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先天免疫與發炎
先天免疫的任務是快速分類危險、限制感染,並決定後續適應免疫的方向。
第一線:屏障與取樣
皮膚、緊密連結、黏液、纖毛、低 pH、抗菌胜肽與正常菌相共同降低病原進入。淚液與唾液中的溶菌酶(lysozyme)切斷肽聚醣 NAG 與 NAM 間的 鍵。腸道 M 細胞把腔內抗原送到派氏斑;上皮細胞與樹突細胞在防禦、IgA 反應及食物/菌相耐受之間取得平衡。
淋巴結過濾組織淋巴液;脾臟過濾血液。皮膚或組織進入的抗原多在引流淋巴結啟動反應,血中抗原則在脾臟處理。
模式辨識受體:用位置記
模式辨識受體(pattern-recognition receptor, PRR)辨識病原相關分子模式與細胞傷害訊號。受體所在位置已提示它要找的目標。
| 位置 | 代表受體 | 高頻配體 | 主要輸出 |
| 細胞膜 | TLR2 | 細菌脂蛋白、脂磷壁酸;國考常連到革蘭氏陽性菌肽聚醣 | NF-κB、發炎細胞激素 |
| 細胞膜 | TLR4 | 革蘭氏陰性菌 LPS | TNF、IL-1、IL-6 |
| 細胞膜 | TLR5 | 鞭毛蛋白 | 發炎反應 |
| 內體 | TLR3 | 雙股 RNA | 第一型干擾素 |
| 內體 | TLR7/8 | 單股 RNA | 第一型干擾素與發炎 |
| 內體 | TLR9 | 未甲基化 CpG DNA | 第一型干擾素與發炎 |
| 細胞質 | NOD1/2 | 細菌肽聚醣片段 | NF-κB、屏障防禦 |
| 細胞質 | RIG-I/MDA5 | 病毒 RNA | MAVS → 第一型干擾素 |
| 細胞質 | cGAS | 細胞質 DNA | STING → 第一型干擾素 |
| 細胞質 | NLRP3 | 結晶、ATP、離子失衡等壓力 | caspase-1、IL-1β/18、焦亡 |
高頻配對:TLR4 看 LPS;TLR3 看雙股 RNA;TLR7/8 看單股 RNA;TLR9 看 CpG DNA。
發炎小體:兩段式啟動
NLRP3 發炎小體(inflammasome)需要兩類訊號:
- PRR 啟動 NF-κB,增加 NLRP3、pro-IL-1β 與 pro-IL-18。
- ATP、尿酸結晶、膽固醇結晶、毒素或鉀離子外流促使複合體組裝。
Caspase-1 切出成熟 IL-1β、IL-18,也切割 gasdermin D 形成膜孔,引起焦亡(pyroptosis)。痛風題看到尿酸結晶,優先連到 NLRP3。
三個發炎細胞激素
| 細胞激素 | 局部作用 | 全身作用 |
| TNF | 活化血管內皮、增加黏著分子與通透性 | 高量可造成低血壓、休克與凝血失衡 |
| IL-1 | 活化內皮、促發炎 | 發燒、促白血球生成 |
| IL-6 | 局部發炎、協助淋巴球反應 | 肝臟製造急性期蛋白 |
IL-1、TNF、IL-6 經下視丘前列腺素 E2 提高體溫設定點。C 反應蛋白、血清類澱粉蛋白 A、纖維蛋白原與 hepcidin 都屬急性期反應的重要產物。
嗜中性球如何離開血管
- 滾動:E-selectin、P-selectin 與白血球上的 sialyl-Lewis X。
- 活化:內皮表面的趨化激素使整合素轉為高親和力。
- 牢固黏著:LFA-1/Mac-1 對 ICAM-1;VLA-4 對 VCAM-1。
- 穿出:PECAM-1(CD31)。
- 趨化:C5a、LTB4、CXCL8(IL-8)與細菌 N-formyl peptide。
Selectin 管滾動,integrin 管牢固黏著。CD18 缺陷會造成第一型白血球黏著缺陷:臍帶延遲脫落、感染缺膿、嗜中性球持續升高。
吞噬與殺菌
IgG 與 C3b/iC3b 是主要調理素。吞噬體與溶酶體融合後,NADPH oxidase 產生超氧陰離子與過氧化氫;髓過氧化酶(MPO)再用過氧化氫與氯離子形成次氯酸。溶酶體酵素、防禦素、低 pH 與一氧化氮共同殺菌。
| 缺陷 | 關鍵結果 | 辨識方式 |
| NADPH oxidase | 慢性肉芽腫病,易深部膿瘍與 catalase-positive 病原 | DHR 流式細胞檢測異常 |
| MPO | 次氯酸下降,多數表現較輕 | 可增加念珠菌感染風險 |
| LYST | 溶酶體運輸與融合異常 | 巨大顆粒、白化、神經症狀 |
NK 細胞的判斷式
自然殺手細胞(NK cell)整合抑制與活化訊號。正常 MHC I 可經 KIR、NKG2A 提供抑制;感染或細胞壓力誘導的 MICA/MICB 可經 NKG2D 提供活化訊號,MHC I 降低也使抑制減弱。CD16 抓住包覆目標的 IgG Fc,執行抗體依賴性細胞毒殺(ADCC)。殺傷工具是穿孔素與顆粒酶。
NK 不需先進行抗原專一性 clone 擴增;CD8 T 細胞則用重組產生的 TCR 辨識特定勝肽-MHC I。
抗病毒與抗蠕蟲分工
- 第一型干擾素 IFN-α/β 透過 OAS-RNase L、PKR 等宿主路徑破壞病毒 RNA 或抑制蛋白轉譯,並提高 MHC I、促進 NK 反應;干擾素本身不直接分解病毒。
- IFN-γ 是第二型干擾素,主要由 NK、Th1、CD8 T 細胞產生,核心工作是活化巨噬細胞。
- IL-5 促進嗜酸性球;IL-4/13 促進 Th2、IgE、黏液與屏障反應。
- IgE 綁肥大細胞 FcεRI;再次暴露後交聯可釋放組織胺、tryptase 與白三烯。
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