抗感染免疫
文 / 赵文明
机体防御病原微生物感染的机制包括天然免疫（innate immunity）和获得性免疫（acquired immunity）。
天然免疫又称非特异性免疫（nonspecific immunity）或非适应性免疫（nonadaptive immunity），是在种系发育和进化过程中建立起的防御病原菌等抗原的功能。其特点是多为与生俱来，作用广泛，初次接触病原微生物即可迅速发挥效应。由屏障结构、非特异性免疫细胞和非特异性免疫分子组成。
获得性免疫又称特异性免疫（specific immunity）或适应性免疫（adaptive immunity），是个体出生后在生活过程中与病原菌等抗原物质接触后产生的免疫防御功能。其特点是后天获得，具有针对抗原的专一性，再次接触相同抗原时能迅速发生强烈的免疫应答。获得性免疫分为体液免疫（humoral immunity）和细胞免疫（cellular immunity）两种类型。体液免疫由B淋巴细胞介导，B细胞识别抗原后，分化、增殖，形成浆细胞分泌抗体。细胞免疫由T淋巴细胞介导，产生以细胞浸润为主的炎症反应或T细胞直接杀伤靶细胞的细胞毒作用。天然免疫与获得性免疫的构成因素见图7-1。
图7-1 抗感染免疫的构成因素
在抗感染免疫过程中，天然免疫与获得性免疫相互依赖与协作，共同发挥消除病原微生物感染的作用。天然免疫在获得性免疫产生之前，可限制病原微生物在体内迅速扩散，并能启动特异性免疫应答。获得性免疫能特异、有效地清除病原微生物，其作用的发挥也有赖于天然免疫因素的参与，如细胞因子活化的巨噬细胞和补体等。抗感染免疫并非一定是对机体起保护作用，在某些情况下也可引起免疫病理反应。
第一节 抗细菌免疫
机体防御病原菌感染的方式有一定的共同之处，但因不同病原菌的感染特点及致病因素各异，如有胞外菌感染和胞内菌感染，机体免疫系统还必须以不同的方式发挥抗感染作用。
一、天然免疫
屏障结构
1．皮肤和粘膜屏障 人体的皮肤及与外界相通腔道的粘膜层是抗感染的第一道防线，可通过多种方式发挥作用。
（1）机械阻挡 皮肤由多层扁平细胞组成，完整的皮肤能阻挡病原菌的侵入。粘膜由单层柱状上皮细胞构成，屏障作用较弱，但其表面的附属结构和分泌液具有防御感染的作用，如呼吸道粘膜上皮细胞的纤毛运动可将附着于分泌液表面的微生物排出等。
（2）分泌杀菌物质 皮肤和粘膜可分泌许多种具有抗菌作用的化学物质，如皮肤的汗腺分泌的乳酸、皮脂腺分泌的脂肪酸等；不同部位的粘膜分泌的溶菌酶、胃酸和蛋白酶等。
（3）正常菌群的拮抗 正常菌群与机体之间保持动态性平衡，对病原菌有抑制作用。例如大肠埃希菌产生的大肠菌素能抑制志贺菌、金黄色葡萄球菌等；口腔中的唾液链球菌可产生 等杀死脑膜炎奈瑟菌、白喉棒状杆菌等。
2．血脑屏障 由软脑膜、脉络丛的脑毛细血管壁及包裹在壁外的星状胶质细胞形成的胶质膜组成。其结构致密，能阻挡病原微生物及其毒性产物进入脑组织或脑脊液，从而保护中枢神经系统。婴幼儿的血脑屏障尚未发育完善，因此易发生中枢神经系统感染。
3．血胎屏障 由母体子宫内膜的基蜕膜和胎儿的绒毛膜滋养层细胞组成。可防止母体的病原微生物进入胎儿体内。妊娠3个月内，此屏障尚未完善，若母体中的病原微生物经胎盘进入胎儿体内，则可致胎儿畸形、流产或死胎。
吞噬细胞（phagocyte） 分为大吞噬细胞和小吞噬细胞两种。大吞噬细胞包括血中的单核细胞和组织中的巨噬细胞，两者组成单核吞噬细胞系统（mononucler phagocyte system）。小吞噬细胞为外周血中的中性粒细胞。当病原菌突破皮肤或粘膜屏障侵入组织中后，首先被聚集到病原菌所在部位的中性粒细胞吞噬消灭。一般只有数量多、毒力强的病原菌才有可能进一步侵入血流或其他器官，再由血液、肝、脾等处的吞噬细胞继续进行吞噬杀灭。
1．吞噬和杀菌过程 一般可分为三个连续的阶段。
（1）识别与结合 细菌产物及细菌刺激宿主细胞产生的趋化因子（chemokine），如细菌的内毒素、多种细胞（吞噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等）产生的白细胞介素－8（interleukin-8，IL-8）、中性粒细胞激活蛋白－2（neutrophil activating protein-2，NAP-2）及巨噬细胞炎性蛋白（macrophage inflammatory protein，MIP）等，吸引中性粒细胞和单核吞噬细胞至感染部位。在吞噬细胞表面具有多种能直接或间接识别病原微生物的受体，可识别和结合病原微生物。直接识别受体如甘露糖受体（mannose-binding receptor，MBR），能与细菌表面的甘露糖基结合，籍此对病原微生物进行相对特异的识别。间接识别受体如吞噬细胞表面表达的CD14分子，可与结合革兰阴性菌脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）的血清中的脂多糖结合蛋白（lipopolysaccharide binding protein，LBP）结合，以及吞噬细胞表面的C3b、iC3b和IgG Fc受体，可与结合病原微生物的C3b、iC3b和IgG分子结合，此种方式更有利于吞噬细胞捕获病原微生物。
（2）吞噬 吞噬细胞识别病原菌后，即启动吞噬过程。吞噬细胞接触病原菌部位的细胞膜内陷，伸出伪足将细菌包裹并摄入细胞质内，形成吞噬体（phagosome）。
（3）消化 吞噬细胞内的溶酶体（lysosome）与吞噬体融合，形成吞噬溶酶体（phagolysome）。在吞噬溶酶体中，溶酶体内的溶菌酶（lysozyme）、髓过氧化物酶（myeloperoxidase，MPO）、防御素（defensin）、活性氧中介物和活性氮中介物等发挥杀菌作用；蛋白酶、多糖酶、核酸酶和脂酶等起降解作用；不能降解的残渣则被排出吞噬细胞外（图7-2）
图7-2 吞噬细胞的吞噬和杀菌过程示意图
2．吞噬细胞杀菌机制 吞噬细胞的杀菌机制分为依氧和非依氧两类。
（1）依氧杀菌机制：可通过三种方式发挥杀菌作用：①呼吸爆发（respiratory burst）：吞噬细胞在吞噬病原菌后，出现有氧代谢活跃、氧耗急剧增加，通过氧的部分还原作用产生一组高反应性的杀菌物质的过程，称为呼吸爆发。在呼吸爆发过程中激活细胞膜上的还原型辅酶Ⅱ（NADPH氧化酶），使分子氧活化，生成活性氧中间物（reactive oxygen intermediate，ROI），ROI包括超氧阴离子（O2-）、单态氧（1O2）、游离羟基（OH-）、H2O2、次氯酸（HOCl）和氯胺（NH2Cl）等。这些物质具有强氧化作用或细胞毒作用，可有效地杀伤病原微生物; ②过氧化氢—髓过氧化物酶-卤化物杀菌系统：中性粒细胞和单核细胞含有MPO，作用于H2O2和氯化物，使菌体蛋白卤素化而死亡。 但组织中的巨噬细胞无MPO，不能通过此机制杀菌；③一氧化氮（nitric oxide，NO）系统：吞噬细胞活化后可产生诱导型一氧化氮合成酶（inducible NO synthase，iNOS）。iNOS可催化L-精氨酸与氧分子反应，生成瓜氨酸和NO。NO与O2-结合后再进一步氧化成NO2-和NO3-。NO、NO2-和NO3-等共同构成具有杀菌活性的活性氮中介物（reactive nitrogen intermediate，RNI）。
（2）非依氧杀菌机制：是通过吞噬溶酶体内的酸性产物和吞噬细胞颗粒释出的某些杀菌物质，在无氧条件下，发挥杀菌作用。吞噬溶酶体形成后，糖酵解作用增强，当乳酸累积使pH降至4.0以下时，病原菌难以存活。从颗粒中释放出的杀菌物质主要有溶菌酶、防御素、乳铁蛋白和弹性蛋白酶等。
3．吞噬作用的后果 病原菌被吞噬细胞吞噬后的结果，因细菌种类、毒力和机体免疫力不同，有完全吞噬和不完全吞噬两种。病原菌被吞噬后被杀死、破坏，称为完全吞噬。通常化脓性球菌被吞噬后，一般于5～10分钟死亡，30～60分钟被破坏。病原菌虽被吞噬，但不能被杀死，称为不完全吞噬。如结核分枝杆菌、布鲁菌、伤寒沙门菌等胞内寄生菌，在免疫力低下的机体中则出现不完全吞噬。不完全吞噬可使病原菌在吞噬细胞中受到保护，免受体液中的非特异性抗菌物质、抗体及抗菌药物的作用。有的甚至能在吞噬细胞内生长繁殖， 导致吞噬细胞死亡， 或可通过游走的吞噬细胞经淋巴液或血液扩散到机体其它部位，引起病变。
非特异性免疫分子 在正常体液和组织中存在有多种具有杀伤或抑制病原菌作用的可溶性分子，主要的有：
1．补体（complement） 是最为重要的非特异性免疫分子。补体系统的三条激活途径均参与对病原菌的识别和攻击。①甘露糖结合凝集素（mannan-binding lectin， MBL）途径：在病原菌感染早期诱导机体产生的MBL可与细菌的甘露糖残基结合，由此导致补体激活；②旁路激活途径（alternative pathway）：通过由病原菌提供的接触表面，从C3开始激活；③经典途径（classical pathway）：抗体与病原菌结合成复合物而激活补体。三条补体激活途径均可形成膜攻击复合物（membrane attack complex，MAC），导致细菌溶解。由于MBL途径和旁路途径在特异性抗体产生之前即可发挥杀菌作用，因此在感染早期发挥重要的天然免疫作用。
2．溶菌酶（lysozyme） 主要来源于吞噬细胞，广泛存在于血清、唾液、泪液、尿液、乳汁和肠液等体液中。通过作用于革兰阳性菌胞壁肽聚糖而使细菌溶解。革兰阴性菌的肽聚糖外因尚有脂蛋白等包绕，故对溶菌酶不敏感。
3．急性期蛋白（acute phase protein） 是一组血清蛋白，当细菌感染后，在细菌脂多糖及巨噬细胞产生的IL-6的刺激下，由肝细胞迅速合成。急性期蛋白包括脂多糖结合蛋白（LPS-binding protein，LBP）、甘露糖结合凝集素（monnital-binding lectin，MBL）、C-反应蛋白（C-reactive protein，CRP）等。它们均能与细菌表面特有的多糖等物质结合，由此激活补体或辅助吞噬细胞识别入侵的病原菌。如CRP（因早期发现它能与肺炎链球菌C多糖结合而得名）可与细菌表面多糖及磷脂胆碱结合。
抗细菌感染的早期天然免疫应答是由天然免疫各因素共同参与下完成的，起到杀灭细菌、诱导炎症反应及启动特异性免疫应答的作用。炎症反应主要是由巨噬细胞产生和释放的大量细胞因子（如IL-1、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子等）引起。炎症反应可增强抗感染免疫能力，促进对病原菌的清除（图7-3）。
图7-3 抗细菌感染主要的早期天然免疫应答
二、获得性免疫
根据病原菌与宿主细胞的关系，可将病原菌分为胞外菌（extracellular bacteria）和胞内菌（intracellular bacteria）。抗胞外菌和胞内菌的获得性免疫的作用方式有所不同，对胞外菌感染多以体液免疫为主，对胞内菌感染则主要是由细胞免疫发挥作用。
抗胞外菌感染免疫 感染机体后，主要寄居于宿主细胞外的血液、淋巴液和组织液中的病原菌，称为胞外菌。其致病机制主要是产生内、外毒素等毒性物质和引起炎症反应。感染人类的大多数病原菌为胞外菌，如各种化脓性球菌、白喉棒状杆菌、破伤风梭菌、百日咳杆菌、致病性大肠埃希菌和霍乱弧菌等。抗胞外菌感染的主要机制有：
1．粘膜免疫系统的作用 粘膜免疫系统（mucosal immune system，MIS）即粘膜相关淋巴组织（mucosa-associated lymphoid tissue，MALT），是广泛分布于粘膜固有层的淋巴组织，由集合粘膜淋巴组织和弥散的相关淋巴组织组成。MIS是产生分泌型IgA（sIigA）的主要淋巴组织，对粘膜感染的防御具有十分重要的作用。MIS中的M细胞（membranous cell， microfold cell）在运输病原菌，启动免疫应答中发挥作用。在肠淋巴滤泡上覆盖着特殊的滤泡相关上皮（follicle-associated epithelium， FAE），FAE中有一种特殊的抗原转运细胞，称为M细胞。M细胞表面有少量的毛刷状的微绒毛，胞质内溶酶体很少，其基底面内陷形成胞内中央袋，内有巨噬细胞和淋巴细胞游走进出。在M细胞表面具有特殊的糖结合物，有利于与各种病原菌的相互作用。一些共生微生物只粘附于肠道吸收细胞，而许多病原菌可粘附M细胞，这可能与病原菌含有特殊的结构成分有关。粘附于M细胞的病原菌可被M细胞内吞，由于胞内溶酶体少，病原菌可完整地穿越M细胞。这样，M细胞可将病原菌递呈给中央袋内的抗原递呈细胞，再由抗原递呈细胞活化淋巴细胞，由此启动免疫应答，引起以产生sIgA为主的特异性体液免疫应答。
2．抗体的作用 抗胞外菌感染的主要保护性免疫机制是以特异性抗体的作用为中心的防御过程。胞外菌的胞壁和荚膜等的多糖抗原属胸腺非依赖性抗原（thymus independent antigen， TI-Ag），能直接激发B细胞产生IgM抗体应答。胞外菌的大多数蛋白抗原属于胸腺依赖性抗原（thymus dependent antigen， TD-Ag）， 需抗原递呈细胞（antigen presenting cell， APC）和Th2细胞的辅助，先产生IgM，后转变以产生IgG为主，并产生IgA或IgE。粘膜免疫系统产生的抗体主要是sIgA。抗体通过抵抗细菌侵入、抑制细菌生长繁殖、杀灭破坏菌细胞及中和细菌毒素的作用，最终清除病原菌及其毒素。
（1）阻止细菌粘附：病原菌要侵入机体首先要粘附于宿主细胞表面。这种粘附是细菌表面粘附素与宿主细胞膜上受体的特异性结合。粘膜免疫系统分泌的sIgA对阻止病原菌的粘附起着尤为重要的作用。sIgA可与细菌菌毛等粘附素结合，从而封闭粘附素与上皮细胞上相应受体的相互作用。如唾液sIgA能阻止链球菌粘附口颊粘膜、肠道sIgA可阻止肠道病原菌如霍乱弧菌等的粘附。
（2）调理吞噬作用： 抗体单独或与补体联合均可发挥调理作用，促进吞噬细胞对某些病原体的吞噬。①通过IgG Fc段结合吞噬细胞：IgG Fab段与细菌表面抗原结合，其Fc段与吞噬细胞结合；②通过激活补体产生C3b结合吞噬细胞：IgG、IgM与细菌抗原结合形成免疫复合物可激活补体，复合物上形成的C3b可与吞噬细胞上的C3b受体结合。
（3）中和细菌外毒素：抗体与细菌外毒素结合，可使外毒素失去毒性作用。细菌外毒素多由A和B两种亚单位构成，B亚单位有与靶细胞相应受体结合的表位，抗毒素与外毒素B亚单位结合后改变了毒素分子的构型，使毒性部位A亚单位不能发挥作用。抗毒素与外毒素形成的复合物，易被吞噬细胞吞噬清除。对以外毒素为主要致病因素的病原菌如白喉棒状杆菌等的感染，机体产生抗毒素是主要的免疫保护机制。
细胞免疫在某些胞外菌感染的防御中也起一定作用。对胞外菌发生免疫作用的主要是CD4+ T细胞，其通过分泌细胞因子辅助B细胞产生抗体﹑诱导局部炎症反应以及激活巨噬细胞的吞噬杀菌功能。如IL-4﹑IL-5和IL-6能促进B细胞产生抗体﹑肿瘤坏死因子－?（tumor necrosis factor-?，TNF-?）和干扰素－?（interferon-γ，IFN-γ）是激活巨噬细胞和诱导炎症的主要细胞因子。
抗胞内菌感染免疫 感染机体后，主要寄居于细胞内的细菌称为胞内菌。根据胞内菌的寄居特征，又可分为兼性胞内菌（facultative intracellular bacteria）和专性胞内菌（obligate intracellular bacteria）。兼性胞内菌并非一定需在细胞内生存，在体外无活细胞的适宜条件下也可生长、繁殖。对人致病的主要有结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、伤寒沙门菌、布鲁菌、嗜肺军团菌和产单核细胞李斯特菌等。专性胞内菌不论在体内外，都只能在细胞内生存和繁殖，立克次体、衣原体等属之。胞内菌感染的特征是细胞内寄生、低毒性、呈慢性过程、往往有肉芽肿形成，并多伴有迟发型超敏反应。由于抗体不能进入细胞内发挥作用及胞内菌能抵抗吞噬细胞的胞内杀菌作用，因此抗胞内菌感染的获得性免疫机制主要是靠细胞免疫。T细胞根据T细胞受体（T cell receptor， TCR）类型的不同，分为αβT细胞和γδT细胞，发挥抗胞内菌感染免疫作用的主要是αβ T细胞。
1．CD4+ T细胞的作用 胞内菌主要寄居在单核吞噬细胞中，易于通过MHCⅡ类分子的抗原递呈途径发生免疫应答，因此在抗胞内菌感染中CD4+ T细胞起主要作用。CD4+ T细胞按其分泌的细胞因子不同，分为具有不同功能的Th1和Th2细胞。前者主要分泌IL-2、IFN-γ和TNF-β等，促进细胞介导的免疫应答；后者主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13， 增强抗体介导的免疫应答。介导细胞免疫的主要是Th1细胞。Th1细胞通过分泌IFN-γ、TNF-β等细胞因子活化巨噬细胞和细胞毒性T细胞（cytotoxic T lymphocyte， CTL），有助于杀伤胞内菌。IFN-γ是巨噬细胞最强的激活剂，可使巨噬细胞的吞噬和杀伤活性明显增强。Th1细胞分泌的细胞因子亦可引起迟发型超敏反应，这也有利于对胞内菌的清除。
2．CD8 T细胞的作用 CD8+ T细胞被胞内菌抗原活化需受MHCⅠ类分子制约。在小鼠实验性产单核李斯特菌感染中显示，病原菌进入宿主细胞后，可离开吞噬体进入细胞质，其肽段被MHCⅠ类分子递呈到细胞表面，可诱导CD8+ T细胞活化。CTL通过释放穿孔素（perforin）和颗粒酶（granzyme）杀伤和破坏胞内菌感染细胞，使细菌散出，再经抗体或补体的调理作用被吞噬细胞消灭。
γδT细胞在抗胞内菌感染中亦起一定作用。γδT细胞较少多态性，能识别胞内菌的某些抗原如分枝杆菌的分枝菌酸等。γδT细胞被胞内菌活化后产生的杀伤机制与CD8+ αβ T细胞相似，并能分泌多种细胞因子，如IL-2、IFN-γ和TNF-α等，促进免疫应答和炎症反应。
第二节 抗病毒免疫
机体抗病毒免疫包括非特异性的天然免疫和特异性的获得性免疫。天然免疫在病毒感染早期起限制病毒迅速繁殖及扩散的作用，但并不能将病毒从体内彻底清除。获得性免疫在抗病毒感染过程中发挥更重要的作用，是最终清除病毒的主要因素。
一、天然免疫
机体天然免疫中的屏障结构、吞噬细胞和补体等非特异性免疫机制在抗病毒感染中均起作用，但起主要作用的是干扰素（interferon，IFN）和自然杀伤细胞（natural killer cell，NK）。
干扰素 是最早发现的细胞因子，1957年Isaacs和Lindenmann发现，用灭活的流感病毒作用于细胞后，细胞产生一种具有干扰活病毒增殖的可溶性物质，故称干扰素。IFN是由病毒或其他IFN诱导剂诱导人或动物细胞产生的一类糖蛋白，它具有抗病毒、抑制肿瘤及免疫调节等多种生物活性。
1．IFN的诱生 病毒及其他细胞内繁殖的微生物、细菌内毒素、原虫及人工合成的双链RNA等均可诱导细胞产生干扰素，其中以病毒和人工合成的双链RNA诱生能力最强。受干扰素诱生剂作用的巨噬细胞、淋巴细胞及体细胞均可产生干扰素。干扰素是小分子量的糖蛋白，4℃可保存较长时间，-20℃可长期保存活性，50℃被灭活，可被蛋白酶破坏。
2．生物学活性 干扰素具有广谱抗病毒活性，其作用特点是：①只能抑制病毒，而不能杀灭病毒；②作用具有相对的种属特异性，一般在同种细胞中的活性大于异种细胞；③对不同病毒的作用效果不同。虽IFN对多种DNA和RNA病毒都有作用，但病毒的敏感性有差别，如RNA病毒的披膜病毒、DNA病毒的痘苗病毒很敏感，而DNA病毒的单纯疱疹病毒则不甚敏感。干扰素除具有抑制病毒作用外，还有免疫调节和抗肿瘤作用。
3．分类 由人类细胞诱生的干扰素根据其抗原性不同分为IFN-α、IFN-β、IFN-γ三种。每种又根据其氨基酸序列的不同再分为若干亚型。IFN-α主要由人白细胞产生，IFN-β主要由人成纤维细胞产生，IFN-γ由T细胞产生。前两者的抗病毒作用强于免疫调节和抑制肿瘤作用，后者的免疫调节和抑制肿瘤作用强于抗病毒作用。IFN-α和INF-β理化性状比较稳定，56℃30分钟及pH2不被破坏，而IFN-γ在上述两因素中则不稳定。
4．抗病毒作用机制 包括干扰素诱生机制和干扰素抗病毒机制。干扰素的诱生是宿主细胞在病毒或诱生剂刺激下，编码IFN被激活而表达产生。干扰素抗病毒并不能直接发挥抗病毒作用，而是通过与邻近细胞上的干扰素受体结合，经受体介导的信号转导，引发一系列生化反应，使细胞合成多种抗病毒蛋白，由抗病毒蛋白阻止病毒的合成而发挥抗病毒作用（图7-4）。抗病毒蛋白主要有2’-5’腺嘌呤核苷合成酶（2-5A合成酶）和蛋白激酶等，这些酶通过降解mRNA、抑制多肽链的延伸等阻断病毒蛋白的合成。①2-5A合成酶：是一种依赖双链RNA（dsRNA）的酶，被激活后使ATP多聚化，形成2-5A，2-5A再激活RNA酶L或F，活化的RNA酶则可切断病毒mRNA。②蛋白激酶：也是依赖dsRNA的酶，它可磷酸化蛋白合成起始因子的α亚基（elF-2a），从而抑制病毒蛋白质的合成（图7-5）。
图7-4 IFN的诱生和作用示意图
图7-5 抗病毒蛋白抑制病毒作用示意图
NK细胞 是存在于人外周血和淋巴组织中的一类淋巴细胞，具有杀伤病毒感染的靶细胞和肿瘤细胞的作用。NK细胞没有特异性抗原识别受体，其杀伤作用不受MHC限制，也不依赖于特异性抗体。病毒感染早期产生的IFN可诱导NK细胞活化。病毒感染细胞后，细胞膜上出现可被NK细胞识别的靶物质，具体识别机制尚未阐明。NK细胞与靶细胞作用后，一般在体内4小时即可出现杀伤效应。NK细胞对靶细胞的杀伤与其释放的细胞毒性物质及细胞因子有关：①穿孔素：可溶解病毒感染细胞；②丝氨酸酯酶：从穿孔素在靶细胞上形成的孔洞进入细胞，通过激活核酸内切酶，使细胞DNA断裂，引起细胞凋亡；③肿瘤坏死因子（TNF-α和TNF-β）：改变靶细胞溶酶体的稳定性，使多种水解酶外漏，导致细胞死亡。
研究发现，MHCⅠ类分子的表达可抑制NK细胞的杀伤作用。目前认为病毒感染早期产生的IFN可以活化NK细胞，提高NK细胞的杀伤作用，以后由于IFN使靶细胞表面的MHCⅠ类分子表达，从而使靶细胞对NK细胞的杀伤敏感性降低。而靶细胞上MHCⅠ类分子的表达则有利于CTL杀伤作用的发挥。因此决定了病毒感染的早期以NK细胞的杀伤作用为主，感染后3天时达高峰，当CTL开始发挥作用时，NK细胞的作用逐渐降低。NK细胞的作用迅速，但其作用强度不如CTL。
二、获得性免疫
病毒抗原一般具有较强的免疫原性，可诱导机体产生有效的体液免疫和细胞免疫。
病毒抗原的加工与递呈 病毒抗原的递呈有MHCⅠ类分子和MHCⅡ类分子抗原递呈两种途径。
1．MHCⅠ类分子递呈途径 也称为内源性抗原递呈。病毒在感染细胞内合成病毒蛋白，合成的病毒蛋白除用于装配病毒外，部分病毒蛋白可经细胞内的蛋白酶体（proteasome）降解成短肽，转移至内质网内，与MHCⅠ类分子结合成复合物，表达于细胞表面，被CD8+ T细胞识别，启动CTL应答。
2．MHCⅡ类分子递呈途径 也称为外源性抗原递呈。细胞外的病毒经吞噬细胞吞饮后，形成吞噬小体，被附着于吞噬小体膜上的酶水解成小片段，并随吞噬小体转运到溶酶体，被降解为短肽后与内质网合成的MHCⅡ类分子结合成复合物，表达于细胞表面，被CD4+ T细胞识别，启动Th细胞应答，释放IFN-γ、TNF-α和IL-2等细胞因子，并辅助B细胞合成抗体。因病毒在细胞内复制，故多数病毒主要以内源性抗原递呈，但当感染细胞被杀伤后，病毒体或病毒抗原被释放，又可被吞噬细胞吞饮后以外源性抗原递呈。
体液免疫 由于病毒在细胞内复制的特点，决定了体液免疫在抗病毒感染中的作用有限，主要作用于细胞外游离的病毒。机体在病毒感染后，能产生针对病毒多种抗原成分的特异性抗体，主要是IgM、IgG和IgA。IgM抗体在病毒感染后的2～3天即可出现，约1周后IgG抗体的滴度则明显高于IgM，且可持续几个月甚至几年之久。一般经粘膜感染并在粘膜上皮细胞中复制的病毒在粘膜局部可诱生IgA抗体。抗体对细胞外游离的病毒和病毒感染细胞可通过不同方式发挥作用。
1．抗体对游离病毒的作用 包膜病毒可通过包膜蛋白、无包膜病毒可通过衣壳蛋白与易感细胞上相应的受体结合而吸附于细胞。抗体与这些病毒结构蛋白抗原结合后，可阻断病毒感染的发生。这种能与病毒结合，消除病毒感染能力的抗体称为中和抗体（neutralizing antibody）。相应的将能刺激中和抗体产生的病毒表面抗原称为中和抗原。中和抗体的作用机制包括：①改变病毒表面构型，或与吸附于易感细胞受体的病毒表位结合，从而阻止病毒吸附和侵入易感细胞；②与病毒形成免疫复合物易于被巨噬细胞吞噬和清除；③与无胞膜病毒结合并将其覆盖，可阻断病毒在进入细胞时脱壳，抑制病毒的复制环节；④与胞膜病毒表面抗原结合后，通过激活补体使病毒裂解。
中和抗体是针对病毒表面的、与病毒入侵有关的抗原产生的抗体，具有保护作用。而有些抗体是针对病毒内部抗原如核蛋白、复制酶等的抗体，或针对与病毒入侵易感细胞无关的表面抗原如具有细胞融合功能的酶的抗体，这些抗体称为非中和抗体，没有保护作用，但有些具有诊断价值。
2．抗体对病毒感染细胞的作用 主要有以下方式：①胞膜病毒感染细胞后，细胞膜上可出现病毒编码的蛋白，抗体与其结合后，在补体的参与下，可使细胞裂解或起调理作用，促进巨噬细胞吞噬病毒感染细胞；②抗体与病毒感染细胞结合，通过NK细胞、巨噬细胞及中性粒细胞发生ADCC作用。
细胞免疫 病毒一旦进入宿主细胞后，抗体则不能直接发挥抗病毒作用。对细胞内病毒的清除，主要依赖于CTL和Th细胞释放的细胞因子。它们主要在病毒感染的局部发挥作用。
1．CTL的作用 病毒抗原诱生的CTL一般于7天左右开始发挥杀伤作用。大多数CTL是CD8+的T细胞， 受MHCⅠ类分子限制，但有少数CD4+的T细胞也可行使CTL功能，受MHCⅡ类分子限制。CTL与病毒感染细胞的结合，除通过TCR特异性识别和结合病毒抗原肽-MHC分子复合物外，还需要一些附加因子的参加，如CD3、CD2和淋巴细胞功能相关抗原-1（lymphocyte function associated antigen-1， LFA-1）。CTL活化后，可释放穿孔素和颗粒酶。穿孔素的作用类似C9，使靶细胞出现许多小孔而致细胞裂解。颗粒酶是一类丝氨酸酯酶，可激活靶细胞内的一些酶，使DNA降解，引起细胞凋亡。当病毒仅在靶细胞中复制，尚未装配成完整病毒体之前，CTL已可识别并杀伤表面表达有病毒抗原的靶细胞。因此，CTL可起到阻断病毒复制的作用。靶细胞被破坏后释放出的病毒，在抗体配合下，可由吞噬细胞清除。CTL的作用被认为是使病毒感染恢复的主要机制。
2．Th细胞的作用 在抗病毒免疫中，活化的Th可释放多种细胞因子刺激B细胞增殖分化及活化CTL和巨噬细胞。在小鼠的研究中已明确，Th1细胞可分泌IL-2和IFN-γ，与引起迟发型超敏反应即与激发细胞免疫相关；Th2细胞可产生IL-4和IL-5与激活B细胞即与诱导体液免疫有关。近年发现在受微生物感染或处于超敏反应的个体所获得的T细胞克隆中，有些克隆主要分泌IFN-γ，而有些克隆只分泌IL-4和IL-5，这提示在人体也有Th1和Th2细胞亚群。在病毒感染中发现当机体的T细胞由Th1为主，转向以Th2细胞为主时，疾病则进展，因Th1细胞功能降低可影响CTL效应的发挥。
免疫病理作用 病毒诱生的免疫应答也可造成机体的免疫病理性损伤。主要可发生以下几种：①损伤宿主细胞：如CTL在杀伤病毒感染的靶细胞同时也造成细胞损伤，并在感染局部引起炎症反应；②超敏反应：某些条件下，病毒抗原与抗体形成的免疫复合物沉积于血管壁，可引起Ⅲ型超敏反应。如有些病毒感染者发生的肾小球肾炎即由此引起；③自身免疫病: 病毒感染细胞后，可改变宿主细胞膜的抗原性或使细胞内隐蔽的抗原暴露，诱发自身免疫病。如部分慢性肝炎患者出现针对肝细胞某些蛋白的自身抗体或细胞免疫；在麻疹病毒、腮腺炎病毒感染后期可发生脑炎，因脑组织中不能分离出病毒，认为可能是由于存在交叉抗原诱发免疫应答所致；④抗体增强病毒致病作用：抗体与某些病毒结合后，可促进病毒在感染细胞中的复制，在登革病毒、呼吸道合胞病毒和流行性乙型脑炎病毒等的感染中可见。实验发现，高稀释度的IgG抗体可引起促进病毒复制的作用，而IgM抗体无此种作用，说明可能是IgG Fc段起的作用。当抗体与病毒作用后，可介导更多的病毒进入巨噬细胞并在其内增殖，细胞表面出现的病毒抗原成分激发免疫应答，使巨噬细胞释放多种酶类， 进一步激活补体和凝血系统，引起一系列的病理改变。
第三节 抗真菌免疫
机体对真菌的防御功能包括天然免疫和获得性免疫，但目前对抗真菌免疫机制了解有限。一般而言，天然免疫在阻止真菌病的发生上起作用，获得性免疫中的细胞免疫对真菌病的恢复起一定作用。但通常真菌感染后，机体不能获得牢固和持久的免疫力。
一、天然免疫
皮肤粘膜屏障在防御真菌感染中发挥最主要的作用。完整的正常皮肤粘膜能防止真菌侵入。皮肤的皮脂腺分泌的饱和与不饱和的脂肪酸均具有杀菌作用，儿童头皮皮脂腺分泌的脂肪酸量少，故易患头癣；成人足汗较多及趾间和足底缺乏皮脂腺，故易患足癣。消化道和阴道内的正常菌群也能抑制某些真菌的生长，包括抑制假丝酵母菌等。
体液中存在有一些天然具有抗真菌作用的可溶性物质，如吞噬细胞促进因子（tuftsin）， 亦称促癣吞噬肽，它结合到中性粒细胞外膜上，可提高中性粒细胞的吞噬和杀菌活性，并有促趋化作用。血浆中的转铁蛋白（transferrin）， 可扩散至皮肤角质层，具有抑制真菌生长的作用。
中性粒细胞能吞噬真菌，许多真菌细胞壁内所含的甘露聚糖可通过激发髓过氧化物酶（MPO）介导的杀菌系统杀灭真菌。巨噬细胞也常见于真菌侵入处，但因其缺乏MPO，故虽能吞噬真菌，但不能杀灭。巨噬细胞浸润明显后，逐渐形成肉芽肿。
二、获得性免疫
真菌感染机体后可诱发产生体液免疫和细胞免疫。
多数真菌能刺激产生特异性抗体，但因真菌胞壁厚，即使抗体及补体与其作用后，也不能将它们完全灭杀。尚无抗体能在防止或遏制真菌感染中起作用的确切证据。如阴道白假丝酵母菌病患者的血液和分泌物中尽管IgA增高，但并不能抑制白假丝酵母菌，说明抗体无重要保护作用。
细胞免疫对真菌感染发挥重要作用。临床上已清楚地表明，细胞免疫低下易发生真菌感染，如恶性肿瘤、艾滋病患者及长期应用免疫抑制剂导致细胞免疫功能降低者，均易发生真菌感染。真菌抗原刺激的特异性CD4+ T细胞可释放多种细胞因子，如IFN-γ和IL-2等，它们能激活淋巴细胞、巨噬细胞和NK细胞等，参与对真菌的杀伤。真菌感染常引起迟发型超敏反应，临床上常见的癣菌疹就是真菌感染引起的迟发型超敏反应。一般认为真菌感染的恢复主要靠细胞免疫的作用。