摘要:
免疫系統(tǒng)是維持人體自身健康狀態(tài)所必不可少的關(guān)鍵系統(tǒng)亥曹。免疫學的研究已經(jīng)明確指出隙轻,免疫系統(tǒng)依靠所具有的免疫防御、免疫監(jiān)視和免疫自身穩(wěn)定三大功能拔恰,通過消滅外來病原體、防止感染基括,以及監(jiān)控體內(nèi)異常病變細胞颜懊、防止癌癥的發(fā)生,對維持機體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)發(fā)揮著重要作用风皿。尤其是河爹,近年來腫瘤免疫治療的研究已經(jīng)成為生命科學與醫(yī)學交叉領(lǐng)域的重要課題,甚至在未來有望成為徹底治愈腫瘤的突破口桐款。本文對人類對免疫力的認識過程進行簡單介紹咸这,介紹幾種與免疫力異常相關(guān)的疾病,并且簡要介紹人為調(diào)控免疫力強弱在臨床上的應(yīng)用魔眨。
關(guān)鍵詞:免疫力媳维;免疫系統(tǒng);免疫的環(huán)境影響遏暴;免疫性疾睬劝;免疫學應(yīng)用
1.引言:
自Robert Koch在十九世紀后期提出了著名的病菌學說和Koch準則并真正意義上闡明了傳染病與病原微生物之間的關(guān)系拓挥,人類的對免疫學的研究便進入了科學免疫學時期唠梨。在近兩百年的時間內(nèi),生物學家按個體侥啤、細胞当叭、分子的層次茬故,由宏觀到微觀,由淺入深地闡明了免疫系統(tǒng)的運行機制蚁鳖,初步解答了“免疫系統(tǒng)如何維持機體穩(wěn)態(tài)”這一問題磺芭;并從免疫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),揭示了“免疫力”這一概念的本質(zhì)醉箕,并由此催生出免疫力的多種臨床應(yīng)用钾腺,在生命科學的發(fā)展史上具有極為重要的意義。
2.正文:
2.1.人類對免疫力的認識歷程與免疫學發(fā)展簡史
免疫(Immunity)讥裤,是人體的一種生理功能放棒,人體依靠這種功能識別“自己”和“非己”成分,從而破壞和排斥進入人體的抗原物質(zhì)己英,或人體本身所產(chǎn)生的損傷細胞和腫瘤細胞等间螟,以維持人體的健康[1]。免疫力损肛,是免疫學中的一個重要概念厢破,是用來衡量人體免疫功能的強弱程度的標準。免疫力可能是最早被人類接觸和了解的免疫學概念:它的形成與人類歷史上曾多次發(fā)生的瘟疫密切相關(guān)治拿。
瘟疫摩泪,即大規(guī)模烈性傳染病,在歷史上一度成為對人類造成最嚴重危害的災(zāi)難之一劫谅。在特定的歷史時期加勤,烈性傳染病因其傳播迅速、難以控制和預(yù)防等特點同波,導(dǎo)致人口的銳減和生產(chǎn)力的急劇下降,因而受到人類的廣泛重視叠国。早在古羅馬時期未檩,人們感染瘟疫的難易程度、感染后發(fā)病的嚴重程度以及治愈的難易程度在不同的群體中有較大的差異粟焊。且患過某種疫病后幸存的人冤狡,難以被同種疾病再次感染。這種具有顯著個體差異的對傳染病的抵抗能力被古羅馬人命名為“免疫力”项棠。這便是人類對免疫現(xiàn)象的最早觀察和詮釋悲雳。
然而,傳染病的病因和流行規(guī)律在很長的一段歷史時期內(nèi)始終未被人們所了解香追,而只能通過直觀感受進行猜測和推理合瓢。事實上,意大利的Girolamo Fracastoro和德國的Jacob Henle很早就通過對疫病的傳染方式進行研究和分類透典,提出疾病的誘因是一種“能獨立存在且在患者體內(nèi)繁殖的有機體”晴楔。然而顿苇,這種觀點始終未得到充分的認可。在微生物被發(fā)現(xiàn)和證明存在之前税弃,根據(jù)醫(yī)學界主流的觀點纪岁,傳染病的誘發(fā)和傳播被歸因于“瘴氣”,即疾病以一種有害氣體為載體而在人與人之間相互傳播则果。直到19世紀幔翰,Louis Pasteur成功證明了微生物的存在,Robert Koch借此提出了著名的疾病的病菌學說西壮,才最終明確地表達了微生物和疾病之間的因果關(guān)系遗增。免疫學宣告進入了科學免疫學時代。
在科學免疫學時代茸时,免疫學家把注意力轉(zhuǎn)移到了對人體自身免疫機制贡定,即形成免疫力的結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)的研究中。這一階段的研究集中于組織和細胞水平層面可都,代表學說有免疫的體液理論和細胞理論缓待。以Emil von Behring和Kitasato Shibasaburo為代表的體液理論認為免疫依賴于由病原體誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體;而以Илья Мечников為代表的細胞理論則認為渠牲,以宿主體內(nèi)吞噬細胞為主力的主動防御機制是人體免疫的核心旋炒。而現(xiàn)在我們知道,細胞免疫和體液免疫在免疫應(yīng)答中相互協(xié)調(diào)签杈,共同成為了實現(xiàn)人體免疫力作用的要素瘫镇。
在上世紀50年代至今的現(xiàn)代免疫學時代,免疫學與分子生物學有機結(jié)合答姥,從蛋白質(zhì)和核酸分子的層次铣除,對免疫的分子機制和信號通路進行細致而透徹的剖析。從更加微觀的角度反映了人體免疫力建立的途徑和微觀機制鹦付,發(fā)現(xiàn)了越來越多的與免疫應(yīng)答相關(guān)的分子尚粘,也為人類通過控制免疫進程來對免疫力從不同的角度進行增強或削弱,從而治愈疾病提供了理論依據(jù)敲长。
2.2與免疫力強弱程度有關(guān)的免疫性疾病
2.2.1自身免疫病與免疫缺陷病
自身免疫病(Autoimmune Disorders)是一種機體對自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織損害所引起的疾病[15]郎嫁。自身免疫病與免疫耐受的概念密切相關(guān);免疫耐受的存在抑制了免疫系統(tǒng)對自身抗原的應(yīng)答祈噪,使這種應(yīng)答局限于對衰老變性的自身成分的清除泽铛。然而,在一定的情況下辑鲤,人體針對自身抗原的免疫力會發(fā)生異常的加強盔腔,以至于對正常的組織和細胞發(fā)起攻擊,進而影響人體的正常生理活動。
自身免疫病的誘發(fā)因素多種多樣铲觉,關(guān)鍵是人體自身抗原在環(huán)境變化的影響下發(fā)生了結(jié)構(gòu)和功能上的改變澈蝙,或者因與某種病原體抗原相似從而成為免疫系統(tǒng)分泌的抗體和分化的細胞毒性T細胞攻擊的目標,從而導(dǎo)致免疫力的不正常升高撵幽。免疫抑制劑的使用可以抑制這一過程灯荧,也因此能夠緩解自身免疫病的癥狀。
免疫缺陷病(IDD)盐杂,指免疫系統(tǒng)的各組分因為某種原因發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能上的缺陷逗载,從而導(dǎo)致人體免疫功能降低的綜合征[12],臨床上常表現(xiàn)為感染和惡性腫瘤的易發(fā)链烈。IDD按成因可分為原發(fā)性免疫缺陷病和獲得性免疫缺陷病厉斟。原發(fā)性免疫缺陷病由基因缺陷所導(dǎo)致,在先天形成强衡;而獲得性免疫缺陷病的形成原因較為復(fù)雜擦秽,既可能由營養(yǎng)不良和藥物誤用引起,也可能由某些病原體的感染引起漩勤。在后者的范疇中感挥,危害最大的無疑是感染HIV后誘發(fā)的獲得性免疫缺陷綜合征,即AIDS[3]越败。
2.2.2獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)簡介
獲得性免疫缺陷綜合征(AIDS)触幼,又稱艾滋病,是由人類免疫缺陷病毒(HIV)所引起的一類潛伏期長究飞、發(fā)病緩慢置谦、致死率高的的傳染性疾病[6]。最早的艾滋病病例的記錄發(fā)生于1981年的美國亿傅,在此后的短短四十年內(nèi)蔓延全球媒峡,嚴重危害著人類的生命健康。
人類免疫缺陷病毒(HIV)是一種典型的反轉(zhuǎn)錄RNA病毒葵擎,它的寄主主要是CDT+4細胞谅阿、巨噬細胞和樹突狀細胞。HIV借助細胞表面的CD4等受體將RNA注入宿主細胞內(nèi)坪蚁,并在細胞中利用反轉(zhuǎn)錄酶合成DNA并整合到宿主的基因組中并進行表達復(fù)制。HIV大量存在于患者的體液中镜沽,主要通過性接觸敏晤、母嬰途徑和血液輸送來傳播∶遘裕患者在感染HIV之后到死亡共經(jīng)歷三個階段:急性感染期嘴脾、無癥狀潛伏期和發(fā)病期,共平均歷經(jīng)11年。
HIV難以從人體中完全清除的原因是多方面的译打。首先耗拓,HIV的反轉(zhuǎn)錄酶在該過程中缺乏有效地校正機制,使得HIV極易在復(fù)制的過程中發(fā)生變異并產(chǎn)生大量新的類型:一方面使免疫系統(tǒng)難以識別新型HIV以致降低了免疫應(yīng)答的速率奏司;另一方面也使得人類研制HIV疫苗的工作舉步維艱乔询。其次,HIV的主要寄主為人體的輔助性T細胞韵洋,也就是說竿刁,它所攻擊的對象為免疫系統(tǒng)本身,在發(fā)病后期會導(dǎo)致人體的免疫力幾乎全部喪失搪缨,從而無法正常行使免疫監(jiān)控和清除功能食拜。這也解釋了為什么AIDS患者的死因往往是嚴重感染引起的并發(fā)癥或者惡性腫瘤。
時至今日副编,人類仍未能找到徹底治愈AIDS的方法负甸。目前治療并控制HIV感染最有效的方法是由美籍華裔醫(yī)學家何大一所提出的“雞尾酒療法”,即通過聯(lián)合使用多種不同的抗反轉(zhuǎn)錄藥物痹届,來抑制HIV的轉(zhuǎn)錄過程呻待,從而減緩其復(fù)制過程和破壞免疫系統(tǒng)的速度。運用該方法短纵,可以使患者的預(yù)期壽命接近于正常人带污;但該方法仍然存在著成本較高、藥物依賴性強的特點香到,因此依然存在著較大的發(fā)展空間鱼冀。
2.3人工調(diào)節(jié)免疫力的臨床應(yīng)用
2.3.1疫苗與免疫預(yù)防
機體的適應(yīng)性免疫力不僅可以通過感染病原體而產(chǎn)生,更可以通過接種疫苗的方式來人工促使機體產(chǎn)生主動的免疫應(yīng)答悠就,從而達到免疫預(yù)防的目的千绪。
疫苗(vaccine)是接種后能使機體對特定疾病產(chǎn)生免疫力的生物類制劑的統(tǒng)稱[1]。天花疫苗是最早被發(fā)明并取得大規(guī)模應(yīng)用的疫苗梗脾。早在十六世紀荸型,中國古人便發(fā)現(xiàn),已經(jīng)感染過天花的人不會再次患舱搿瑞妇;據(jù)此,古人發(fā)明了“人痘接種術(shù)”梭冠,即通過將天花痘漿接種于健康人來引起輕微感染辕狰,從而得到天花的免疫力的預(yù)防方式,被稱為免疫接種的雛形控漠。而在現(xiàn)代醫(yī)學中蔓倍,英國的Edward Zinner一般被認為是天花疫苗的發(fā)明人悬钳。他證實接種牛痘可以使人們產(chǎn)生對天花的抵御能力。牛痘疫苗在全球范圍內(nèi)的推廣偶翅,使得天花成為第一例真正意義上被人類所消滅的傳染病默勾。然而事實上,在Zinner的時代聚谁,人們并沒有廣泛意識到傳染病和致病微生物之間的關(guān)系母剥,也就是說,Zinner對牛痘疫苗的發(fā)明依然屬于經(jīng)驗免疫學研究的范疇垦巴。
真正闡釋疫苗作用機理的科學家是Louis Pasteur媳搪。Pasteur發(fā)現(xiàn),在一定的實驗室培養(yǎng)條件下骤宣,通過長時間的存放和多代培養(yǎng)秦爆,病菌的毒性可能會減弱,而其抗原性基本不發(fā)生改變憔披。據(jù)此等限,Pasteur發(fā)明了通過將減毒的雞霍亂菌和狂犬病毒注射入實驗動物體內(nèi),實驗動物在感染相同病原體時的發(fā)病率和死亡率大大降低芬膝。由Pasteur首創(chuàng)的減毒疫苗制作工藝望门,成為此后兩百年內(nèi)幾乎所有疫苗研制的基本原理,對后世產(chǎn)生了深刻的影響锰霜。
而直到Louis Pasteur證實了微生物的存在以及Robert Koch提出了疾病的病菌學說筹误,人們才知道疫苗增強人體免疫力的具體作用機制:疫苗具有較強的抗原性和較弱的毒性,進入機體后癣缅,可以在不引發(fā)感染的情況下激發(fā)機體的初次免疫應(yīng)答厨剪,從而使機體產(chǎn)生對該種抗原的記憶;因此在病原體入侵時友存,記憶細胞和存留在體液中的抗體便可通過強烈的二次免疫祷膳,在短時間內(nèi)被消滅病原體,防止機體患病屡立≈背浚基于這一原理,此后的兩百多年間發(fā)展了出多種抗原類型和制造方式各異的疫苗膨俐,如滅活疫苗勇皇、減毒疫苗、重組疫苗焚刺、質(zhì)粒DNA疫苗等敛摘。
免疫接種是人類所認識到和成功應(yīng)用的,最早的通過增強人體自身免疫力來防范傳染性疾病的措施檩坚。疫苗的應(yīng)用着撩,使得人類有能力在面對瘟疫是不再畏懼、不再束手無策匾委,而是真正有了一件可以反擊的武器拖叙。從拯救生命的角度來看,疫苗赂乐,堪稱是免疫學史上最偉大的發(fā)明薯鳍。
2.3.2通過生物應(yīng)答調(diào)節(jié)劑和免疫抑制劑進行的免疫治療
免疫治療是近年來發(fā)展出的一種借助一定的藥物或細胞制劑,從細胞挨措、分子和整體水平人為干預(yù)和調(diào)整機體的免疫功能來治療疾病的措施挖滤,它包括免疫分子和細胞治療,以及免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)劑和免疫抑制劑的使用浅役。
免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)劑是一類可以控制和調(diào)節(jié)患者免疫力的藥物制劑斩松,通常分為分子制劑和細胞制劑兩種類型。免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)劑的主要功能是促進免疫力不足患者的免疫觉既,少數(shù)也可以抑制免疫應(yīng)答惧盹。分子制劑主要包括抗體、細胞因子和微生物制劑瞪讼,主要通過保護或破壞機體內(nèi)分裂產(chǎn)生的免疫細胞钧椰、或影響信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來促進或抑制免疫應(yīng)答;而細胞制劑主要包括細胞疫苗符欠、干細胞和過繼免疫細胞等嫡霞,這些細胞在人體內(nèi)可以激活免疫應(yīng)答或者直接殺傷腫瘤或病原體,從而達到增強免疫的目的希柿。
免疫抑制劑是一類化學合成藥物和微生物制劑的統(tǒng)稱诊沪,一般通過抑制干細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成和免疫細胞的分裂,來達到抑制機體免疫功能的目的狡汉。因此娄徊,免疫抑制劑主要應(yīng)用于抑制器官移植后的排斥反應(yīng)以及治療自身免疫病方面。異體器官移植的排斥反應(yīng)主要與細胞免疫相關(guān)盾戴,而免疫抑制劑可以通過抑制細胞增殖寄锐、破壞細胞結(jié)構(gòu)和阻斷細胞誘導(dǎo)來實現(xiàn)對細胞免疫的阻斷作用,從而防止排異反應(yīng)的發(fā)生尖啡¢掀停可以說,是免疫抑制劑的誕生破除了阻礙異體器官移植從設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實的最后一道壁壘衅斩,拯救了無數(shù)的生命盆顾。但由于目前常見的免疫抑制劑的選擇性普遍不強、特異性較差畏梆,人體正常的免疫反應(yīng)往往也會受到抑制您宪,從而使病人已受到感染或誘發(fā)腫瘤奈懒。因此,未來的免疫抑制劑研發(fā)應(yīng)基于對免疫機制的深入了解宪巨,開發(fā)出特異性較強磷杏、對正常免疫影響較小的新型抑制劑,從而降低藥物毒性捏卓。
3.結(jié)論:
機體通過免疫系統(tǒng)的一系列復(fù)雜免疫應(yīng)答機制极祸,來清除入侵的病原體和體內(nèi)的異常細胞,從而維持機體的穩(wěn)態(tài)和健康怠晴。免疫系統(tǒng)是機體免疫力發(fā)揮作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)遥金,也是免疫應(yīng)答過程的主要對象。在免疫應(yīng)答過程中蒜田,免疫力作為免疫應(yīng)答強弱的衡量標準和指標稿械,反映了機體應(yīng)對免疫層面上異常狀態(tài)的調(diào)控能力。人體免疫力的可能受到機體內(nèi)外多種因素的影響冲粤。環(huán)境因素可以通過影響免疫調(diào)控中的各個環(huán)節(jié)溜哮,來制約免疫應(yīng)答的劇烈程度,進而改變免疫力的強弱程度色解。
免疫力過強或過弱均有可能會導(dǎo)致機體穩(wěn)態(tài)失調(diào)茂嗓,影響健康狀況。免疫力過弱甚至喪失科阎,會令機體中易發(fā)生癌細胞的失控而滋生腫瘤述吸,或易受病原微生物的入侵而發(fā)生感染,導(dǎo)致敗血癥和器官衰竭锣笨,嚴重可致死蝌矛。同時,免疫力也并非越強越好错英;過于劇烈的免疫應(yīng)答入撒,往往會造成對自身組織和細胞的攻擊,從而導(dǎo)致自身免疫病椭岩。在臨床上茅逮,通過人為手段,如疫苗判哥、免疫抑制劑等增強或削弱人體的免疫力献雅,從而達到所期望的效果,具有一定的應(yīng)用價值塌计。
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