儿童免疫发育特点

儿童时期免疫器官的结构和功能发育变化的特点。

特别是新生儿及婴幼儿时期,免疫器官的发育变化极大,多种免疫细胞和免疫分子从无到有、从少到多、从幼稚到成熟。年龄因素在免疫系统的发育中处于重要地位。因此儿童的免疫生理、病理状况与成人明显不同,各年龄组也有区别。

免疫器官的发育特点

自胚胎16周开始,骨髓出现造血活动,最初主要生成粒细胞,胎龄30周时骨髓内粒细胞、红细胞、巨核细胞等系统增生都很活跃,出生时骨髓充满造血组织。生后骨髓是生成粒细胞的唯一器官,同时也生成淋巴细胞和单核细胞等免疫活性细胞。胸腺在胚胎期发生于第三和第四对咽囊的腹侧,从胎龄第6周末开始分化,至第18周胸腺基本发育成熟;出生时胸腺重约10~15克,诱导T细胞成熟的功能已完善;于6~13岁时最重,约为30克;以后逐渐萎缩,20岁时约20克,老年人可低于10克。脾于胎龄第5周开始发生,第20周左右基本成形,出生时脾脏重约5~10克,成人为100~300克,老年期稍微缩小。出生3个月时脾组织的生发中心和滤泡基本形成。淋巴结从胎龄第12周开始发育,出生后数周淋巴结髓质和皮质才分化明晰,在受抗原刺激后逐渐形成生发中心,于青春期达高峰;其退化较慢,至老年期仅有轻度萎缩。

非特异性免疫功能的发育特点

新生儿非特异性免疫功能尚未发育完善,随着年龄的增长逐渐成熟。新生儿及婴儿期的皮肤和黏膜薄嫩,极易损伤,易发生各种皮肤疾患,如新生儿皮下坏疽、剥脱性皮炎、脓疱病和鹅口疮等。婴幼儿肠壁的通透性高,易发生消化道感染。婴幼儿特别是新生儿的血脑屏障尚未发育完善,易发生脑膜炎等,新生儿化脓性脑膜炎常为新生儿败血症的一部分。

1.单核吞噬细胞、自然杀伤(NK)细胞

单核吞噬细胞在外周血中具有吞噬和消化抗原的能力,将抗原信息传递给T细胞,称为抗原递呈细胞。新生儿单核细胞发育已经完善,但因缺乏辅助因子,其趋化、黏附、吞噬、氧化杀菌、产生细胞因子和抗原递呈能力均较成人差。新生儿CD16+NK细胞的数量与成人相似,但CD56在出生时几乎不表达,整个新生儿期亦很低,NK细胞活性于生后1~5个月时达到成人水平。

2.中性粒细胞

中性粒细胞为免疫应答的效应细胞,在趋化因子和调理素的作用下,具有吞噬、释放氧自由基和溶酶体酶,杀灭化脓性致病菌、真菌的功能。由于受分娩的刺激,出生后12个小时外周血中性粒细胞计数高达13×109/升,72小时后逐渐下降到4×109/升。维持一段低水平后再度上升,逐渐达到成人水平。体外实验中,新生儿中性粒细胞趋化功能较成人差,出生后21天时中性粒细胞的自由移动功能已达到成熟儿水平,但定向趋化、黏附功能仍然很低;新生儿期血清中缺乏调理素,调理作用也显不足。胎儿22周时通过脐带血呼吸爆发试验可以快速进行慢性肉芽肿病(CGD)患儿的产前诊断。新生儿中性粒细胞的吞噬和杀菌功能与成人相比仅有轻微的下降,但在疾病或应急状态下可明显下降,所以新生儿常易发生某些细菌感染。

3.补体系统

正常组织和体液中存在许多免疫因子,胎儿体内于胎龄第7~11周开始合成某些补体成分(如C2、C4、C5和C3),胎龄第18周时在胎儿循环中已能测得各种补体成分,但数量明显不足。母体的补体成分不能通过胎盘转输给胎儿,新生儿补体经典途径(CH50、C3、C4和C5)活性是其母亲的50%~60%,生后3~6个月达到成人水平。未成熟儿补体旁路途径的各种成分发育更为落后,B因子和备解素仅分别为成人的35%~60%和35%~70%。未成熟儿补体经典和旁路途径的活性均低于成熟儿。

特异性免疫功能的发育特点

1.细胞免疫

T细胞是细胞免疫的参与者,也是体液免疫和细胞免疫的重要调节者。胎龄8周时骨髓干细胞进入胸腺,并在胸腺体液因子作用下发育成T细胞,分布于全身周围淋巴器官和组织。出生时淋巴细胞数目较少,生后6~7个月时超过中性粒细胞的百分比,6~7岁时两者相当,此后随年龄增长逐渐下降至老年的低水平。成熟T细胞占外周血淋巴细胞的80%,因此外周血淋巴细胞计数可反映T细胞数量。

初始T细胞活化导致其向不同的功能方向分化,依据其分泌的细胞因子不同,形成各具不同效应和调节功能的辅助性T(Th)细胞亚群:Th1、Th2、Th17、Treg。Th1细胞分泌IFN-γ、IFN-α和TNF-β,促进吞噬细胞和迟发性皮肤过敏反应;Th2细胞产生IL-4、IL-5、IL-10和IL-13,促进抗体反应,并抑制吞噬细胞的多种功能。新生儿Th2细胞功能较Th1细胞优势,有利于避免发生母子免疫排斥反应。Th17细胞分泌IL-17、IL-22和IL-6等,在炎症反应、自身免疫疾病及移植排斥等方面发挥重要作用。Treg能通过抑制自身免疫细胞活化而发挥抑制作用,在免疫调节、免疫耐受、炎性疾病、肿瘤和器官移植等方面起着重要作用。

胎儿在宫内缺乏抗原刺激,故致敏T细胞不足,免疫反应能力有限。胎儿对引起宫内感染的某些病毒(如巨细胞病毒、内疹病毒)不易产生免疫反应,可造成胎儿期带病毒现象。新生儿期细胞免疫能力也显低下,故易患某些病毒和真菌感染。新生儿以初始T细胞为主,记忆性T细胞极少,新生儿T细胞表达CD25和CD40配体较成人弱,辅助B细胞合成和转换免疫球蛋白(Ig)、促进吞噬细胞和细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的能力差。此后,细胞免疫功能迅速增强,一般在1~2岁后接近或达到健康成人水平。

2.体液免疫

B细胞是体液免疫的作用细胞。在胚胎期B细胞数量即可达成人水平。在新生儿期B细胞的绝对值或在淋巴细胞中的相对百分比与成人相比均较高,1岁以后逐渐降至成人水平。胎儿和新生儿有产生IgM的B细胞,但无产生IgG和IgA的B细胞,分泌IgG的B细胞到2岁时、分泌IgA的B细胞到5岁时达成人水平。

免疫球蛋白有五大类,即IgG、IgM、IgA、IgE和IgD,每一类有其独特的结构和功能特点。IgG是最主要的血液免疫球蛋白,也是唯一能通过胎盘的免疫球蛋白,母体的IgG在妊娠晚期通过胎盘大量输送给胎儿,使出生时IgG达高峰,早产儿自母体获得的IgG不足,容易发生感染。之后经过代谢逐渐下降,来自母亲的IgG于6个月时全部消失,而婴儿自身产生的IgG从生后3个月时才开始增多,故出生后3~4个月血清IgG降至最低点,自身合成lgG的能力至8~10岁达成人水平。来自母体的一些特异性抗体,如破伤风、白喉抗毒素、灰髓炎、麻疹、腮腺炎和风疹抗体在生后数月内对防御相关病原起着重要作用。IgM是免疫应答时首先产生的免疫球蛋白。胎龄28周的未成熟儿生后即能产生微量IgM,生后IgM合成速度加快,男孩于3岁时、女孩于6岁时达到成人血清水平。脐血IgM水平增高,提示宫内感染。IgA有血清型和分泌型两种亚型。血清IgA水平是发育最迟的一种免疫球蛋白,要到青春后期或成人期才达到成人水平;分泌型IgA由黏膜固有层浆细胞合成,是机体黏膜防御感染的重要因素。新生儿期及婴幼儿期分泌型IgA水平很低,12岁时达成人水平,是其易患呼吸道感染和胃肠道感染的重要原因。IgE于胎龄第11周开始合成,但血清含量增速极慢,7岁左右达到成人水平,与I型超敏反应有关。IgD在2~3岁基本达到成人水平,4~5岁超过成人水平,11~16岁达最高峰,其后随年龄增长逐渐下降,IgD的功能尚不清楚。

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