免疫學的基本概念（Immunobiology）

免疫學簡介

教科書為：Immunobiology, 5/e、Immunobiology, 6/e。
免疫（Immunity）定義為：「避免生病的保護性反應。」免疫學探討各器官中所產生的免疫反應、討論「在健康或是生病時，免疫系統所扮演的生理功能角色」（Wikipedia, 2018）。

一、世界上第一支疫苗
1796年，Edward Jenner（金納，1749-1823）發明 Vaccinia virus（牛痘；Cowpox）痘苗，並用來預防Variola virus（天花；smallpox）。最終使世界衛生組織（World Health Organization；WHO）於1979年宣布根除天花。

二、免疫學與微生物
免疫學與Microorganisms（微生物）息息相關，密不可分。

三、微生物的分類
Clinical microbiology（醫學微生物學）是的一個醫學分支，主要關注傳染病的預防、診斷和治療，此科學領域的研究微生物對健康的改善各種臨床應用（Wikipedia, 2018）。導致人類傳染病的微生物，包括：Bacteria（細菌）、Virus（病毒）、Protozoa（原生動物）、Fungi（真菌）、Parasite（寄生蟲）。

四、免疫的分類：Innate、Adaptive
梅契尼可夫（Élie Metchnikoff）在透明的海星幼蟲體內發現一種四處遊走的細胞，會主動靠近外來物予以吞噬；隨後在水蚤體內也發現這種吞噬細胞在吞食消化入侵的真菌細胞，他立即想到這正是我們體內的白血球消滅病菌的方式，而於1884年發表論文，成為免疫系統之吞噬作用的發現者。→Élie Metchnikoff發現了macrophages，提出先天性免疫（Innate Immunity），指「出生就具備的免疫能力」，Macrophages不需事先認識病原體，即可戰鬥（科科史上的今天，2015；Wikipedia, 2018）。

Innate Immunity有以下特點：

1. 相對於Adaptive Immunity，專一性很低，但並不是完全非專一。→還是稱之「非專一性（Non-specific）」
2. 人體再次遭受相同的感染，免疫反應依舊相同。→非記憶性（No memory）
3. 常見先天免疫機制有：物理屏障（皮膚、上皮、粘膜表面）、酶（如：上皮細胞和吞噬細胞中的溶菌酶）、炎症反應相關之血清蛋白（如：補體系統、C-反應蛋白、凝集素、纖維膠凝蛋白）、細胞表面和吞噬細胞顆粒內的Antimicrobial peptides（AMP，如：Defensins, Cathelicidins, ect.）、感知微生物並發出防禦反應信號的細胞受體（如：Toll-like receptors）、釋放細胞因子和其他發炎介質的細胞（如：巨噬細胞、肥大細胞、自然殺手細胞、先天性淋巴細胞）、吞噬細胞（嗜中性球、單核球、巨噬細胞）等（UpToDate,  2017）。

埃米爾·阿道夫·馮·貝林（Emil von Behring）提出後天免疫（Adaptive Immunity），認為最主要的防禦機制是Lymphocyte分泌的「抗體」。這種免疫需要經過學習，如：感染、環境暴露等獲得。有以下特點：

1. 會針對依感知到的微生物種類做出相應的反應。→專一性（Specific）
2. 人體再次受到相同的感染時，免疫反應會更快、更強。→記憶性（Memory）

五、Innate Immunity和Adaptive Immunity機制上的差異

1.  Innate immune system 通過 Pattern recognition receptors (PRRs)來識別微生物，但人體並不能製造PRRs。雖然先天性免疫反應會因為微生物的暴露開始作用，但是其組成一生中都不會改變。值得一提的：有研究表明，PRRs的基因，可以經天擇逐代地修飾。
2. 相對地，Adaptive immune system 在一生中不斷改變和調整，每一個T淋巴細胞和B淋巴細胞在發育過程中會各自產生獨特的受體，並大量產生。而後，這些細胞針對所暴露特異性抗原繼續大量複製。在大量複製的過程中，這些受體對特異性抗原的「親和力」和「特異性」皆增加，最終，淋巴細胞會選擇並改善受體，使這些受體成為「最有用的受體」，但是可惜的是「這些後天所學習並精進的免疫能力，並不能遺傳給後代」（UpToDate, 2017）。

原文：

1. The innate immune system recognizes microbes through pattern recognition receptors (PRRs), which are receptors specific for molecular components of micro-organisms that are not made by the host. Some innate immune responses are temporarily upregulated as a result of exposure to microbes, but the components of the innate immune system do not change permanently during an individual's lifetime. However, phylogenetic studies have indicated that genes for PRRs and other components have been gradually modified over generations by natural selection.
2. In contrast, adaptive immune responses are continually refined and adjusted throughout the lifetime of the host. Each T and B lymphocyte acquires a structurally unique receptor during development, yielding a vast repertoire of individualized receptors. From this repertoire, cells exposed to microbial or other antigens expand as a clone of cells directed at their specific antigen. As the clone expands, the tightness (affinity) of the binding and the specificity for its particular antigen both increase. Thus, the most useful receptors are selected and improved in the host over time. However, the "learned" immune responses and refinements made to the adaptive system cannot be passed on to an individual's progeny.