後天免疫系統
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後天性免疫(英語:adaptive immunity)也稱為獲得性免疫、適應性免疫、特異性免疫、專一性防禦,是一種經由與特定病原體接觸後,產生能識別並針對特定病原體啟動的免疫反應。和後天性免疫相對的是先天性免疫。後天免疫系統主要存在於有頜下門的脊椎動物中,近年來也在細菌以及古菌中發現[1],即 CRISPR/Cas 系統。脊椎動物的後天免疫系統可粗略分為體液免疫和細胞免疫。
與先天免疫系統不同,後天免疫系統對特定的病原體做出特異性的反應。後天免疫系統可以在初次感染某種病原體後產生免疫記憶,並在下一次感染這種病原體時產生更強的抵抗力。這一特徵是疫苗接種的理論基礎。這樣的免疫記憶有時可以為機體提供長時間的保護,例如,感染麻疹後痊癒的人終身都會具有對麻疹的抵抗力;對其他一些病原體而言,這種記憶並不會持續終身,例如水痘。
後天免疫系統會消滅外來的病原體以及它們分泌的有毒物質,但有時,後天免疫系統無法區分外來物質是否有害,這就是枯草熱、哮喘和任何其他過敏症狀的原因。無論是無害的花粉,還是使人染病的流感病毒,任何可以引發後天免疫系統反應的物質都可以稱為抗原。
執行後天免疫系統功能的細胞就是白血球中的淋巴細胞。體液免疫和細胞免疫機能分別由兩類淋巴細胞——B細胞和T細胞負責。B細胞負責分泌抗體(也就是免疫球蛋白)。抗體在血液中流動,結合外來的抗原並使其失活[2]。
後天免疫系統之所以也稱為「獲得性」免疫,是因為機體對病原體特異性的免疫力是後天「獲得」的,反之,先天免疫系統對病原體一般性的抵抗力是編碼在遺傳基因中而先天「固有」的。「適應性」免疫的說法則是因為它的最終目的是對不同環境的適應。
後天免疫系統的「適應性」來自於體細胞超突變(快速的體細胞突變過程)和V(D)J重組(不可逆的抗原受體基因重組)。這兩個過程使得少量的基因可以產生大量不同的抗原受體,並各自表達於不同的淋巴細胞表面。由於基因重組是不可逆的,這些淋巴細胞的子代(包括記憶細胞)都會繼承同樣特異性的抗原受體基因。
免疫網絡理論是一種試圖解釋後天免疫系統工作機制的理論框架。這一理論的建立基於之前有關克隆選擇的概念。現在這一理論已經被應用於愛滋病疫苗的研發。
注意,先天免疫系統和獲得性免疫系統是密切合作,而不是互相排斥的。如果沒有先天免疫系統中抗原呈遞細胞的幫助,獲得性免疫系統中的T細胞幾乎無法被激活,而B細胞也不能正常工作;同樣,如果沒有獲得性免疫系統特化而高效的防禦手段,先天免疫系統也無法處理頑固的病原體感染。