寄生虫学/获得性免疫

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人体寄生虫学

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寄生虫侵入宿主后,抗原物质刺激宿主免疫系统,常出现免疫应答(immune response),产生获得性免疫,对寄生虫可发挥清除或杀伤效应,对同种寄生虫的再感染也具有一定抵抗力,称为获得性免疫。但是,获得性免疫中也有非特异的免疫效应,是一个相互联系、复杂的动态过程。

(一)寄生虫的抗原

1.寄生虫抗原的特点

(1)复杂性、多源性:大多数寄生虫是一个多细胞结构的个体,并且都有一个复杂的生活史,因此寄生虫抗原比较复杂,种类繁多。其化学成分可以是蛋白质多肽糖蛋白糖脂多糖。就来源而言(来自虫体、虫体表膜、虫体的排泄分泌物或虫体蜕皮液、囊液等)可概括为体抗原(somatic antigen)和代谢抗原(metabolic antigen)。体抗原中包括来自表膜表面抗原(surface antigen);代谢抗原有各腺体分泌物、消化道排泄物、幼虫蜕皮液等。虫体体表、虫体排泄分泌物内或虫体寄生细胞表面表达的抗原均可与宿主免疫系统直接接触,属于免疫学上重要的抗原。

(2)具有属、种、株、期的特异:寄生虫生活史中不同发育阶段既具有共同抗原,又具有各发育阶段的特异性抗原,即期特异性抗原。共同抗原还可见于不同科、属、种或株的寄生虫之间,这种特点反映在免疫诊断方面,经常产生交叉反应。一般认为特异性抗原比较重要,它的分离、提纯和鉴定有助于提高免疫诊断的特异以及在研究免疫病理、寄生虫疫苗等方面是一项重要工作。近年来单克隆抗体DNA重组技术的应用,推动了寄生虫抗原的研究。

2.寄生虫的循环抗原 寄生虫循环抗原(circulating antigen CAg)系指生活虫体排放到宿主体液内的大分子微粒,主要是排泄分泌物或脱落物中具有抗原特性,并且能被血清免疫学试验所证明(检出)的物质。早在50年代末期,有人证实血吸虫病锥虫病CAg的存在,直到70年代才引起人们注意注意。由于循环抗体在患者治疗后仍能长期存在,故不能区别现症感染和既往感染,不宜作疗效考核之用。一般认为检测CAg能提示有活早存在,可用于判断现症患者及评价疗效等,因此CAg成为一种诊断靶抗原。随着对寄生虫CAg研究的不断深入,认识到它在寄生虫病发生发展和病理生理中的作用和地位,对CAg的研究内容已扩展到消长、转归等规律性探索,从而对其在免疫病理和免疫调节机制中的作用有所认识。根据目前的研究工作表明,对CAg的研究正在逐步扩大病种,深入基础研究,不断发展检测技术。

(二)免疫应答

寄生虫抗原致敏免疫系统,诱发免疫应答,这是一个由多种免疫活性细胞和免疫分子补体细胞因子免疫球蛋白等)参与作用的复杂过程。免疫应答的发生过程包括抗原的处理与呈递、T细胞的激活和淋巴因子的产生以及免疫效应。

1.抗原的处理和呈递致敏宿主免疫系统之前,寄生虫抗原需先经过抗原呈递细胞(antigen presenting cell,APC)和处理。APC分布很广,包括巨噬细胞树突细胞等。巨噬细胞对抗原摄取、加工处理,然后有效地呈递抗原给淋巴细胞,引起免疫应答的最大效应。经巨噬细胞处理的抗原其免疫原性较强,巨噬细胞尚有调节及贮存抗原的作用,以便较长期地将抗原信息传递给淋巴细胞。所以抗原呈递是诱发获得性免疫的重要环节。

2.T细胞的激活和淋巴因子产生 根据T细胞表面CD抗原的不同,将T细胞分为两个主要亚群:CD4+和CD8+T细胞。辅助性T细胞(TH)和迟发性超敏感性T细胞(Td )属于CD4+ T细胞;细胞毒性T细胞(CTL)和抑制性T细胞(TS)属于CD8+T细胞。基于胞因子分泌类型的不同又将CD4+T细胞分为两个亚型:CD4+-TH1和CD4+-TH2细胞,前者分泌γ干扰素(IFN-γ)和白细胞介素2(IL-2);后者分泌IL-4和IL-5等。CD4+T细胞对抗体生成提供协助,介导迟发性超敏感性应答和识别主要组织相容性复合物(MHC)Ⅱ类分子抗原;CD8+T细胞伴有细胞毒性和抑制性功能,并识别MHC的Ⅰ类分子抗原。

巨噬细胞表面的寄生虫抗原和MHCⅡ分子抗原被T细胞表面的受体分别识别,同时巨噬细胞分泌白细胞介素1(IL-1),两种细胞相互接触,在IL-1作用下,使静止的T细胞被激活。激活的辅助性T细胞(TH1及TH2)产生多种淋巴因子(lymphokine,LK),促进淋巴细胞和造血细胞的增殖分化和成熟。同时可诱导B细胞转化为浆细胞,分泌不同类型免疫球蛋白,共同参与免疫应答。

初步实验证明,宿主在受到寄生虫侵袭时,可能CD4+细胞首先被激活而释放细胞因子如IL-2等,这些细胞因子再刺激CD8+细胞,CD8+细胞活化后,通过直接细胞毒作用或分泌细胞因子而发挥效应,使CD4+细胞的作用得以放大。T细胞亚群和细胞因子在寄生虫感染的免疫中起着重要的作用,它们的作用不是孤立的,而是相互联系,相互作用又相互制约。

3.免疫效应大致可分为抗体依赖性和非抗体依赖性两类。前者又称体液免疫,是抗体直接作用或介导其它免疫分子作用于寄生虫;后者又称细胞免疫,由效应细胞或其产物介导下杀伤寄生虫。

(1)体液免疫:是抗体介导的免疫效应。抗体属免疫球蛋白,包括IgA、IgD、IgE、IgG和IgM。寄生虫感染早期,血中IgM水平上升,随着时间的延长IgG上升。在蠕虫感染,一般IgE水平升高,而肠道寄生虫感染则分泌IgA上升。

抗体可单独作用于寄生虫,使其丧失侵入细胞的能力。例如伯氏疟原虫子孢子单克隆抗体的Fab部分与疟原虫子孢子表面抗原的决定簇结合,使子孢子失去附着和侵入肝细胞的能力;有的抗体结合寄生虫相应抗原,在补体参与下,通过经典途径激活补体系统,使寄生虫溶解。例如非洲锥虫病人血清中的IgM、IgG在补体参与下,可溶解血内的锥虫;抗体还可结合寄生虫表面抗原,其Fc部分与效应细胞(如巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等)上的Fc受体结合,使效应细胞能吞噬寄生虫。如血中疟原虫和裂殖子或感染疟原虫的红细胞与抗体结合以后,可被巨噬细胞或单核细胞吞噬。

(2)细胞免疫:是淋巴细胞和巨噬细胞或其他炎症细胞介导的免疫效应。当致敏T细胞再次接触相应抗原后,释放多种淋巴因子,例如巨噬细胞趋化因子(MCF),可使巨噬细胞移动到局部,聚集于病原体周围;巨噬细胞活化因子(MAF),可激活巨噬细胞,增强吞噬能力和杀伤作用。例如:激活的巨噬细胞可杀伤在其胞内寄生的利什曼原虫

(3)体液和细胞协同作用:在寄生虫感染中,常见的有抗体依赖、细胞介导的细胞毒性(antibody dependent cell-mediatedcytotoxicity,ADCC)产生的免疫效应。ADCC对寄生虫的作用需要特异性抗体如IgG或IgE,结合于虫体,然后效应细胞(巨噬细胞、嗜酸性粒细胞或中性粒细胞)通过Fc受体附着于抗体,通过协同作用发挥对虫体的杀伤作用。在组织、血管淋巴系统寄生的蠕虫中,ADCC可能是宿主杀伤蠕虫(如血吸虫童虫、微丝蚴)的重要效应机制。

(三)免疫类型

宿主感染寄生虫后,产生获得性免疫即特异性免疫应答,通常寄生虫感染的获得性免疫比较弱。由于宿主和寄生虫的种类以及宿主与寄生虫之间相互关系的不同,特异性免疫应答大致可分为以下两型:

1.消除性免疫(sterilizing immunity)宿主能消除体内寄生虫,并对再感染产生完全的抵抗力。例如热带利什曼原虫引起的东方疖,宿主获得免疫力后,体内原虫完全被清除,临床症状消失,而且对再感染具有长期的、特异铁抵抗力。这是寄生虫感染中少见的一种免疫状态。

2.非消除性免疫(non-sterilizing immunity)这是寄生虫感染中常见的一种免疫状态。大多数寄生虫感染可引起宿主对再感染产生一定程度的免疫力,但是,对宿主体内原有的寄生虫不能完全被清除,维持在一个低水平,临床表现为不完全免疫。一旦用药物清除体内的残余寄生虫后,宿主已获得的免疫力便逐渐消失。例如人体感染疟原虫后,体内疟原虫未被清除,维持低虫血症,但宿主对同种感染具有一定的抵抗力,称为带虫免疫(premunition)。又如血吸虫感染,活的成虫可使宿主产生获得性免疫力,这种免疫力对体内原有的成虫不发生影响,可以存活下去,但对再感染时侵入的童虫有一定的抵抗力,称为伴随免疫(concomitant immunity)。非消除性免疫与寄生虫的免疫逃避和免疫调节有关。

参看

32 先天性免疫 | 免疫逃避 32
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