先天免疫

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先天免疫(Innate Immunity),又称固有免疫或非特异性免疫,是生物体防御病原体入侵的第一道防线。与获得性免疫(适应性免疫)不同,先天免疫不依赖于基因重排产生的特异性受体,而是通过遗传编码的模式识别受体 (PRRs) 来快速识别病原体共有的保守分子特征(即 PAMPs)。先天免疫系统不仅包括物理屏障(皮肤、黏膜),还包含细胞组分(如巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞)和体液组分(如补体系统)。近代研究颠覆了“先天免疫无记忆”的传统认知,提出了训练免疫 (Trained Immunity) 的概念,证明其通过表观遗传重编程亦可产生长期的防御增强效应。

先天免疫系统
First Line of Defense (点击展开)
快速反应 / 模式识别
响应时间 即时 (0-96小时)
特异性 广泛 (针对保守分子模式)
识别受体 PRRs (如 TLR, NLR, cGAS)
关键细胞 巨噬细胞, 中性粒细胞, 树突状细胞, NK细胞
关键信使 IL-12 (桥梁), IFN-γ
记忆形式 训练免疫 (非特异性增强)

识别机制:敌我识别的代码

先天免疫系统并不识别每一个具体的病原体,而是识别一类病原体共有的“身份证”。

  • 模式识别受体 (PRRs):
    这是先天免疫细胞的“眼睛”。包括膜表面的 Toll样受体 (TLRs)、细胞质内的 NOD 样受体 (NLRs) 和识别胞质 DNA 的 cGAS-STING 通路。
  • 识别对象 (PAMPs & DAMPs):
    PAMPs (病原体相关分子模式): 微生物特有但宿主没有的结构,如革兰氏阴性菌的 LPS、病毒的双链 RNA。
    DAMPs (损伤相关分子模式): 宿主细胞受损或坏死时释放的内源性危险信号,如 ATP、HMGB1。这解释了为何无菌性损伤也能引发炎症。
   模式识别受体信号通路

🔗 核心分子聚焦:IL-12 的桥梁作用

在先天免疫感应到危险后,如何通知适应性免疫系统介入?IL-12 是这一过程中无可替代的“信使”和“指挥官”。

  • 产生源头: 当先天免疫细胞(树突状细胞、巨噬细胞)的 PRRs 被病原体激活后,作为反应,它们会迅速大量分泌 IL-12。
  • 先天增强: IL-12 并不是只作用于 T 细胞,它首先在先天免疫内部发挥作用,强力激活 NK细胞,使其杀伤活性倍增并产生 IFN-γ,进一步激活巨噬细胞(正反馈环路)。
  • 启动适应性: 它是先天免疫交给适应性免疫的“作战指令”,强制初始 CD4+ T 细胞分化为 Th1细胞,从而正式启动针对胞内病原体和肿瘤的特异性细胞免疫。
       IL-12连接先天与适应性免疫

细胞军团:各司其职

细胞类型 主要功能 IL-12 相关性
树突状细胞 (DC) 抗原提呈 (通讯兵) 主要生产者。DC 感知危险后分泌 IL-12,决定了后续免疫反应的性质(Th1 偏移)。
巨噬细胞 吞噬、清理 既生产 IL-12,也是 IL-12 下游信号(IFN-γ)的执行者,被激活后杀菌能力显著增强(M1 极化)。
NK细胞 杀伤病毒/肿瘤细胞 主要响应者。IL-12 是 NK 细胞最强效的激活剂,使其在特异性抗体产生前即可控制感染。

前沿颠覆:训练免疫 (Trained Immunity)

传统观点认为先天免疫没有记忆,但最新的研究(由 Mihai Netea 等人提出)推翻了这一教条。

  • 机制: 并非通过基因重排,而是通过表观遗传重编程(Epigenetic reprogramming)和代谢重塑。经历过第一次感染(如接种 卡介苗 BCG 或 β-葡聚糖刺激)的单核/巨噬细胞,其染色质结构保持开放状态。
  • 后果: 当再次遇到(即使是无关的)病原体时,这些“受过训练”的细胞能产生更强、更快的促炎反应。
       学术参考文献与权威点评
       

[1] Janeway CA Jr. (1989). Approaching the asymptote? Evolution and revolution in immunology. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology.
[学术点评]:理论基石。首次提出了“模式识别受体” (PRR) 的概念,预测了先天免疫必须能够识别病原体的保守特征。

[2] Trinchieri G. (2003). Interleukin-12 and the regulation of innate resistance and adaptive immunity. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:机制连接。系统阐述了 IL-12 在连接先天免疫与适应性免疫中的枢纽作用,确立了其作为“免疫桥梁”的核心地位。

[3] Netea MG, et al. (2011). Trained immunity: A program of innate immune memory in health and disease. Science.
[学术点评]:范式转移。正式提出了“训练免疫”概念,打破了先天免疫缺乏记忆的传统教条。

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