免疫学基础与病原生物学(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
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一、中枢免疫器官

中枢免疫器官(central immune organ)又称为初级淋巴器官(primary lymphoid organ),是免疫细胞发生、分化、发育和成熟的场所,人类的中枢免疫器官包括骨髓和胸腺。

(一)骨髓

骨髓(bone marrow)是成人的造血器官。在正常骨髓中,所有血细胞均由造血干细胞(hematopoietic stem cell,HSC)分化而来。造血干细胞具有高度自我更新和多向分化潜能,它和其分化的各类细胞混合形成一个个岛状结构,散布于脂肪组织中。骨髓基质细胞(stromal cell)分泌的多种细胞因子(IL-3、IL-4、IL-6、IL-7、CSF、GM-CSF等)与细胞外基质共同构成了造血诱导微环境,是造血干细胞分化的结构和分子基础。

骨髓的主要功能包括:①骨髓是成人各类血细胞(包括免疫细胞)的发源地。造血干细胞在骨髓造血诱导微环境中分化为髓样干细胞和淋巴样干细胞,前者进一步分化成熟为粒细胞、单核细胞、树突状细胞、红细胞和血小板,后者则发育为各种淋巴细胞(T细胞、B细胞、NK细胞)的前体细胞。②骨髓是B淋巴细胞发育成熟的场所。骨髓内的骨髓基质细胞为早期前B细胞提供多种黏附分子,这些分子是B细胞分化、发育的信号来源之一。③骨髓是再次体液免疫应答发生的场所。在外周免疫器官受抗原刺激形成的记忆性B细胞又可经全身循环进入骨髓,在此分化为成熟长寿的浆细胞,持久地产生大量抗体(主要为IgG)释放入血,是血清抗体的主要来源。

图1-1 机体免疫器官组成

(二)胸腺

胸腺(thymus)是T淋巴细胞分化、发育和成熟的场所。胸腺为实质性器官,由结缔组织包裹并分隔为若干小叶,由外至内分为皮质和髓质两部分。胸腺主要由胸腺细胞和胸腺基质细胞(thymus stromal cell,TSC)组成。胸腺细胞是不同分化阶段的T细胞;TSC包括胸腺上皮细胞、巨噬细胞、树突状细胞和成纤维细胞等。胸腺微环境为T细胞的发育成熟提供必要的环境和刺激,并很大程度上决定了其发育过程,主要由TSC、细胞外基质和局部活性因子组成。其中,胸腺上皮细胞产生的SCF、IL-1、IL-2、IL-6、IL-7、TNF-α、GM-CSF和趋化因子等多种细胞因子,以及胸腺素、胸腺肽、胸腺生成素等胸腺肽类分子,促进胸腺细胞增殖、分化和发育。

胸腺的主要功能包括:①胸腺是T淋巴细胞分化、发育和成熟的场所。骨髓内的T前体细胞进入胸腺皮质后称为胸腺细胞。胸腺细胞向髓质迁移,并与相应胸腺微环境相互作用,经有序分化、发育而成熟,而后进入外周血和淋巴组织,成为成熟T淋巴细胞,定居于外周免疫器官的胸腺依赖区,并经淋巴细胞再循环而分布于全身。②胸腺是自身免疫耐受形成和维持的重要器官。胸腺细胞在胸腺内经历阳性选择(positive selection)和阴性选择(negative selection)过程,最终分化为两群成熟细胞,即CD4+T细胞和CD8+T细胞,并获得了识别“自我”与“非己”的能力,对自身抗原形成免疫耐受。③免疫调节作用。胸腺基质细胞分泌的多种细胞因子和胸腺激素如胸腺肽等既能调控胸腺细胞的分化发育,也能调控外周免疫器官和其他免疫细胞的功能。