新型冠狀病毒入侵時,人體免疫系統是如何進行自我保護的?SARS-CoV-2之免疫應答那些事兒

本文作者:錢洪發(中國藥科大學)2019年末,新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)在武漢爆發,進而席卷全國,現在已發展為世界流行的疾病。但至今為止,仍然沒有效抵抗病毒的藥物。病毒面前,人們隻能坐以待斃嗎,不,其實最好的“醫生”就在你體內,它便是你的免疫系統。下面我們就來聊一聊機體面對新冠病毒入侵,是如何進行抵抗,來自我保護的。一首先,我們先來分析一下新冠病毒的結構

病毒結構:核衣殼:由基因組RNA和磷酸化的核衣殼蛋白(N)組成兩種膜蛋白:膜(M)蛋白和膜(E)蛋白兩種刺突蛋白:刺狀糖蛋白修剪分子(S)和血凝素-酯酶(HE)

**這裡我們註意S蛋白,它是病毒侵入機體的主要武器。

二病毒侵入人體後,免疫系統先啟動固有免疫應答,對病毒進行抵抗。

在這個過程中• 巨噬細胞識別抗原並進行吞噬宿主先天免疫系統的組成細胞通過使用模式識別受體(PRRs)識別病原體相關分子模式(PAMPs)來檢測病毒感染• 未成熟樹突狀細胞(DC)具有極強的抗原吞噬能力,在攝取抗原或受到某些因素刺激時即分化為成熟DC,而成熟的DC表達高水平的共刺激因子和粘附因子• 同時活化的巨噬細胞可激活NK細胞,來殺傷病毒我們深入來探討一下固有免疫的啟動機制

• Toll樣受體(TLR)是PRRs的主要類型之一,可以識別病毒表面的S蛋白TRAM和TIRAP這兩種銜接蛋白,分別將TRIF分子,MyD88分子募集到TLR受體;MyD88招募激酶IRAK4,激活下遊的NF-kB和MAPKs通路;TRIF招募激酶TRAF6,激活下遊的NF-kB和IRFs通路;而IRAK4與TRAF6相互作用,導致K-63泛素化,促進NEMO泛素化來激活NF-kBNF-κB通路和IRFs募集炎癥核因子,促進白介素,幹擾素和腫瘤壞死因子的基因表達,產生相關細胞因子。• 病毒S糖蛋白與細胞表面的ACE2受體結合,進入細胞內。TLR和RIG-I樣受體(RLR)可以識別病毒的RNA,來激活TRIF分子• 蛋白激酶PKC主要存在於胞漿中,當細胞受到刺激後,PKC以Ca2+依賴的形式從胞漿中移位到細胞膜上,進而激活MAPK和NF-kB通路細胞因子的作用

1、激活補體;2、調理作用;3、抑制病毒復制;4、促進抗原加工;5、啟動適應性免疫反應。

三固有免疫啟動後,引發特異性免疫應答

固有免疫啟動特異性免疫應答(一)

• 抗原提呈細胞(APC)表面PRR(甘露糖受體,清道夫受體)識別PAMP→介導APC吞噬、攝取病原體(抗原遞呈)→提供T細胞第一活化信號• APC表面TLR識別PAMP→啟動胞內信號轉導→上調MHC-II類分子和共刺激分子B7的表達→提供T細胞第二活化信號• TLR→啟動胞內信號轉導→誘導細胞因子(如IL-12、趨化因子等)表達→促使Naive T細胞向不同亞型分化下面重點來看一看CD4+ T細胞分化機制

• 共受體:TCR識別MHCII類分子提呈的抗原同時,發生受體交聯→CD4分子與MHCII類分子結合,引起CD4分子在空間上與TCR靠近→CD4分子胞內段連接的酪氨酸磷酸激酶Lck使CD3分子鏈上酪氨酸磷酸化→導致ZAP70與fyn在膜受體附近募集,並被Lck激活→進而活化PLC,通過DAG和IP3途徑分別活化轉錄因子NF-kB與NF-AT →他們轉入細胞核內,作用於相關基因序列 →相關基因的轉錄和合成• 協同刺激分子:B7與CD28的結合可激活PI-3K→該信號與第一信號的信號分子(ZAP70,fyn)一起激活Ras-MAPK途徑→fos/iun基因表達,二者形成二聚體,即轉錄因子AP-1→AP-1與NF-AT相互作用→IL-2基因的轉錄

因此,若缺乏協同刺激信號,IL-2的合成受阻→T細胞無能。

四細胞免疫

CD8+ T細胞分化機制• 在Th細胞分化的同時,由病毒感染的APC可以直接激活CD8+ T細胞,無須Th細胞輔助。→→固有免疫啟動特異性免疫應答(二)• Th細胞依賴性(間接活化)APC表面同時表達抗原肽/MHCI類分子復合物和抗原肽/MHCII類分子復合物,向CD4和CD8T細胞遞呈抗原;→CD4+ T細胞和CD8+ T細胞需識別同一APC所遞呈的特異性抗原;同時、CD4+ T細胞提供IL-2或刺激APC表達協同刺激分子,輔助CD8+ T細胞活化、增殖分化為細胞毒性T細胞。我們來分析細胞免疫的作用機制

• 特異性識別與結合階段:效-靶細胞通過黏附分子非特異性結合CTL的TCR-肽/MHCI(靶細胞)特異結合• CTL的極化:TCR及共受體向效-靶接觸部位聚集→細胞骨架、亞細胞結構及胞漿顆粒向靶細胞重新排列和分佈• 致死性打擊階段:1、穿孔素/顆粒酶途徑:穿孔素(perforin)→靶細胞壞死;顆粒酶(granzyme)→靶細胞周亡

2、FasL/Fas和TNF/TNFRI途徑:介導靶細胞凋亡

五體液免疫

B細胞分化機制• 活化信號1(抗原識別信號)BCR特異性結合抗原的B細胞表位;共受體:CD21/CD19/CD81識別抗原分子上的C3d;lgal/lgβ:信號轉導• 活化信號2(共刺激信號)初始Th的激活:APC(DC)向初始CD4T細胞提供雙信號及CK,使之活化增殖分化成效應Th細胞;→→固有免疫啟動特異性免疫應答(三)B細胞遞呈抗原:B細胞通過BCR攝取抗原,處理成肽,與MHC ll分子結合成復合物,遞呈給抗原特異性Th細胞;效應Th2細胞與B細胞的特異性結合:Th2細胞的TCR識別B細胞遞呈的抗原,Th2-B細胞特異性結合;共刺激信號:活化Th2細胞的CD40L與B細胞的CD40結合,向B細胞提供共刺激信號;• 細胞因子IL-1(APC)、IL-4(Th2)促進B細胞活化。B細胞產生抗體以後,抗體進入體液中,產生以下作用

體液免疫作用機制

一、抗體1.調理作用:指抗體、補體促進吞噬細胞吞噬病毒等抗原的作用。通過IgG的Fc與吞噬細胞的FcR結合。2.ADCC作用IgG與靶細胞表面相應抗原決定基特異性結合→NK細胞借助其FcyRⅢ與結合於靶細胞上的lgG的Fc段結合→活化的NK細胞釋放穿孔素、顆粒酶等細胞毒物質殺傷靶細胞→靶細胞凋亡二、補體1.細胞溶解作用MAC使靶細胞的細胞膜穿孔,細胞凋亡2.調理作用

C3b吸附病原體後,與C3bR結合,促進吞噬細胞的吞噬作用

六大約38億年前,地球上出現瞭最早的生命,在此後的幾十億年的時間裡,地球上的生物相互依存,而人類的免疫系統也因外界病原體的存在,逐漸趨於完善。面對此次新冠病毒導致的肺炎疫情,做好自我防護。除此之外,註意健康飲食,加強鍛煉也尤為重要,在沒有特效藥和疫苗的現在,最好的醫生就是你的免疫系統。

當你看到自己的免疫系統面對入侵病毒時奮不顧身的樣子,還有什麼理由不愛惜自己的身體。

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