免疫系统是机体对抗原刺激产生免疫应答和行使免疫功能的组织系统,包括免疫器官(和组织)、免疫细胞和免疫分子。

注:NK细胞,自然杀伤细胞;NKT细胞,自然杀伤T细胞;CD分子,分化群分子;MHC分子,主要组织相容性复合体分子
免疫器官(又称淋巴器官)按其发生和功能不同可分为中枢免疫器官(初级淋巴器官)和外周免疫器官(次级淋巴器官),二者通过血液循环和淋巴循环相互联系,构成免疫系统的完整网络。
免疫组织(又称淋巴组织)为广泛分布于人体胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道等粘膜下的大量弥散淋巴组织和淋巴小结,在黏膜抗感染免疫中有重要作用。
一起学习免疫学:(2)免疫细胞的来源一文中我们了解到中枢免疫器官是免疫细胞分化、发育及成熟的场所,包括骨髓和胸腺。
外周免疫器官则是免疫细胞(成熟T细胞和B细胞)定居、增殖和产生免疫应答的场所,包括淋巴结、脾、黏膜和皮肤相关淋巴组织等。
下面详述外周免疫器官:1.巴结2.脾、3.黏膜和皮肤相关淋巴组织
1.淋巴结 lymph node
简介
· 蚕豆状,直径约1-25mm的结节器官,人体全身约有500-600个淋巴结。
· 分布:淋巴结沿淋巴管道分布(而淋巴管多沿血管动脉和静脉排列)。广泛分布于全身各处非黏膜部位的淋巴通道汇集处(位于全身易受外来微生物影响的部位)。如身体浅表部位的淋巴结常位于凹陷隐蔽处(如颈部、腋窝、腹股沟等);内脏的淋巴结多成群分布于纵膈和腹腔以及器官门附近,如肺门淋巴结。
· 淋巴细胞可通过淋巴循环和血液循环进入淋巴结,但仅能通过淋巴液输出淋巴管输出淋巴结。
 ○ 淋巴循环:通过从外周组织收集可溶性抗原来促进先天性和适应性免疫反应的诱导:淋巴管系统由淋巴毛细血管和淋巴管组成。全身的淋巴结以淋巴管相互连通,组织或器官的淋巴液均通过右心的负压引流至淋巴结凸侧的输入淋巴管进入局部淋巴结,穿过被膜下窦和髓窦,最终汇入凹侧门部的输出淋巴管离开淋巴结,转移到下一级淋巴结,经过多级串联淋巴结的过滤后经胸导管回流至血液循环。–淋巴管内含瓣膜确保淋巴液以单向方式流动:输入淋巴管→输出淋巴管。–淋巴液的流动使得抗原和抗原呈递细胞(APC)以及来自上游淋巴结的成熟淋巴细胞输送至淋巴结。
淋巴液是由水、白细胞(树突状细胞、巨噬细胞)、蛋白质、脂肪、矿物质、营养物质、受损或患病的细胞和异物等组成的透明液体,它们从血管中滤出进入细胞间隙,部分淋巴液被血管重吸收,其余的都进入淋巴管。)  
○ 血液循环:携带营养物质和淋巴细胞的血液通过门部的动脉进入淋巴结,在血液的推进下血源性淋巴细胞(骨髓中发育成熟入血的B细胞/胸腺中分化、发育成熟释放入血的初始T细胞)穿过深皮质区高内皮微静脉(HEV)的细胞间隙离开血液进入淋巴结,成熟T细胞倾向于积聚在深皮质区,成熟B细胞聚集在浅皮质区。剩余的血液通过静脉离开淋巴结。
· 主要功能巴结像一个高度组织化的安全检查站,过滤淋巴液、捕捉外源性物质,并为T和B细胞的抗原识别和增殖活化提供微环境。当携带抗原的淋巴液在淋巴窦内缓慢移动时,窦内的巨噬细胞会吞噬和清除病原体(病菌)和受损细胞,发挥过滤作用。然后,“清洁”的淋巴液从淋巴结中移出,进入下一站淋巴结,直到回到血液中。
· 淋巴结内的细胞主要有:T细胞和B细胞定居的场所,成熟T细胞(占淋巴结内淋巴细胞总数的75%)、B细胞(占淋巴结内淋巴细胞总数的25%)、巨噬细胞、树突状细胞。参与免疫循环的主要是T细胞,约占80%以上,其次是B细胞。

2. 结构

1. 被膜
2. 实质
2.1 皮质
1.淋巴窦、
2.浅皮质区
3.深皮质区/副皮质区
2.2 髓质
1.髓索
2.髓窦
1. 被膜:
  • 被膜是淋巴结外包绕的致密结缔组织(由弹性蛋白、胶原蛋白和成纤维细胞组成),深入实质,形成小梁,使淋巴结呈小叶状,同时承载淋巴结的主要血管,构成淋巴结的主要支架结构。
  • 淋巴结凸侧面被膜外侧有数条输入淋巴管穿越被膜进入被膜下淋巴窦。
  • 淋巴结凹侧面门部有较多的结缔组织出入:输出淋巴管、血管(动脉、静脉)和神经;
2. 实质
2.1 皮质
1. 淋巴窦:
  • 联通皮质和髓质;
  • 包括皮质淋巴窦和髓质淋巴窦;
    • 其中皮质淋巴窦包括被膜下淋巴窦、皮质小梁间淋巴窦和深皮质淋巴窦,这些淋巴窦互相联通并与髓质淋巴窦相通。(淋巴液经输入淋巴管进皮质淋巴窦,经髓窦汇入输出淋巴管流出);
    • 各部位的窦壁均由淋巴内皮细胞构成,窦腔由网状细胞(成纤维网状细胞(FRC)、边缘网状细胞(MRC,分泌 CXCL13,影响滤泡和GC中的B细胞归巢和滤泡辅助性T细胞的吸引、T区网状细胞(TRC))与网状纤维交织成网,分泌趋化因子维持淋巴细胞(如,由于B淋巴细胞与T淋巴细胞表达的趋化因子不同而促使T、B分离并分别迁移到不同的区域)、巨噬细胞、浆细胞等免疫细胞的运动和迁移。
    • 淋巴细胞、巨噬细胞其伪足常通过淋巴内皮细胞间隙伸至窦腔外的结缔组织中迁移,不同类型细胞间的接触联系,增强了细胞的吞噬免疫功能。
2. 浅皮质区
  • 紧靠被膜下
  • B细胞定居部位,称为B细胞区,又称为非胸腺依赖区(thymus-independent area),内有淋巴小结(又称淋巴滤泡),分为初级淋巴滤泡和次级淋巴滤泡,以及B细胞网状细胞(BRC)、T-B 边界网状细胞(TBRC)
    一起学习免疫学:免疫应答的场所–淋巴结
    BRC和TBRC 表达CXCL12和存活因子APRIL,支持浆细胞从GC中排出,BRC和TBRC与MRC一起产生已知支持B细胞成熟和浆细胞存活的B细胞活化因子(BAFF)
  • 初级淋巴滤泡或称淋巴小结 lymphoid nodule大量未受抗原刺激的静止成熟初始B细胞聚集在由滤泡树突状细胞(follicular dendritic cell,FDC)交错构成的网格结构中,形成细胞相对密集的区域。
    滤泡树突状细胞(follicular dendritic cell,FDC):没有抗原呈递能力,仅表达MHC Ι类分子,高表达IgGFc受体、Toll样受体(TLR2、TLR4)和补体受体,可将细菌及其裂解产物、抗原-抗体复合物、抗原-补体或抗原-抗体-补体复合物以免疫复合物包被小体形式滞留于细胞表面维持数周至数年,同时分泌B淋巴细胞趋化因子CXCL13,而使表面有相应受体CXCR5的B细胞趋化募集到FDC周围,向B细胞提供抗原信号,可被B细胞BCR识别,在激发适应性体液免疫应答及产生、维持记忆性B细胞方面起到关键作用。
  • 次级淋巴滤泡形成(生发中心)
    • 1. 接受淋巴液中外来抗原(TD)刺激后,成熟B细胞的表面的抗原识别受体BCR可识别和结合游离的抗原或被滤泡树突状细胞(FDC)、巨噬细胞摄取、处理呈递的抗原,获得活化所需的抗原信号(B细胞活化第一信号);同时B细胞可对结合的抗原进行内化处理、提呈,在B细胞表面形成抗原肽-MHC II类复合物(APC细胞功能),上调趋化因子CCR7的表达。B细胞依赖CCR7迁移至T细胞区,在T-B细胞区交界处,将抗原呈递给CD4+Th细胞识别,在共刺激因子的辅助下诱导Th活化表达ICOS与B细胞表面的配体ICOSL结合;被诱导分化为滤泡辅助性T细胞(Tfh)高表达趋化因子CXCR5,迁入淋巴滤泡,分泌多种细胞因子并高表达黏附分子(如CD40L)与B细胞上表面的配体(CD40)发生结合,提供B细胞活化所需要的协同刺激信号(B细胞活化第二信号)帮助B细胞活化。
    • 2. 在B细胞和T细胞初次接触2-3天后,B细胞下调CCR7。一部分B细胞离开T、B细胞交界区,向滤泡间区、髓索迁移,进一步增殖、分化形成初级聚合社(感染初次免疫应答5天后形成,B细胞存活数天,部分B细胞分化为浆细胞分泌抗体IgM,寿命较短,不能迁移到骨髓。产生的抗体IgM可以与FDC形成免疫复合物,促进FDC分泌趋化因子,诱导另一部分活化的B细胞向淋巴滤泡迁移,继续大量分裂增殖形成生发中心)
      生发中心的B细胞数量每6h就可翻倍,已摄取抗原的B细胞若不能与Th细胞相互作用,则会在24h内死亡。
    • 生发中心的细胞分布:
           ①边缘区:主要是静止的成熟B细胞;
           ②暗区(光镜下透光度低):迅速增殖的B细胞(中心母细胞,分裂能力强,不表达mlg)及其分裂增殖产生的子代细胞(中心细胞)。
      ◇ 中心母细胞在克隆增殖时,BCR分子Ig轻链V区编码基因会发生体细胞高频率的点突变(抗原诱导、Tfh细胞辅助)。每次细胞分裂,IgV区基因中大约有1/1000碱基对突变,比一般体细胞高1000万倍。体细胞高频突变后,B细胞进入明区。突变逐步引入且会积累,通过抗原选择逐步达到亲和力成熟。
           ③明区光镜下透光度高):随着B细胞的分裂速度减慢或停止,后代B细胞(中心细胞)开始高水平表达膜结合型Ig(mIg),并迁移至生发中心外侧形成明区。
      ◇ 大多数B细胞克隆中BCR亲和力降低,甚至不表达BCR,不能结合FDC表面的抗原进而无法将抗原提呈给Tfh获取第二信号而发生凋亡。少部分突变的B细胞克隆的BCR亲和力提高,表达抗凋亡蛋白而继续存活(B细胞成熟过程的阳性选择)。能与抗原结合的B细胞在趋化因子作用下返回暗区,循环往复地发生增殖、突变和选择。经反复选择,大部分B细胞被清除,极少数能与抗原高亲和力结合的B细胞继续发育成浆细胞和长寿命记忆B细胞。
      ◇ 在初次应答时,大量抗原可激活表达不同亲和力BCR的B细胞克隆,而这些B细胞克隆大多产生低亲和力抗体。当大量抗原被清除,或再次免疫应答仅有少量抗原出现时,表达高亲和力BCR的B细胞克隆会优先结合抗原并扩增,分化为浆细胞或长寿命记忆性B细胞,产生高亲和力抗体,即为抗体亲和力成熟
      ◇浆细胞分泌抗体的种类依赖于B细胞内Ig类别转换。Ig类别转换指Ig的重链V区基因重排后其子代细胞中的重链V区基因保持不变,即抗体结合抗原的特异性相同,但C区基因会发生不同的重排。IgM是免疫应答中首先分泌的抗体,但随着B细胞受抗原刺激、Th细胞分泌的细胞因子辅助调节活化及增殖,其C区发生改变,抗体类型由IgM向IgA、IgG、IgM、IgE、IgD等亚类进行转换(Ig的类别转换)。
      ◇ 又称抗体生成细胞(antibody forming cell,AFC)是B细胞分化的终末细胞,细胞停止分裂,体积增大、细胞质与细胞核的比值变大、富含粗面内质网、高尔基体发达、代谢活跃,可以高效合成、分泌特异性抗体数月甚至数年。不表达BCR和MHC分子,故不能识别抗原。一部分浆细胞迁移至髓质区并分泌抗体,其寿命较短;大部分浆细胞则经输出淋巴管→胸导管→血循环→骨髓,长时间、持续分泌高亲和力抗体,成为抗体的主要来源。
      ◇ 记忆性B细胞(memory B cell, Bm)长寿命、低增殖细胞,表达膜mlg,不产生或少量产生抗体,经输出淋巴管→胸导管→血循环参与淋巴细胞再循环,并在接受相同抗原再次刺激后可快速活化,增殖分化为浆细胞,持续产生高亲和力、抗原特异性抗体介导再次体液免疫应答。
3. 深皮质区/副皮质区
  • 浅皮质区与髓质之间
  • 包含成纤维细胞网状细胞( fibroblastic reticular cells,FRCs)、T区网状细胞(TRC)、T-B 边界网状细胞(TBRC群:
    • 成纤维细胞网状细胞FRC淋巴组织的结构支持细胞过分泌细胞因子(如IL-7)和趋化因子(CCL19和CCL21),参与调控免疫细胞的相互作用,支持T细胞和B细胞的存活
      –所有FRC亚群都产生CCL19和CCL21,在免疫细胞归巢到淋巴结中具有重要作用。在FRC 中,已经区分出两个不同的亚群:表达高水平CCL19的FRC位于T细胞区,表达低水平CCL19FRC位于T-B细胞交界区。
    • T细胞区的FRC(称为T区网状细胞,或TRC)通过CCL19和CCL21吸引表达CCR7的T细胞和树突状细胞迁移。
  •  滤泡辅助性T细胞(follicular lymphoid follicle,Tfh)的定居场所,又称胸腺依赖区(thymus-dependent area),富含大量并指状树突状细胞(interdigitating DC,IDC)
    • 滤泡辅助性T细胞TfhCD4 +T细胞的一个特殊亚群,由Th0与B细胞相互作用后在IL-21、IL-6诱导分化发育而成,诱导型表达趋化因子CXCR5而获向淋巴滤泡迁移的能力;表达CD40L并分泌多种细胞因子(如IL-21诱导B细胞分化浆细胞;IL-4刺激B细胞IgG类别转换),辅助B细胞增殖和分化。主要参与生发中心的形成和B细胞分化成分泌抗体的浆细胞和记忆性B细胞。Tfh功能异常时,可增强Tfh和B细胞之间的相互作用,导致在清除外来抗原的同时诱导自身发应性抗体的产生,引发抗体介导的自身免疫疾病。另外Tfh功能异常也可导致CD40L/CD40信号缺失,引发生发中心形成缺陷。
    • 并指状树突状细胞IDC由皮肤和黏膜上皮的朗格汉斯细胞等部位的未成熟DC,在接受病原体等抗原性异物刺激后,在趋化因子的作用下通过淋巴液迁移到淋巴结,发育成熟为并指状DC,高表达MHC Ι类和MHC ΙΙ类分子复合物,分泌对初始T细胞具有区划作用的趋化因子CCL18和共刺激因子,是非常重要的专职抗原提呈细胞,具有加工处理和提成抗原的作用,可有效提成抗原激活抗原特异性初始T细胞启动适应性免疫应答
  • 外来抗原入侵组织后通过淋巴液或被抗原呈递细胞DC摄取后进入淋巴结,穿过淋巴窦经过深皮质区时,APC可将加工处理后的抗原呈递给Th细胞,在共刺激因子的辅助下刺激抗原特异性Th细胞活化、增殖、分化,辅助抗原特异性B细胞大量分裂、增殖,形成生发中心。
  •  深皮质区有许多结构特化的毛细血管后微静脉(post-capillary venule,PCV)又称为高内皮微静脉(high endothelial venule,HEV)
    • 高内皮微静脉(high endothelial venule,HEV)由单层立方状不连续的内皮细胞组成,内皮细胞核较一般内皮的大,呈椭圆形或不规则形,异染色质较少,有明显的核仁。胞质丰富,胞质中常见正在穿越的淋巴细胞,呈随机分布,表达血管地址素(vascular addressin):血液中的淋巴细胞通过其归巢受体(lymphocyte homing receptor,LHR)(如CCR7)与HEV表面相应的地址素结合(如CCL21),促使淋巴细胞粘附于HEV表面,继而迁移至血管外进入淋巴结的特定区域,最终汇入髓索,经输出淋巴管进入淋巴循环系统,再经胸导管返回血液,实现淋巴细胞再循环,是淋巴细胞再循环的一个重要门户通道。
2.2 髓质
  • 髓质是免疫应答的“终末环节”。皮质(B细胞滤泡)和副皮质(T细胞区)负责抗原识别与细胞活化,而髓质则聚焦于效应阶段(浆细胞迁移至髓质执行功能:抗体分泌、细胞输出)。
  • 慢性感染或自身免疫病中,髓质浆细胞大量增殖可能导致淋巴结肿大。
  • 疫苗注射后,引流淋巴结髓质中浆细胞的数量和抗体分泌能力可反映免疫应答强度。
  • 1.髓索:由记忆B细胞、分泌抗体的浆细胞、少量T细胞和巨噬细胞组成的不规则索条状结构,相互连接成网。
  • 2. 髓窦
  • 属于淋巴窦,窦内含巨噬细胞,可捕捉、吞噬和清除抗原异物,发挥过滤作用。
  • 由皮质窦流入髓窦的淋巴液,最终汇入髓窦经输出淋巴管,从淋巴结门穿出。
  • 在生发中心反应后,分化的浆细胞(尤其是短寿命浆细胞)迁移至髓质,大量分泌高亲和力抗体(如IgG、IgA),直接释放到髓窦的淋巴液中,随输出淋巴管进入血液循环。