免疫系统的发育

两个免疫系统，一个身体

如果您已经阅读了本节的前几页，或者您考虑过器官捐赠，您可能会意识到的一件事是，我们的免疫系统旨在保护我们免受外部攻击。这意味着，免疫系统必须能够区分“自我”和“非自我”。

婴儿在基因上与母亲并不相同，那么为什么女性的免疫系统不攻击这个“非自我”实体并将其作为外来组织排斥呢？科学家们还没有完全弄清楚这一点，但他们确实有一些重要的线索。首先，由于胎儿免疫系统在子宫内不需要发挥作用，因此可以安全地抑制它。其次，胎儿细胞穿过胎盘并在母亲体内循环。这些细胞可以在怀孕的第四周和第五周之间在妈妈身上检测到，并且在她分娩后会持续数年甚至数十年。个体中遗传上不同的细胞的存在，例如在母亲中发现的胎儿细胞，称为微嵌合体。这种从胎儿到孕妇的细胞交换提供了另一种可能的解释，即为什么母亲的免疫系统不会排斥正在生长的胎儿。

而且，虽然胎儿必须在不被排斥的环境中生长，但这对发育中的免疫系统并非没有影响。一旦婴儿离开子宫的不育状态，遇到阴道富含细菌的环境和我们生活的未消毒世界，这些后果就变得很重要。

从无菌环境过渡到非无菌环境

在出生后的这段时间里，新生儿的免疫系统有两个直接的障碍需要清除。首先，如上所述，在子宫中，抑制因子使胎儿的免疫系统无法与母体免疫反应竞争，但它需要在出生后立即开始工作。其次，胎儿的免疫系统以前没有对任何病原体做出反应。在这方面，它是“抗原缺乏经验的”，因此它需要获得经验。当这些事情发生时，母体免疫系统会以两种方式提供帮助：

1. 通过胎盘 — 妈妈的免疫系统产生的抗体在妊娠13周时开始穿过胎盘。然而，大多数抗体在妊娠晚期的妊娠晚期穿过胎盘，因此它们在出生时会很丰富。由于这种较晚的转移，早产儿的血液中循环的抗体水平往往较低，因此比足月新生儿更容易受到感染。通过胎盘转移的抗体多为IgG（参见 “适应性免疫系统”）。虽然这些抗体提供了重要的保护，但它们偶尔会造成伤害。例如，有时针对胎儿红细胞蛋白的母体抗体会导致新生儿贫血和黄疸。
2. 通过母乳 — 母乳以抗体、免疫系统细胞（如巨噬细胞）和其他免疫相关因子（如细胞因子）的形式提供保护性帮助。对于出生后头几天产生的乳汁（称为初乳）尤其如此。研究发现，每毫升初乳含有多达 300 万个细胞，其中约 180 万个是巨噬细胞。随着时间的流逝，母乳的成分发生了变化 – 在保护性免疫中的作用较小，而在营养价值中的作用更大 – 尽管母乳中每毫升仍然含有约100,000个细胞，其中约60,000个是巨噬细胞。通过母乳转移的抗体大多是IgA。这是有道理的，因为 IgA 是保护粘膜表面（如肠道）的重要抗体类型。当婴儿的消化道处理母乳时，母体抗体会覆盖婴儿的肠道，帮助抵御胃肠道病毒。初乳和后来取代初乳的母乳中所含的抗体在人体中约为 90% 的 IgA。虽然其他哺乳动物的母乳也含有IgA，但数量较少。

保护婴儿的抗体，但在母亲体内产生的抗体，提供所谓的被动免疫。这种相对短期的帮助使婴儿的免疫系统有机会在出生后立即开始工作并完成发育。随着这些抗体在生命的最初几个月减弱，婴儿的免疫系统正在增强。通过这种方式，妈妈和宝宝共同努力，保护宝宝在出生后的几天和几周内免受许多病原体的侵害。

出生时的免疫系统

如上所述，我们知道在出生时，婴儿的免疫系统具有产生免疫反应的工具，但我们也知道它有一些障碍需要清除。那么，这对婴儿对潜在病原体的反应能力意味着什么？

首先，也许也是最重要的一点，这意味着新生儿感染的风险增加。事实上，每 100 例血液感染中约有 1 例发生在年幼的婴儿身上。而且，早产儿面临更大的风险，因为他们缺乏母体抗体提供的一些保护，而且他们的免疫系统在出生前没有那么多时间成熟。这种易感性是建议新父母在不到 2 个月大的婴儿发烧时立即联系孩子的医生的原因之一。

其次，年幼婴儿患特定类型感染的风险更大，特别是由所谓的包膜细菌引起的感染，例如 B 组链球菌 （GBS）、葡萄球菌、克雷伯菌属、b 型流感嗜血杆菌 （Hib）、脑膜炎球菌和肺炎球菌。

让我们从先天性和适应性免疫反应的角度来考虑这个问题：

出生时的先天免疫力

非特异性免疫应答的特征是吞噬细胞，如中性粒细胞和巨噬细胞（参见“免疫系统的一部分”）。虽然新生儿具有这两种类型的细胞，但它们的数量有限。中性粒细胞尤其如此，中性粒细胞通常是对病原体的第一反应者，也是脓液的主要成分。如果新生儿感染，他们的免疫系统无法满足对额外中性粒细胞的需求，从而使病原体迅速占据上风。而且，虽然巨噬细胞水平在一定程度上由母乳补充，但当感染达到消耗中性粒细胞的程度时，婴儿可能需要医疗护理来克服攻击。到大约 2 个月大时，婴儿能够克服这种脆弱性。

出生时的适应性免疫

由于这部分免疫反应的特征是特异性，并且由于新生儿的免疫系统缺乏“抗原经验”，因此几乎每种病原体都是新的。从表面上看，这意味着由抗原呈递细胞、B细胞和T细胞驱动的免疫反应将需要更长的时间才能发展。

但现实情况要复杂得多。发生两种类型的 B 细胞反应。它们被称为“T细胞依赖性”和“T细胞依赖性”，因为它们需要T细胞的帮助。

• T 细胞依赖性 B 细胞反应需要 T 细胞帮助产生抗体。有几个因素使这一过程在新生儿中的效率降低：
  • 抗原呈递细胞和 T 细胞之间的相互作用在新生儿中不那么有效，因此 T 细胞的刺激不那么有效。
  • 因此，T细胞产生较低水平的细胞因子，即指导适应性免疫反应的分子。
  • 此外，与成人相比，新生儿中不同类型T细胞的比例不同。具体来说，新生儿的细胞毒性T细胞水平较低，这对于杀死感染病毒的细胞很重要。
  • 总之，这些导致抗体产生水平降低。
  • 在这种情况下，抗体的产生进一步受到阻碍，因为它是一种新的免疫反应，因为在出生前未接触病原体的新生儿中不存在记忆免疫反应。
• T 细胞非依赖性 B 细胞反应不需要 T 细胞帮助。相反，B细胞被病原体表面发现的脂多糖或重复蛋白激活，例如包裹某些细菌的复合糖。不幸的是，在新生儿中，这些反应会减弱。这与幼儿对脑膜炎球菌、肺炎球菌和乙型流感嗜血杆菌等细菌的易感性增加直接相关。

这对疫苗意味着什么？

所以，现在你可能想知道，如果新生儿不能产生良好的免疫反应，为什么要给他们接种疫苗？为了保护婴儿，它必须具有一定程度的免疫力，具体取决于病原体。在早期免疫接种的情况下，例如乙型肝炎，婴儿的免疫系统能够产生免疫反应，在大多数情况下，“足够好”来保护它。这些疫苗的后期剂量通过在免疫系统功能更好的时候产生记忆反应来增强保护。您可以将这些早期免疫接种视为启动泵。起初，只出现一点点水，但您知道系统正在工作就足够了。之后，泵将更有效地运行，产生更多的水，让您装满水桶。

有趣的是，由于年幼的婴儿特别容易受到肺炎球菌、Hib 和脑膜炎球菌等细菌感染的影响，临床医生急于保护他们。科学家们最终发现，如果他们将一种无害的蛋白质附着在细菌上，婴儿的免疫系统可以产生T细胞依赖性B细胞反应，并且比我们等待T细胞独立功能发展更早地受到保护。現在，臨床醫生和父母可以更好地保護年幼的嬰兒免受過去由出生後不久發生的細菌感染所導致的痛苦、住院和死亡。

引用

• Ballard O. 和 Morrow A.L. 母乳成分：营养素和生物活性因子。Pediatr Clin North Am 2013 年;60(1): 49–74.doi：10.1016/j.pcl.2012.10.002.
• Braegger C.P.、Spencer J. 和 MacDonald， T.T. 人类肠道免疫系统的个体发育方面。 Int J Clin Lab Res 1992;22(1):1-4.
• Carr R. 新生儿中性粒细胞的产生和功能。英国 J Hematol 2000;110:18-28.
• Chirico G.新生儿免疫系统的发展。J 2005年阿拉伯新生儿论坛;2:5-11.
• Dawe G.S.、Tan X.W. 和 Xiao Z.C. 细胞从婴儿到母亲的迁移。细胞粘附和迁移 2007;1(1):19-27.
• Maheshwari A.、Kurundkar A.R.、Shaik S.S. 等。铝。胎儿肠道中的上皮细胞产生趋化蛋白以募集巨噬细胞。Am J 生理学胃肠道生理学 2009;297：G1-G10。doi： 10.1152/ajpgi.90730.2008.
• Murphy K. Janeway 的免疫生物学，8^第版。2012.
• van Benten I.J. 病毒性呼吸道感染和婴儿鼻腔免疫反应的成熟：VIGALL 研究。2004. 检索自 http://hdl.handle.net/1765/7258.