病原体相关分子模式
病原体相关分子模式(Pathogen-Associated Molecular Patterns,PAMPs)是一类存在于 病原体(如细菌、病毒、真菌、寄生虫)表面或内部的、在进化上高度保守的特定分子结构。这些分子结构是 固有免疫 系统识别“非我”(Non-self)成分的主要依据,通常不存在于宿主(人体)细胞中。当 PAMPs 与宿主细胞表面的 模式识别受体(如 Toll样受体)结合时,会立即触发信号级联反应,启动 炎症反应、诱导 干扰素 生成,并最终激活 适应性免疫。PAMPs 是现代 疫苗学 中 佐剂 设计的分子基础。
定义解析:为何是“保守”的?
PAMPs 之所以能成为免疫系统的靶标,是因为它们具备两个关键特征:
分类图谱:谁识别了谁?
不同的 PAMPs 由不同的 模式识别受体 (PRRs) 负责侦测。以下是主要的 PAMPs-PRRs 配对关系:
| 病原体 | PAMP (分子模式) | 识别受体 (PRR) |
|---|---|---|
| 革兰氏阴性菌 | 脂多糖 (LPS) (内毒素) |
TLR4 (位于细胞膜) |
| 革兰氏阳性菌 | 肽聚糖 & 脂磷壁酸 | TLR2 (位于细胞膜) |
| 有鞭毛细菌 | 鞭毛蛋白 (Flagellin) | TLR5 (位于细胞膜) |
| RNA 病毒 | 双链RNA (dsRNA) 单链 RNA (ssRNA) |
TLR3 (dsRNA) TLR7/TLR8 (ssRNA) 注:均位于内体 (Endosome) |
| 真菌 | 葡聚糖 (Beta-glucan) | Dectin-1 (C型凝集素受体) |
应用:从脓毒症到佐剂
PAMPs 的识别是一把双刃剑,既能启动保护性免疫,也可能导致病理损伤。
- 疫苗学 (Vaccinology): 许多现代 佐剂 本质上就是人工合成或减毒的 PAMPs。例如,AS04 佐剂包含 MPL(一种修饰后的 LPS),通过刺激 TLR4 来增强疫苗的免疫原性。
- 脓毒症 (Sepsis): 当血液中出现大量细菌 PAMPs(如 LPS)时,会导致全身免疫系统过度激活,引发 细胞因子风暴,导致休克和多器官衰竭。
- 区分 DAMPs: 免疫系统不仅识别 PAMPs,也识别 损伤相关分子模式 (DAMPs)(如 HMGB1),后者源自宿主受损细胞,这也是无菌性炎症(如痛风、烧伤)的成因。
学术参考文献 [Academic Review]
[1] Janeway CA Jr. (1989). Approaching the Asymptote? Evolution and Revolution in Immunology. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology.
[点评]:查尔斯·简威的里程碑式论文,首次提出了模式识别受体 (PRRs) 和 PAMPs 的概念,预测了固有免疫的特异性机制。
[2] Medzhitov R, Janeway CA Jr. (2002). Decoding the patterns of self and nonself by the innate immune system. Science.
[点评]:深入阐述了固有免疫如何通过识别 PAMPs 来区分“自我”与“非我”,奠定了现代免疫学的理论基础。
[3] Akira S, et al. (2006). Pathogen recognition and innate immunity. Cell.
[点评]:系统综述了 TLRs 家族及其下游信号通路(如 NF-κB, IRF),详细解析了不同 PAMPs 触发的特定免疫反应。