醫學免疫學/單核吞噬細胞系統
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一、單核吞噬細胞系統細胞的來源與分化發育
MPS細胞起源於骨髓，其分化與更新受細胞因子複雜網路的調控。在某些細胞因子，如多集落刺激因子（multi-colony stimulating factor,multi-CSF）、巨噬細胞集落刺激因子（macrophage-CSF,GM-CSF）等的刺激下，骨髓中的髓樣幹細胞經原單核細胞（monoblast）、前單核細胞（pre-monocyte）分化發育為單核細胞並進入血流。外周血單核細胞占白細胞總數1%～3%，它在血流中僅存留幾小時至數十小時，然後粘附到毛細血管內皮，穿過內皮細胞接合處，移行至全身各組織並發育成熟為巨噬細胞。組織損傷和炎症可加速單核細胞向組織移行。巨噬細胞在組織中壽命可達數月至數年。在不同組織中存留的巨噬細胞由於局部微環境的差異，其形態及生物學特徵均有所不同，名稱也各異（表9-1）。一般認為除少數單核細胞或低分化的巨噬細胞外，成熟的巨噬細胞很少有或沒有增殖能力，並不斷被骨髓前體細胞分化的細胞所補充。另外，單核吞噬細胞系統細胞的分化發育還可受各種細胞因子如IL-2、IL-4以及干擾素等影響。
表9-1 單核吞噬細胞系統細胞的發生和分布
| 骨髓 | 血液 組織 |
| 多能幹細胞 ↓ 髓樣幹細胞 ↓ 單核幹細胞 ↓ 前單核細胞 ↓ 單核細胞 |
→單核細胞→巨噬細胞→結締組織：組織細胞 肺：肺泡巨噬細胞 肝：枯否（Kupffer）細胞 脾與淋巴結：遊走與固定巨噬細胞 漿膜腔：胸、腹腔巨噬細胞 神經組織：小膠質細胞 骨：破骨細胞 關節：滑膜A型細胞 |
二、單核吞噬細胞系統細胞的解剖學特徵
（一）形態結構
單核細胞一般為圓形，直徑約10～20μm；巨噬細胞大小不等，直徑約10～30μm或更大，常有偽足，呈多形性。單核/巨噬細胞有圓形或橢圓形的核，胞漿中富含溶酶體及其他各種細胞器。
（二）單核吞噬細胞系統細胞的表面分子
1．表面受體 MPS細胞表面有多達80種以上受體分子，它們與相應的配體結合，分別表現感應與效應功能。包括捕獲病原異物，加強調理、趨化、免疫粘連、吞噬、介導細胞毒作用等。例如，免疫球蛋白Fc受體（FcγRⅠ即CD64、FcγRⅡ即CD32、FcγRⅢ即CD16）補體受體（CD1即CD35、CD3即CD11b/18或Mac-1）可以分別與IgG的Fc段及補體C3b片段結合，從而促進單核/巨噬細胞的活化和調理吞噬功能。此外，單核/巨噬細胞還表達各種細胞因子、激素、神經肽、多糖、糖蛋白、脂蛋白及脂多糖的受體，從而可感應多種調控其功能的刺激信號。
2．表面抗原 MPS細胞表面具有多種抗原分子，它們對MPS細胞的鑒定與功能有重要意義。例如，MPS細胞表達MHC抗原，尤其MHC-Ⅱ類抗原是巨噬細胞發揮抗原呈遞作用的關鍵性效應分子；單核/巨噬細胞還表達多種粘附分子（abhesionmolecule）,如選擇素L（L-selectin）、細胞間粘附分子（intercellular adhesion molecule,ICAM）和血管細胞粘附分子（vascylar cell adhesion molecule,VCAM）等，它們介導MPS細胞與其他細胞或外基質間的粘附作用，從而參與炎症與免疫應答過程。近年來應用單株抗體鑒定出許多單核吞噬細胞的表面分化抗原，如OKM-1、Mac-120、MO1～4等，但這些抗原也可能表達在其他起源於髓樣幹細胞的細胞（如中性粒細胞）表面。另外，成熟的單核細胞可表達高密度的CD14，這是一種相對特異的單核細胞表面標誌。
三、單核吞噬細胞系統細胞的生理特點
（一）一般性質
MPS細胞又稱大吞噬細胞，它具有吞噬細胞的一般特徵，如何通過吞飲攝入液體異物，也可通過吞噬攝取顆粒性異物，還可識別某些化學刺激物的濃度，表現出定向運動的能力，即具有趨化性。MPS細胞在吞噬異物後，細胞內會發生一系列代謝改變，如糖代射增強，能量產生增加，活性氧生成增多等。MPS細胞胞漿中還含有非特異性酯酶、鹼性磷酸二酯和過氧化物酶等。在細胞分化和激活過程中，這些酶的量及細胞內的定位可發生改變。此外，由於MPS細胞表達豐富的粘附分子，對玻璃與塑料製品具有強的粘附性，故又被稱為粘附細胞（adherentcell），藉助這個特性可將MPS細胞與淋巴細胞分離。
（二）單核吞噬細胞系統細胞的激活
MPS細胞在環境因素刺激下，可發生形態、膜分子表達以及細胞代謝與功能的短暫、可逆性變化，這一過程稱為MPS細胞的激活，也是它有別於其他吞噬細胞（如中性粒細胞）的一個重要特徵。與分化過程不同，活化是在病理條件下表現出的可逆性功能狀態。單核吞噬細胞的激活是一個複雜的多步驟過程，在不同的活化階段，涉及不同刺激因子的作用，細胞形態及功能也發生相應的改變。以巨噬細胞（Mф）為例，體內的Mф一般處於靜止狀態，病原體等異物通過直接接觸激發Mф內的生理生化反應。環核苷酸第二信使cAmp/cGMP水平升高，使靜止態Mф轉變為應答性Mф。後者在IFN-γ等刺激因子啟動下轉變為致敏的Mф，然後在脂多糖或某些細胞因子作用下轉變為活化的Mф。在上述變化過程中，Mф表現出形態改變（漿膜呈不規則波浪形，細胞器增加，膜分子表達改變），代謝增強（胞內蛋白質合成與ATP生成增加，磷酸戊糖代謝增強）以及功能增強（吞噬率及吞噬速度增高，殺菌及殺瘤能力增強，分泌活性及抗原呈遞能力增強）等（表9-2）。
表9-2 巨噬細胞的激活
| 靜止Mф→ | 病原體 應答性Mф→ |
IFN-γ 致敏的Mф→ |
LPS等 活化Mф |
|
| 吞噬功能 | + | ++ | +++ | ++++ |
| 趨化 | + | ++ | +++ | ++++ |
| 殺瘤活性 | － | － | － | + |
| 抗原呈遞 | － | － | + | + |
| TNF分泌 | － | － | － | + |
| 活性氧產生 | － | + | ++ | ++ |
| MHC-Ⅱ分子 | － | － | + | + |
| 轉鐵蛋白受體 | － | + | － | － |
IFN-γ：γ干擾素
LPS：脂多糖
TFN：腫瘤壞死因子
一般認為，只有激活的單核吞噬細胞才是具有活躍生物學作用的效應細胞。在病理情況下，MPS細胞的異常激活也參與某些疾病的發生與發展。
（三）單核吞噬細胞系統細胞的分泌活性
MPS細胞是一類重要的分泌細胞。在許多組織和器官中，MPS細胞是分泌性蛋白的主要來源，其分泌物種類之多在體內僅肝細胞才能與之相比。一般情況下，活化的MPS細胞才有活躍的分泌能力。現已發現MPS細胞可分泌多達100種以上的酶類和其他生物活性物質。這些物質的分子量不一，從分子量僅32的超氧陰離子至分子量達440000的纖維粘連蛋白；功能也各異，參與從促進細胞生長到導致細胞死亡的全部活動。此外，由於MPS細胞的體內分布廣泛、可以移動，以及其分泌產物作用的多樣性，這種分泌活性具有重要的生理與病理意義。表9-3列出了MPS細胞所分泌的幾類主要產物，MPS細胞的許多功能都有賴於這些分泌產物的參與。
表9-3 單核吞噬細胞系統細胞的分泌產物
| 種類 | 實例 |
| 補體 | C1～C9，B、D、I、H因子，C1抑制物 |
| 凝血因子 | V、VⅡ、ⅠX、X因子，凝血酶原 |
| 酶類 | 各種中性蛋白酶，酸性水解酶，溶菌酶 |
| 生物活性酯類 | 花生四烯酸衍生物（前列腺素、白三烯等） |
| 激素樣物質 | VitD3,促腎上腺皮質激素，β內啡肽 |
| 細胞因子 | IL-1、IL-3、IL-6，TFN-a,IFN-a,－β、FGF |
| 反應性中間產物 | 活性氧（1O2、H2O2、OH-，O2-），亞硝酸鹽 |
| 其他 | 多種生長因子及刺激因子，嘌呤及嘧喧產物，各種結合蛋白、連接蛋白及酶抑制物等 |
FGF：纖維細胞生長因子
四、單核吞噬細胞系統細胞的功能
MPS細胞具有重要的生物作用，不僅參與非特異性免疫防禦，而且是特異性免疫應答中一類關鍵的細胞，廣泛參與免疫應答、免疫效應與免疫調節。
（一）免疫防禦功能
病原微生物侵入機體後，在激發免疫應答以前即可被MPS細胞吞噬並清除，這是機體非特異免疫防禦機制的重要環節。由於其吞噬能力較強，故有人將MPS細胞稱為機體的清道夫。在致病微生物激發機體產生特異性抗體後，覆蓋於病原體表面的IgG及補體激活片段C3b可與MPS細胞表面的FcR及CR1結合，發揮調理作用，使病原體更易被吞噬。被吞入的細菌可被細胞內的某些酶類或活性氧所殺滅；另一方面，在對異物顆粒的吞噬、殺滅過程中，可能出現酶體外漏現象，從而造成對鄰近正常組織的損傷。
（二）免疫處自穩功能
機體生長、代謝過程中不斷產生衰老與死亡的細胞以及某些衰變的物質，它們均可被單核吞噬細胞吞噬、消化和清除，從而維持內環境穩定。
（三）免疫監視功能
MPS細胞構成機體腫瘤免疫的重要一環。一般認為只有激活的巨噬細胞才能有效地發揮殺瘤效應，其機制可能是：①吞噬腫瘤細胞；②藉助抗瘤抗體的ADCC作用殺傷瘤細胞；③產生TNf 及IL-1等細胞因子，直接或間地發揮殺瘤作用；④產生某些酶及活性氧分子直接殺傷或抑制腫瘤細胞生長。
（四）抗原呈遞功能
MPS細胞是最重要的一類抗原呈遞細胞。外來抗原經單核吞噬細胞處理後呈遞給T細胞，這是誘發免疫應答的先決條件。此外，在抗原呈遞過程中MPS細胞產生的IL-1也是TH活化不可缺少的刺激信號。
（五）免疫調節功能
MPS細胞在免疫調節中發揮重要的作用。由於激活程度及分泌產物的不同，MPS細胞的免疫調節作用有雙相性；另一方面，體內各種因素也可通過影響單核吞噬細胞的膜分子表達等途徑調節MPS細胞功能狀態。
1．正相調節作用 MPS細胞可通過下列途徑啟動和增強免疫應答，包括：①抗原呈遞作用，誘導免疫應答啟動；②分泌具有免疫增強作用的各類生物活性物質，如IL-1、TNF-a、補體成分、各類生長因子等。
2．負相調節作用巨噬細胞過度激活可成為抑制性巨噬細胞，後者可分泌多種可溶性抑制物如前列腺素、活性氧分子等，抑制淋巴細胞增殖反應或直接損傷淋巴細胞。
3．體內各種因素通過調控MPS細胞功能狀態而發揮免疫調節作用多種神經肽及激素樣物質如P物質、皮質激素、性激素等均可通過相應受體而調控巨噬細胞的功能狀態；另外，某些神經肽與細胞因子（如IL-1、TNF-a、IFN-γ）可誘導巨噬細胞MHC-Ⅱ類抗原的表達，從而調控其抗原呈遞功能。
（六）其他功能
參看
 免疫細胞（三）：單核吞噬細胞系統 | 其他抗原呈遞細胞  |
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