自然免疫

生物体先天具有的非特异性防御机制
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定义与特点

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自然免疫指生物体在未受特定病原体刺激前即存在的防御体系,通过物理屏障与分子机制实现广谱抗感染功能。其核心特征包括:
  • 作用时效性:病原体入侵即刻启动,无需适应性免疫的延迟响应
  • 防御范围:可识别病原体共有分子模式(如细菌脂多糖),而非特定抗原 [1]
  • 记忆特性:不形成长期免疫记忆,重复感染时反应强度不变 [1]

生物学机制

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物理屏障系统

  • 皮肤角质层形成连续性机械屏障,汗液中的抗菌肽抑制微生物定植
  • 呼吸道黏膜通过纤毛摆动清除异物,消化道黏液含溶菌酶等抗菌物质

细胞防御体系

  • 巨噬细胞通过模式识别受体(PRR)捕获病原体,并分泌细胞因子激活炎症反应 [1]
  • 自然杀伤细胞(NK细胞)作为自然免疫的组成部分,可直接杀伤病毒感染细胞及肿瘤细胞,无需抗原呈递

分子作用途径

  • 补体系统通过经典/旁路途径形成膜攻击复合体,介导病原体裂解
  • Toll样受体(TLR)识别病原相关分子模式,触发NF-κB信号通路诱导干扰素产生 [1]

进化生物学背景

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脊椎动物自然免疫的分子机制与无脊椎动物存在同源性。例如果蝇Toll受体与哺乳动物TLR家族具有相似配体识别功能,表明该防御系统至少起源于5亿年前 。软骨鱼类等低等脊椎动物虽未发展出完整的获得性免疫,但已具备完善的吞噬细胞系统和补体样蛋白 [1]

医学关联性

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自然免疫缺陷可导致反复细菌感染,如慢性肉芽肿病患者因中性粒细胞杀菌功能障碍引发持续化脓性炎症。在肿瘤免疫监视中,NK细胞通过检测MHC-I类分子表达缺失清除恶性细胞,该机制异常将增加肿瘤发生风险。

物种特异性表现

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不同物种对病原体存在天然抵抗力差异,如人类对犬瘟病毒具有完全抵抗力,而犬科动物易感。这种跨物种免疫屏障由宿主细胞表面受体与病原体配体的匹配度决定 [1]