免疫系統的奇妙運作:為何有些器官能夠“免疫”攻擊?

在哺乳動物的身體中,有些部位被稱為“免疫特權區”,這些區域能夠容忍抗原的引入而不引發炎症免疫反應。通常,組織植入物會被身體視為外來抗原,並受到免疫系統的攻擊。然而,在免疫特權區內,組織移植可以在不被排斥的情況下長期存活。

免疫特權被認為是進化的一種適應,以保護重要的器官結構,免受潛在的炎症免疫反應的損害。

免疫特權的機制

來自免疫特權區的抗原以不尋常的方式與T細胞相互作用:誘導對通常被拒絕的刺激的耐受性。免疫特權已經被認為是一種主動的過程。周圍的物理結構造成淋巴液排出不足,限制了免疫系統進入這些部位的能力。其他促成免疫特權維持的因素包括:

  • 低表達傳統的MHC I類分子
  • 表達免疫調節非傳統且多態性低的MHC I類分子
  • 增強抑制補體激活的表面分子的表達
  • 局部產生免疫抑制型細胞因子如TGF-β
  • 神經肽的存在
  • 持續表達Fas配體以控制Fas表達淋巴細胞的進入

免疫特權區的例子

眼睛

眼睛除了有限制免疫細胞進入和誘導免疫抑制的機制外,還包含能夠在檢測到外來抗原時活動的免疫細胞。這些細胞與免疫系統相互作用,誘導對眼睛引入的抗原的系統性免疫應答的異常抑制,這稱之為前房相關免疫偏差(ACAID)。

外傷引發的眼抗原釋放通常會導致系統免疫系統對抗原的敏感性,進而對受損的眼睛以及未受損的眼睛發起自體免疫攻擊。

胎盤與胎兒

母體的免疫系統能有效提供微生物感染的保護,同時不會對表達父系外來抗原的胎兒組織發起免疫反應。調節性T細胞(Tregs)在保持對胎兒抗原的耐受性方面似乎扮演著重要的角色。正常懷孕期間,Tregs的數量會增加。

睪丸

精子具有免疫原性,如果從睪丸移植到身體其他部位,會引起自體免疫反應。這意味著在睪丸內必須存在保護機制以防止自體免疫反應的發生。血睪屏障和塞爾托利細胞在保護精子免受免疫系統的攻擊中起著關鍵作用。

中央神經系統

中央神經系統(CNS)包括大腦和脊髓,是一個敏感且再生能力有限的系統。在這方面,CNS的“免疫特權”曾被認為對限制炎症至關重要。儘管血腦屏障在維持CNS與系統性免疫系統隔離中起著重要作用,但其本身並不提供免疫特權。

臨床應用

免疫特權區現有的分子機制在移植,特別是異體移植中有很大的應用潛力。例如,與皮膚異體移植相比,角膜異體移植在50-90%的情況下能夠長期存活。免疫特權的異體移植物甚至在未使用免疫抑制劑的情況下也能存活。

對眼前房相關免疫偏差(ACAID)的利用、房水及其抗炎特性以及調節性T細胞(Treg)的誘導可能會增加異體移植的生存率。

研究歷史

眼睛的免疫特權區的存在早在19世紀末就得到了認可,彼得·梅德瓦爾對該現象進行了研究。最初的解釋是,免疫特權區周圍的物理屏障使其能夠免於免疫系統的檢測,從而避免對任何存在的抗原做出反應。最近的研究揭示了免疫特權區與免疫系統之間互動的多種不同機制。

隨着科學的進步,我們對免疫系統及其各種作用機制的理解越來越深入,但仍有許多未解之謎,例如這些免疫特權是否可能在未來更廣泛地應用於醫學領域?

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