免疫細胞

免疫細胞

參與免疫應答或與免疫應答相關的細胞
免疫細胞是指參與免疫應答或與免疫應答相關的細胞。包括淋巴細胞、樹突狀細胞、單核/巨噬細胞、粒細胞、肥大細胞等。免疫細胞可以分為多種,在人體中各種免疫細胞擔任着重要的角色。免疫細胞(immune cell)俗稱白細胞,包括先天性淋巴細胞、各種吞噬細胞等和能識别抗原、産生特異性免疫應答的淋巴細胞等。免疫器官有扁桃體、淋巴結、胸腺、脾、骨髓等。
  • 中文名:免疫細胞
  • 外文名:immune cell
  • 适用領域:
  • 所屬學科:
  • 俗稱:白細胞
  • 分布:體内
  • 免疫器官:扁桃體、淋巴結、胸腺
  • 免疫細胞:吞噬細胞

簡介

免疫細胞(immune cell)俗稱白細胞,包括淋巴細胞和各種吞噬細胞等,也特指能識别抗原、産生特異性免疫應答的淋巴細胞等。淋巴細胞是免疫系統的基本成分,在體内分布很廣泛,主要是T淋巴細胞、B淋巴細胞受抗原刺激而被活化(activation),分裂增殖、發生特異性免疫應答。除T淋巴細胞和B淋巴細胞外,還有K淋巴細胞和NK淋巴細胞,共四種類型。T淋巴細胞是一個多功能的細胞群。除淋巴細胞外,參與免疫應答的細胞還有漿細胞、粒細胞、肥大細胞、抗原呈遞細胞及單核吞噬細胞系統的細胞。

組成

免疫器官

類型:扁桃體、淋巴結、胸腺、脾、骨髓等。

功能:免疫細胞生成、成熟、或集中分布的場所。

免疫細胞

吞噬細胞:①與體液中的殺菌物質構成人體的第二道防線,參與非特異性免疫。

②攝取和處理抗原,參與細胞免疫和體液免疫。

淋巴細胞:①T細胞

②B細胞

記憶細胞

免疫活性物質

抗體、淋巴因子及溶解酶等。

免疫細胞種類

T淋巴細胞

即胸腺依賴淋巴細胞(thymus dependent lymphocyte)。亦可簡稱T細胞。來源于骨髓的多能幹細胞(胚胎期則來源于卵黃囊和肝)。目前認為,在人體胚胎期和初生期,骨髓中的一部分多能幹細胞或前T細胞遷移到胸腺内,在胸腺激素的誘導下分化成熟,成為具有免疫活性的T細胞。成熟的T細胞經血流分布至外周免疫器官的胸腺依賴區定居,并可經淋巴管、外周血和組織液等進行再循環,發揮細胞免疫及免疫調節等功能。T細胞的再循環有利于廣泛接觸進入體内的抗原物質,加強免疫應答,較長期保持免疫記憶。T細胞的細胞膜上有許多不同的标志,主要是表面抗原和表面受體。這些表面标志都是結合在細胞膜上的巨蛋白分子。

T細胞是相當複雜的不均一體、又不斷在體内更新、在同一時間可以存在不同發育階段或功能的亞群,但目前分類原則和命名比較混亂,尚未統一。按免疫應答中的功能不同,可将T細胞分成若幹亞群,一緻公認的有:輔助性T細胞(TH),具有協助體液免疫和細胞免疫的功能;抑制性T細胞(TS),具有抑制細胞免疫及體液免疫的功能;效應T細胞(TE),具有釋放淋巴因子的功能;細胞毒T細胞(TC),具有殺傷靶細胞的功能;遲發性變态反應T細胞(TD),有參與Ⅳ型變态反應的作用;放大T細胞(TA),可作用于TH和TS,有擴大免疫效果的作用;記憶T細胞(TM),有記憶特異性抗原刺激的作用。T細胞在體内存活的時間可數月至數年。其記憶細胞存活的時間則更長。

T細胞是淋巴細胞的主要組分,它具有多種生物學功能,如直接殺傷靶細胞,輔助或抑制B細胞産生抗體,對特異性抗原和促有絲分裂原的應答反應以及産生細胞因子等,是身體中抵禦疾病感染、腫瘤形成的英勇鬥士。T細胞産生的免疫應答是細胞免疫,細胞免疫的效應形式主要有兩種:與靶細胞特異性結合,破壞靶細胞膜,直接殺傷靶細胞;另一種是釋放淋巴因子,最終使免疫效應擴大和增強。

T細胞,是由胸腺内的淋巴幹細胞分化而成,是淋巴細胞中數量最多,功能最複雜的一類細胞。按其功能可分為三個亞群:輔助性T細胞、抑制性T細胞和細胞毒性T細胞。它們的正常功能對人類抵禦疾病非常重要。到目前為止,有關T細胞的演化以及它與癌症的研究取得了不少進展。造血幹細胞又稱多能幹細胞,是存在于造血組織中的一群原始造血細胞。其最大特點是能自身複制和分化,通常處于靜止期,當機體需要時,分裂增殖,一部分分化為定向幹細胞,受到一定激素刺激後,進一步分化為各系統的血細胞系。其中淋巴幹細胞進一步分化有兩條途徑。一些幹細胞遷移到胸腺内,在胸腺激素影響下,大量增殖分化成為成熟淋巴細胞的一個亞群,被稱之為T淋巴細胞。T細胞的“T”字,是采用“胸腺”的拉丁文第一個字母命名的。第二個細胞群在類似法氏囊的器官或組織内受激素作用,成熟并分化為淋巴細胞的另一個亞群,被稱為B淋巴細胞。B細胞的“B”字,是采用“囊”的拉丁文第一個字母命名的。法氏囊是鳥類特有的結構,位于洩殖腔後上方,囊壁充滿淋巴組織。人和哺乳動物無法氏囊,其類似的結構可能是骨髓或腸道中的淋巴組織(集合淋巴結,闌尾等),亦有法氏囊作用。

T細胞不産生抗體,而是直接起作用。所以T細胞的免疫作用叫作“細胞免疫”。B細胞是通過産生抗體起作用。抗體存在于體液裡,所以B細胞的免疫作用叫作“體液免疫”。大多數抗原物質在刺激B細胞形成抗體過程中;需T細胞的協助。在某些情況下,T細胞亦有抑制B細胞的作用。如果抑制性T細胞因受感染、輻射、胸腺功能紊亂等因素的影響而功能降低時,B細胞因失去T細胞的控制而功能亢進,就可能産生大量自身抗體,并引起各種自身免疫病。例如系統性紅斑狼瘡,慢性活動性肝炎、類風濕性關節炎等。同樣,在某些情況下,B細胞也可控制或增強T細胞的功能。由此可見,身體中各類免疫反應,不論是細胞免疫還是體液免液,共同構成了一個極為精細、複雜而完善的防衛體系。

B淋巴細胞

亦可簡稱B細胞。來源于骨髓的多能幹細胞。在禽類是在法氏囊内發育生成,故又稱囊依賴淋巴細胞(bursa dependent lymphocyte)/骨髓依賴性淋巴細胞簡稱B細胞,是由骨髓中的淋巴幹細胞分化而來。與T淋巴細胞相比,它的體積略大。這種淋巴細胞受抗原刺激後,會增殖分化出大量漿細胞。漿細胞可合成和分泌抗體并在血液中循環。B細胞淋巴瘤是一種最常見的淋巴細胞白血病,有關這種疾病的研究不斷湧現。在哺乳類是在類囊結構的骨髓等組織中發育的。又稱骨髓依賴淋巴細胞。從骨髓來的幹細胞或前B細胞,在遷入法氏囊或類囊器官後,逐步分化為有免疫潛能的B細胞。成熟的B細胞經外周血遷出,進入脾髒、淋巴結,主要分布于脾小結、脾索及淋巴小結、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小結中,受抗原刺激後,分化增殖為漿細胞,合成抗體,發揮體液免疫的功能。B細胞在骨髓和集合淋巴結中的數量較T細胞多,在血液和淋巴結中的數量比T細胞少,在胸導管中則更少,僅少數參加再循環。B細胞的細胞膜上有許多不同的标志,主要是表面抗原及表面受體。這些表面标志都是結合在細胞膜上的巨蛋白分子。

B1細胞為T細胞非依賴性細胞。B2為T細胞依賴性細胞。B細胞在體内存活的時間較短,僅數天至數周,但其記憶細胞在體内可長期存在。

K淋巴細胞

又稱抗體依賴淋巴細胞,直接從骨髓的多能幹細胞衍化而來,表面無抗原标志,但有抗體IgG的受體。發揮殺傷靶細胞的功能時必須有靶細胞的相應抗體存在。靶細胞表面抗原與相應抗體結合後,再結合到K細胞的相應受體上,從而觸發K細胞的殺傷作用。凡結合有IgG抗體的靶細胞,均有被K細胞殺傷的可能性。因此,也可以說K細胞本身的殺傷作用是非特異性的,其對靶細胞的識别完全依賴于特異性抗體的識别作用。K細胞約占人外周血中淋巴細胞總數的5~10%,但殺傷效應卻很高。當體内僅有微量特異性抗體,雖可與抗原結合,但不足以激活補體系統破壞靶細胞時,K細胞即可發揮其殺傷作用。K細胞在腹腔滲出液、脾髒中較多,淋巴結中較少,胸導管淋巴液中沒有,表明K細胞不參加淋巴細胞的再循環。但K細胞的殺傷作用在腫瘤免疫、抗病毒免疫、抗寄生蟲免疫、移植排斥反應及一些自身免疫性疾病中均有重要作用,産生的免疫應答有免疫防護及免疫病理兩種類型。如靶細胞過大(寄生蟲或實體瘤),吞噬細胞不能發揮作用或靶細胞表面被抗體覆蓋,T細胞不能接近時,K細胞仍能發揮作用。腎移植中的排斥反應,機體自身免疫性疾病的受累器官或組織的破壞,都可能與K細胞有關。

NK淋巴細胞

NK細胞(natural killer cell,自然殺傷細胞)是與T、B細胞并列的第三類群淋巴細胞。NK細胞數量較少,在外周血中約占淋巴細胞總數的15%,在脾内約有3%~4%,也可出現在肺髒、肝髒和腸粘膜,但在胸腺、淋巴結和胸導管中罕見。

NK細胞較大,含有胞漿顆粒,故稱大顆粒淋巴細胞。NK細胞可非特異直接殺傷靶細胞,這種天然殺傷活性既不需要預先由抗原緻敏,也不需要抗體參與,且無MHC限制。

NK細胞殺傷的靶細胞主要是腫瘤細胞、病毒感染細胞、較大的病原體(如真菌和寄生蟲)、同種異體移植的器官、組織等。

NK細胞表面受體(NKR)可以識别被病毒感染的細胞表面表達的多糖分子。NK細胞的殺傷效應是由其活化後釋放出的毒性分子介導,如穿孔素、顆粒酶和TNF-α(腫瘤壞死因子)等。

肥大細胞

堿性細胞在結締組織和粘膜上皮内時,稱肥大細胞,其結構和功能與嗜堿性細胞相似。

肥大細胞mast cell是和血液的嗜堿粒細胞同樣,具有強嗜堿性顆粒的組織細胞。存在于血液中的這種顆粒,含有肝素、組織胺、5-羟色胺,由細胞崩解釋放出顆粒以及顆粒中的物質,可在組織内引起速發型過敏反應(炎症)。由于在肥大細胞上結合的IgE抗體和抗原的接觸,使細胞多陷于崩壞。

肥大細胞:細胞呈圓形或卵圓形,細胞核小,呈圓形或橢圓形,染色淺,位于細胞中央。細胞常成堆或單個分布于血管附近。細胞呈圓形或卵圓形,細胞質中充滿大小一緻,染成藍紫色的顆粒,均勻分布在核周圍。

肥大細胞白血病(Mast cell leukemia,MCL)又稱為組織嗜堿細胞白血病,1957年Efrati首先提出MCL的診斷,以後陸續有報道。MCL約占惡性肥大細胞腫瘤的15%。不少病例先有系統性肥大細胞增生症(SMCD),以後轉變為白血病,少數開始即以肥大細胞白血病發病。

MCL是肥大細胞在體内惡性增殖的晚期表現,一般症狀與急性白血病相似,還有較特異的表現:由于肥大細胞顆粒内16性物質(組胺、肝素、a-TNF等的釋放,可引起一系列變态反應,如面色潮紅、低血壓、瘙癢或骨痛、頭痛,支氣管痙攣、呼吸困難,消化性潰瘍和消化道出血。胃腸道浸潤時可有腹痛、惡心、嘔吐、腹瀉;發熱,肝、脾、淋巴結腫大常見;皮膚色素性荨麻疹少見。

患者一般有貧血、血小闆減少;白細胞總數(10—15)x109/L,肥大細胞占5%~90%。骨髓活檢示肥大細胞明顯增多,有時可達90%(26.2%—91.8%),白血病性肥大細胞呈圓形或類圓形,染色質較細緻,核仁清或不清,胞漿藍色、充滿或多或少的深紫紅色顆粒并覆蓋于核上,并易見僞足和吞噬紅細胞現象。MCL的肥大細胞超微結構:核1個或多個,偶見明顯核仁。細胞漿中含有線粒體、脂質體,顆粒内容物缺乏或顆粒中充滿小粒子及典型的卷軸樣特征。A顆粒可見,嗜堿粒細胞的0粒不見。

細胞化學特點:SBB和甲苯胺藍可着色,特異性酯酶、酸性磷酸酶染色陽性,溶菌酶弱陽性;過氧化物酶和。非特異性酯酶陰性。

免疫表型:惡性肥大細胞表達CD9、CD33、CD44和CDll7,而不表達單核細胞相關抗原CDl4、CDl5及嗜堿粒細胞相關抗原CDll6、CDwl7、CDl23/IL-3RCK。同樣也缺乏0116(CM-CSm)及皮膚肥大細胞标記抗原CD88。HLA—D、DR和CDl、Cm、CD4、07、CDl0、CDl9、TdT均陰性,MCG-35對肥大細胞顆粒有較高特異性,培養後的肥大細胞呈強陽性。

Travis等1986年提出了MCL的診斷标準:①外周血肥大細胞》10%;②白血病細胞有非典型肥大細胞(幼稚肥大細胞)的特點;③白血病細胞有肥大細胞的組化特征(出現異染顆粒、特異性酯酶陽性,Pox陰性等)。臨床有肥大細胞增生及白血病的表現。鑒别診斷:主要應與系統性肥大細胞增生症、惡性肥大細胞增生症鑒别。

治療:目前尚無成功的治療方案,生存期很短(中位生存期5個月)。脾切除可暫時緩解症狀,血象可暫時回升,但患者生存期明顯縮短(平均2月)。21世紀初,人類開始的生命方舟計劃,對系統性肥大細胞增生症的研究和治療取得了長足的進步。

單核吞噬細胞系統

單核吞噬細胞系統(mononuclear phagocyte system)亦稱巨噬細胞系統(macrophage system)體内具有強烈吞噬及防禦機能的細胞系統。包括分散在全身各器官組織中的巨噬細胞、單核細胞及幼稚單核細胞。共同起源于造血幹細胞,在骨髓中分化發育,經幼單核細胞發育成為單核細胞,在血液内停留12~102小時後,循血流進入結締組織和其他器官,轉變成巨噬細胞。

細胞質内含豐富溶酶體、線粒體及粗糙内質網,細胞表面形成小突起和胞膜皺褶。靜止時稱固着巨噬細胞,有趨化因子時便成為遊走巨噬細胞,能進行變形運動及吞噬活動。人的巨噬細胞能生活數月至數年。許多疾病能引起單核吞噬細胞系統大量增生,表現為肝、脾淋巴結腫大。功能為吞噬清除體内病菌異物及衰老傷亡細胞;活化T.B.淋巴細胞免疫反應。在細菌或其他因子刺激下能分泌酸性水解酶、中性蛋白酶、溶菌酶和其他内源性熱原等

分離技術

淋巴細胞的分離

取肝素抗凝血1ml加Hanks液1:1稀釋後,沿管壁徐徐滴流疊加盛有2ml淋巴細胞分離液的試管内(注意勿與分離液混合,然後2000r/min水平離心20min,管内分為4層,自上而下依次為血漿,單個核細胞,顆粒白細胞、紅細胞。用毛細管伸至單個核細胞層中(位于細胞分離液與血漿的界面上),沿管壁輕輕吸出全部細胞。然後用Hanks液洗兩次,每次2000r/min離心10min,最後用RPMI l640培養液将細胞配成2×106/ml的細胞懸液備用。

T細胞及B細胞的分離

将淋巴細胞懸液通過尼龍棉柱,B細胞粘附于尼龍棉上,T細胞則不粘附,先用RPMI l640培基洗脫尼龍棉柱,流下的細胞懸液含有豐富的T細胞。然後用力反複擠壓尼龍柱、擠出粘附在尼龍棉上的B細胞,并用少量的RPMI l640培基洗脫,此細胞懸液含有豐富的B細胞。尼龍柱(塑料管)的長短和尼龍棉的多少,視分離細胞的多少而定。

CD4及CD8細胞的分離

⑴CD4細胞的分離:将一定量的T細胞懸液通過一根SephDdexC—10柱,然後用少量的RPMll640培養洗滌,收獲的細胞懸液約含85%的CD4細胞。

⑵CD8細胞分離:用Tris緩沖液稀釋羊抗鼠IgG(濃度為10μg/ml)包被一平皿表面,然後放置4℃過夜,沒有包被上的抗體用PBS洗淨。然後将已标記有抗CD8單克隆抗體的T細胞(細胞濃度為1×l07/ml)3ml加入上述的平皿内,4℃放置2小時,用PBS輕輕洗淨末粘附的細胞,然後用毛細管加入10mlPBS吹打。收集的脫落細胞經洗滌後懸浮在RPMI l640培基中備用。CD4細胞亦可用此法分離。

單核巨噬細胞的分離

單核巨噬細胞有粘附塑料或玻璃表面的特性,而淋巴細胞則無此特性,借此可将這兩類細胞分開,其方法簡述如下。将待分離的細胞懸液(如實物動物的腹腔液)加入适當大小的塑料或玻璃平皿内,置于37℃ C02溫箱内溫育1小時,然後用RPMI 1640培基輕輕漂洗平皿表面,去除非粘附細胞,再将粘附有細胞的平皿表面用上述培基輕輕洗刷,收集粘附的單核巨噬細胞。如果要獲得純度較高的單核巨噬細胞,可重複上述過程。

遷移

與絕大多數類型細胞的原位穩态維持和發揮生理功能不同,成體高等多細胞生物中免疫細胞的遷移是貫穿免疫細胞一生、與其各種行為功能密切相關的基本屬性之一。除了某些免疫細胞的祖細胞在胚胎發育階段就會遷移定居到某些器官或組織,大多數類型的免疫細胞在不同的淋巴器官/組織之間,在淋巴器官/組織和非淋巴器官/組織之間,以及在器官/組織内部,不斷進行着遷移運動,保障免疫細胞的發育分化和各種免疫功能的發揮。淋巴循環和血液循環是器官/組織間免疫細胞遷移的主要途徑。特點各異的不同組織微環境是調控免疫細胞遷移、發揮特定免疫功能的重要外部條件。

提高免疫細胞

借助睡眠

睡眠與人體免疫力密切相關。著名免疫學家通過“自我睡眠”試驗發現,良好的睡眠可使體内的兩種淋巴細胞數量明顯上升。而醫學專家的研究表明,睡眠時人體會産生一種稱為胞壁酸的睡眠因子,此因子促使白血球增多,巨噬細胞活躍,肝髒解毒功能增強,從而将侵入的細菌和病毒消滅。

保持樂觀的态度

可以維持人體于一個最佳的狀态,尤其是在現今社會,人們面臨的壓力很大,巨大的心理壓力會導緻對人體免疫系統有抑制作用的荷爾蒙成分增多,所以容易受到感冒或其它疾病的侵襲。

限制飲酒

每天飲低度白酒不要超過100毫升,黃酒不要超過250毫升,啤酒不要超過1瓶,因為酒精對人體的每一部分都會産生消極影響。即使喝葡萄酒可以降低膽固醇,也應該限制每天一杯,過量飲用會給血液與心髒等器官造成很大破壞。

參加運動

專家進行的3項研究指出,每天運動30到45分鐘,每周5天,持續12周後,免疫細胞數目會增加,抵抗力也相對增加。運動隻要心跳加速即可,晚餐後散步就很适合。

補充維生素

每天适當補充維生素和礦物質。專家指出,身體抵抗外來侵害的武器,包括幹擾素及各類免疫細胞的數量與活力都和維生素與礦物質有關。

改善體内生态環境

用微生态制劑提高免疫力的研究和使用由來已久。研究表明,以腸道雙歧杆菌、乳酸杆菌為代表的有益菌群具有廣譜的免疫原性,能刺激負責人體免疫的淋巴細胞分裂繁殖,同時還能調動非特異性免疫系統,去“吃”掉包括病毒、細菌、衣原體等在内的各種可緻病的外來微生物,産生多種抗體,提高人體免疫能力。對于健康人來說,不妨“食療”,多吃些乳酸菌飲料;而健康邊緣人群,可以用微生态制劑來調節體内微生态平衡。

科學研究

2022年11月10日,英國《自然》雜志發表一項非病毒工程改造的免疫細胞可用于個性化治療癌症的研究。

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