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17.4：免疫系统中断

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    198906

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    正常运转的免疫系统对生存至关重要，但即使是哺乳动物免疫反应中复杂的细胞和分子防御能力也可以在几乎每一步都被病原体击败。 在免疫保护和逃避病原体之间的竞争中，病原体的优势是进化速度更快，因为它们的生成时间更短，种群规模大，突变率通常更高。 因此，病原体已经进化出各种各样的免疫逃脱机制。 例如，肺炎链球菌（引起肺炎和脑膜炎的细菌）周围有一种胶囊，该胶囊可以抑制吞噬细胞吞没它并向适应性免疫系统显示抗原。 金黄色葡萄球菌（可引起皮肤感染、脓肿和脑膜炎的细菌）合成一种叫做白细胞杀灭素的毒素，吞噬细胞吞没细菌后会将其杀死。 其他病原体也会阻碍适应性免疫系统。 HIV 利用其 CD4 表面分子感染 T H 细胞，逐渐消耗体内 T H 细胞的数量（图\(\PageIndex{1}\)）；这抑制了适应性免疫系统对感染或肿瘤产生足够反应的能力。 因此，HIV感染者所患的感染通常不会导致免疫系统健康的人患病，但会给免疫功能低下的人造成毁灭性疾病。

    带有细胞质延伸的淋巴细胞的彩色扫描电子显微照片，许多小球从淋巴细胞中冒出并散落在淋巴细胞周围。
    图\(\PageIndex{1}\)：HIV（绿色）显示在培养物中从淋巴细胞（红色）中萌芽。 （来源：美国疾病预防控制中心 C. Goldsmith 对作品的修改；来自 Matt Russell 的比例尺数据）

    免疫细胞和分子本身的不当反应也可能破坏整个系统的正常运作，导致宿主细胞损伤，可能致命。

    缺陷病

    免疫缺陷是免疫系统反应的衰竭、功能不全或延迟，可能是获得性或遗传性的。 免疫缺陷可以让病原体或肿瘤细胞站稳脚跟，复制或增殖到足够高的水平，从而使免疫系统不堪重负。 免疫缺陷可能是由于感染某些攻击免疫系统本身细胞的病原体（例如艾滋病毒）、化学暴露（包括某些药物治疗，例如化疗）、营养不良或极度压力而获得的。 例如，辐射暴露可以摧毁淋巴细胞群体，提高个人对感染和癌症的易感性。 在极少数情况下，还可能出现出生时就存在的原发性免疫缺陷。 例如，严重联合免疫缺陷病（SCID）是一种儿童出生时没有功能性B或T细胞的疾病。

    超敏反应

    组织过敏后发生的对无害异物或自身抗原的适应不良免疫反应被称为超敏反应。 超敏反应的类型包括即时性、延迟性和自身免疫性。 很大一部分人口受到一种或多种超敏反应的影响。

    过敏

    由即时超敏反应引起的免疫反应称为过敏，即在暴露于通常无害的抗原后的几分钟内产生抗体介导的免疫反应。 在美国，20％的人口表现出过敏或哮喘症状，而55％的人口对一种或多种过敏原的检测呈阳性。 在初次接触潜在的过敏原时，过敏个体通过典型的过程合成抗体，即向刺激 B 细胞产生抗体的 T H 细胞呈现经过处理的抗原。 抗体分子与嵌入结缔组织中的肥大细胞相互作用。 这个过程会引发组织或使组织敏感。 在随后暴露于相同的过敏原时，肥大细胞上的抗体分子会结合抗原并刺激肥大细胞释放组胺和其他炎性化学物质；然后，这些化学介质会招募嗜酸性粒细胞（一种白细胞），嗜酸性粒细胞似乎也适应反应寄生虫（图\(\PageIndex{2}\)）。 嗜酸性粒细胞释放的因子可增强炎症反应和肥大细胞的分泌。 过敏反应的影响包括打喷嚏和眼睛发痒、水汪汪等轻微症状到更严重甚至危及生命的反应，包括伤痕或荨麻疹严重发痒、气道收缩伴严重呼吸窘迫以及血管扩张引起的血压直线下降循环系统的液体流失。 这种极端反应通常是对引入循环系统的过敏原的反应，被称为过敏性休克。 抗组胺药不足以对抗过敏性休克，如果不使用肾上腺素治疗以对抗血压和呼吸影响，这种情况可能致命。

    插图显示豚草花粉附着在 B 细胞表面。 B 细胞被激活，产生释放 IgE 的浆细胞。 IgE 存在于肥大细胞的表面。 第二次暴露时，抗原与IgE引发的肥大细胞结合会释放引发过敏反应的化学介质。
    图\(\PageIndex{2}\)：首次接触过敏原时，抗体由浆细胞合成，以应对无害的抗原。 抗体与肥大细胞结合，二次暴露时，肥大细胞会释放组胺和其他引起过敏症状的调节剂。 （来源：美国国立卫生研究院对作品的修改）

    延迟性超敏反应是一种细胞介导的免疫反应，在二次暴露后大约需要一到两天才能产生最大反应。 这种超敏反应涉及 T H 1 细胞因子介导的炎症反应，可能导致局部组织损伤或接触性皮炎（皮疹或皮肤刺激）。 某些人因接触某些类型的珠宝或化妆品而出现延迟性超敏反应。 延迟的超敏反应可促进对毒藤的免疫反应，这也是结核病皮肤检查会导致以前接触过结核分枝杆菌（导致结核病的生物）的人出现小范围炎症的原因。

    概念在行动

    选择世界过敏组织网站上的互动案例研究，尝试诊断过敏反应。

    自身免疫

    自身免疫是一种对自身抗原的超敏反应，影响大约百分之五的人口。 大多数类型的自身免疫都涉及体液免疫反应。 不恰当地将自身成分标记为异物的抗体称为自身抗体。 在重症肌无力（一种自身免疫性疾病）的患者中，抗体靶向因乙酰胆碱而诱发收缩的肌肉细胞受体。 结果是肌肉无力，可能包括难以明显的精细或粗大运动功能。 在系统性红斑狼疮中，对个体自身DNA和蛋白质的弥漫性自身抗体反应会导致各种全身性疾病（图\(\PageIndex{3}\)）。 系统性红斑狼疮可能影响心脏、关节、肺部、皮肤、肾脏、中枢神经系统或其他组织，通过抗体结合、补体招募、裂解和炎症造成组织损伤。

    插图显示了狼疮的症状，包括鼻梁和脸颊上有明显的面疹、口鼻溃疡、心包发炎、肌肉酸痛以及手指和脚趾血液循环不良。
    图\(\PageIndex{3}\)：系统性红斑狼疮的特征是对个体自身DNA和/或蛋白质的自身免疫，这会导致器官的各种功能障碍。 （来源：Mikael Häggström 对作品的修改）

    自身免疫会随着时间的推移而发展，其原因可能源于分子模仿，在这种情况下，一个分子的形状与另一个分子足够相似，可以结合相同的免疫受体。 抗体和 T 细胞受体可以结合结构上与病原体抗原相似的自身抗原。 例如，感染化脓性链球菌（引起链球菌性喉炎的细菌）可能会产生与心肌反应的抗体或 T 细胞，心肌的结构与化脓杆菌的表面相似。 这些抗体可以通过自身免疫攻击损害心肌，从而导致风湿热。 胰岛素依赖性（1 型）糖尿病源于对胰腺产生胰岛素的细胞的破坏性炎症 T H 1 反应。 患有这种自身免疫的患者必须定期注射胰岛素治疗。

    摘要

    免疫中断可能涉及免疫反应不足或免疫反应不当。 免疫缺陷会增加个人感染和癌症的易感性。 超敏反应是对无害异物颗粒（如过敏）的误导反应，或者是对个人自身组织（如自身免疫）的误导反应。 对自身成分的反应可能是分子模仿的结果。

    词汇表

    过敏
    一种由即时超敏反应引起的免疫反应，其中抗体介导的免疫反应在接触无害抗原后的几分钟内发生
    自身抗体
    一种错误地将 “自身” 成分标记为异物并刺激免疫反应的抗体
    自身免疫
    一种对自身抗原的超敏反应
    超敏反应
    对无害异物颗粒或自身抗原的一系列不当免疫反应；发生在组织过敏之后，包括直接型（过敏）、延迟型和自身免疫
    免疫缺陷
    免疫系统任何水平的衰竭、功能不全或延迟，可能是获得性或遗传性的