免疫系統
對應課本：第2章《身體的系統》模組六（免疫系統）
一、免疫反應三道防線
第一防線：物理與化學屏障
- 物理屏障：皮膚、黏膜、纖毛（氣管黏膜上的纖毛掃除異物）
- 化學屏障：胃酸、淚液、唾液、汗液、皮脂、耳垢
- 特性：先天性、非專一性（不針對特定病原，對所有外來物一律阻擋）
第二防線：先天性免疫反應（Innate Immunity）
- 發炎反應、吞噬細胞、自然殺手細胞（NK Cell）、發燒
- 特性：非專一性、快速（幾分鐘內啟動）與局部
- 功能：防止感染擴散至全身
第三防線：後天性（適應性）免疫反應（Adaptive Immunity）
- T 細胞（細胞中介免疫）、B 細胞（抗體中介免疫）、記憶細胞
- 特性：後天性（需要學習辨識特定抗原）、專一性（精準打擊）、具記憶性
- 功能：建立長期免疫力（疫苗的作用原理）
二、淋巴系統（Lymphatic System）
- 免疫反應的重要構成部分，提供免疫細胞的運輸通道
- 主要淋巴器官：
- 骨髓（Bone Marrow）：製造所有血球與淋巴球的來源
- 胸腺（Thymus）：T 細胞的成熟場所；青春期後逐漸縮小
- 淋巴結（Lymph Nodes）：過濾淋巴液，集結免疫細胞
- 脾臟（Spleen）：過濾血液，清除老舊紅血球與病原體
三、抗原（Antigens）
- 定義：能觸發免疫反應的分子，通常是外來病原的表面蛋白質
- 來源：
- 細菌（Bacteria）
- 真菌（Fungi）
- 原蟲（Protozoa）
- 病毒（Viruses）
- 自身細胞若發生異常（如癌變）也可成為免疫攻擊的目標
四、先天性免疫（Innate Immunity）詳述
特性
- 反應迅速：幾分鐘內就會啟動
- 非專一性：對所有被視為非自我（non-self）的外來物質均有反應
- 主要成員：白血球（Leukocytes）
吞噬細胞（Phagocytes）
- 包含：
- 巨噬細胞（Macrophages）
- 樹突細胞（Dendritic Cells）
- 嗜中性白血球（Neutrophils）
- 功能：吞噬並消化病原體；進一步將抗原呈現給後天性免疫系統，啟動後天免疫
- 單核球（Monocytes）在血液中循環，進入組織後分化為巨噬細胞
自然殺手細胞（Natural Killer Cell, NK Cell）
- 直接識別並攻擊體內異常的自體細胞（如癌細胞、被病毒感染的細胞）
- 不需要事先辨識特定抗原，可快速作用
五、發炎反應（Inflammation）
- 先天性免疫引發的複雜防禦反應
- 目的：清除有害刺激（病原體、損傷細胞）並啟動修復
- 過程：
- 組織受損 → 化學訊號釋放（組織胺等）
- 血管擴張 → 局部充血、紅腫、發熱、疼痛
- 白血球從血管壁移出，受趨化因子引導移至受傷組織
- 吞噬細胞吞噬病原體與碎屑
- 急性發炎：短暫、有益的防禦反應
- 慢性發炎：長期持續，與多種慢性疾病相關（心血管疾病、糖尿病等）
六、後天性免疫（Adaptive Immunity）詳述
與先天免疫比較
| 特性 | 先天性免疫 | 後天性免疫 |
|---|
| 速度 | 快速（分鐘） | 較慢（天至週） |
| 專一性 | 非專一 | 高度專一 |
| 記憶 | 無 | 有（記憶細胞） |
| 能量消耗 | 較少 | 較多（需細胞增殖與蛋白質合成） |
| 主要細胞 | 吞噬細胞、NK 細胞 | T 細胞、B 細胞 |
記憶功能
- 在擊敗某個抗原後，部分 B 細胞和 T 細胞會轉變為記憶細胞，長期存留在體內
- 再次接觸相同抗原時，免疫反應更快、更強
- 疫苗的效用：藉由注入滅活或弱化的病原體/抗原，誘發記憶細胞形成，而不引發疾病
七、抗體中介免疫（Antibody-mediated / Humoral Immunity）
- 主角：B 細胞（B-cells）
- 過程：
- B 細胞辨識抗原 → 活化（需 Helper T cell 協助）
- B 細胞增殖分化為漿細胞（Plasma Cells）
- 漿細胞大量製造並釋放抗體（Antibodies）
- 部分 B 細胞分化為記憶 B 細胞
抗體的功能
- 中和（Neutralization）：結合病原體表面，阻止其感染其他細胞
- 標記（Opsonization）：讓巨噬細胞更容易辨識與吞噬
- 啟動補體系統：促進進一步的免疫反應
T 細胞種類
| T 細胞類型 | 功能 |
|---|
| 殺手 T 細胞（Cytotoxic T cells / CD8+） | 摧毀被辨識為異常的細胞（癌細胞、病毒感染細胞、移植組織） |
| 輔助型 T 細胞（Helper T cells / CD4+） | 釋放細胞激素傳遞訊息；協助 B 細胞製造抗體；活化巨噬細胞；協調其他免疫細胞的行動 |
| 抑制型 T 細胞（Suppressor T cells） | 抑制免疫反應，防止過度攻擊自身組織 |
| 記憶 T 細胞（Memory T cells） | 長期存留，再次接觸相同抗原時快速反應 |
九、抗體種類（免疫球蛋白）
| 種型 | 位置 / 功能 |
|---|
| IgA | 存在於黏膜組織（消化道、呼吸道、泌尿生殖道）；也存在於唾液、淚液及乳汁（尤其初乳含量極高）；防止病原從黏膜入侵 |
| IgD | 主要出現在尚未遇到過抗原的 B 細胞表面，作為抗原感受器；用於刺激細胞生產抗菌因子 |
| IgE | 與抗原相結合，促進組織胺的釋放；與過敏反應密切相關；也對抗寄生蟲感染 |
| IgG | 最主要的抗體，抵抗病原入侵；唯一一種可以穿過胎盤為胎兒提供被動免疫力的種型 |
| IgM | 在感染早期（IgG 尚不充足時）發揮清除病原的作用；在血液中的濃度因快速清除而迅速下降，可作為近期感染的指標 |
十、細胞激素（Cytokines）
- 定義：免疫系統內的訊號分子（蛋白質），負責免疫細胞間的溝通
- 可促進或抑制免疫反應
常見細胞激素
| 細胞激素 | 來源 | 功能 |
|---|
| 介白素-1（IL-1） | 巨噬細胞吞噬病原體後釋放 | 促發炎；通知大腦身體受感染；引發發燒、嗜睡、食慾不振（生病行為） |
| 腫瘤壞死因子（TNF） | 巨噬細胞 | 促發炎；殺傷腫瘤細胞 |
| 介白素-6（IL-6） | 多種免疫細胞 | 參與急性期反應；促進 B 細胞分化；調節發炎反應 |
| 干擾素（Interferons） | 被病毒感染的細胞 | 干擾病毒的複製；警告周圍細胞 |
十一、免疫反應的限制
發展因素
- 胎兒一開始只能仰賴從母親獲得的免疫球蛋白（被動免疫）
- 初乳中 IgA 含量高，可保護新生兒腸道黏膜
- 接種疫苗以獲得主動免疫力
- 老化對免疫的影響：成人後免疫力逐漸下降
- 免疫反應整體變弱
- 淋巴球與抗體數量減少
- 胸腺退化 → T 細胞產量減少
生活風格與壓力的影響
- 不良生活習慣、營養缺乏在生理上會影響免疫反應
- 壓力高的人，殺手 T 細胞的活動力較弱
- 急性壓力（短期壓力可能輕微增強免疫，長期壓力則抑制）
- 生活孤單的人 → 免疫功能較差
- 婚姻有問題的人 > 婚姻美滿的人（免疫功能更差）
- 睡眠不足、高壓飲食（高糖、高脂）均會降低免疫力
自體免疫疾病（Autoimmune Diseases）
| 疾病 | 攻擊部位 |
|---|
| 類風濕性關節炎 | 關節滑膜 |
| 風濕熱 | 心肌 |
| 多發性硬化症 | 神經元髓鞘 |
| 全身性紅斑狼瘡（SLE） | 皮膚、心臟、腎臟等多系統 |
十二、心理神經免疫學（Psychoneuroimmunology, PNI）
- 研究心理、神經系統與免疫系統之間交互作用的學科
- 核心發現：心理狀態（壓力、情緒、認知）可以透過神經-內分泌途徑影響免疫功能
- 機制：
- 壓力 → HPA 軸活化 → 皮質醇（Cortisol）↑ → 抑制免疫細胞活性
- 壓力 → 交感神經活化 → 腎上腺素 ↑ → 短期免疫增強；長期則抑制
- 研究例子：
- 喪親之後免疫功能下降
- 考試期間（學生）T 細胞活性降低
- 正向情緒與社會支持 → 免疫功能較佳