第五章 免疫系统的组织、 器官与细胞免疫器官的分布免疫器官的分布中枢免疫器官外周免疫器官第一节 淋巴组织和器官的结构与功能免疫器官和淋巴组织由胸腺、骨髓(人和 哺乳动物,而禽类则是法氏囊) 、淋巴 结、脾脏、粘膜伴随淋巴组织所组成免疫器官可分为中枢免疫器官和外周免 疫器官及组织中枢淋巴器官与外周淋巴器官区别中枢淋巴器官外周淋巴器官种类类胸腺,骨髓(哺乳类类),腔上囊 (鸟类鸟类 )淋巴结结,脾,扁桃体 ,血结结,血淋巴结结发发生发发生早,性成熟后逐渐渐退化发发生迟迟,终终身存在支架上皮性网状细细胞(上皮细细胞, 胸腺与腔上囊)网状组织组织淋巴细细胞来源于骨髓淋巴干细细胞来源于初级级淋巴器 官 功能培育淋巴细细胞免疫应应答场场所一、初级淋巴器官的组成与结构1.骨髓骨髓(bone marrow)在出生前后,主要承担造血功能,是各类免疫细胞以及T细胞的前体细胞的发生场所骨髓是造血干细胞自我更新及分化发育 的组织部位,造血干细胞(hematopietic stem cells)可分化为各种免疫细胞骨髓组成:主要为骨髓基质细胞( stromal cell)骨髓基质细胞的作用:① 粘附性接触, 如VLA-4和VCAM-1 之间的结合;② 提供 生长因子,如SCF和IL-7。
Secreted Factors - CYTOKINESSecretion of cytokines by stromal cellsBone marrow stromal cells nurture developing B cellsStromal cellBSpecific cell-cell contacts between stromal cells and developing B cellsCell-cell contacteryplmyeneumφlymnkthyCD8+CD4+CTLTH2TH1Development of the Immunocyte in bone marrow2. 胸腺胸腺是T细胞分化成熟的场所在胸腺 分化成熟的T细胞主要是αβT细胞,此外尚 有γδT细胞和NKT细胞如果没有特别强调 ,胸腺T细胞的分化和成熟是专指αβT细胞 分泌多种激素,促进胸腺细胞分化新生儿胸腺相对较大,至青春期达30- 40克,此后胸腺开始萎缩胸腺(thymus)位于前纵隔、胸骨 后、心脏的上方青春期时最大,随 年龄增长而逐渐萎缩胸腺由胸腺小叶组成,每个小叶由胸腺上皮 细胞、巨噬细胞和树突状细胞组成胸腺基质细胞; 由胶原蛋白、网状蛋白纤维、葡萄糖胺聚糖和糖蛋 白组成细胞外基质(extracellular matrix)成分。
以上组分共同构成T细胞发育的微环境,影响胸腺 内T细胞的增殖、分化和选择性发育微环境构成胸腺基质细胞细胞外基质成分胸腺小叶结构示意图胸腺小叶中靠近边缘的皮质区密集地布满了胸腺细胞 ,靠近中心的髓质区则细胞稀少胸腺为胸腺细胞的 发育、成熟提供微环境胸腺上皮细胞:影响胸腺细胞分化的 两种方式:① 细胞—细胞间相互接触; ② 分泌细胞因子树突状细胞:较集中存在于皮质-髓质 交界处,表达高水平的MHC-Ⅱ类分子巨噬细胞:散在表达低水平的MHC- Ⅱ类分子T细胞在胸腺内的发育简单发育过程:来自骨髓的淋巴样干细胞通过胸腺被膜下区进入皮质区 (成为胸腺 细胞),向皮髓质交界处移行,再向髓质区 移行,在移行过程中逐渐成熟在移行中胸腺细胞表面分子的变化:见下图发育部位 表面标志 细胞类型被膜下区 CD4- CD8- “双阴性”皮质区 CD4+ CD8+ “双阳性”皮质、髓质 CD4+或CD8+ “单阳性”交界处 髓质区 成熟T细胞 T细胞在胸腺内的发育细胞主要表面标志的变化阳性选择 阴性选择二、次级淋巴器官的组成与结构组织进入的抗原血液进入的抗原粘膜进入的抗原APC处理提呈抗原 T 淋巴细胞 T 细胞增 殖分化成效应T细胞B细胞识别特异性抗 原 增殖分化成浆 细胞 特异性抗体外周免疫器官与组织是T细胞和B细胞定居的场 所;是免疫应答的发生的部位。
淋巴结脾MALT 外周免疫器官与组织功能示意图1.淋巴结 T细胞约占75%,B细胞约占25% 淋巴结的基本结构:被膜浅皮质区---主要由淋巴滤泡构成,B细胞区; 深皮质区(副皮质区)---主要含T细胞和树突状细胞,T细胞区 髓质:由髓索和髓窦构成淋巴结的功能滤过、清除抗原异物进行免疫应答体液免疫,淋巴小结增多,增大,髓索浆 细胞增多细胞免疫,副皮质区扩大免疫反应剧烈时,淋巴结肿大出血,是临 床与检疫常检器官淋巴细胞定居和再循环基地淋 巴 结 的 基 本 结 构HEV髓质淋巴窦 皮质淋巴窦毛细血管 小梁输入淋巴管输出淋巴管静脉动脉髓索生发中心髓质被膜淋巴结 淋巴结被膜外侧有数条输入淋巴管,门处有动、静脉神经和输出 淋巴管实质分为皮质和髓质靠近被膜的浅层皮质区有生发中心右图 显示生发中心的显微结构淋巴结结构示意图浅皮质区含有滤泡,由B细胞聚集而 成的不带生发中心的为初级滤泡。
带有生发 中心的为次级滤泡在受到抗原刺激后,B细胞便会活化 增殖,初级滤泡发育成次级滤泡生发中心是B细胞在外周淋巴器官进 行抗原依赖期分化发育的场所,主要由增殖 的B细胞组成,还有抗原特异性T细胞、滤 泡树突状细胞(FDC)和Th细胞B细胞在此 经历类别转换和亲和力成熟,进入髓质发育 成为浆细胞浅皮质区与髓质之间的为深皮质区,也 称为副皮质区,为T细胞定居的场所副皮质区有许多由内皮细胞组成的毛细 血管后微静脉,称为高内皮细胞小静脉 (High Endothelial Venules, HEV)HEV允 许淋巴细胞穿过,是沟通血液循环与淋巴循 环的重要通路HEV 是T、B淋巴细胞离开血液循环进入淋 巴结的特殊结构,其血管内皮细胞呈高柱状 不紧密连接 •High endothelial venule,HEV(高 内皮毛细血管后微 静脉)2. 脾T细胞:占45%; B细胞:占55%被膜白髓:T细胞分布:动脉周围淋巴鞘(PALS )--- 白髓内靠近中央动脉;B细胞分布:PALS的外周构成的滤泡 红髓功 能:a.产生免疫应答:脾脏是针对来自血 液 中抗原的免疫应答场所,也是体内产生抗体的 主要器官;b.合成某些生物活性物质;c.血液过滤 作用脾 脏 (Spleen)• 白髓(white pulp) (1)动脉周围淋巴鞘(periarterial lymphatic sheath, PALS),围绕在动脉周围的弥散淋巴组织,主要由T细 胞组成,相当于副皮质区。
2)淋巴小结,主要由B细胞组成,可发展成生发中心 ,常出现于PALS的一侧• 红髓(red pulp)占脾实质的2/3,分布于小梁周围及白髓之间1)脾索,(2)脾血窦3.其他外周淋巴组织(1) 皮肤相关淋巴组织(Skin-associated lymphoid tissue, SALT)黑色素细胞、角质细胞、表皮朗格汉斯细胞、 表皮内T淋巴细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞主动参与局部免疫和炎症反应,成为许多外源 性抗原进入机体启动免疫应答的场所2) 黏膜相关淋巴组织(Mucosal- associated lymphoid tissue, MALT)无被膜的淋巴组织,呼吸道、肠道及泌尿生殖 道黏膜固有层和上皮细胞下散在的淋巴组织,以及 某些带有生发中性的器官化的淋巴组织,如扁桃体 、小肠的派氏集合淋巴结、阑尾等人体黏膜的表面积约400m2,是病原体侵入机体 的主要门户肠 粘 膜 淋 巴 组 织 的 结 构小肠绒毛细胞引流淋巴管粘液层肌肉层输出淋巴管B细胞 T细胞浆细胞生发中心M细胞黏膜相关淋巴组织肠 道 淋 巴 系 统 免 疫 应 答Th巨噬细胞IgAsIgA浆细胞BM细胞上皮细胞辅皮氏小结接受外来抗原和免疫应答的机制 位于皮氏小结上方的M细胞从小肠腔内吞 饮外来抗原颗粒,在细胞内形成吞饮小体。
吞 饮小体穿过M细胞,在其另一侧排出,传递给 小结内的巨噬细胞或者树突细胞,由它们活化 Th细胞Th细胞辅助B细胞活化并分泌IgA抗 体,经小肠绒毛细胞以分泌型IgA的形式分泌 于小肠粘膜的表面骨髓和胸腺中的初始B、T细胞经 血液循环→毛细血管→穿越HEV,到达 淋巴结→输出淋巴管→胸导管→血液 循环→毛细血管三、淋巴细胞的循环淋巴细胞再循环 来自外周组织的 引流淋巴液经初级、 次级淋巴结抵达胸导 管并进入血液循环系 统经过心脏及动脉 循环的血液淋巴细胞 中,未活化淋巴细胞 再次进入淋巴结和脾 脏,少数活化细胞进 入外周组织,发挥免 疫学效应淋巴细胞 在血液与淋巴系统之 间大约12~24小时循环 一周初始T、B淋巴细胞(未接触抗原,骨髓和胸腺)→ 血液循环经毛细血管 →→ 外周淋巴组织→ 淋巴管→ 血液第二节 免疫系统的细胞白细 胞淋巴细胞,占 20~50% 单核 细 胞巨噬细 胞辅助 细 胞粒细胞T淋巴细 胞B淋巴细 胞NK细 胞中性粒细胞,占40~75% 嗜酸性粒细胞 嗜碱性粒细胞CD350一、B细胞B细胞又称为骨髓依赖的淋巴细胞B 细胞的一个重要特征是细胞膜表面带有自身 合成的免疫球蛋白,即膜抗体(mAb)。
B细 胞在抗原的诱导下又可分泌与膜抗体相同的 免疫球蛋白,只是比膜抗体缺少了一段穿膜 肽因此也可把凡是带有自身合成免疫球蛋 白的细胞都称为B细胞 B细胞的分化发育B细胞在骨髓中发育时须经历阴性 选择若B细胞产生的BCR能与自身 抗原结合,则可能与自身组织起反应 造成损伤骨髓可将这种B细胞清除, 只让那些不与自身成分起反应的B细胞 继续发育成熟这个过程称为阴性选 择阴性选择 BCR+自身抗原其选择机制为:①克隆消除(clonal deletion)②受体编辑(receptor-aditing)③自身反应无能性(anergy) 和克隆忽视(clonal ignorance)输入外周B细胞库根据是否需要T细胞的辅助,B细胞分 为B1和B2两个亚系B1细胞不依赖于T细胞的辅助,即非常 规的B细胞亚系无次级应答反应,只有初 级应答且主要产生IgM抗体B2细胞依赖于T细胞的辅助,即常规B 细胞亚系其抗体的产生需要T细胞的辅助 ,有次级应答反应并能产生IgM和IgG等抗 体,而且以IgG为主B细胞对TD-Ag和TI-Ag的应答B1 cellsB2 cells① B细胞受体(BCR):即膜表面免疫球蛋白(mIg), 是B细胞特异性识别和结合 抗原决定簇的结构。
未成熟B细胞膜表达mIgM, 成熟B细胞膜表达mIgM、 mIgDIgα/Igβ(CD79a/CD79b)是BCR 复合物的必需成分,传递Ag- BCR结合的信号,参与Ig从胞内 向胞膜的转运B细胞的表面受体BCR复合物组成BCR (mIg)功能:特异性识别抗原意义:B细胞的主要标志,成熟B 细胞主要表达mIgM和mIgDIgα(CD79a)Igβ(CD79b)结构特点:各含一个ITAM结构功能传导BCR同抗原结合产生的活 化信号(为主要信号传导分子) 参与mIg合成后的转运和表达BCR复合体BCR复合体和协同受体CD21 (C3d receptor)CD19CD81 (TAPA-1)IgaIgbCD4。