后天免疫系统
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后天性免疫(英语:adaptive immunity)也称为获得性免疫、适应性免疫、特异性免疫、专一性防御,是一种经由与特定病原体接触后,产生能识别并针对特定病原体启动的免疫反应。和后天性免疫相对的是先天性免疫。后天免疫系统主要存在于有颌下门的脊椎动物中,近年来也在细菌以及古菌中发现[1],即 CRISPR/Cas 系统。脊椎动物的后天免疫系统可粗略分为体液免疫和细胞免疫。
与先天免疫系统不同,后天免疫系统对特定的病原体做出特异性的反应。后天免疫系统可以在初次感染某种病原体后产生免疫记忆,并在下一次感染这种病原体时产生更强的抵抗力。这一特征是疫苗接种的理论基础。这样的免疫记忆有时可以为机体提供长时间的保护,例如,感染麻疹后痊愈的人终身都会具有对麻疹的抵抗力;对其他一些病原体而言,这种记忆并不会持续终身,例如水痘。
后天免疫系统会消灭外来的病原体以及它们分泌的有毒物质,但有时,后天免疫系统无法区分外来物质是否有害,这就是枯草热、哮喘和任何其他过敏症状的原因。无论是无害的花粉,还是使人染病的流感病毒,任何可以引发后天免疫系统反应的物质都可以称为抗原。
执行后天免疫系统功能的细胞就是白细胞中的淋巴细胞。体液免疫和细胞免疫机能分别由两类淋巴细胞——B细胞和T细胞负责。B细胞负责分泌抗体(也就是免疫球蛋白)。抗体在血液中流动,结合外来的抗原并使其失活[2]。
后天免疫系统之所以也称为“获得性”免疫,是因为机体对病原体特异性的免疫力是后天“获得”的,反之,先天免疫系统对病原体一般性的抵抗力是编码在遗传基因中而先天“固有”的。“适应性”免疫的说法则是因为它的最终目的是对不同环境的适应。
后天免疫系统的“适应性”来自于体细胞超突变(快速的体细胞突变过程)和V(D)J重组(不可逆的抗原受体基因重组)。这两个过程使得少量的基因可以产生大量不同的抗原受体,并各自表达于不同的淋巴细胞表面。由于基因重组是不可逆的,这些淋巴细胞的子代(包括记忆细胞)都会继承同样特异性的抗原受体基因。
免疫网络理论是一种试图解释后天免疫系统工作机制的理论框架。这一理论的建立基于之前有关克隆选择的概念。现在这一理论已经被应用于艾滋病疫苗的研发。
注意,先天免疫系统和获得性免疫系统是密切合作,而不是互相排斥的。如果没有先天免疫系统中抗原呈递细胞的帮助,获得性免疫系统中的T细胞几乎无法被激活,而B细胞也不能正常工作;同样,如果没有获得性免疫系统特化而高效的防御手段,先天免疫系统也无法处理顽固的病原体感染。