免疫耐受是指免疫系统不对某一特定抗原产生损伤性反应,同时仍保有对其他抗原作出反应的能力。其主要生理作用是维持自身耐受,即防止免疫系统攻击机体自身的组织。免疫耐受依赖于清除、失活或约束潜在有害免疫细胞的机制。在特定条件下,免疫耐受也可针对外来抗原建立,组织移植实验已证明了这一点。(ncbi.nlm.nih.gov)
生物学基础与范围
适应性免疫的抗原受体通过基因重排产生,形成多样化的受体库。这种多样性使免疫系统能够识别多种潜在威胁,但也会产生能够识别自身成分的T细胞和B细胞。因此,免疫耐受既涉及淋巴细胞发育过程中的选择,也涉及成熟细胞进入血液循环和组织后的持续调控。健康个体可以保有自身反应性淋巴细胞,而不发生自身免疫性疾病。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
免疫耐受并不只是缺乏免疫活动。抗原识别过程可以主动诱导无应答状态,而非引发效应反应。另一种相关状态称为免疫忽视,指具有潜在反应能力的淋巴细胞未能接触到足量、可被识别的抗原,因而未被激活。这与直接改变或抑制细胞应答能力的机制有所不同。(ncbi.nlm.nih.gov)
中枢耐受
中枢免疫耐受发生于淋巴细胞发育期间,T细胞主要在胸腺中建立耐受,B细胞则主要在骨髓中建立耐受。其结果取决于发育中的细胞如何识别自身抗原,以及伴随这一识别过程的信号。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
发育中的T细胞识别由主要组织相容性复合体呈递的自身肽。阳性选择保留能够适当地识别自身MHC分子的细胞。受体具有强烈自身反应性的细胞则可能经历阴性选择,包括通过细胞凋亡被清除。一些具有自身反应性的发育中细胞会分化为调节性细胞群,而非常规效应细胞。这些过程塑造出既能发挥作用、又受到约束的T细胞库。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)
胸腺上皮细胞表达许多通常与特定外周组织相关的抗原。自身免疫调节因子AIRE有助于实现这种表达,使发育中的T细胞能够接触到更广泛的机体分子成分。AIRE依赖性机制受损与自身耐受缺陷及自身免疫性疾病有关。(ncbi.nlm.nih.gov)
对未成熟B细胞而言,一种主要机制是受体编辑:通过进一步的免疫球蛋白基因重排,改变抗原受体的特异性。自身反应性细胞也可能被清除。中枢耐受并不完备,因此在淋巴细胞发育器官之外仍需要额外的保护机制。(ncbi.nlm.nih.gov)
外周耐受
外周免疫耐受调控胸腺和骨髓之外的成熟淋巴细胞,包括功能失活、细胞清除以及其他细胞介导的抑制。这些机制可防范逃过发育期选择的自身反应性淋巴细胞,也可约束那些遇到主要存在于外周组织中的抗原的淋巴细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)
无反应性是抗原识别后细胞功能应答能力降低的状态。对T细胞而言,在缺乏足够共刺激信号的情况下识别抗原,可能导致无反应性或细胞清除,而非有效激活。外周B细胞的应答同样受到约束,相关机制包括无反应性以及缺乏适当的辅助性T细胞相互作用。这些机制限制了针对自身成分的不适当抗体产生。(ncbi.nlm.nih.gov)
调节性T细胞可主动抑制其他免疫细胞。转录因子叉头框蛋白P3(FOXP3)对一类重要调节性T细胞群的发育和功能至关重要。损害FOXP3功能的突变会引发严重的免疫调节紊乱,包括遗传性疾病IPEX综合征,这表明了该调节通路的重要性。调节性T细胞可以在胸腺中产生,另一些调节性细胞群则在外周环境下形成。(nobelprizemedicine.org)
抑制性免疫检查点也能约束免疫反应。CTLA-4和PD-1等蛋白参与降低T细胞活性的通路,有助于防止健康组织受到损伤。(cancer.gov)
生理与临床意义
自身耐受丧失是促成自身免疫的因素之一,但仅有自身反应性细胞的存在并不意味着疾病已经发生。这些细胞的激活与调控同样重要。影响AIRE或FOXP3的罕见遗传缺陷说明,特定耐受机制的破坏可造成免疫介导的组织损伤。(ncbi.nlm.nih.gov)
免疫耐受在机体与无害外来物质的相互作用中也很重要。调节性T细胞和致耐受性抗原呈递细胞参与免疫系统对共生微生物的适应。过敏研究探讨能否针对环境或食物抗原建立或维持抗原特异性无应答状态,从而避免原本可能发生的有害免疫反应。(nobelprize.org)
在器官移植领域,免疫耐受研究旨在控制针对供者抗原的反应。临床研究在探索诱导耐受的方法的同时,也对免疫反应进行机制层面的测量。相反,在癌症中,肿瘤可以利用抑制性免疫通路。免疫检查点抑制剂通过阻断其中一些信号来增强抗肿瘤反应,但也可能在健康器官中引发免疫介导的炎症。(niaid.nih.gov)
历史发展
彼得·梅达沃及其同事的实验表明,在胚胎发育期间接触另一小鼠品系的细胞,可使小鼠日后接受来自该品系的移植物,同时仍能排斥来自其他无关品系的移植物。弗兰克·麦克法兰·伯内特与梅达沃因发现获得性免疫耐受,共同获得1960年诺贝尔生理学或医学奖。(educationalgames.nobelprize.org)
2025年的该奖项授予玛丽·E.布伦科、弗雷德·拉姆斯德尔和坂口志文,以表彰他们在外周免疫耐受方面的发现,尤其是有关调节性T细胞及FOXP3作用的发现。(nobelprize.org)