是调理吞噬、激活补体、中和作用、直接杀菌、细胞毒作用，还能激活各种不同的细胞内信号传导途径，使细胞及免疫基因活化，导致各种效应功能。这些效应大致分为三类：产生活性氧、活性氮以及各种抗微生物肽，直接破坏入侵病原体；诱生细胞因子、黏附分子及急性期蛋白，参与早期防御反应及随后发展起来的获得性免疫；表达共刺激分子B71(CD80)和B72 (CD86)，与T细胞表面CD28结合，提供T细胞活化的共刺激信号。 多数抗感染防御应答是可诱导的，这种诱导通常由活化的PRR激活免疫基因的转录所介导。迄今，多数学者集中于最终激活转录因子NF-teB的信号途径的研究，发现免疫基因表达诱导中，当PRR识别并结合PAMP后，一族特殊的转录因子Rel/NF-B起了关键作用，这是一条存在于果蝇、小鼠、人类的相当保守又极其重要的天然免疫信号系统。在哺乳动物中，LBP、CDl4甚至2整合素等都经由TLR介导，通过NK-B信号系统激活免疫应答基因。需指出的是，哺乳动物天然免疫信号机制存在多样性，富含可替代的信号途径，且不同信号途径具有重叠作用。 (二)自身缺失识别作用 当人们深信模式识别就是天然免疫的识别方式时，却发现它可能并非天然免疫识别的惟一方式。显而易见，模式识别可能对一些病毒不起作用，因为这些病毒的所有成分都能在宿主细胞里合成并组装，dsRNA依赖的蛋白激酶对病毒dsRNA的识别是模式识别的一个典型例子。 NK细胞可杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞，而对机体自身正常细胞无作用，证实它们具有辨别正常和异常组织细胞的能力。初步研究表明，这归咎于NKR的自身缺失识别作用。 NK细胞表达分别属于Cl-SF和Ig-SF的两大类NKR。Cl-SF NKR是典型的PRR，主要识别病毒感染细胞、肿瘤细胞表面的糖结构，Ly-49和CD94NKG2A还识别机体自身细胞的 MHC I类分子。NKR-P1和NKG2D-DAPl的胞浆区含ITAM，是KAR；CD94NKG2A和Ly 49胞浆区有ITIM，为KIR。Ig-SF NKR是一大类结构和功能均具一定异质性的分子，属于I型膜蛋白，迄今鉴定的成员至少有30余个，其配体是自身MHC工类分子。Ig-SFNKR分为 P501、P502、P503、PT0-Cyt和P581、P582、P70、P140两大组。前者的胞浆区含ITAM，为KAR；后者胞浆区均有2个ITIM，属KIR。 KAR胞内段ITAM的基本结构为：一YxxL/Vx(711)，YxxL/V一，其中的Y在蛋白酪氨酸激酶(protein tyrosine kinase，PTK)作用下磷酸化后，可结合某些PTK和适配蛋白的SH2区并使之激活。KAR与相应配体相互作用，还诱导几种效应器适配器，如PLC-7、PDK、Shc等的 Y磷酸化，以及磷脂酰肌醇转换与Ca2+动员，最终导致胞浆颗粒释放、表面活化分子表达及细胞因子基因转录，从而触发NK作用、产生IFN-等细胞因子，并调节NK细胞增殖。KIR胞内段ITIM的结构是：一IVxYxxL一，YxxL可以与ITAM中的YxxL/V相同，但其Y一侧相隔 1个x残基后必须是I或V等疏水性残基。因此，蛋白酪氨酸磷酸酶(protein tyrosine phos phatase，PTP)能识别ITIM中的Yp，使之脱磷酸，致使由PTK参与的激活信号途径被阻断，这是一个主动的过程。KIR识别自身MHC I类分子后，FFK lck活化，使KIR胞浆区的Y磷酸化，KIR即可通过其Yp与SH2结合而招募SHP-1。SHP-1是胞浆内蛋白酪氨酸磷酸酶，催化 Yp脱磷酸，其结果是阻断PTK依赖性的与NK作用、细胞因子基因转录、ADCC；有关的早期信号转导途径，全面灭活NK细胞的活性。NK细胞激活信号和抑制信号转导机制的细节大多不清，但明确的是，KAR和KIR这两套信号系统之间的平衡状态，决定了NK细胞的行为特征 正常情况下，机体自身组织细胞表面表达正常水平的MHC I类分子，或由于一些细胞因子的刺激，诱导MHC I类分子表达增高，使KIR介导的抑制作用占主导地位，表现为NK细胞不活化，自身组织不被破坏；病毒感染细胞和肿瘤细胞表面出现新的糖结构，可供KAR识别，而MHC I类分子表达减少或缺如，或由于MHC I类分子的结构发生异常(如形成MHC I-病毒肽朋中瘤肽复合物或高表达MHC I类分子类似物MICA、MICB)，影响了KIR对相应配体的识别，故KAR识别相应配体后的激活作用居于主导地位，从而使NK细胞能杀伤病毒感染细胞和肿瘤细胞；胎盘滋养层细胞高表达HLA-G、HLA-E，使KIR的作用占优势，有利于保护胎儿不被母体排斥。病理条件下，KIR过度激活，将使病毒感染细胞和肿瘤细胞不被杀伤，导致病毒和肿瘤的免疫逃逸；滋养层细胞HLA-G、HLA-E表达降低，可能是流产的原因之一。进一步阐明KAR和KIR发挥功能的分子机制及其互动作用，可望深入揭示感染性疾病、肿瘤、移植排斥反应甚至习惯性流产的发生机制，并为其防治研究提供新的策略与方法。 三、模式识别作用与获得性免疫应答 “模式识别”这一概念的提出及证实，揭示了天然免疫识别分子作用的本质，就是通过识别病原生物所特有的分子模式而区别对宿主机体有害或无害的物质，并选择合适的方式清除有害物质。除了其固有的功能外，模式识别作用对获得性免疫应答有着决定性的影响。 (一)模式识别作用触发获得性免疫应答 克隆选择学说统治了免疫学界近半个世纪，为许多获得性免疫现象提供了合理的解释，但随着免疫学研究的进展，发现了一些克隆选择学说所不能解释的事实。 克隆选择学说认为，每一个淋巴细胞都表达一种特异性抗原受体的许多拷贝，当该受体识 别了抗原并以足够的亲和力与之结合时，淋巴细胞就被激活，发生克隆扩增，分化为效应细胞。几十年来的研究表明，对于致敏淋巴细胞或记忆淋巴细胞的应答基本如此，但至少还需要细胞因子提供辅助或调控信号。然而，在缺乏活化T细胞的情况下，是什么启动了细胞因子的分泌?而最根本的问题是，初始T细胞(包括TH和Tc)是怎样被激活的?即获得性免疫应答是如何启动的?现代免疫学回答：是天然免疫模式识别作用触发了获得性免疫应答。 有效的获得性免疫应答的关键在于确保这种激活仅仅在对代表有害或威胁信号的抗原反应时才发生，而避免对机体自身蛋白或无害抗原的应答发生。T细胞巧妙地协调着细胞和体液应答，在获得性免疫应答中起中枢作用。已确认，获得性免疫应答的触发需要双信号，即对于初始T细胞的激活，除了抗原刺激信号外，还需要共刺激信号。若T细胞与只呈递抗原而无共刺激分子的抗原呈递细胞相互作用，将导致该特异性T细胞克隆不应答(anergy)。APC可通过外源性、内源性和非经典MHC等途径加工抗原成为MHC-肽并呈递给T细胞，并在接受有关刺激后表达共刺激分子。虽然发现APC表达的多种黏附分子可起共刺激分子的作用，与T细胞相应配体相互作用可以传递共刺激信号，但惟一的不可或缺的共刺激信号是APC的分子与T细胞CD28相互作用所提供的信号。已经明确，T淋巴细胞、B淋巴细胞对各种抗原都能识别，但并非对它们均发生免疫应答。如初始T细胞，必须通过其 TCR识别APC呈递的MHC-抗原肽获得第一信号，还必须借其CD28与APC表达的B7分子结合获得共刺激信号，才能激活IL-2基因转录并使IL-2 mRNA稳定，启动克隆扩增和分化。故初始T细胞识别APC提供的共刺激信号是触发获得性免疫应答的关键所在。 天然免疫研究发现，主要是感染因子通过天然免疫系统激活初始T细胞。APC表达多种 PRR，接受PAMP刺激后可表达B7分子，机体自身抗原和环境无害抗原无PAMP，不能诱导APC B7分子的表达，表明APC表达共刺激分子受到模式识别的控制。已证实，TLR-4在接受相应配体LPS刺激而活化后，可诱导细胞表达B71;将IC相关IgG结合于B细胞CD32，与 CR2协同作用，能上调B71表达，交联CR2可诱导B72表达。还发现，许多病原体产物如细菌DNA,病毒RNA、分枝杆菌细胞膜、奈瑟菌穿孔蛋白、甘露聚糖等均可诱导田分子的表达。裸DNA疫苗中的非甲基化CpG模体能强烈刺激获得性免疫应答，推测可能系其活化TLR-9后诱导细胞表达B7分子的缘故，因为cpG膜体就是TLR-9识别的主要配体。此外，对免疫佐剂作用机制的研究也有助于说明上述命题。目前所知的最有效的免疫佐剂是微生物及其成分。纯化蛋白抗原，如无佐剂，通常诱导免疫耐受；若存在佐剂，则能刺激产生免疫应答。现已知道，该现象的原因是纯化抗原因无PAMP而不能产生共刺激活性，而佐剂的作用就是通过带有 PAMP的微生物成分来诱导APC表达共刺激分子。 然而，机体免疫系统既要抗御外敌人侵，又要维持内环境的稳定，也就是说，感染因子只是机体要应付的威胁之一，仅仅以APC通过对PAMP的模式识别作用诱导共刺激分子的表达来阐述天然免疫触发获得性免疫应答的观点似乎不够全面。近年来，Matzinger提出并一直坚持这个极富挑战性的学说“危险模式”。该学说强调，触发免疫应答的关键在于抗原和危险信号联系起来。危险信号包括外源性的和内源性的，外源性危险信号主要是感染因子，内源性危险信号如只有当细胞膜破损时才释放出来的蛋白质，以及各种应激损伤。我们认为，“有害信号”与“危险信号”含义基本等同，故有害或危险信号都应该能诱导共刺激分子的表达，有关的支持证据已有所获。最近发现，某些TLR确实对内源性危险信号产生应答，例如，由损伤组织释放出来的Fn能活化TLR-4，而TLR-4也为热休克蛋白(HSP)所激活。诚然，目前对于有害或危险信号如何诱导共刺激分子表达的中间过程或介质几无所知。据信，HSP可能是这个过程中的共同介质，因为HSP是应激状态下的细胞产生的，而应激包括生物的、物理的、化学的甚至精神的。这仅仅是一种推测，要证实它，需要做大量深入细致的工作。若真如此，天然免疫模式识别作用可能与免疫应答“危险模式”殊途同归，合二为一，在更宽广的范围内揭示其对获得性免疫应答的触发作用。相信随着研究的进一步深入，模式识别作用机制的全面阐明，模式识别触发获得性免疫应答的观点将会具有普遍性。移植免疫一、器官移植的发展史用健康的组织器官代替病变器官而重建其正常的生理功能，长期以来一直是临床医生追求目标。早在1597年，著名外科医生Tagliaoozzi就用一个病人的手臂皮肤成功地修复了患者伤的鼻子，他曾尝试用异体皮肤进行同样的修复，但都没成功。Tagliacozzi生活在欧洲黑暗中世纪，那个时代医学只是一种技艺(art)和迷信奇特的混合物，异体组织器官的嵌合体被认是一种魔鬼撒旦创造的怪兽。他当然无法知道异体移值排斥的原因，因而做出了悲观的结论。他认为“个体的特殊性使我们不能在另外的人身上进行器官移植。”几个世纪过去了，科学慢慢地代替了迷信。当时临床医生最常进行的是皮肤移植，但总是出现Tagliacozzi相似的结果，即大多数自体皮肤移植总是成功，同种异体移植大多数失败，而异种移植肯定失败。第一个打破Tagliacozzi结论是爱尔兰眼科医生Bigger，他首先成功地用异体角膜移植治好了一个盲眼的狗。第一例人类角膜移植成功是在1906年，之后角膜移植一直是临床眼科的一种治疗方法。当然，人们仍然不知道为什么角膜与皮肤在移植上有如此显著的差异。带血管的实体器官移植的研究则开始于1905年。Carrel在解决了肾血管吻合技术后，进行了一系列的狗肾移植的研究，其结果仍然不能令人乐观。狗的自身肾移植总是成功并维持良好功能，而同种异体肾移植则总是在大约1周以后开始排斥。这样异体组织器官移值似乎真的是不可能的了。此后很长一段时间，外科医生们对器官移植的信心和兴趣都降低到最低点，一片失望的迷雾笼罩着器官移植领域。 对器官移植排斥现象进行比较系统研究的是一些肿瘤生物学家，他们的重要贡献之一就是建立了一系列小鼠的肿瘤细胞系，并用这些永生化的肿瘤细胞进行移植研究。他们原本的目的是企图研究肿瘤是否具有“非己”的免疫原性，以及是否可以激发机体的免疫功能，抑制肿瘤生长。结果发现，肿瘤在异体宿主体内的存活能力十分有限的。1912年，Schone在Hetroplastic and Homoplastic Transplantation一书中总结了以下几条肿瘤移植的经验：异种移植肯定失败；同种异体移植的肿瘤通常是不成功；自身肿瘤移植总能存活；同种异体移植的肿瘤，在第一次移植时，有一段时间可以生长，但迅速被排斥；接种过肿瘤的个体再度接种同一肿瘤后，肿瘤排斥加速；肿瘤与移植宿主之间的血缘关系(blood relationship)越接近，肿瘤移植活的可能性越大。后来Sehone等的研究还发现，正常组织与癌组织所引起的排斥现象都是相同的。预先用正常皮肤致敏的个体，也出现对肿瘤移植排斥加速的现象。因而证明这种排斥不是肿瘤抗原引起的，而是组织细胞移植的共同特点。在此书中Schone第一次应用了transplanta tionimmunity这个术语。Schone虽然对移植排斥现象进行了仔细的观察，并做出了详尽的描述，但并没有从本质上明确指出防止移植排斥的方法。因此，对当时被悲观情绪笼罩着的外科医生并没有产生什么重要的影响。显然，不从根本上阐明移植排斥的本质，临床器官移植就不可能取得进步。器官移植学的真正突破是阐明了移植排斥的免疫学本质。二战期间，战伤引起大量皮肤烧伤病人等待着皮肤移植，但异体皮肤移植仍然总是失败。社会的急切需要呼唤着科学的进步。20世纪40年代初期，英国动物学家Medawar用家兔进行的一系列皮肤移植的实验研究证明，器官移植排斥的本质是受体的免疫系统对供体组织器官的免疫应答。Medawar的研究揭开了移植免疫学研究的新领域。半个世纪以来，器官移植学的发展历史清楚地证明了，移植免疫学基础研究的每一个进展都对器官移植的进步起着重大的推动作用。 移植免疫的另一重要突破是阐明了移植排斥的遗传基础。从20世纪30年代起，以Corer为代表的一组英国生物学家从遗传学角度对移植排斥现象进行了研究。那时候一些纯系小鼠株已经建立，Gorer首先从小鼠的血型抗原着手，他发现白细胞有两种抗原系统，其中之一是所有小鼠株都共有的，区别只是在量上有所不同，这个抗原命名为抗原I，另一个抗原只在一些纯系小鼠上有，而在另一些纯系小鼠则没有，称为抗原II。以后Corer和杰克逊实验室的Snell一起对此抗原进行了深人的研究，证明正是这个