师:同学们,猫狗是人类的好朋友,如今养猫狗的人越来越多。但一旦被抓伤、咬伤,可千万不能大意,需及时接受治疗,因为它们身上可能携带有狂犬病病毒,人一旦感染狂犬病发病,致死率接近100%。从咬伤到发病,我们身体的免疫系统有哪些免疫过程?为什么会有这些免疫过程?为什么要及时接种狂犬病疫苗?这些都要从免疫系统的组成和功能、特异性免疫过程、免疫失调、免疫调节的应用说起。
同学们不妨思考一下,如果手部被犬只轻微抓伤,肉眼难以判断是否有伤口,可以用酒精擦拭进行检验。手部表皮下神经丰富,如果有痛感,表示人体第几道防线被破坏,病毒需突破几道防线才可以导致患者发病?为什么?这就需要复习免疫系统的功能。
保护人体有三道防线,第一道防线为皮肤和黏膜,例如皮肤的保护作用和呼吸道黏膜上纤毛的清扫作用。故有痛感,表示第一道防线被破坏了。病毒进入的第二道防线是体液中的杀菌物质,例如溶菌酶的杀菌作用和吞噬细胞,例如吞噬细胞和树突状细胞的吞噬作用。以上两道防线人人生来就有,是机体在长期进化过程中遗传下来的,不针对某一特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此叫做非特异性免疫。
若狂犬病病毒突破了前两道防线,此时免疫系统需派上更精锐的部队去抵抗了,也即人体的第三道防线。第三道防线是与病原体接触后获得的,主要针对特定的抗原起作用,因而具有特异性,叫做特异性免疫。三道防线作为统一的整体抵御狂犬病病毒,体现免疫系统什么功能呢?
作为免疫系统最基本的功能,免疫防御能抵御外来抗原性异物,起到免疫防护作用。此外,免疫系统还有什么功能呢?机体能清除衰老或损伤的细胞,进行自身调节,维持内环境稳态,我们称为免疫自稳。第三个功能是免疫监视,区别于免疫自稳,免疫监视更强调机体识别和清除突变的细胞,防止肿瘤发生。
其实机体有一定的免疫能力,感染了狂犬病毒不会立即表现出症状,会有一段时间的潜伏期,这与免疫系统组成与免疫调节过程有关。那么参与免疫调节的结构与物质基础包括什么?这就需要复习免疫系统的组成。
首先是免疫器官,包括骨髓和胸腺,是免疫细胞产生并发育成熟的地方,就像部队的大本营和训练基地。脾、淋巴结、扁桃体是免疫细胞集中分布的场所,也是部队作战的战场。
免疫细胞是执行免疫功能的细胞,它们来自骨髓的造血干细胞,包括树突状细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等。淋巴细胞虽然都来自骨髓,但T淋巴细胞迁移到胸腺成熟,而B淋巴细胞则在骨髓中成熟。
树突状细胞分布于皮肤、消化道、呼吸道等很多上皮组织及淋巴器官内,成熟时具有分支,具有强大的吞噬呈递抗原功能。巨噬细胞几乎分布于机体的各种组织中,具有吞噬、消化、抗原处理和递呈功能。淋巴细胞在机体的免疫反应中起着非常重要的作用,具体会结合免疫过程进一步复习。
上述免疫细胞中不难发现,B细胞、树突状细胞、巨噬细胞都能摄取和加工处理抗原,并且可以将抗原信息暴露在细胞表面,以便传递给其他免疫细胞。这些细胞我们统称为抗原呈递细胞。
下面我们通过一道选择题进行计时检测,请同学们按下暂停键思考一下。下列关于免疫系统的组成与功能叙述,正确的是:
A选项中,骨髓和胸腺才是免疫细胞生成成熟的场所,而脾、淋巴结、扁桃体是免疫细胞集中分布的场所,所以A是错误的。
C选项中,溶菌酶可以由非免疫细胞合成,不一定都是由免疫细胞产生的,所以该选项错误。
D选项中,识别跟清除突变细胞是免疫监视的作用,免疫自稳的作用是机体清除衰老损伤的细胞,故D错误。
正确答案选B。同学们,你们答对了吗?
回顾该题的C选项提到了抗体、溶菌酶、细胞因子,它们都是可以发挥免疫作用的物质,因此我们把它们统称为免疫活性物质,是免疫系统的组成之一。
其中抗体是由浆细胞分泌的,可以与狂犬病病毒特异性结合的免疫球蛋白。细胞因子主要由淋巴细胞分泌的一类具有调节免疫过程的小分子蛋白质,包括白细胞介素、干扰素和肿瘤坏死因子等。以及刚才在题目中提及,可以由非免疫细胞产生的溶菌酶能水解细菌细胞壁,从而起到杀菌作用,因此免疫活性物质也是组成免疫系统不可或缺的一部分。
至此,在同学们的共同努力下,搭建了免疫系统组成的知识框架,请同学们在课后在该知识框架的基础上进一步完善知识。
狂犬病病毒进入机体后,免疫细胞又是如何识别己方和狂犬病病毒的呢?免疫系统如何协调配合清除病毒?在人体所有细胞膜的表面都有多种不同的蛋白质,其中包括作为分子标签来起到作用的一组蛋白质。它们就像身份标签,能被自身的免疫细胞所识别。而狂犬病病毒等病原体也带有自己的身份标签,当它们侵入人体后,能被免疫细胞的表面受体识别出来。
免疫细胞依靠细胞表面受体识别己方和狂犬病毒。当狂犬病毒突破了机体的前两道防线,第三道防线的部队就会紧急动员起来,产生特异性免疫。当机体初次接受到狂犬病病毒时,免疫系统如何协调配合清除病毒的?请同学们按下暂停键,尝试回忆相关内容,在方框内填写相应的细胞名称,并思考一下属于什么免疫过程。
一些狂犬病病毒可以和B细胞接触,这为激活B细胞提供了第一个信号。一些狂犬病病毒可以被树突状细胞、B细胞等抗原呈递细胞摄取。抗原呈递细胞将抗原处理后呈递在细胞表面,然后传递给辅助性T细胞。辅助性T细胞表面特定分子发生变化并与B细胞结合在一起,这是激活B细胞的第二个信号,辅助性T细胞开始分裂分化并分泌细胞因子。
B细胞受到两个信号的刺激后开始分裂分化,大部分分化为浆细胞,小部分分化为记忆B细胞。细胞因子能促进B细胞的分裂分化过程。浆细胞产生并分泌大量的抗体,可以随体液在全身循环,并与狂犬病病毒结合,抑制病原体的增殖或对人体细胞的粘附。不难发现整个过程抗体起着主力军作用。由B细胞激活后产生的抗体主要存在于体液中,故这种靠抗体作战的方式称为体液免疫。
狂犬病病毒侵入机体后,容易在脑和脊髓的神经细胞内大量增殖。被狂犬病病毒感染的宿主细胞膜表面的某些分子会发生变化。细胞毒性T细胞能识别变化的信号并分裂分化,形成新的细胞毒性T细胞和记忆T细胞。细胞因子能加速这一过程。新形成的细胞毒性T细胞在体液中循环,它们可以识别并接触裂解被狂犬病病毒感染的靶细胞。裂解死亡之后,病原体暴露出来,抗体可以与之结合或直接被其他细胞吞噬消化。此后,活化的免疫细胞的功能受到抑制,机体将逐渐恢复到正常状态。该免疫方式需要依靠T细胞直接接触靶细胞来作战,故称为细胞免疫。
我们不妨再通过一个生动具体的动画来加深理解。当病毒进入机体后,在体内时刻巡逻的具有吞噬作用的细胞会主动吞噬它们,比如吞噬细胞中的巨噬细胞,它在发现病毒后会直接将其吞噬,并释放细胞因子,召唤更多的同伴赶往战场,还会发出警报让身体出现发烧等炎症反应。但是当病毒复制出大量的后代后,仅靠吞噬细胞已无法应对,需要其他种类的免疫细胞来精准打击病毒。
