先天免疫是免疫系统的一部分，通过即时发挥作用的屏障和迅速激活的防御机制抵御感染。它包括具有保护作用的体表和黏膜、抗微生物物质、循环中的蛋白质以及专门的细胞。与适应性免疫不同，先天免疫的识别机制通常依赖由遗传基因编码的受体，而不是通过基因重排产生多样性的抗原受体。先天防御无需事先接触某种微生物即可发挥作用，并有助于启动和引导适应性免疫应答。尽管常被称为“非特异性免疫”，先天免疫并非不加区分地作出反应，而是能够区分微生物结构的大类。(ncbi.nlm.nih.gov)
屏障与抗微生物防御
皮肤以及呼吸道、消化道和其他管道的上皮内衬，将内部组织与外界环境隔开。紧密相连的上皮细胞阻碍微生物进入。黏液可截留颗粒和微生物，呼吸道纤毛的协调运动则有助于将其清除。这些表面不仅是物理屏障，也是主动参与防御的组织：上皮细胞会产生抗微生物物质，并参与免疫信号传递。(ncbi.nlm.nih.gov)
化学防御因子包括抗微生物肽和溶菌酶；后者是一种能够切断细菌肽聚糖中化学键的酶。这些防御机制的效果取决于微生物种类和解剖部位。如果微生物穿过上皮屏障，组织驻留免疫细胞和可溶性识别分子会通过捕获、破坏微生物以及募集更多防御力量，提供进一步保护。(ncbi.nlm.nih.gov)
微生物识别
先天免疫在很大程度上依赖模式识别受体，以检测微生物中反复出现的分子特征。这些特征通常称为病原体相关分子模式，包括微生物表面的糖类、细菌脂多糖以及特定的核酸结构。它们未必只存在于致病生物中；其所在位置以及被识别时的具体情境，都会影响最终产生的应答。可溶性识别蛋白能够结合微生物表面，而免疫细胞上的受体则可促进吞入微生物或激活信号通路。(ncbi.nlm.nih.gov)
Toll样受体是一类重要的信号受体。它们被激活后，会诱导防御相关的基因表达，包括产生炎症介质和刺激适应性免疫所需的分子。因此，识别过程将检测与协调一致的应答联系起来，而不只是辨认入侵者。在同一个细胞上，促进吞入微生物的受体与启动炎症信号的受体可以发挥互补作用。(ncbi.nlm.nih.gov)
效应细胞
巨噬细胞驻留在组织中，能够检测、吞入并破坏入侵的微生物。中性粒细胞是循环中数量丰富的白细胞，可迅速被募集到多种感染部位。两者都通过吞噬作用将微生物包裹在细胞内的区室中，并利用降解酶、抗微生物分子和活性氧产物将其杀灭。巨噬细胞还会释放介质，协调局部炎症并动员其他免疫细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)
自然杀伤细胞通过杀死易受其攻击的感染宿主细胞或异常宿主细胞，提供另一种形式的防御。其活性取决于激活性受体与抑制性受体之间的平衡。对正常Ⅰ类主要组织相容性复合体分子的识别可以传递抑制信号；这些分子的表达减少，可能使某些感染细胞更容易受到攻击。细胞毒性颗粒可诱导靶细胞发生程序性死亡，而细胞因子的产生则支持其他防御反应。(ncbi.nlm.nih.gov)
可溶性介质与炎症
补体系统由相互作用的可溶性蛋白和膜相关蛋白组成。补体激活后，可用有助于吞噬作用的片段包被微生物，产生促进炎症的介质，并组装能够杀死某些微生物的膜孔。因此，补体将识别、细胞募集和直接抗微生物作用联系起来。它还与抗体协同作用，将先天免疫的效应机制与适应性免疫的识别机制相连接。(ncbi.nlm.nih.gov)
当局部防御细胞释放细胞因子及其他介质时，就会引发炎症。趋化因子引导能够作出应答的细胞向受影响的组织迁移。血管通透性和内皮黏附作用的变化，使循环中的细胞和血浆蛋白能够到达感染部位。这些过程可以遏制微生物扩散，但抗微生物产物和炎症介质也可能损伤周围组织。(ncbi.nlm.nih.gov)
在病毒感染期间，干扰素会启动细胞内抑制病毒复制、增强免疫防御的程序。Ⅰ型干扰素作用于感染细胞及其邻近细胞，帮助建立抗病毒状态。它们的作用与吞噬和细胞毒性机制相互补充，而非取而代之。(ncbi.nlm.nih.gov)
与适应性免疫的协作
先天免疫与适应性免疫是相互作用的系统，而不是彼此独立的防御阶段。树突状细胞捕获微生物物质，并发挥抗原呈递细胞的作用。激活后，它们向T细胞呈递抗原，并提供支持T细胞激活的信号。先天免疫识别还会促进共刺激分子的表达，因此，对微生物的检测对于决定适应性免疫应答是否发生以及如何发生十分重要。(ncbi.nlm.nih.gov)
这种协作也以相反的方向发挥作用。抗体可以包被微生物，促进吞噬细胞将其清除，或激活补体。抗原特异性T细胞能够增强巨噬细胞的抗微生物活性。因此，同一套先天免疫效应机制，起初可能通过对微生物的广泛识别发挥作用，随后则在适应性免疫更具选择性的引导下发挥作用。(ncbi.nlm.nih.gov)
演化与应答可塑性
植物、无脊椎动物和脊椎动物都具有先天防御机制，但其细胞层面的组织方式存在显著差异。例如，植物并不使用动物防御系统中典型的、能够移动的吞噬细胞。保守的识别和信号传递机制体现了先天免疫悠久的演化历史；哺乳动物的免疫系统则将这些机制与专门的组织和适应性免疫应答结合起来。(ncbi.nlm.nih.gov)
传统上将先天免疫与免疫记忆相对立的看法，需要作出限定。实验研究证明了训练性免疫的存在：先前的刺激可以通过改变细胞功能及表观遗传学调控，影响后续的先天免疫应答。针对人类单核细胞及分化后的巨噬细胞的研究，发现了与训练或耐受相关的不同转录状态和表观遗传状态。这些变化不同于适应性免疫淋巴细胞所特有的抗原受体多样化和克隆性记忆。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)