天然免疫，指個體出生時即具備，作用范圍廣，不針對特定抗原的免疫能力，所以也叫非特異性免疫。天然免疫系統即可識別病原體的結構組分，也被稱作病原相關分子模式（Pathogen-associated molecular patterns, 簡稱PAMPs）；也可對機體自身損傷相關分子作出反應，也被稱為損傷相關分子模式（Damage-associated molecular patterns，簡稱DAMPs)。 按照經典病原體天然免疫過程，天然免疫應答有三個時期。首先出現一個快速的反應期，由免疫系統一些現存的效應分子發揮作用。然后進入早期誘導性應答，在病原體的啟動下，各種參與炎癥反應的細胞被激活而行使對病原體的清除。最后，出現由淋巴細胞介導的特異性的免疫應答（這個階段屬于適應性免疫）。這三個時期特點如下：

• 固有免疫期（0-4h）：當病原體進入機體后，主要參與免疫系統識別和清除病原體的是一些現存的效應分子（這樣就非常及時、迅速），比如抗菌肽、溶菌酶、急性期蛋白、某些細胞因子等。另外，補體旁路途徑激活，感染組織細胞分泌的趨化因子吸引招募吞噬細胞（可以吞噬殺滅病原體）。如果通過這些效應步驟仍未能清除病原體，則進入下一個時期：固有免疫應答期。
• 固有免疫應答期（4-96h）：早期誘導性應答，吞噬細胞識別病原體并活化，吞噬功能增強，吞噬殺滅病原體；分泌一系列細胞因子，引起炎癥反應；激活NK細胞等效應細胞（找幫手），一起清除病原體。如果這樣仍不能徹底清除病原體，則進入適應性免疫應答期。
• 適應性免疫應答期（96h后）：晚期誘導性應答，未被清除的病原體直接或被抗原提呈細胞攝取后進入外周淋巴器官和組織，被巨噬細胞、樹突狀淋巴細胞加工處理后的抗原以MHC-肽復合物提呈給T細胞，誘導產生特異性T細胞免疫應答，B細胞直接識別抗原后誘導特異性體液免疫應答，最終高效并特異性清除病原體。

參與病原體或損傷分子識別和早期應答階段的經典信號通路包括：

• Toll 樣受體 (TLR) 信號通路(膜表面及內體感受器)
• C型凝集素受體 (CLR) 信號通路 (膜表面感受器)
• 炎癥小體及細胞焦亡信號通路(胞漿內感受器)
• RIG-I-MAVS 信號通路(胞漿內感受器)
• cGAS-STING信號通路(胞漿內感受器)

同時，在天然免疫應答階段，還包括一些廣泛存在于各類免疫細胞的免疫與炎癥相關信號通路：

• JAK-STAT信號通路（多種細胞因子的下游信號傳遞）
• NF-kB信號通路（多種免疫細胞應答過程共有的下游信號傳遞）
• T細胞受體信號通路（T免疫細胞調節相關信號傳遞）
• B細胞受體信號通路（B免疫細胞調節相關信號傳遞）
• 免疫監測點相關信號通路（免疫共激活和共抑制分子調節通路）

這些通路在免疫細胞感應PAMPs或DAMPs時，在不同階段聯合發揮作用，共同構成了天然免疫信號通路系統。

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