免疫系統核心細胞激素:干擾素-γ (IFN-γ)
一、功能與重要性
- 細胞介導免疫 (cell-mediated immunity) 的核心細胞激素。
- 抵抗細胞內病原體的關鍵,尤其對抗結核分枝桿菌 (Mycobacterium tuberculosis) 感染至關重要。
二、產生細胞與作用機制
- 主要由 T 淋巴球 (T lymphocyte) 和 自然殺手細胞 (natural killer cell, NK cell) 產生。
- 活化巨噬細胞 (macrophage):使其能更有效地殺死吞噬的結核分枝桿菌。
- 促進肉芽腫 (granuloma) 形成:圍堵感染。
三、肉芽腫 (Granuloma) 的形成與組成
- 定義:身體對抗難以清除的病原體(如結核分枝桿菌、真菌)或異物的慢性炎症反應。
- 核心組成:
- 由巨噬細胞轉化而來的類上皮細胞 (epithelioid cells) 聚集成團,形成主要結構。
- 類上皮細胞特點:細胞質豐富,細胞核呈橢圓形或腎形,邊界模糊,常融合形成多核巨細胞 (multinucleated giant cells),共同將病原體圍堵。
- 周圍細胞:主要被淋巴細胞(尤其是 T 細胞,特別是 TH1 細胞)和纖維母細胞 (fibroblasts) 包圍。
- TH1 細胞作用:分泌干擾素-γ (IFN-γ),活化巨噬細胞,增強殺菌能力,是抵抗胞內菌(如結核菌)的關鍵免疫反應。
- TH17 細胞:主要參與對抗細胞外細菌和真菌,誘導中性球反應,在結核菌肉芽腫中非主要角色。
四、臨床意義
- IFN-γ 受體缺陷:
- 導致 IFN-γ 信號傳導途徑受損。
- 巨噬細胞無法被有效活化。
- 嚴重削弱宿主對結核分枝桿菌的抵抗力。
五、細胞介導免疫與疾病表現:以痲瘋病為例
- 痲瘋病 (Leprosy):由痲瘋桿菌 (Mycobacterium leprae) 引起的慢性感染,臨床表現強度取決於宿主的細胞介導免疫 (CMI) 反應。
痲瘋病類型比較
| 特徵 | 類結核型痲瘋病 (Tuberculoid Leprosy, TT) | 腫瘤型痲瘋病 (Lepromatous Leprosy, LL) |
|---|---|---|
| CMI 反應 | 強烈 Th1 型反應 | 較弱 CMI (Th2 型反應為主) |
| 細菌控制 | 有效控制細菌增殖 | 無法有效清除細菌 |
| 病灶數量 | 少 | 廣泛 |
| 細菌量 | 少 | 高 |
| 傳染性 | 低 | 高 |
| 痲瘋菌素試驗 | 陽性 (具遲發型超敏反應, DTH) | 陰性 (缺乏遲發型超敏反應, DTH) |
免疫反應與病毒感染 (Immune Response to Viral Infections)
一、腸病毒與伊科病毒 (Enterovirus & Echovirus)
- 伊科病毒 (Echovirus) 屬於 腸病毒 (Enterovirus) 家族。
- 主要透過糞口途徑傳播。
- 可引起呼吸道和胃腸道感染。
二、抗體在抗病毒感染中的角色
- 抗體 (antibodies) 在身體對抗病毒感染中扮演關鍵角色。
- 特別是清除細胞外病毒 (如在血液中傳播的腸病毒)。
三、低伽瑪球蛋白血症 (Hypogammaglobulinemia)
- 伽瑪球蛋白 (gamma globulin) 主要由抗體組成。
- 低伽瑪球蛋白血症 (hypogammaglobulinemia) 指體內抗體不足。
- 導致身體清除病毒的能力下降,使病毒更容易擴散並引起嚴重疾病。
四、人類免疫缺陷病毒 (HIV) 感染與免疫逃脫
- 初期免疫反應:感染後產生針對 HIV 的專一性抗體和毒殺型 CD8 T 細胞 (cytotoxic CD8 T cells),嘗試控制病毒複製。
- 慢性感染與 AIDS 病因:
- 高突變率:病毒快速變異,導致抗體和 T 細胞辨識能力下降,免疫系統難以有效清除病毒。
- 破壞關鍵免疫細胞:主要感染並破壞 CD4 T 細胞,導致免疫功能逐漸喪失。
- 多種免疫逃脫機制:使病毒能持續存在並複製。
自體免疫疾病與免疫耐受性 (Autoimmune Diseases and Immune Tolerance)
一、自體免疫疾病的發生
- 定義:免疫系統無法區分自身與非自身抗原,導致攻擊自身組織。
- 病因:免疫耐受性機制失效。
二、維持免疫耐受性的關鍵機制與分子
- CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4)
- 抑制性共刺激分子,與 B7 分子結合,競爭性抑制 CD28 與 B7 的結合,從而抑制 T 細胞活化。
- 維持 T 細胞耐受性的關鍵。
- 功能受損:導致 T 細胞過度活化,引發自體免疫。
- FasL (Fas Ligand) 與 Fas 受體
- 結合後誘導細胞凋亡 (apoptosis)。
- 清除活化 T 細胞和 B 細胞的重要機制,維持免疫平衡。
- 缺陷:導致淋巴細胞過度增殖和自體免疫疾病。
- FoxP3 與調節性 T 細胞 (Treg)
- FoxP3:調節性 T 細胞 (Treg) 的標誌性轉錄因子和關鍵調控因子。
- Treg 細胞:維持免疫耐受性、抑制自體免疫反應的核心角色。
- FoxP3 基因突變:導致嚴重自體免疫疾病。
三、特定自體免疫疾病範例
- 重症肌無力 (Myasthenia Gravis)
- 器官特異性自體免疫疾病。
- 病因:產生針對神經肌肉接合處的乙醯膽鹼受體 (acetylcholine receptor) 的自體抗體。
- 機制:抗體會阻斷、破壞或加速乙醯膽鹼受體的降解。
- 結果:導致神經衝動傳遞受損,肌肉無法正常收縮,引起肌肉無力(尤其影響眼肌、面部和吞嚥肌)。
- 免疫反應類型:典型的第二型過敏反應 (Type II hypersensitivity)。
四、母體自體抗體對胎兒的影響
- IgG 型自體抗體可透過胎盤傳給胎兒,可能導致新生兒出現暫時性的相關疾病。
母體自體免疫疾病對新生兒的影響
| 母體疾病 | 相關自體抗體 | 胎兒/新生兒影響 | 備註 |
|---|---|---|---|
| Graves' disease (格雷夫氏病) | TSH receptor antibody | 刺激胎兒甲狀腺,導致新生兒甲狀腺功能亢進 | 暫時性 |
| Myasthenia gravis (重症肌無力) | 乙醯膽鹼受體抗體 | 阻斷胎兒肌肉乙醯膽鹼受體,導致新生兒暫時性肌無力 | 暫時性 |
| Thrombocytopenic purpura (血小板減少性紫斑) | 抗血小板抗體 | 破壞胎兒血小板,導致新生兒血小板減少 | 暫時性 |
| Type 1 DM (第一型糖尿病) | GAD 抗體、胰島素抗體等 | 通常不會對胎兒胰臟造成破壞,不導致新生兒罹患第一型糖尿病 | 新生兒糖尿病多為基因突變引起,與母體抗體無關 |
五、HLA 與自體免疫疾病關聯性
- 人類白血球抗原 (Human Leukocyte Antigens, HLA):編碼 MHC 蛋白質,負責將抗原呈現給 T 細胞,是啟動適應性免疫反應的關鍵。
- 高度多型性:HLA 基因序列在不同個體間差異大。
- 疾病相關性:某些特定的 HLA 基因型與多種自體免疫疾病的發生有顯著相關性,其相對危險值較高。
- 例如:類風濕性關節炎、第一型糖尿病、僵直性脊椎炎。
- 致病機制:這些基因型變異可能導致免疫系統錯誤辨識自身抗原為外來物,進而引發自體免疫反應。
六、生物製劑治療 (Biologic Therapies)
- 定義:利用生物技術生產的藥物,通常是單株抗體,能精準針對免疫系統中的特定分子或細胞,常用於治療自體免疫疾病。
- 注意事項:目前沒有已知的生物製劑是針對DNA helicase抗體來治療紅斑性狼瘡。紅斑性狼瘡雖有針對核內成分的自體抗體(如抗dsDNA抗體),但治療藥物並非直接針對DNA helicase。
常見生物製劑與其作用
| 生物製劑 (範例) | 靶點分子/細胞 | 作用機制 | 主要適應症 |
|---|---|---|---|
| Rituximab (利妥昔單抗) | CD20 | 清除B細胞 | 非霍奇金氏淋巴瘤、類風濕性關節炎、紅斑性狼瘡 |
| Teplizumab (替普利珠單抗) | CD3 | 調節T細胞功能,延緩其破壞胰島β細胞 | 第一型糖尿病 |
| Adalimumab (阿達木單抗), Infliximab (英夫利昔單抗) | TNF-α | 阻斷腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 的促炎作用 | 類風濕性關節炎、乾癬、發炎性腸道疾病 |
先天性免疫缺失疾病 (Primary Immunodeficiency Diseases, PIDs)
一、先天免疫系統基礎與吞噬作用
- 吞噬細胞 (phagocytes):如嗜中性球 (neutrophils) 和巨噬細胞 (macrophages),是先天免疫系統的重要組成部分,透過吞噬作用清除病原體。
- 呼吸爆發 (respiratory burst):吞噬細胞殺死細菌的主要機制之一,透過 NADPH 氧化酶複合體 (NADPH oxidase complex) 催化產生活性氧自由基 (ROS)。
二、定義
- 因免疫系統發育或功能相關基因缺陷所導致的疾病。
三、常見類型與特徵
-
X-linked SCID (Severe Combined Immunodeficiency)
- 最常見原因:IL-2 受體共同 γ 鏈 (IL-2 receptor common gamma chain, γc) 基因突變。
- 影響:導致 T 細胞和 NK 細胞發育嚴重受損。
-
Wiskott-Aldrich 症候群 (Wiskott-Aldrich syndrome, WAS)
- 遺傳模式:X 染色體性聯遺傳疾病。
- 基因缺陷:WASP 基因 (Wiskott-Aldrich Syndrome Protein) 突變。
- 功能影響:WASP 蛋白參與肌動蛋白細胞骨架重組,對免疫細胞(特別是 T 細胞和血小板)功能至關重要,導致 T 細胞和 B 細胞功能受損。
- 臨床表現:血小板減少、濕疹和反覆感染。
-
Bruton's X-linked agammaglobulinemia (XLA)
- 基因缺陷:Bruton's 酪胺酸激酶 (BTK) 基因突變。
- 影響:導致 B 細胞發育受阻,無法產生抗體,進而引起低伽瑪球蛋白血症。
-
高免疫球蛋白 M 症候群 (Hyper-IgM syndrome)
- 定義:原發性免疫缺陷病,特徵是血清 IgM 水平高,而 IgG、IgA 和 IgE 水平低。
- 病理:患者無法進行有效的抗體類型轉換 (class switching) 和體細胞超突變 (somatic hypermutation),導致對細菌和病毒感染的抵抗力下降。
- 抗體類型轉換 (Class Switching):
- 定義:B 細胞從產生 IgM 轉變為產生其他類型的抗體(如 IgG、IgA、IgE)的過程。
- 關鍵機制:
- T 細胞輔助 (T cell help):T 輔助細胞 (T helper cell) 表面的 CD40 ligand (CD40L, 又稱 CD154) 與 B 細胞表面的 CD40 分子結合,提供 B 細胞活化和類型轉換的關鍵信號。
- 細胞激素 (Cytokines):T 輔助細胞分泌的細胞激素(如 IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IFN-γ 等)指導 B 細胞轉換到特定的抗體類型。
- AID (activation-induced cytidine deaminase):在 B 細胞中表達的酵素,直接參與類型轉換和體細胞超突變。
- NEMO (NF-κB essential modulator, 或稱 IKKγ):NF-κB 信號通路的重要組成部分,參與 B 細胞活化和類型轉換。
- 常見基因缺陷:
- CD40L 基因突變 (最常見,X 染色體性聯遺傳):導致 T 細胞無法提供 CD40L 訊號。
- AID 基因突變:導致 B 細胞內源性缺陷。
- NEMO 基因突變:影響 CD40 介導的 NF-κB 活化。
-
超高IgE症候群 (Hyper IgE syndrome, HIES),又稱 Job氏症候群
- 定義:原發性免疫缺陷病。
- 臨床特徵:血清 IgE 極高、反覆性皮膚和肺部感染(尤其是金黃色葡萄球菌和白色念珠菌)、特徵性面部外觀、骨骼和牙齒異常。
- 最常見病因:STAT3 基因突變。
- 機制:STAT3 是 IL-6 和 IL-21 訊號傳導的關鍵轉錄因子,對 Th17 細胞分化至關重要。STAT3 功能缺陷導致 Th17 細胞數量和功能受損,進而影響對細胞外細菌和真菌的清除能力。
-
DiGeorge 症候群 (DiGeorge syndrome)
- 病因:染色體 22q11.2 區域缺失 (通常包含 TBX1 基因),影響胚胎時期第三和第四咽囊的正常發育。
- 影響:導致胸腺發育不全和副甲狀腺發育不全。
- 臨床表現:T 細胞免疫缺陷 (因胸腺發育不全導致 T 細胞數量減少,進而反覆感染)、低血鈣 (因副甲狀腺發育不全)、先天性心臟病和特殊臉型。
-
慢性肉芽腫病 (Chronic Granulomatous Disease, CGD)
- 病因:NADPH oxidase 基因突變,導致吞噬細胞無法產生活性氧自由基 (ROS)。
- 影響:雖然吞噬細胞能正常吞噬細菌,但無法有效殺死它們,特別是產過氧化氫酶 (catalase-positive) 細菌(如金黃色葡萄球菌、沙雷氏菌、曲黴菌)。未被殺死的細菌在細胞內持續存在,導致肉芽腫形成和反覆感染。
- 與 MHC class I 或 CD8 T 細胞數量無直接關係。
-
MHC 相關缺陷
- MHC class I 缺陷 (MHC class I deficiency)
- 機制:MHC class I 分子表現量極少,導致 CD8 T 細胞 (細胞毒性 T 細胞, CTL) 無法正常識別抗原並活化,造成CD8 T 細胞數量異常低。
- 臨床表現:細胞毒性 T 細胞功能受損,對病毒感染和某些細菌感染的清除能力下降,表現為反覆感染和慢性炎症。
- MHC class II 缺陷 (MHC class II deficiency) / 裸淋巴球症候群第二型 (Bare Lymphocyte Syndrome Type II, BLS Type II)
- 定義:BLS Type II 是最常見的MHC class II 缺陷類型,為罕見的遺傳性免疫缺失疾病。
- 機制:抗原呈現細胞 (APC) 表面MHC class II 分子無法正常表現 (而非 CD4 T 細胞表面)。
- 影響:
- MHC class II 分子對 CD4 T 細胞在胸腺的陽性選殖和周邊活化至關重要。
- 缺陷導致 CD4 T 細胞發育受損,體內 CD4 T 細胞數目顯著減少。
- 臨床表現:細胞介導免疫和體液免疫功能嚴重缺陷。
- MHC class I 缺陷 (MHC class I deficiency)
-
白血球黏附缺陷 (Leukocyte Adhesion Deficiency, LAD)
- 機制:白血球黏附分子(如整合素)缺陷,導致白血球無法有效黏附於血管內皮並遷移到感染部位。吞噬細胞本身的殺菌能力正常。
- 臨床表現:反覆細菌感染、傷口癒合不良。
過敏反應與相關理論 (Allergy and Related Theories)
一、第一型過敏反應 (Type I Hypersensitivity)
- 定義與特徵
- 過敏原 (allergen):引起過敏反應的抗原,通常是蛋白質或糖蛋白,常為環境中無害物質。
- 又稱立即型過敏反應 (immediate hypersensitivity)。
- 常見疾病:氣喘 (asthma)、異位性皮膚炎 (atopic dermatitis)、過敏性鼻炎。
- 由 IgE 介導,涉及肥大細胞 (mast cells) 和嗜鹼性球 (basophils) 釋放炎症介質。
- 免疫反應啟動機制
- 無論是過敏原或一般抗原,啟動適應性免疫反應(特別是 T 細胞反應)都需要抗原呈現細胞 (APC) 內吞、處理抗原,並將其肽段呈遞在 MHC class II 分子上給輔助型 T 細胞 (T helper cells)。
- 主要介導細胞與分子
- Th2 輔助性T細胞:過度活化是核心病理機制。
- IgE 抗體:由 B 細胞在 IL-4 誘導下產生。
- 肥大細胞 (mast cell) 和嗜鹼性球 (basophil):其表面表達高親和力 IgE 受體 (FcεRI)。
- 作用機制
- Th2 細胞分泌細胞激素:
- IL-4:誘導 B 細胞進行類別轉換,產生 IgE 抗體。
- IL-5:促進嗜酸性球 (eosinophils) 的生長、分化和活化,嗜酸性球在過敏反應中扮演重要角色。
- IL-13:作用於黏膜細胞,導致黏液分泌增加和氣道高反應性。
- 當過敏原再次進入體內時,會與結合在肥大細胞和嗜鹼性球表面 FcεRI 受體上的 IgE 交叉連結。
- 此結合引發細胞脫顆粒 (degranulation),釋放組織胺 (histamine) 等發炎介質,導致過敏症狀。
- 部分過敏原(如塵蟎過敏原 Der p 1)具有蛋白水解酶活性 (protease activity),有助於穿透黏膜屏障,但並非所有過敏原皆有此功能。
- Th2 細胞分泌細胞激素:
- 臨床檢測與相關因素
- 患者體內通常可檢測到 Th2 細胞分泌的 IL-5 增加,以及血清 IgE 抗體濃度升高。
- 診斷常依賴檢測血清中針對特定過敏原的特異性 IgE 抗體,但並非所有過敏反應皆能檢測到高水平的特異性 IgE。
- CD23 (FcεRII):低親和力 IgE 受體,主要在 B 細胞、巨噬細胞等細胞上表達,參與 IgE 的調節和過敏反應。
- 遺傳傾向:過敏反應的發生具有遺傳傾向,但環境因素、暴露程度、表觀遺傳等差異可導致同卵雙胞胎對特定過敏原的反應不完全相同。
二、第二型過敏反應 (Type II Hypersensitivity)
- 定義:由抗體(主要是 IgG 或 IgM)直接攻擊細胞表面抗原或受體,導致細胞損傷或功能障礙。
- 機制:
- 補體活化:抗體結合細胞表面抗原後活化補體系統,導致細胞裂解。
- 抗體依賴性細胞毒殺作用 (ADCC):抗體標記靶細胞,誘導 NK 細胞等免疫細胞殺傷。
- 受體功能調節:抗體結合細胞受體,可阻斷其功能或刺激其功能。
- 疾病範例:
- 重症肌無力 (Myasthenia Gravis):乙醯膽鹼受體抗體阻斷神經肌肉接合處的乙醯膽鹼受體,導致肌肉無力。
- Graves' disease (格雷夫氏病):TSH receptor antibody 刺激甲狀腺,導致甲狀腺功能亢進。
- 溶血性貧血 (Hemolytic Anemia):抗體攻擊紅血球表面抗原,導致紅血球溶解。
- 新生兒溶血症 (Hemolytic Disease of the Newborn):母體抗體攻擊胎兒紅血球。
三、衛生假說 (Hygiene Hypothesis)
- 核心概念:嬰幼兒時期若生活環境過於乾淨,缺乏微生物或感染原的刺激,免疫系統無法充分發展。
- 結果:導致免疫系統更容易對無害物質(如花粉、塵蟎)產生過度反應,進而引發過敏疾病。
癌症免疫治療 (Cancer Immunotherapy)
一、癌症免疫治療概述
- 旨在利用患者自身的免疫系統來對抗癌症。
二、免疫監控 (Immune Surveillance)
- 定義:免疫系統能持續監控並清除體內新生成的癌細胞。
- 主要執行細胞:毒殺性 T 細胞 (cytotoxic T cells, CTLs) 和自然殺手細胞 (NK cells)。
三、免疫檢查點抑制劑 (Immune Checkpoint Inhibitors, ICI)
- 定義:一類重要的免疫療法,針對T 細胞上的抑制性受體(如 CTLA-4 和 PD-1)或其配體(如 PD-L1)。
- 作用機制:
- 腫瘤細胞為逃避免疫攻擊,常發展出多種免疫逃脫機制,例如下調 MHC class I 分子表達、分泌免疫抑制因子、或上調 PD-L1 等。
- PD-L1 (programmed death-ligand 1):PD-1 的配體,由腫瘤細胞或腫瘤微環境中的巨噬細胞等細胞表達。
- PD-1 (programmed death-1):T 細胞上的抑制性受體。當 PD-1 與腫瘤細胞或 APC 上的配體 PD-L1 或 PD-L2 結合時,會發出抑制訊號,導致 T 細胞活化受阻、功能失調甚至凋亡,並抑制其細胞毒殺功能,使腫瘤細胞逃脫攻擊。
- CTLA-4 (Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4):T 細胞上的抑制性受體,與 APC 上的 B7 分子結合,競爭性抑制 CD28 與 B7 的結合,從而抑制 T 細胞活化。
- 免疫檢查點抑制劑 (ICI),如 PD-1/PD-L1 單株抗體或 CTLA-4 抑制劑,透過阻斷這些分子間的相互作用,解除對 T 細胞的抑制,恢復其抗腫瘤活性。
- 臨床應用與效果:
- 在多種實體腫瘤(如:黑色素瘤、肺癌)和部分血液腫瘤(如:霍奇金氏淋巴瘤)中顯示顯著療效。
- 反應率影響因素:
- 腫瘤突變負荷 (tumor mutational burden, TMB)。
- PD-L1 表現量。
- 腫瘤微環境中的 T 細胞浸潤程度。
四、單株抗體治療
- 作用機制:透過多種途徑直接攻擊癌細胞或免疫細胞。
- 抗體依賴性細胞毒殺作用 (Antibody-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity, ADCC):抗體的 Fc 段與自然殺手細胞 (NK cells)、巨噬細胞等免疫細胞表面的 Fc 受體結合,誘導這些細胞毒殺被抗體標記的細胞。
- 補體依賴性細胞毒殺作用 (Complement-Dependent Cell-mediated Cytotoxicity, CDC):抗體結合靶點後活化補體系統,導致細胞裂解。
- 直接誘導凋亡 (Direct apoptosis induction):抗體結合靶點後直接觸發細胞的凋亡路徑。
- 常見藥物範例:
- Trastuzumab:針對 HER2 蛋白,用於治療HER2 陽性乳癌。
五、新型癌症免疫療法與疫苗
-
mRNA癌症疫苗 (mRNA cancer vaccines)
- 個性化治療:分析患者腫瘤基因突變,預測新生抗原 (neoantigen) 胜肽序列。
- 作用機制:合成編碼新生抗原的 mRNA,透過脂質奈米粒 (LNP) 遞送。
- 目的:刺激患者產生針對腫瘤的特異性 T 細胞免疫反應。
-
細胞激素激活殺手細胞 (Cytokine-induced killer, CIK)
- 製備:將患者周邊血 T 細胞在體外用多種細胞激素(如 IL-2、IFN-γ、抗 CD3 抗體)刺激培養後回輸。
- 細胞組成:異質性細胞群,包含T 細胞和NK 細胞樣細胞。
- 殺傷特性:具有非 MHC 限制性的廣譜細胞毒殺活性。
- 特異性:不具有高度的腫瘤特異性,缺乏針對特定腫瘤抗原的精確辨識能力。
-
單核球衍生樹突細胞 (Monocyte-derived dendritic cell, MoDC) 疫苗
- 製備:將患者單核球在體外誘導分化為樹突細胞 (DC),用腫瘤抗原加載後回輸。
- 作用機制:DC 作為抗原呈現細胞 (APC),捕捉腫瘤抗原並呈獻給 T 細胞。
- 目的:活化腫瘤特異性 T 細胞,誘導抗腫瘤免疫反應。
-
嵌合抗原受體T細胞 (Chimeric antigen antigen receptor-T, CAR-T) 療法
- 製備:透過基因工程,將編碼嵌合抗原受體 (CAR) 基因導入患者的 T 細胞。
- CAR 結構:由三部分組成:
- 胞外抗原結合域:通常是單鏈可變片段 (scFv),源自針對特定腫瘤抗原的抗體(例如針對B 細胞白血病 (ALL) 的 CD19 抗原)。
- 跨膜域:連接胞外域與胞內域。
- 胞內訊號域:包含 T 細胞活化所需的訊號分子。最基本為提供主要活化訊號的 CD3ζ 鏈;為增強 T 細胞增殖、存活和抗腫瘤能力,常加入一個或多個共刺激分子 (co-stimulatory domains),如 4-1BB (CD137) 或 CD28。
- 殺傷機制:CAR-T 細胞能直接辨識並殺死表達該抗原的腫瘤細胞。
- MHC 依賴性:不依賴 MHC 呈現。
- 與 CTLA-4 作用機制對比:CTLA-4 是 T 細胞上的抑制性受體,其作用是抑制 T 細胞活化,與 CAR-T 細胞旨在活化 T 細胞以攻擊腫瘤的目的相反。
新型癌症免疫療法比較
| 治療方法 | 細胞來源/製備方式 | 作用機制 | 腫瘤特異性 | MHC 依賴性 |
|---|---|---|---|---|
| mRNA癌症疫苗 | 患者腫瘤基因突變分析,體外合成 mRNA | 刺激患者產生腫瘤特異性 T 細胞 | 高度特異性 (針對新生抗原) | MHC 依賴 (T細胞辨識抗原) |
| CIK | 患者周邊血 T 細胞體外細胞激素活化 | 非 MHC 限制性,廣譜細胞毒殺 | 不具高度特異性 | 非 MHC 限制 |
| MoDC 疫苗 | 患者單核球體外誘導為 DC,加載腫瘤抗原 | DC 作為 APC 活化腫瘤特異性 T 細胞 | 高度特異性 (針對加載抗原) | MHC 依賴 |
| CAR-T 療法 | 患者 T 細胞基因工程導入 CAR | CAR 直接辨識腫瘤表面抗原並殺傷 | 高度特異性 (針對 CAR 靶點) | 不依賴 MHC |
六、腫瘤微環境 (Tumor Microenvironment, TME)
- 定義:一個複雜的生態系統,其中包含許多具有免疫抑制作用的細胞和分子,這些成分會幫助腫瘤逃避免疫監測和清除。
- 免疫抑制性成分:
- 調節性 T 細胞 (regulatory T cell, Treg):維持免疫耐受,在腫瘤微環境中會抑制抗腫瘤免疫反應。
- 介白素-10 (interleukin 10, IL-10):一種強效的免疫抑制性細胞因子,能抑制 T 細胞和巨噬細胞的活性。
- M2 巨噬細胞 (M2 macrophage):免疫抑制性,促進腫瘤生長、血管生成和組織修復。
- 免疫活化性成分:
- M1 巨噬細胞 (M1 macrophage):具有促炎症和抗腫瘤功能,能吞噬病原體和腫瘤細胞,並分泌促炎症細胞因子,活化免疫反應。
巨噬細胞類型比較
| 特徵 | M1 巨噬細胞 (M1 macrophage) | M2 巨噬細胞 (M2 macrophage) |
|---|---|---|
| 功能 | 促炎症、抗腫瘤 | 免疫抑制、促腫瘤生長、血管生成、組織修復 |
| 作用機制 | 吞噬病原體、腫瘤細胞;分泌促炎症細胞因子,活化免疫反應 | 抑制抗腫瘤免疫反應 |
| 相關疾病 | 抵抗感染、抗腫瘤 | 腫瘤進展、慢性炎症、纖維化 |
移植免疫學
一、移植物對宿主疾病 (Graft-versus-Host Disease, GVHD)
- 定義:造血幹細胞移植 (hematopoietic stem cell transplantation) 或骨髓移植後嚴重的併發症。
- 機制:捐贈者 (donor) 的 T 淋巴球 (T lymphocyte) 辨識受贈者 (recipient) 的組織為異物並發動攻擊。此反應尤其在受贈者與捐贈者的主要組織相容性複合體 (MHC) 不完全匹配時更易發生。
- 發生條件:當含有大量免疫活性細胞的移植物,被移植到免疫功能受損的受贈者體內時。
- 預防:臨床上會採取措施降低植體中 T 細胞的數量或活性,或抑制受贈者的免疫反應。
二、移植物排斥反應 (Graft Rejection)
- 定義:受贈者的免疫系統辨識並攻擊捐贈者的組織。
- 主要組織相容性複合體 (MHC) 是引起排斥反應最主要抗原,具高度多型性 (polymorphism)。
- 次要組織吻合抗原 (minor histocompatibility antigens, mHAs):MHC 之外的其他基因編碼蛋白質,其多型性差異亦可引起排斥。
移植物排斥反應類型比較
| 類型 | 發生時間 | 主要介導機制/細胞分子 | 特徵/結果 |
|---|---|---|---|
| 超急性排斥反應 | 數分鐘至數小時 (最快速且嚴重) | 預先存在抗體 (針對ABO血型抗原或MHC class I抗原於血管內皮細胞);補體活化 | 血管內皮損傷、血管栓塞、移植物壞死 |
| 急性排斥反應 | 數天至數週 (約 7-21 天) | 受者 T 細胞 攻擊 MHC 分子 | 移植物功能受損 |
| 慢性排斥反應 | 數月至數年 | T 細胞、B 細胞、非特異性免疫反應 | 移植物功能逐漸喪失 |
- 超急性排斥反應的預防:術前會進行交叉配對試驗 (cross-match test) 來檢測受贈者血清中是否有針對捐贈者淋巴球的抗體。
三、MHC 分子概述
- 主要組織相容性複合體 (Major Histocompatibility Complex, MHC) 分子具有高度多型性 (polymorphism)。
- MHC class I 分子:
- 包含 HLA-A、HLA-B、HLA-C。
- 存在於所有有核細胞表面。
- 主要呈獻細胞內抗原給 CD8+ T 細胞。
- MHC class II 分子:
- 包含 HLA-DR、HLA-DP、HLA-DQ。
- 主要存在於抗原呈現細胞 (APCs) 表面。
- 主要呈獻細胞外抗原給 CD4+ T 細胞。
- HLA-G:
- 非典型 MHC class I 分子,多型性較少。
- 主要在胎盤細胞 (trophoblasts) 表面表達。
- 具免疫抑制功能,有助於胎兒在母體內存活,避免被母體免疫系統排斥。
