วันจันทร์ที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2569

Innate Immunity

Innate Immunity

Overview

Innate immunity คือระบบภูมิคุ้มกันด่านแรกที่มีมาตั้งแต่กำเนิด (present from birth) ทำงานรวดเร็วภายในนาที–ชั่วโมงหลังสัมผัสเชื้อ

หน้าที่หลัก 3 ประการ

1.       ตรวจจับและกำจัดเชื้อโรค

2.       ควบคุมสมดุลการอักเสบ (immune homeostasis)

3.       กระตุ้นและกำหนดทิศทาง adaptive immunity

เปรียบเทียบกับ adaptive immunity

Innate

Adaptive

ตอบสนองเร็ว (minutes-hours)

ช้า (days-weeks)

ใช้ receptor คงที่ (germline encoded)

receptor จำเพาะต่อ antigen

ไม่มี memory แบบ classical

มี immunologic memory

จดจำ PAMPs/DAMPs

จดจำ antigen เฉพาะ

องค์ประกอบสำคัญของ Innate Immunity

1. Physical barriers

  • Skin
  • Mucosal epithelium
  • Tight junctions
  • Mucus
  • Endothelium

เป็นด่านแรกป้องกันการบุกรุกของเชื้อ

2. Soluble mediators

Complement

หน้าที่

  • Opsonization (C3b)
  • Chemotaxis (C3a, C5a)
  • Membrane attack complex (MAC)

Clinical pearls

  • Complement deficiency → recurrent bacterial infection
  • Complement overactivation → autoimmune disease, septic shock

Acute phase proteins

  • CRP
  • Pentraxin 3
  • Mannose-binding lectin (MBL)

CRP

  • Opsonin
  • Activate complement
  • Acute phase reactant

3. Antimicrobial peptides (AMPs)

ด่านสำคัญบนผิวหนังและเยื่อบุ

Defensins

α-defensin

แหล่งสร้าง

  • Neutrophil granules
  • Paneth cells

หน้าที่

  • ฆ่าเชื้อโดยตรง
  • HD6 สร้าง "nanonet" ดักเชื้อ

β-defensin

พบใน

  • Airway
  • GI tract
  • GU tract
  • Skin

เพิ่มขึ้นเมื่อเกิด inflammation

Cathelicidin (LL-37)

สร้างจาก

  • Neutrophils
  • Epithelial cells

หน้าที่

  • Broad-spectrum antimicrobial
  • Neutralize LPS
  • Wound healing

Vitamin D ↑ LL-37

Clinical correlation

  • Vitamin D deficiency → susceptibility to TB และ infection

Microbiome กับ Innate Immunity

Microbiome ช่วย

  • ป้องกัน pathogen colonization
  • Immune maturation
  • Wound healing
  • Immune homeostasis

Dysbiosis สัมพันธ์กับ

  • C. difficile infection
  • IBD
  • Obesity
  • Type 2 DM
  • CAD
  • Asthma
  • Atopic dermatitis

FMT (fecal microbiota transplantation) ใช้รักษา

  • Recurrent C. difficile
  • บางรายของ IBD

Pattern Recognition Receptors (PRRs)

เป็นหัวใจของ innate immunity

ทำหน้าที่ตรวจจับ

PAMPs

(Pathogen-associated molecular patterns)

ตัวอย่าง

PAMP

Source

LPS

Gram-negative bacteria

Peptidoglycan

Bacteria

Lipoteichoic acid

Gram-positive bacteria

dsRNA

Virus

Unmethylated DNA

Microbes

DAMPs

(Damage-associated molecular patterns)

หลั่งจากเซลล์ที่บาดเจ็บ

ตัวอย่าง

  • HMGB1
  • ATP
  • Heat shock proteins
  • S100 proteins

กระตุ้น inflammation และ sepsis ได้

Toll-like Receptors (TLRs)

TLRs เป็น PRRs ที่สำคัญที่สุด

TLR4

จำ LPS ได้

→ NF-κB activation

→ TNF-α, IL-1β, IL-6

สร้าง inflammatory response

TLR3,7,8,9

ตรวจจับ viral nucleic acids

→ Type I interferon production

Clinical relevance

  • TLR3 defect → HSV encephalitis
  • Type I IFN deficiency → severe COVID-19

Inflammasome

ประกอบด้วย

  • NLRs
  • Caspase-1

ทำหน้าที่เปลี่ยน

  • Pro-IL1β → IL-1β
  • Pro-IL18 → IL-18

และทำให้เกิด

Pyroptosis

Inflammatory programmed cell death

NOD receptors

NOD1

จำ peptidoglycan ของ gram-negative bacteria

NOD2

จำ muramyl dipeptide

Clinical relevance

  • NOD2 mutation → Crohn disease

Cells of Innate Immunity

Neutrophils

ด่านหน้าในการติดเชื้อแบคทีเรีย

Chemotactic factors

  • IL-8
  • C5a
  • LTB4
  • N-formyl peptides

Microbicidal mechanisms

Oxidative killing

NADPH oxidase

สร้าง

  • O2-
  • H2O2
  • HOCl

Clinical relevance

Chronic Granulomatous Disease (CGD)

NADPH oxidase deficiency

เชื้อเด่น

  • S. aureus
  • Serratia
  • Burkholderia
  • Nocardia
  • Aspergillus

Neutrophil Extracellular Traps (NETs)

DNA + antimicrobial proteins

หน้าที่

  • ดักเชื้อ
  • ฆ่าเชื้อ

เกี่ยวข้องกับ

  • SLE
  • RA
  • Vasculitis
  • COVID immunothrombosis
  • Atherosclerosis

Monocytes / Macrophages

หน้าที่

Phagocytosis

Cytokine production

  • TNF-α
  • IL-1
  • IL-6

Antigen presentation

เชื่อม innate → adaptive

Macrophage phenotypes

M1

  • Pro-inflammatory
  • Microbicidal

M2

  • Anti-inflammatory
  • Tissue repair

Resident macrophages

Organ

Cell

Liver

Kupffer cell

Brain

Microglia

Bone

Osteoclast

Lung

Alveolar macrophage

Eosinophils

เด่นใน

  • Helminths
  • Allergy

มี

  • Phagocytosis
  • Antiviral activity
  • Eosinophil extracellular traps

Mast Cells

กระจายตามเนื้อเยื่อ

ปล่อย

  • Histamine
  • TNF-α
  • Leukotrienes
  • Heparin

บทบาท

  • Allergy
  • Early inflammation
  • Parasite defense

Basophils

พบในเลือด

ผลิต

  • IL-4
  • IL-13

ส่งเสริม

  • Th2 response
  • IgE production

Natural Killer (NK) Cells

Innate lymphocyte ที่สำคัญ

ฆ่าเซลล์

  • Virus-infected cells
  • Tumor cells

กลไก

Perforin

Granzyme

หลักการสำคัญ

Missing-self recognition

เซลล์ที่สูญเสีย

MHC class I

→ ถูก NK cell ฆ่า

Clinical relevance

NK deficiency

→ severe herpesvirus infection

Dendritic Cells

เป็น "bridge" ระหว่าง

Innate ↔ Adaptive immunity

หน้าที่

  • Capture antigen
  • Process antigen
  • Present antigen to T cells

ผลิต

  • IL-12
  • Type I IFN

ช่วยกระตุ้น

  • Th1 response

Trained Immunity

เดิมเชื่อว่า innate immunity ไม่มี memory

ปัจจุบันพบว่า

  • BCG
  • MMR
  • Infection

สามารถทำให้ innate cells ถูก "train"

ผ่าน

Epigenetic reprogramming

ไม่ใช่ gene rearrangement แบบ adaptive immunity

ผล

  • Enhanced future response
  • Cross-protection

Homeostasis ของ Innate Immunity

ระบบ innate ไม่ได้มีแต่การกระตุ้นการอักเสบ

ต้องมีระบบหยุดการอักเสบด้วย

ตัวอย่าง

  • IL-10
  • TGF-β
  • PGE2
  • M2 macrophage

Efferocytosis (High-yield)

การกำจัด apoptotic cells โดย

  • Macrophages
  • Dendritic cells

กลไก

Apoptotic cells expose

Phosphatidylserine

→ macrophage recognition

ผล

  • ลด inflammation
  • กระตุ้น IL-10, TGF-β
  • ช่วย resolution of inflammation

Clinical significance

ความผิดปกติของ efferocytosis พบใน

  • Atherosclerosis
  • IBD
  • Autoimmune disease
  • Aging
  • COVID-19

Innate–Adaptive Crosstalk

Innate immunity ช่วย adaptive immunity โดย

1.       Dendritic cell antigen presentation

2.       Cytokine production (IL-12, IFNs)

3.       Adjuvant effect ของ PAMPs (เช่น LPS)

Adaptive immunity ช่วย innate immunity โดย

  • Antibody-mediated opsonization
  • Fc receptor activation
  • Macrophage activation ผ่าน IFN-γ

Clinical Pearls ที่ออกสอบบ่อย

  • TLR4 → LPS (Gram-negative bacteria)
  • TLR3/7/8/9 → Viral nucleic acids
  • NOD2 mutation → Crohn disease
  • CGD = NADPH oxidase deficiency
  • NETs เกี่ยวข้องกับ autoimmune disease และ immunothrombosis
  • NK cell ใช้หลัก Missing-self (MHC I loss)
  • Vitamin D กระตุ้น LL-37
  • BCG สามารถ induce trained immunity
  • Macrophage M1 = inflammatory, M2 = repair
  • Efferocytosis เป็นกลไกสำคัญในการยุติการอักเสบ
  • Dendritic cell เป็นตัวเชื่อม innate และ adaptive immunity

 

ที่
ป้ายกำกับ:

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

สมัครสมาชิก: ส่งความคิดเห็น (Atom)