先天免疫系統

先天免疫系統包括一系列的細胞及相關機制，可以以非特異性的方式抵禦外來感染。先天免疫系統的細胞會非特異地識別並作用於病原體。與獲得性免疫系統不同，先天免疫系統不會提供持久的保護性免疫，而是作為一種迅速的抗感染作用存在於所有的動物和植物之中。

基本介紹

• 中文名：先天免疫系統
• 外文名：The innate immune system
• 系統包括：一系列的細胞及相關機制
• 功能：抗原複合物

功能

在進化上，先天免疫系統是一種較早產生的機體防禦機制。它在植物、真菌、昆蟲和比較原始的多細胞生物中占有主要的地位。（參見 其他形式的先天免疫系統）脊椎動物的先天免疫系統的主要功能包括：

通過產生包括細胞因子（cytokine）在內的多種化學因子將免疫細胞召集到感染或炎症區域。 通過激活補體系統來促進清除死亡細胞或抗體-抗原複合物。

利用分化的白細胞來識別和消除在器官、組織、血液和淋巴中出現的外來物質。 通過抗原呈遞（antigen presentation）過程激活後天免疫系統。

炎症反應

炎症反應是免疫系統對感染或刺激的第一個回應。它在由受損細胞所釋放的化學因子的刺激下產生，並形成一種防止感染擴散的物理屏障。此外，在清除病原後，炎症反應還可以促進損傷組織的癒合。

在炎症反應中產生多種化學因子，包括組織胺、前列腺素、5-羥色胺、白細胞三烯（leukotriene）和緩激肽（bradykinin）。這些化學因子可以增強痛覺感受器的敏感度、引發血管舒張、召集吞噬細胞和中性粒細胞。隨後，中性粒細胞則通過釋放細胞因子（cytokine）來召集其他的白細胞和淋巴細胞。

炎症反應會表現出紅、腫、發熱、疼痛以及可能發生的相關組織器官的功能失常。相應的拉丁文為rubor, calor, tumor, dolor, funtio laesa。

補體系統

補體系統是免疫系統中的一種生化級聯反應（cascade reaction）。它可以幫助或者“補足”抗體本身清除抗原物質或標記抗原物質以待清除的作用。這種級聯反應由多種血漿蛋白的相互作用所完成，這些蛋白由肝臟中的肝實質細胞（hepatocytes）所合成。這些蛋白完成的工作包括：

觸發炎症反應相關細胞的召集。

通過調理素（opsonin）或者包被抗原表面來標記抗原，以待其他細胞來消滅。

干擾感染細胞的細胞膜，導致細胞溶解。

清除抗體-抗原複合物。

補體系統中的各個組成部分具有進化上的保守性，在比哺乳類動物更原始的物種諸如鳥類、魚類、植物以及部分種類的無脊椎動物都有存在。

組成先天免疫系統細胞

主條目：白細胞

人類血液的 掃描電子顯微鏡成像圖片。可見紅細胞和一些粗糙的白細胞，包括淋巴細胞、巨噬細胞、中性粒細胞。另外很多的碟形物是血小板。白細胞，又稱白血球，是游離於特定的組織器官之外的獨立的細胞。它們的功能更類似於獨立的單細胞生物，白細胞可以自由地移動並捕捉細胞碎片、外源顆粒或入侵微生物。與許多其他體細胞不同，白細胞沒有自行分裂來達到增殖的能力，而是由骨髓中的多能造血幹細胞產生。[1]

白細胞包括

自然殺傷細胞（Natural killer cells）、肥大細胞（mast cells）、嗜酸性粒細胞（eosinophils）、嗜鹼性粒細胞( basophils）、包括 巨噬細胞（macrophages）和中性粒細胞（neutrophils）在內的吞噬細胞（phagocytic cells）、以及樹突細胞（dendritic cells）。這些細胞的作用在於識別和消滅可能導致感染的病原體。[2]

肥大細胞

（mast cells）

肥大細胞實際上是存在於結締組織和黏膜中的先天免疫細胞，它們與抵禦抗原和傷口癒合的作用直接相關，同時也和過敏反應有關。[3] 當肥大細胞被激活後，會迅速向細胞外釋放其含有的特徵性的顆粒（富含組織胺和肝素），以及多種體液調節因子、趨化因子、細胞因子。組織胺會擴張血管，導致炎症的特徵性反應，並召集中性粒細胞和巨噬細胞。[3]

吞噬細胞

吞噬細胞可以利用胞吞作用吞噬抗原體或其他顆粒。發生作用時，吞噬細胞的細胞膜的局部不斷地發生延展和捲曲直到完全裹住胞外的病原體，從而將其轉移到胞內。入侵病原體此時被包含在包涵體之中，隨後包涵體與溶酶體結合。[2]溶酶體中包含多種的酶和酸性物質，可以殺死並消化病原微生物或顆粒。吞噬細胞通常在體內“巡邏”以搜尋抗原，並能夠和由其他細胞產生的高度特化的分子信號——細胞因子發生反應。免疫系統中提到的吞噬細胞包括巨噬細胞、中性粒細胞和樹突細胞。

在機體正常發育和代謝過程中，這種吞噬作用是很常見的。無論是正常誘導的宿主細胞程式性死亡（也叫做細胞凋亡），抑或由細菌或病毒導致的細胞損傷引起的宿主細胞死亡，吞噬細胞都會負責清除這些死亡的細胞，來保證新的健康細胞的發育和組織的修復。

巨噬細胞

（macrophages）

巨噬細胞是一種大型白細胞，存在於血管系統中參與循環，也有能力穿過毛細血管的管壁進入到組織間隙中追逐入侵抗原。遊走在組織中的巨噬細胞與在血液中的有所不同，稱為單核細胞。巨噬細胞作為最有效率的吞噬細胞，可以吞噬相當數量的微生物或其他細胞。[2] 細菌物質分子與巨噬細胞表面的受體的結合會觸發巨噬細胞對細菌的包裹作用和殺傷作用。這個過程是通過產生“（呼吸爆發）”的作用，引發活性氧（大多為NO）的釋放而發揮作用的。抗原還會刺激巨噬細胞產生趨化因子，使之召喚更多的細胞到感染處來。[2]

中性粒細胞

（neutrophils）

中性粒細胞因為在細胞質中存在很多顆粒，中性粒細胞，全稱嗜中性粒細胞，與嗜鹼性粒細胞、嗜酸性粒細胞一起並稱粒性白細胞，也稱作多形核白細胞（polymorphnuclear cells, PMNs）。中性粒細胞的顆粒中含有多種毒素，可以殺死或抑制細菌、真菌的生長。與巨噬細胞類似，中性粒細胞對抗原的攻擊也是由“呼吸爆發”所引發的。嗜中性粒細胞是數量最多的一類吞噬細胞，通常占總循環白細胞的50%到60%，並且通常是最先趕到感染區域的淋巴細胞。[3] 正常的成人骨髓一天可以產生超過1000億個中性粒細胞，比急性感染時產量的10倍還多。[3]

樹突細胞

（dendritic cells, DC）

樹突細胞是存在於組織中並與外界環境相接觸的吞噬細胞，通常存在於皮膚（通常稱為郎格罕細胞）、鼻黏膜內側、肺臟、胃臟和腸道之中。[1]樹突細胞的命名是因為它很像神經細胞的樹突，但二者沒有聯繫。樹突細胞是抗原呈遞（antigen presentation）過程中的重要場所，因此也是連線先天和[[[後天免疫系統]]]的紐帶.

嗜酸性細胞（eosinophils）和嗜鹼性細胞( basophils）

嗜酸性細胞

嗜酸性細胞激活後，釋放的組織胺在清除寄生蟲的過程中發揮重要作用，並在過敏反應中發揮作用；[2]激活後的嗜酸性粒細胞會分泌多種毒素蛋白和自由基，以有效殺滅細菌和寄生蟲，但也在過敏反應中造成嚴重的組織損傷。因此，二者的激活過程十分複雜，以防止不必要的組織損毀。[3]

自然殺傷細胞

自然殺傷細胞，也簡稱為NK細胞，主要功能為攻擊那些被識別為已感染的宿主細胞，但也同時直接攻擊入侵的微生物。例如，NK細胞會攻擊並摧毀腫瘤細胞和感染病毒的細胞。這種作用是通過所謂的“自失（missing-self）效應”而發生的，這個效是指被病毒感染的宿主細胞會在細胞表面表現出低水平的MHC I。[4] “天然殺傷”體現在其殺傷那些出現“自失效應”的細胞時無需激活。

γδ T細胞

γδ T細胞是處在先天和後天免疫之間的細胞。一方面，γδ T細胞因為具有產生T細胞受體時的VDJ 重排作用而被認為是後天免疫的一部分；而同時γδ T細胞因為具有通過限定TCR受體或NK受體而產生的模式識別受體而被認為是先天免疫的一部分。它可能與非肽抗原的識別有關。