要想通过接种疫苗产生有效的免疫反应来抵抗传染性疾病从而保护动物，就必须对接种疫苗来预防的疾病的致病机理有充分的认识，也必须对免疫反应的诱导产生和效应机制有一个全面的理解。在这份报告中，我们将重点关注抗原提呈细胞对抗原的加工处理，递呈给T细胞，T细胞与B细胞的相互作用来产生效应性和记忆性细胞免疫和体液免疫等方面。为了了解接种疫苗所期望产生的免疫反应，我们将讨论两类常见疫苗，即可复制性（活的）疫苗和不可复制性（灭活的）疫苗，不同接种途径对其免疫效果的影响，免疫时可能存在的既有免疫力（主动的或被动的）的对其免疫效果的干扰，使用佐剂的必要性及其功能。此外，在调控免疫反应朝着多炎症反应或少炎症反应的不同背景下，我们也将讨论激活先天性免疫反应的作用。
简介
出于经济效益的考虑，猪育种工作中常常根据表型值采取近交来优化猪的生长性能参数，这种手段可能产生引起机体的免疫反应低下。一个发育良好的免疫系统和最佳的免疫应答对于动物的福利和生产力仍然很重要。事实上，动物只有在健康的前提下才能实现以上目标。因此，大量的人力和物力投入到对传染性疾病的预防上，如疫苗接种和化学预防。但是，动物的健康和免疫反应不仅是通过接种疫苗和改善卫生情况来维持的，对动物提供充足的营养也同样重要。
为了加深认识和提高接种疫苗的预防效率，我们要尽可能多了解接种疫苗后免疫反应的诱导产生和细胞之间的相互作用（细胞间对话），如抗原递呈和细胞因子的产生。深刻理解免疫反应的诱导产生阶段，将有助于我们把握活苗和灭活苗的区别，疫苗接种时主动免疫力（来自之前的感染或接种疫苗）或被动免疫力对疫苗免疫干扰的区别。
免疫反应的诱导就如一首华美的乐章
一个免疫反应就像是一首乐曲，由总指挥（专门的抗原递呈细胞如并指树突细胞，IDC）理解总谱（抗原）后指导乐队（免疫细胞）完成的（如图1）。免疫反应可分为先天性免疫和获得性免疫，先天性免疫负责第一道防线和免疫反应的诱导；获得性免疫，负责产生针对某种抗原的免疫记忆。先天性免疫由所谓的非抗原特异性免疫细胞如IDC（总指挥），巨噬细胞和中性粒细胞（小吞噬细胞）介导。但是，先天性免疫的重要作用不仅限于构筑第一道防线，也在启动预警信号（理解总谱以及音乐的走向），引发和指导后续的非抗原特异性和抗原特异性防御反应（乐曲）等方面发挥关键作用。此外，最新的研究表明，这些所谓的非特异性细胞并不是非特异性的，因为他们通过病原识别受体识别和区分特定的病原相关分子模式（PAMPs），如Toll样受体（TLR）。根据识别的PAMPs的不同，APC可以诱导免疫反应朝着相反的方向发展，也对激发炎症反应来保护机体有着重要的意义。
抗原特异性细胞（乐团的成员）是具有免疫记忆，能分泌免疫活性分子（乐曲），可以分为两个主要群体：T细胞和B细胞（见图1）。抗原特异性是通过细胞表面特异性受体（乐器）介导的，分别是B细胞受体（膜结合免疫球蛋白，BCR）和T细胞受体（TCR）。识别不同抗原的受体库是分布在不同的细胞克隆上的，即每个T细胞和B细胞膜上都只有一种独特型抗原受体，因此只能识别一个特定的抗原决定簇或抗原表位。BCR可直接识别未加工的天然抗原上的抗原表位，而TCR只能识别处理过的抗原表位，并且抗原表位要由抗原提呈细胞（指挥）上MHC分子呈递。抗原是由抗原提呈细胞（APC）在胞内处理成短肽（8~20个氨基酸的线性表位），并在胞内与主要组织相容性复合体（MHC）分子结合。随后，MHC分子在抗原递呈细胞的细胞膜上出现，将抗原表位递呈给T细胞。
T细胞又可分为CD4+和CD8+T细胞（猪也存在双阳性、双阴性T细胞），这取决于它们识别的抗原提呈MHC分子的种类。CD4 + T细胞识别与MHC II类分子结合的抗原表位，而CD8 + T细胞识别与MHC I类分子结合的抗原表位。MHCⅡ类分子递呈外源性抗原的抗原表位，由抗原递呈细胞（IDC，巨噬细胞、B细胞）将抗原摄取、加工后在吞噬体内降解而得，而MHC I类分子递呈内源性抗原的抗原表位，由胞内的蛋白酶体降解而得，这类抗原往往在抗原递呈细胞胞内自主转录翻译合成，像任何感染病毒的细胞一样（图2）。这种分工有重要的意义，CD4 + T细胞（或辅助性T细胞、Th）分泌细胞因子帮助向其递呈抗原的靶细胞，而CD8 + T细胞分泌细胞毒性因子和通过信号转导来杀死向其递呈抗原的已经感染的细胞。
最近发现树突状细胞可将可溶性抗原从吞噬体降解通路上转移到MHC I类分子的递呈通路上（被称为“交叉递呈”）。在交叉递呈过程中，在NADPH氧化酶介导产生的活性氧自由基和脂质过氧化导致的内体抗原泄漏的影响下，内体逐级成熟并与溶酶体融合的过程似乎延迟了，从而使得I类MHC交叉递呈成为可能。基于产生细胞因子的种类，可以将CD4 + T细胞划分为不同的亚群：炎症性T辅助细胞或Th1细胞，分泌的特征性细胞因子有白细胞介素-2（IL-2），干扰素（IFN）和IL-12，而非炎症性T辅助细胞或Th2细胞，分泌的特征性细胞因子有白细胞介素-4（IL-4）、白细胞介素-5（IL-5）、白细胞介素-10（IL-10）和白细胞介素-13（IL-13）。最近又发现了其他辅助性T细胞亚群，如负责吸引中性粒的抗菌性Th17，负责产生免疫抑制性细胞因子如转化生长因子（TGF-β）的调节性T细胞（Treg）。具体到哪类CD4 + T细胞亚群的被诱导增殖，是由抗原递呈细胞（并指树突细胞是指挥）、刺激的强度和抗原的数量、环境细胞产生的细胞因子的种类等因素协同决定的，这些因素都会对最终产生的免疫反应（音乐）的类型有着重要的调节意义。
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图二。递呈已加工的外源性和内源性抗原（抗原肽；T细胞抗原表位），分别与MHCⅡ和MHCⅠ类分子结合。 |
免疫反应的主要诱导场所是在二级淋巴器官。这些器官负责筛选抗原（或带有抗原的抗原递呈细胞）和初始淋巴细胞，是抗原提呈细胞、T细胞和B细胞之间相互作用的最佳场所。这些器官策略性的位于淋巴循环上（淋巴结）和血液循环上（脾），便于捕获从周边组织引流来的抗原和抗原提呈细胞。借助于特定的粘附分子，初始淋巴细胞可以从血液循环离开，进入次级淋巴器官中，搜寻其能够识别的合适抗原。
与其他哺乳动物相反，猪的引流淋巴结更像是几个淋巴结团聚集在一起的团簇，髓质皮质位置相互颠倒，髓质在皮质外面。然而，其T、B细胞区的生理机能大体符合常规，T细胞区位于副皮质区，B细胞区及其淋巴滤泡位于皮质。T细胞和B细胞通过副皮质区毛细血管后微静脉进入淋巴结，其中许多是高内皮微静脉（HEV）。猪和其他动物的主要区别在于淋巴细胞的迁出淋巴结的路线：他们的迁出直接通过HEV进入血液，而不是从髓窦穿越髓质通过输出淋巴液离开。因此，与其他物种相比，猪输出淋巴中的淋巴细胞含量很少。
猪的脾脏由白髓和红髓组成。白髓主要含有白细胞，而红髓由红细胞和淋巴细胞组成。白髓中，淋巴细胞围绕动脉形成动脉周围淋巴鞘（PALS）。动脉周围淋巴鞘含有大量T细胞（CD4 +、CD8+）形成的中心圈层和包裹在其周围的由巨噬细胞和B细胞形成的边缘区。红髓中也有T细胞（CD8+ > CD4+）。这些细胞在出生时就已经存在，但在出生2周后数量会大幅增加。同时，B细胞数量也有类似的数量上的增加，主要是产IgM+的B细胞，增殖的细胞在动脉周围淋巴鞘中形成小淋巴滤泡。4周龄的猪中B细胞占淋巴样细胞总量的百分比约35%，类似于其在外周血中的比例。大多数的IgM生成细胞位于红髓，而IgG和IgA生成细胞主要存在于动脉周围淋巴鞘的外周。然而10月龄猪，红髓中也会出现IgG和IgA产生细胞。
肠道的免疫防御系统由沿胃肠道分布的淋巴组织和细胞组成（Brandtzaeg和Pabst修订于2004）。沿胃肠道分布的淋巴组织在数量上是整个机体免疫系统的主要部分。这种高度发达的胃肠道免疫系统反映了粘膜免疫防御系统对于抵抗抗原和病原体的持续攻击的重要性。而且，这种高度发达局部免疫系统和单个免疫反应性似乎都与肠道粘膜同胃肠道正常菌群和病原体的不断接触有关，这一点可从无菌动物的萎缩黏膜免疫系统得到佐证。
粘膜免疫系统的一些重要特征：
-它有粘膜相关淋巴组织（粘膜相关淋巴组织或肠道相关淋巴组织）和局部或者区域性引流淋巴结组成，都是诱导免疫反应的场所；前者比如派伊尔结（PP）；后者比如肠系膜淋巴结。
-某些淋巴细胞亚群在粘膜表面占主导地位
-粘膜上的淋巴细胞对粘膜有归巢的能力
-粘膜上的主要免疫球蛋白是从体内分泌到粘膜的二聚体IgA。
包含以上所有特征的黏膜免疫系统共同作用，对从粘膜入侵机体的病原产生免疫保护，而对无处不在的食源性抗原和有益微生物菌群产生免疫耐受。阐明机体如何区别性产生免疫耐受还是免疫保护的机理是目前的一个重大课题。抗原呈递IDC的激活状态类型将决定T细胞是否分化为调节性T细胞，后者对免疫耐受的建立有作用。
胃肠道免疫系统的淋巴细胞，既集中存在于高度分化的组织如派伊尔结和肠系膜淋巴结中，也弥散性散布于小肠的固有层间质组织和上皮（上皮细胞间淋巴细胞，IEL）组织。有试验表明，这些高度分化的组织是抗原进入粘膜免疫系统诱导随后的免疫反应的部位（或其中一个部位）。因此，这些部位经常被称为粘膜免疫反应的诱导部位。位于固有层和肠道上皮细胞间的淋巴细胞通常具有效应功能，如产生抗体，分泌细胞因子、执行细胞毒杀功能，这些部位因此被称为肠道免疫反应的效应部位。这些感应部位和效应部位通过淋巴细胞的选择性迁移（归巢）相互联系，在诱导部位被激活的细胞会特异性地迁移到肠道的效应部位。这种归巢机制保证了粘膜免疫反应主要是针对和局限于已经在粘膜表面被识别的抗原。
炎症是组织刺激、损伤和感染的结果，而且通常是诱导强烈的免疫反应所必需。它由一系列级联放大的非特异性免疫反应组成，也称为急性期反应，可将组织损伤限制在感染或破坏部位，从而赋予机体早期保护。这种反应的一个重要的功能是向损伤部位招募更多的吞噬细胞。另一个功能就是启动特异性免疫反应来应对入侵者。局部反应是由激活的常驻哨兵细胞(组织中的巨噬细胞)释放的凝血因子和促炎性细胞因子诱导的。促炎症细胞因子IL-1、IL-6、IL-12和TNF-α和激活的巨噬细胞和组织结构细胞（角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞和上皮细胞）释放的趋化因子，共同作用导致毛细血管产生一系列变化，诱导中性粒细胞、单核细胞和效应性淋巴细胞大量涌向到炎症部位。事实上，内皮细胞上的炎症黏附分子此时表达增加，捕获血管中循环的白细胞使其迁移至组织损伤部位行使其吞杀功能。此外，激活的巨噬细胞还能释放具有很强局部作用的其他蛋白，如毒性自由基，过氧化物，一氧化氮，纤溶酶原激活物和多种酶类。磷脂酶A2将脂肪酸花生四烯酸（c20:4n6）从膜磷脂的甘油骨架中游离出来。游离的花生四烯酸可以经过氧化代谢形成各种类花生酸（C20），发挥不同的生理和免疫功能。
环氧合酶途径产生前列腺素（PG）、前列环素和血栓素，而脂氧合酶途径产生白三烯（LT）和脂氧素。廿烷酸类（前列腺素族、血栓素类、白三烯）是自分泌/旁分泌的调节物，因为它们的大部分的生物活性仅限于合成的部位。LTB4刺激中性粒细胞的趋化作用和增加C3b受体表达，而LTC4，LTD4和LTE4统称为过敏性慢反应物质，后者在平滑肌的收缩和舒张方面的活性是组胺作的1000倍以上。过敏性慢反应物质有重要作用，可引起炎症组织中的血流量增加，诱导更多的白细胞进入炎症部位。廿烷酸类发挥生物活性作用后，迅速在肝脏和肺分解代谢为非活性化合物。
