先天或天然免疫系统是人体对微生物感染和物理或化学损伤等环境威胁的快速一线防御(15)。诱导一系列反应,防止持续的组织损伤,隔离和破坏感染因子,并激活修复过程以恢复体内平衡(图1)。直到最近,先天免疫的研究才被忽视,被后天或适应性免疫系统(即B细胞和T细胞)的复杂性所掩盖,并且错误地认为这一古老的进化系统对脊椎动物来说是简单的,现在已经过时了(16).
先天免疫的一个主要组成部分是作为“故障检测器”的一系列前哨细胞(典型的巨噬细胞、抗原呈递B细胞和树突状细胞,但也可能包括肠上皮细胞、内皮细胞、肝脏中的库普弗细胞、脂肪细胞和其他细胞)。许多种系编码(即非克隆)这些细胞上和细胞内的模式识别受体(PRR)识别保守的分子结构(病原体相关分子模式),这些结构是一类有害因子的特征。研究最多的PRRs可能是至少10个类toll受体(TLRs)家族(以toll受体命名,最初在果蝇中鉴定为嗜酸粒细胞),它们作为跨膜受体存在于细胞表面(17)。例如,TLR-4识别来自革兰氏阴性菌的脂多糖(LPS)以及相关的辅助分子(CD14、MD-2)。其他细胞表面PRR是巨噬细胞清道夫受体(18),甘露糖受体(15)和晚期糖基化终产物受体(AGEs)(19)。也存在细胞内PRR,例如双链RNA(存在于病毒中)。与PRR结合激活核因子κB(NF-κB)信号通路,诱导免疫应答基因,尤其是炎症细胞因子的免疫应答基因。炎症细胞因子是炎症和急性期反应的主要介质。分泌和循环的PRR,如CRP和甘露聚糖结合凝集素,作为调理素发挥作用,与微生物细胞成分结合,并标记它们以供补体系统和吞噬细胞识别。
先天免疫的第二个重要功能是控制适应性免疫反应,这一功能最近才得到重视(15,20)。T细胞需要两种信号被激活:抗原提呈细胞表面的抗原复合体和主要组织相容性复合体II类分子以及共刺激分子(CD80和CD86),这些分子被先天免疫系统和病原体相关分子模式与PRR的结合所激活。因此,先天免疫系统确保适应性免疫系统只对有害抗原作出反应,并识别威胁的生物背景。