在介绍免疫细胞之前,先简单介绍一下免疫系统(immune system)。免疫系统由免疫器官、免疫细胞以及免疫活性物质组成的,它是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。免疫细胞生成、成熟、或集中分布的场所就是免疫器官,免疫器官包括:骨髓、脾脏、淋巴结、扁桃体、小肠集合淋巴结、阑尾、胸腺等。免疫活性物质包括:抗体、溶菌酶、补体、免疫球蛋白、干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等细胞因子等。免疫系统具有免疫监视、防御、调控等作用,它是防卫病原体入侵最有效的武器,它能发现并清除异物、外来病原微生物等引起内环境波动的因素。但其功能的亢进会对自身器官或组织产生伤害。免疫系统分为固有免疫(非特异性免疫)和适应免疫(特异性免疫),其中适应免疫又分为体液免疫和细胞免疫。
免疫细胞(immune cell)是免疫系统的重要组成部分,俗称白细胞、白血球,它是指参与免疫应答或与免疫应答相关的细胞,包括先天性淋巴细胞、各种吞噬细胞以及能识别抗原、产生特异性免疫应答的淋巴细胞等,如T细胞、B细胞、K淋巴细胞、NK细胞、DC细胞、肥大细胞、中性粒细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞、巨噬细胞、单核细胞、幼稚单核细胞等。下面我们选择其中常见的几种免疫细胞向大家简单介绍。
T细胞
T细胞全称为“T淋巴细胞”,别称“胸腺依赖淋巴细胞”。它是淋巴细胞的主要组分,具有多种生物学功能,如直接杀伤靶细胞,辅助或抑制B细胞产生抗体,对特异性抗原和促有丝分裂原的应答反应以及产生细胞因子等,是身体中抵御疾病感染、肿瘤形成的卫士。T细胞战斗力十足,就像人体内的“特种兵”。
T细胞来源于骨髓的多能干细胞(胚胎期则来源于卵黄囊和肝),当它从骨髓中出生后,就前往“练兵场”胸腺,在那里接受一段时间的“训练”。当它再次走出胸腺时,它就成了一名无敌的“特种兵”,即成熟的T细胞。
成熟的T细胞经血流分布至外周免疫器官的胸腺依赖区定居,并可经淋巴管、外周血和组织液等进行再循环,发挥细胞免疫及免疫调节等功能。T细胞的再循环有利于广泛接触进入体内的抗原物质,加强免疫应答,较长期保持免疫记忆。
T细胞产生的免疫应答是细胞免疫,细胞免疫的效应形式主要有两种:与靶细胞特异性结合,破坏靶细胞膜,直接杀伤靶细胞;另一种是释放淋巴因子,最终使免疫效应扩大和增强。
T细胞不像其他免疫细胞那样,只要是病毒,就不管三七二十一,一起上去群殴。T细胞可是有选择地出击,对付一种特定的病毒,人体的无数个T细胞中,通常只有一个T细胞会作出反应,真正做到精准打击。
B细胞
B细胞全称为“B淋巴细胞”,别称“骨髓依赖性淋巴细胞”,禽类的B细胞因在法氏囊内发育生成,故又名“囊依赖淋巴细胞”。B细胞由骨髓中的淋巴干细胞分化而来。与T细胞相比,它的体积略大。
成熟的B细胞经外周血迁出,进入脾脏、淋巴结,主要分布于脾小结、脾索及淋巴小结、淋巴索及消化道粘膜下的淋巴小结中,受抗原刺激后,分化增殖为浆细胞,合成抗体,发挥体液免疫的功能。
换言之,B细胞就是人体内的“导弹库”。在病毒入侵身体不久,个别B细胞就通过其他途径获得了病毒的一些信息,但它并不立即动手杀伤病毒,它需要与T细胞交换信息,进行最后的确认。
当这个B细胞被T细胞激活后,它就会迅速分裂自己,在短时间内复制出大量的B细胞,这些B细胞开始慢慢变大,因为它们的肚子里现在正不断地制造大量的“导弹”,即抗体,装了一肚子“导弹”的B细胞,看上去胖胖的。人们把此时的B细胞叫作做“浆细胞”。接下来就是发射“导弹”。一秒钟内,一个B细胞大约能发射2000发“导弹”。
NK细胞
NK细胞全称“自然杀伤细胞”,又名“NK淋巴细胞”。NK细胞较大,含有胞浆颗粒,故又称为“大颗粒淋巴细胞”。NK细胞数量较少,在外周血中约占淋巴细胞总数的15%,在脾内约有3%-4%,也可出现在肺脏、肝脏和肠粘膜,但在胸腺、淋巴结和胸导管中比较罕见。
NK细胞可非特异直接杀伤靶细胞,这种天然杀伤活性既不需要预先由抗原致敏,也不需要抗体参与,且无主要组织相容性复合体(MHC)限制。NK细胞杀伤的靶细胞主要是肿瘤细胞、病毒感染细胞、较大的病原体(如真菌和寄生虫)、同种异体移植的器官、组织等。
NK细胞表面受体(NKR)可以识别被病毒感染的细胞表面表达的多糖分子,起到亡羊补牢的作用,即通过消灭那些已经被病毒感染的细胞,把病毒消灭在“摇篮”中。NK细胞的杀伤效应是由其活化后释放出的毒性分子介导,如穿孔素、颗粒酶和TNF(肿瘤坏死因子)α等。
DC细胞
DC细胞(树突状细胞)因其成熟时伸出许多树突样或伪足样突起而得名。它是机体功能最强的专职抗原递呈细胞(APC),能高效地摄取、加工处理和递呈抗原,未成熟DC具有较强的迁移能力,成熟DC能有效激活初始T细胞,处于启动、调控并维持免疫应答的中心环节。
通俗地说,DC细胞就像雷达,或者说像战场上的联络兵。它们平时在人体内到处巡逻转悠。一旦发现病毒,它们就会猛扑上去,将其迅速吞食,之后在体内对这个病毒进行加工,提取病毒的特征“碎片”,并把这个碎片扛在自己肩上。然后,它们开始长途跋涉,去寻找并联络可以对付这种病毒的T细胞。
DC细胞由加拿大籍细胞生物学家、美国洛克菲勒大学教授拉尔夫・斯坦曼(Ralph M. Steinman)于1973年首次发现。2011年,斯坦曼因“DC细胞及其在适应性免疫系统方面作用的发现”,获得诺贝尔生理学或医学奖,奖金的一半颁给了他,另外两名科学家则分享了奖金的另一半。
斯坦曼于2006年被确证为晚期胰腺癌,胰腺癌被誉为“癌症之王”,晚期胰腺癌的恶化程度更高,生存期一般不超过6个月。斯坦曼利用DC细胞为自己治疗,这成功地延长了他的寿命,直到2011年9月30日才去世,几天之后的10月3日,他荣获诺贝尔奖。
单核吞噬细胞系统又名巨噬细胞系统,它体内具有强烈吞噬及防御机能的细胞系统,包括分散在全身各器官组织中的巨噬细胞、单核细胞及幼稚单核细胞。它们共同起源于造血干细胞,在骨髓中分化发育,经幼单核细胞发育成为单核细胞,在血液内停留12-102小时后,循血流进入结缔组织和其他器官,转变成巨噬细胞。
单核细胞是血液中最大的血细胞,像孙悟空一样,它会变身,而且运动能力也很强,能从血液中“离家出走”。它不光能吞噬病菌,还能清除受伤和衰老的细胞及其碎片。如果身体里某个地方出现了炎症,它会在8到12小时内,快速聚集到感染组织。
当单核细胞从血液中“离家出走”,来到血管外,到身体的其他组织中时,它的体积会增大,直径达到50-80微米,此时它就由单核细胞变成了巨噬细胞。巨噬细胞是我们人体的“清道夫”,它会吞掉那些进入肺里面的细小尘埃,使我们的肺免于被无数的尘埃污染,它会吞掉大量的病菌,吞掉衰老伤亡细胞。如果忙不过来,巨噬细胞还会召唤它的很多同伴,一起来战斗。