结核

人类结核病是由结核分枝杆菌感染引起的，结核分枝杆菌是一种无动力、生长缓慢的杆状细菌。世界卫生组织的最新数据显示，2010 年全球约有 880 万人患上活动性结核病，导致约 145 万人死亡。

结核病通过含有结核杆菌的呼吸道飞沫传播。这些飞沫由活动性结核病患者排出，随后被接触者吸入。虽然大多数飞沫会被上呼吸道的物理屏障阻挡而无法进入人体，但小于1-2微米的飞沫能够绕过这些屏障，到达下呼吸道和肺部。在这里，细菌与免疫系统细胞相遇，宿主与病原体之间的战斗就此开始。

感染的结局取决于宿主免疫系统的保护能力和细菌的致病性。大多数感染者能够控制感染，并将其限制在肉芽肿内。肉芽肿是由免疫细胞聚集而成，能够包裹分枝杆菌，但并不能将其彻底清除。由于细菌仍然存在，这种感染被称为潜伏感染，如果个体免疫功能受损，则存在疾病复发的风险。

分枝杆菌在肺部遇到的首要细胞是肺泡巨噬细胞 。这些吞噬细胞以非特异性方式对入侵的病原体做出反应，构成第一道防线。巨噬细胞和其他抗原呈递细胞 （APC）识别并吞噬分枝杆菌，将其包裹在吞噬体中。

通常情况下， 吞噬作用发生后，含有细菌的吞噬体成熟并与内体和溶酶体融合。此时环境变得酸性且营养匮乏，细菌暴露于抗菌肽和溶酶体降解酶（例如溶菌酶）的作用下。致病性分枝杆菌已进化出一些机制，通过阻断静息巨噬细胞中吞噬体的成熟来逃避宿主的防御。然而，细胞因子干扰素-γ (IFNγ) 激活巨噬细胞后，会通过形成有毒的活性氧中间体 (ROI) 和活性氮中间体 (RNI) 来促进细菌的杀灭。活化的巨噬细胞还会释放一系列细胞因子和趋化因子，包括肿瘤坏死因子 α (TNFα)，这些因子会诱导促炎反应并将免疫细胞引导至感染部位。

抗原呈递细胞（APC），也称为树突状细胞 ，与活化的巨噬细胞共同作用，能够处理抗原并将其成分与 MHC II 类分子一起呈递于细胞表面。树突状细胞迁移至引流淋巴结，在那里遇到大量初始 T 细胞。初始 CD4+ T 细胞识别迁移的 APC 表面的抗原/MHC 复合物。在识别出与其 T 细胞受体 （TCR）特异性结合的抗原/MHC 复合物后，CD4+ T 细胞被激活、增殖，并在 IFN-γ 和 IL-12 等促炎细胞因子的作用下分化为辅助性 T 细胞（Th）-1 细胞 。

Th1 效应细胞通过感染部位炎症产生的趋化因子梯度迁移回肺部，在那里，这些活化的 T 细胞与受感染巨噬细胞表面的 MHC/抗原复合物相互作用，并产生一系列细胞因子，包括 IFNγ；从而进一步活化巨噬细胞，并触发已启动的 Th1 细胞的强大抗菌活性。

先天免疫和以 Th1 为主的适应性免疫反应协同作用，最终导致肉芽肿的形成。在早期先天免疫反应期间，细胞浸润肺部，形成以巨噬细胞为中心的原发性肉芽肿。当适应性免疫启动，特异性 T 淋巴细胞以及 CD8+ 、 NK 和 γδT 细胞浸润时，会形成更大、结构更完整的实性肉芽肿。中心的巨噬细胞通常会被感染，呈现活化状态或分化为上皮样细胞。部分巨噬细胞还会融合形成巨大的多核细胞。

肉芽肿中心可能出现干酪样坏死，外观呈奶酪状。如果感染持续发展，中心可能液化，形成细菌胞外生长的环境。如果液化的内容物释放到支气管树中，则可能发生空洞形成，并可能被排出体外，从而将感染传播给他人。更常见的情况是，肉芽肿会发生纤维化或钙化，感染被控制并转为潜伏状态。