第8障 免疫系统器官

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1、第 8 章 免疫系统器官淋巴细胞来源初级淋巴器官胸腺结构功能胸腺激素法氏囊结构功能肠道黏膜集合淋巴结结构功能淋巴腺复合体骨髓次级淋巴器官淋巴结结构 淋巴细胞循环 种属差异 对抗原应答反应血淋巴结脾脏白髄结构 对抗原应答反应 其他次级淋巴器官尽管抗原是由树突状细胞、巨噬细胞和 B 细胞捕获和加工的，获得性免疫应答实际上主要是 由淋巴细胞完成的。淋巴细胞是一种小而圆的细胞，主要存在于脾脏、淋巴结和胸腺等器官内（图 8-1），因此将这些器官称为淋巴器官。淋巴细胞表面有抗原受体，能对抗原作出识别和应答。（因 此也可认为它们是“抗原致敏”细胞。）淋巴细胞最终可产生抗体及细胞介导的免疫应答。淋巴器 官为淋

2、巴细胞、抗原递呈细胞和外来抗原之间相互作用提供了所需环境，同时也是淋巴细胞加工 抗原的场所。必须谨慎调节免疫应答过程。淋巴细胞须经过选择，以使它们的受体只能结合外来抗原。每 个淋巴细胞的应答反应也需进行调节，使它们既能充分发挥功效但又不会对机体环境造成损害。 可根据功能的不同对淋巴器官进行分类。淋巴器官的功能有：产生淋巴细胞；调节淋巴细胞生产； 提供捕获、加工抗原的环境；增加加工过抗原与抗原致敏细胞间相互接触及作用的机会（图 8-2）。图 8-1. 猪的主要淋巴组织。图 8-2. 淋巴器官是淋巴细胞群发生、发育及发挥功效的场所。淋巴细胞的来源淋巴干细胞首先形成于胎儿网膜、肝脏和卵黄囊。在胎儿晚

3、期和成年动物，这些干细胞主要存在于骨髓中。成年哺乳动物的骨髓具有多种功能。骨髓是重要的造血器官，出生后一切血细胞 包括淋巴细胞均源于骨髓中干细胞。在一些哺乳动物，如灵长类，骨髓还是一个初级淋巴器官（是 新生淋巴细胞发育成熟的场所）。与脾脏、肝脏和淋巴结一样，骨髓含有许多树突状细胞和巨噬细 胞，可除去血液中的外来物质。骨髓中还含有大量的抗体生成细胞，是抗体的主要产生来源。由 于这些多样功能，可将骨髓分为造血部分和脉管部分。这两部分交替分布，像蛋糕片一样，呈楔 形分布于长骨内。造血部分外层有一层外膜细胞包裹，内部含有的干细胞可分化生成所有的血细 胞以及巨噬细胞、树突状细胞和淋巴细胞。老年动物的外膜

4、细胞中充满脂肪，从而使骨髓呈黄色 脂肪样外观。脉管部分可捕获大部分抗原，由内皮细胞排列形成的血窦组成，其中交织有网状细 胞和巨噬细胞。初级淋巴器官初级淋巴器官是淋巴细胞分化、成熟的场所。淋巴细胞就是根据其分化成熟的所在场所分为T 细胞和B细胞两个主要细胞群。所有的T细胞都是在胸腺内发育成熟的。而前体B细胞在鸟类的 法氏囊，灵长类和啮齿类的骨髓，以及兔、反刍动物和猪的肠道淋巴组织中分化发育为成熟的 B 细胞。初级淋巴器官都是在胚胎发育的早期出现。随着动物的个体发育，新生的未成熟淋巴细胞 从骨髓中迁移至初级淋巴器官继续发育成熟（表 8-1）。初级淋巴器官不是淋巴细胞与抗原相遇的 场所，因此它们不会

5、在对抗原刺激的应答中增大。胸腺胸腺位于胸腔内心脏前下方。马、牛、绵羊、猪和鸡的胸腺可延伸至颈部直达甲状腺。胸腺的 大小因年龄不同而异，就其与体重的相对大小而言，在出生时最大；而其绝对大小则在青春期最 大。成年动物的胸腺非常小，很难找到。结构胸腺表面覆有一层结缔组织构成的被膜，被膜伸入实质内将胸腺实质分隔成许多不完整的小 叶。每个小叶可分为皮质和髄质两部分，皮质部浸润有致密的淋巴细胞，髄质含有较少的淋巴细 胞和大的上皮细胞（图8-3）。髄质内还可见一种圆形层状结构，称为胸腺小体或哈氏（Hassall） 小体，这些小体内含有角蛋白，在其中央可发现小血管遗迹。牛的胸腺小体含有免疫球蛋白 A（20 章

6、）。在胸腺小叶皮质部内毛细血管周围围绕有一层不规则厚的基膜和一层连续的上皮细胞。这层 屏障能阻止循环抗原进入胸腺皮质。胸腺内无淋巴管导出。随着动物年龄的增长，胸腺开始萎缩 并逐渐被脂肪组织代替。但衰退的胸腺仍含有小部分的淋巴组织，且具有功能性活性。功能观察研究手术切除胸腺对啮齿动物的影响可帮助了解胸腺的功能。动物年龄不同，手术产生 的影响也不同。新生期胸腺切除术 出生后一天内切除胸腺的小鼠易发生感染且很难成活。这些动物的循环淋 巴细胞显著减少，不能排斥异体移植皮肤，这是因为它们不能产生细胞介导的免疫应答（表 8-2）。 新生小鼠切除胸腺后对抗体生成反应也有影响。对蛋白质抗原（如牛血清白蛋白或绵

7、羊红细胞） 的抗体反应被显著抑制（图 8-4）。但对多糖抗原的抗体应答并未受影响。新生家畜切除胸腺后也 有类似的影响，但没有小鼠严重，这是因为家畜的胸腺成熟较早，许多重要功能在幼畜出生前已 发育完全（19 章）。成年期胸腺切除术 手术切除成年动物的胸腺不会立即产生明显影响。但几个月后，这些动物 血液中淋巴细胞数量以及产生细胞免疫应答的能力会逐渐下降。提示成年动物的胸腺仍具有功能。 在成年动物胸腺切除术的影响表现出来之前，体内储存的胸腺衍生细胞肯定已被耗尽（图 8-5）。胸腺切除术的结果表明，新生动物的胸腺是大部分血液淋巴细胞的来源，这些淋巴细胞是产 生细胞免疫应答的主要力量。这些细胞称为胸腺衍

8、生淋巴细胞或T细胞。T细胞前体起源于骨髓, 之后进入胸腺。在胸腺内，这些细胞（称作胸腺细胞）快速分化，绝大多数细胞经细胞凋亡死亡 幸存的细胞（啮齿类约 5,犊牛约25）继续在胸腺内发育45天,然后移植至次级免疫器官。进入胸腺的细胞既要能够识别外来抗原,又不能对机体正常成分（自身抗原）产生强烈反应。 这是通过在胸腺髄质内两阶段的选择过程实现的。那些带有可结合自身抗原的受体,并能导致自 身免疫的淋巴细胞经细胞凋亡（Box 8-1）而被杀死（阴性选择）。那些受体不能结合任何MHCII 类分子的淋巴细胞,也就是不能对任何加工抗原作出反应的淋巴细胞同样也被杀死。另一方面，那些在阴性选择过程中幸存下来的淋

9、巴细胞，如仍能识别MHCII类抗原复合体， 将被刺激生长，这一过程成为阳性选择。这些幸存的细胞最终发育为成熟T细胞，离开胸腺进入 血液循环，并移植至次级淋巴器官。胸腺激素 在胸腺内，细胞功能是由胸腺激素调节的。胸腺激素是许多细胞因子和小分子多肽的混合物， 包括胸腺素、促胸腺生成素、胸腺体液因子、胸腺血清素和胸腺刺激素。值得注意的是，胸腺血 清素是胸腺上皮细胞分泌的含锌肽类，它能部分恢复胸腺切除动物的T细胞功能。锌是T细胞发 育所必需的矿物质，锌缺乏动物的细胞免疫应答是有缺陷的（36 章）。图 8-3. A ，部分猴胸腺。每个小叶可分为皮质和髄质，皮质部富含淋巴细胞，染色较深；髄质部主要由上皮细

10、胞 组成，呈苍白色。原始大小放大 10倍。B,高倍镜观察猴胸腺髄质区，可见一些细胞质突起的染为白色的上皮细胞和许多圆的深染的淋巴细胞。原始大小放大 100 倍表 8-2初级和次级淋巴器官的比较初级次级起源外内胚层连接处或内胚层中胚层发育时间胚胎早期胚胎晚期持续时间青春期后消失持续至成年切除后影响缺乏淋巴细胞没有或较少影响对抗原应答不应答完全反应举例胸腺、法氏囊、某些肠道黏膜集合淋巴结脾脏、淋巴结表 8-2切除新生幼畜（禽）胸腺或法氏囊对免疫细胞的影响功能切除胸腺切除法氏囊循环淋巴细胞的数量III胸腺依赖区淋巴细胞数量III移植排斥胸腺非依赖区淋巴细胞数量III淋巴组织中的浆细胞IIII血清免疫

11、球蛋白抗体形成IIIIIIIIIIII图 8-4. 除新生幼畜（禽）胸腺对体液及细胞免疫的影响。图 8-5. 切除成年动物胸腺对免疫应答的影响。法氏囊法氏囊是禽类特有的淋巴器官，位于泄殖腔背侧，呈圆形囊状，并有短管与泄殖腔相连（图8-6）。与胸腺类似，鸡法氏囊在孵出后 12周达到最大，以后逐渐萎缩退化直至完全消失。结构与胸腺类似，法氏囊的上皮组织内含有大量淋巴细胞。内层黏膜形成数条纵褶突出囊腔内。 黏膜皱褶内分散有圆形的淋巴细胞聚集体，称为淋巴滤泡（图 8-7）。每个滤泡可分为皮质和髄质 皮质部含淋巴细胞、浆细胞和巨噬细胞。在皮质延髓结合处有一层基膜和毛细血管网，其间分布 有上皮细胞。在滤泡中

12、心，这些髄质上皮细胞被淋巴母细胞和淋巴细胞代替。滤泡周围有特殊的 神经内分泌树突状细胞，其功能尚不清楚。功能可通过手术切除法氏囊，新生雏鸡感染可破坏法氏囊的病毒（传染性法氏囊病病毒）以及注 射睾丸酮也可使法氏囊萎缩。切除法氏囊的雏鸡血液中抗体水平非常低，抗体生成细胞也从淋巴 器官中消失，但仍有循环淋巴细胞，并能排斥皮肤移植。说明切除法氏囊对细胞免疫影响很小。 与正常雏鸡相比，切除法氏囊雏鸡对细螺旋体病和沙门氏菌病更加易感。但对细胞免疫起主要作 用的细菌性疾病（如鸟分枝杆菌）则影响不大。结果表明，法氏囊是一个初级淋巴器官，是抗体生成细胞成熟及分化的场所。起源于法氏囊 的淋巴细胞称为 B 细胞。与

13、胸腺功能相似，骨髓内生成的未成熟细胞迁移至法氏囊继续发育，这 些细胞增值迅速，但有90%至95%的B细胞经细胞凋亡死亡。这是对自身反应B细胞阴性选择 的结果。幸存的B细胞在完全成熟后迁移至次级淋巴器官。BOX 8-1细胞凋亡细胞凋亡是正常机体细胞死亡或细胞自杀的生理性现象。凋亡细胞具有特殊的形态学特征，观察 组织切片即能识别（图17 3）。法氏囊并不是一个纯粹的初级淋巴器官，因为它也能捕捉抗原和合成某些抗体。在法氏囊管 开口处背侧还含有小的 T 细胞灶。从法氏囊中可检测到一些激素。其中最重要的是囊素，为一种 三肽（赖、组、甘氨酸）。囊素可激活B细胞，但对T细胞不起作用。图龄雏鸡的法氏囊。已被纵

14、向切开显示内部的皱褶。8-6. 一周图8-7.法氏囊结构的显微图象。A, 13日龄雏鸡法氏囊的低倍显微图象。原始大小X5。B,高倍图象。原始大小X360。（自 Drs.NH McArthur 和 LC Abbott.）肠道黏膜集合淋巴结结构肠道黏膜集合淋巴结（PPS）是位于小肠壁上的淋巴器官。不同动物的PPs结构和功能有所不 同。在反刍动物、猪、马、狗和人（I群），80% 90%的PPs位于回肠，并形成一个连续的结构 延伸至回盲交接处。幼龄反刍动物和猪的回肠PPs可长达2米。回肠PPs内含有密集的淋巴滤泡， 彼此间以结缔组织鞘隔开，内部只含有 B 细胞。回肠PPs在动物出生前达到最大并已发育成

15、熟，此时它们与外来抗原相隔离。在6周龄的羔 羊，回肠PPs是体内最大的淋巴组织（占总体重的1%）。在15周龄即退化消失，成年绵羊不能检 测到回肠PPsI群动物还有第二种形态的PPs，是由空肠内大量不连续的滤泡组成的。这些空肠PPs终生 存在于动物体内，由梨形滤泡组成，彼此间被大量滤泡间细胞组织隔开。滤泡内主要含有B细胞， 以及30%的T细胞。在其他哺乳动物，如兔和啮齿类（II群），所有的PPs都随机间隔分布于空肠和回肠内。PPs 在这些动物出生后24周才开始发育，并持续至老年。II群动物PPs的发育完全依赖于抗原刺激， 无菌小鼠的PPs就很小，且发育不完全。兔的阑尾在B细胞发育过程中也发挥了重要作用。功能绵羊回肠PPs中B细胞的行为类似于禽法氏囊中的B细胞。回肠PPs是B细胞快速增殖的场 所，大部分细胞将进行细胞凋亡（95%），幸存的细胞将释放入循环系统中。若手术切除回肠PPs， 羔羊将在至少一年内缺乏B细胞，且不能产生抗体。与啮齿类相比，羔羊骨髓内含有的淋巴细胞 要少得多。因此回肠PPs是羔羊最重要的B细胞来源。I群动物的回肠PPs是初级淋巴器官，其 功能类似于禽的法氏囊。有证据表明，猪的空肠PPs和回肠PPs也存在类似的区别。猪有大约30个具常规结构的空肠 PPs和一个