1-2 細胞的化學組成

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1 10-3 免疫作用免疫防禦 先天免疫 ( 非專一性防禦 ) 後天免疫 ( 專一性防禦 ) 第一道防線 第二道防線 第三道防線 皮膜防禦作用 ( 皮膜屏障 ) 吞噬作用自然殺手細胞保護性蛋白發炎反應 細胞免疫體液免疫 先天免疫 一 皮膜防禦作用 1. 發生處 : 皮膚 消化道 呼吸道 泌尿道及生殖道的黏膜及其分泌物 2. 防禦方式 1. 皮膚的角質層可抵抗病原體入侵 2. 呼吸道的纖毛擺動可將異物排出物理性防禦 3. 消化道的蠕動 4. 膀胱排尿可沖掉異物 病菌 1. 皮脂腺及汗腺可分泌弱酸性物質, 抑制細菌生長化學性防禦 2. 腺體分泌物中所含的溶菌酶 酵素或胃酸 溶菌酶 : 可破壞細菌及真菌的細胞壁, 可作為食品的防腐劑共生微生物可與病原體競爭養分 空間或分泌物質抑制其生長生物性防禦 陰道內共生菌會產生乳酸, 使陰道 ph 維持在 4~5 皮膚共生菌可抑制其他微生物生長 二 吞噬作用 1. 發生 : 於皮膚及黏膜受損傷時 2. 吞噬細胞 1. 數量最多, 且最早抵達受傷部位嗜中性球 2. 可迅速吞噬細胞碎屑或入侵的病原體 1. 單核球利用變形蟲運動從微血管間隙進入感染組織後, 形成巨噬細胞巨噬細胞 2. 為最主要的吞噬細胞其他嗜酸性球 樹突細胞 1

2 3. 發生過程皮膚及黏膜損傷 吞噬細胞大量聚集於受傷處 吞噬細胞從微血管內皮細胞間穿出 吞噬細胞與病原體接觸, 並伸出偽足 將病原體吞噬並形成吞噬小體 吞噬小體與溶體融合, 溶體內水解酶將病原體分解 東海附中選修生物講義第十章人體的防禦 三 自然殺手細胞 1. 來自於淋巴先驅細胞, 但未進入胸腺成熟, 故不具有專一性 哺乳類動物體內進行非專一性防禦 2. 攻擊對象 : 細胞膜缺乏 MHCI 抗原的異常細胞, 如被病毒感染的細胞及癌細胞 a. 自然殺手細胞膜上具有受體, 可和 MHCI 結合以抑制自然殺手細胞的功能 b. 若細胞缺乏 MHCI, 自然殺手細胞活化釋出穿孔素及顆粒酶以破壞細胞 皆不直接攻擊病原體四 保護性蛋白 1. 補體 a. 由肝臟合成的血漿蛋白, 約有 20 種 b. 平常以不活化形式在血漿中運輸, 受抗原 - 抗體複合物或特定抗原活化 c. 功能 : 溶解作用補體在標的細胞的細胞壁 膜上形成孔洞, 造成標的細胞破裂 趨化作用補體反應時產生趨化因子, 可吸引吞噬細胞 調理作用補體與細菌表面結合後, 使具有補體受體的吞噬細胞進行吞噬 2

3 2. 干擾素 a. 由受到病毒感染的細胞及巨噬細胞分泌的醣蛋白 b. 可結合到未受病毒感染的細胞表面, 誘發細胞合成抗病毒蛋白, 干擾病毒的複製與增殖 c. 干擾素不具病毒專一性, 但具物種專一性 d. 干擾素僅具短時間效果, 被分解後即失去功能 五 發炎反應 1. 發生於組織受到感染或傷害時所引發局部的紅 腫 熱 痛等反應 可以吸引更多吞噬細胞進入感染部位 2. 發生過程受傷組織釋放發炎介質, 如組織胺 舒緩肽等 促使血管擴張, 使局部血流量增加 ( 紅 熱 ) 微血管細胞間隙增大, 微血管通透性增加 ( 腫 痛 ) 更多血液成份移入發炎組織中 吞噬細胞進行吞噬作用 補體活化 凝血塊形成 巨噬細胞清除死亡組織及嗜中性球, 組織進行修復 3

4 後天獲得免疫 一 特徵 1. 辨識性 a. 淋巴球可辨識本身細胞 ( 自我 ) 及外來入侵者 ( 非我 ) b. 自我辨識 : 藉由細胞膜上的主要組織相容性複合體 (MHC) 進行辨識 (1) 又稱為人類白血球抗原 (HLA), 基因座位於第六對染色體上 (2) 為細胞膜上的醣蛋白, 其組成因人而異, 故可作為自我辨識的依據 (3)MHC 分子可分為兩型 : 所有有核的細胞皆具有 MHC I 可呈現內生性抗原給自然殺手細胞及胞毒性 T 細胞抗原呈現細胞特有的抗原 MHC II 可呈現外源性抗原給輔助性 T 細胞 2. 專一性 : 病原體表面抗原可和淋巴球表面受體進行專一性結合, 以引發專一性免疫 抗原 (Ag): 可被免疫細胞辨識而引發免疫反應的物質 3. 多樣性 : 不同淋巴球表面具有不同抗原受體, 故可與辨識多種抗原 4. 記憶性 : 當專一性免疫發生後, 可分化出記憶細胞並保存在體液中 若再遇到相同抗原時, 可快速引發強烈的免疫反應 4

5 二 參與細胞 B 淋巴球 (B 細胞 ) T 淋巴球 (T 細胞 ) 來源 紅骨髓造血幹細胞 成熟處 骨髓 胸腺 作用處 主要分佈於淋巴結和脾臟 多數分佈於血液中少數於淋巴結和脾臟 分化 漿細胞 記憶 B 細胞 胞毒性 T 細胞 輔助性 T 細胞記憶性 T 細胞 免疫類型 體液免疫 細胞免疫 抗原辨識 直接辨識抗原或經由抗原呈現細胞 必須經由抗原呈現細胞 釋出物 抗體 穿孔素 顆粒酶 功能 辨識並摧毀外來病原體 摧毀受污染的細胞 三 抗原呈現 1. 抗原呈現細胞 (APC) 與抗原獲得 a. 巨噬細胞 樹突細胞 : 利用吞噬作用將病原體吞噬及分解後獲得抗原 b. B 細胞 : 利用受體媒介內吞作用將病原體攝入分解後獲得抗原 2. 抗原呈現方式 : a. 抗原呈現細胞將抗原送入內質網與 MHCII 分子結合成抗原 -MHCII 複合體 b. 利用囊泡將此複合體送到細胞膜上呈現 c. 輔助性 T 細胞進行辨識後分泌細胞介素, 活化專一性防禦相關的細胞 四 細胞媒介型免疫 ( 細胞免疫 ) 1. 由 T 細胞進行的專一性防禦作用 2. 過程 a. 輔助性 T 細胞 (TH 細胞 ) 利用膜上的 T 細胞受體 (TCR) 接受抗原呈現 b. TH 細胞增生, 部份分化形成記憶 TH 細胞 c. TH 細胞釋出的細胞介素活化胞毒 T 細胞 (TC 細胞 ) d. TC 細胞利用 TCR 辨識目標細胞的抗原, 並釋出穿孔素 ( 穿孔蛋白 ) 及顆粒酶以破壞目標細胞 (1) 穿孔素可在被感染的細胞膜上形成小孔 5

6 (2) 顆粒酶可經由小孔進入細胞, 誘發細胞進行細胞凋亡 e. TC 細胞部份分化形成記憶 TC 細胞 細胞凋亡 1. 指細胞接受特定訊號後發生的細胞自發性死亡, 又稱計畫性細胞死亡 2. 功能 : 移除多餘的組織 破壞老化受傷或被感染的細胞, 以完成發育或維持正常生長 3. 過程 : 細胞萎縮 染色體濃縮並分解 細胞瓦解成許多小塊 ( 凋亡小體 ) 細胞膜發生變化而吸引吞噬細胞進行吞噬作用 4. 細胞凋亡的過程中未有細胞質液釋出, 故不會影響正常細胞 也不會引發發炎反應 細胞壞死細胞受到物理或化學刺激, 導致細胞質液流出而死亡 TC 細胞其他活化路徑細胞受病毒感染時, 部份病毒的表面抗原會在內質網內與 MHCI 結合, 並被囊泡運輸到細胞膜上而被 TC 細胞辨識 五 體液免疫 1. 由 B 細胞進行的專一性防禦作用 2. 過程 a. 藉由 TH 細胞的細胞介素活化或利用 B 細胞表面抗原 (BCR, 為附著於膜上的抗體 ) 活化 B 細胞 b. B 細胞活化後增生, 分化為記憶性 B 細胞及漿細胞 3. 抗體 ( 免疫球蛋白 ) a. 由四條多肽鏈藉由雙硫鍵連接形成 又分為兩條重鏈 兩條輕鏈 b. 多肽鏈中皆含有恆定區及變異區 (1) 變異區的胺基酸序列差異大, 為抗原辨識及結合的位置 每個抗體有兩個抗原結合位 (2) 漿細胞在成熟的過程中發生基因重組, 因此產生變異區 重鏈的變異區 : 由 V D J 三組基因隨機組合後, 經轉錄形成 輕鏈的變異區 : 由 V J 兩組基因隨機組合後, 經轉錄形成 6

7 IgG IgA IgM IgD IgE c. 種類 : 為血清中最主要的抗體 佔免疫球蛋白總量的 70~75% 1. 可活化補體 IgG 為清除細菌 中和毒素的主力 2. 能通過胎盤 使新生兒獲得抗體 ( 可維持 6 個月 ) 主要集中在黏膜及分泌系統中 佔總量的 15~20% 1. 由黏膜系統中的 B 細胞製造 參與第一道防線 ( 黏膜免疫防禦 ) 2. 可與入侵的微生物及寄生蟲結合 使其不易附著於表皮細胞 不易在黏膜層形成菌落 使微生物被聚集起來而失去蔓延的活性為分子量最大的抗體 最先被 B 淋巴球製造的抗體 佔總量的 10% 1. 部分 IgM 成為 B 淋巴球的細胞膜蛋白 ( 抗原受體 ) 2. 部分 IgM 進行聚合反應 形成五倍體後再分泌至血清中 3. IgM 活化補體的功能強於 IgG 以膜蛋白的形式存在於 B 細胞表面 佔總量的 1% 1. IgD 的抗原受體效率優於 IgM 2. 與 B 細胞的分化成熟有關與過敏反應有關, 在血清中含量最少 1. 個體產生過敏反應 受寄生蟲感染 IgE 濃度增加 2. IgE 附著於嗜鹼性球及肥大細胞表面 促使嗜鹼性球及肥大細胞釋出組織胺及血清素 引起過敏反應 7

8 d. 功能中和作用調理作用 ( 凝集沈澱反應 ) 溶菌作用 ( 補體活化反應 ) 抗體結合到病原體的表面抗原, 阻斷感染或入侵細胞的結合位 抗原與抗體形成複合物後形成沈澱物, 強化吞噬作用進行 抗原 - 抗體複合物可活化補體, 使細菌細胞穿孔破裂 六 主動免疫與被動免疫免疫形式進入體內物質抗體出現速度 記憶效應 目的 例子 主動免疫 抗原 慢 ( 自體產生 ) 有 預防疾病 疫苗接種 被動免疫 抗體 快 ( 外來注入 ) 無 治療疾病 免疫血清 七 排斥作用 1. 成因 : 移植外源組織或器官後, 因外源細胞的 MHC 與自身的 MHC 具有差異, 故被免疫細胞視為外來異物而攻擊加以摧毀的過程 2. 過程 : 新生血管連至移植的組織或器官 ( 移植後 7 天 ) 免疫細胞隨血液移入 ( 移植後 10 天 ) 藉由 MHC 辨識後, 胞毒性 T 細胞攻擊移植組織或器官 造成血管阻塞 細胞壞死 ( 移植後 12~14 天 ) 8

9 3. 排斥反應 a. MHC 越相近者, 排斥越小, 移植成功機率越高 (1)MHC 相似度 : 同卵雙胞胎 > 兄弟姊妹 > 體質相近者 (2) 眼角膜及腦組織等因無血管通過, 故移植時不會產生排斥現象 b. 抑制排斥 : 利用抗排斥藥物以抑制核酸生成或干擾免疫反應, 可提高器官移植成功的機率 八 免疫失調 一 過敏反應 1. 定義 : 個體的免疫系統對抗原產生過度的免疫反應 為專一性免疫 2. 過敏原 : 可引發過敏反應的抗原, 包含塵蟎 皮屑 黴菌 棉絮 羽毛 海鮮 牛奶 花粉 藥物等 3. 過程 1. 與過敏原接觸, 漿細胞活化產生抗體 IgE 初次遇到過敏原 2. 抗體附著於黏膜層中的肥大細胞或嗜鹼性球的細胞膜上 1. 過敏原與肥大細胞或嗜鹼性球膜上的抗體結合, 促使細胞釋出組織胺等發炎介質 再次遇到過敏原 2. 引發平滑肌收縮 血管收縮 微血管通透性增加 黏膜分泌增加 紅腫痛癢等現象 9

10 器官非專一性自體免疫疾病器官專一性自體免疫疾病 東海附中選修生物講義第十章人體的防禦 4. 過敏原檢測 : 皮膚戳刺試驗 皮膚貼布測驗 血液抗體檢測 5. 減敏治療 : 找出特定過敏原後, 重複注射劑量漸增過敏原, 以降低過敏反應 二 自體免疫疾病 1. 定義 : 免疫系統無法正確辨識自我及非我, 使免疫細胞攻擊對抗自身的細胞或組織而產生疾病 2. 種類 : 1. 好發於青春期的女性, 可能與遺傳有關 2. 為最嚴重的自體免疫疾病, 症狀包含 : a. 免疫細胞產生異常抗體, 對抗本身的組織器官, 在細胞更紅斑性狼瘡 (SLE) 新旺盛的組織最易出現症狀 b. 臉頰 前額 鼻子會出現紅色的蝴蝶班 c. 皮膚 黏膜 關節 腎臟 肌肉 心臟 神經組織等均有發炎現象, 會危及生命 1. 多發病於 20~40 歲之間, 女性罹病率較高男性高 (3:1) 2. 自體產生的抗體 ( 類風濕因子 ) 對抗關節中的抗體 (IgG) 或結締組織, 造成抗體複合物堆積於關節部位, 造成 : 類風濕性關節炎 a. 關節發炎 腫痛 僵硬 變形 b. 四肢的小關節先產生病徵, 且兩側肢體關節同時受影響, 又稱對稱性關節炎 1. 多發生於中年婦女 2. 自體產生抗體攻擊甲狀腺, 造成 : 橋本氏甲狀腺炎 a. 甲狀腺產生黏液性水腫 b. 甲狀腺萎縮 被破壞 1. 自體產生的抗體作用於骨骼肌運動終板的乙醯膽鹼受體, 造成肌肉無法正常收縮 2. 病徵包含 : 重症肌無力 a. 眼瞼肌肉無力, 眼瞼下垂 b. 臉部及咽喉肌肉無力, 說話及吞嚥困難 c. 影響呼吸肌收縮, 導致呼吸困難而有生命危險 胰島素依賴型糖尿病 1. 自體產生的抗體攻擊胰島 β 細胞, 使胰島素無法合成 ( 第一型糖尿病 ) 2. 患者需注射胰島素才可控制血糖濃度並維持生命 10

11 三 免疫缺失症 1. 定義 : 免疫系統功能受損, 導致免疫功能低下 2. 種類 1. 主要成因為遺傳或器官發育不良 2. 嚴重合併性免疫缺失病 (SCID) a. 因 X 染色體上的腺苷脫胺酶 (ADA) 基因突變, 使體內累積過多腺先天性苷, 因此造成 T 細胞及 B 細胞受損, 抗體免疫及細胞免疫均失去作免疫缺失用 b. 患者缺乏淋巴球 血清中不含抗體, 僅能生存於無菌室 3. 治療方式 : 基因治療 臍帶血移植 骨髓移植 4. 科 1. 成因可能由藥物 放射線 營養不良 癌症或感染造成 2. 愛滋病 ( 後天免疫缺乏症,AIDS) a. 病原體為 HIV, 多經由體液傳染 b. HIV 主要感染輔助性 T 細胞及巨噬細胞, 造成專一性防禦功能低落, 後天性患者易遭受其他病原體感染 免疫缺失 c. 治療方法 : 蛋白酶抑制劑 抑制病毒殼粒合成反轉錄酶抑制劑 抑制反轉錄作用發生雞尾酒療法 1 種蛋白酶抑制劑加上 3 種反轉錄酶抑制劑在發病前使用可將病毒量減少為 1/10 11

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