醫(yī)學(xué)免疫學(xué)第十三章B淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答
寫在前面:
機(jī)體免疫系統(tǒng)對細(xì)胞外液微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的保護(hù)主要通過體液免疫來完成。B細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答可分為對胸腺依賴抗原TD-Ag的免疫應(yīng)答和對胸腺非依賴抗原TI-Ag的免疫應(yīng)答。前者需要Th輔助,而后者不需要。另外,免疫記憶、類別轉(zhuǎn)換、親和力成熟只有TD-Ag才具有。
一、 TD-Ag
1、 B細(xì)胞對TD-Ag的識別
BCR識別抗原特點:①不僅可識別蛋白質(zhì),還能識別多肽、核酸、糖、脂類②既能特異性識別完整抗原的天然構(gòu)象,也能識別抗原暴露表位的空間構(gòu)象③不需要APC加工和提呈,亦無MHC限制性。
2、 B細(xì)胞的活化
B細(xì)胞活化需要雙信號,一是抗原刺激信號,二是共刺激信號。
1) 抗原刺激信號
由BCR-Igα/β和CD19-CD21-CD81共同傳遞。
? BCR-CD79a/CD79b信號 BCR與抗原特異性結(jié)合后即啟動B細(xì)胞活化的第一信號。但由于BCR重鏈胞漿區(qū)短,自身不能傳遞信號,故需經(jīng)BCR復(fù)合物中的CD79a/CD79b將信號轉(zhuǎn)入B胞內(nèi)。與CD3類似,CD79a/CD79b胞漿區(qū)亦存在ITAM基序。當(dāng)BCR被多價抗原交聯(lián)后,ITAM基序磷酸化,最終啟動B細(xì)胞活化、增殖、分化基因表達(dá)。
? BCR共受體的增強(qiáng)作用已知C3b可以與抗原結(jié)合,發(fā)揮調(diào)理作用。通過調(diào)理作用被C3b標(biāo)記的抗原,將會被BCR更有效地識別。CD21本身不傳遞信號,但能識別與BCR-抗原結(jié)合的C3d,并通過交聯(lián)CD19向胞內(nèi)傳遞信號。CD81為4次跨膜分子,主要作用為連接CD19和CD21,穩(wěn)定共受體復(fù)合物。
2) 共刺激信號
最重要的共刺激分子對是組成性表達(dá)于APC上的CD40和表達(dá)于活化Th細(xì)胞的CD40L。二者相互作用,傳遞B細(xì)胞活化的第二信號。如果缺乏共刺激信號,將導(dǎo)致B細(xì)胞失能。
B細(xì)胞活化還需要細(xì)胞因子的作用,如IL-4、IL-2。細(xì)胞因子誘導(dǎo)的B細(xì)胞增殖是B細(xì)胞形成生發(fā)中心和繼續(xù)分化的基礎(chǔ)。
T、B細(xì)胞的相互作用
B細(xì)胞對TD抗原的應(yīng)答需要T細(xì)胞輔助,這種輔助主要表現(xiàn)在兩個方面:①T細(xì)胞表面的共刺激分子可提供B細(xì)胞活化所需的第二信號②T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子促進(jìn)B細(xì)胞的活化,增殖與分化。
T、B細(xì)胞中的作用又是雙向的:一方面B細(xì)胞可作為AP C加工,提呈抗原肽-MHCⅡ類分子活化T細(xì)胞,誘導(dǎo)T細(xì)胞表達(dá)多種膜分子和細(xì)胞因子;另一方面活化的T細(xì)胞表達(dá)CD40L為B細(xì)胞提供活化的第二信號,CD40/CD40L結(jié)合可誘導(dǎo)靜止期B細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞增殖周期。活化T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,誘導(dǎo)B細(xì)胞進(jìn)一步增殖分化。
T和B細(xì)胞經(jīng)TCR和pMHCⅡ類分子特異性結(jié)合后,多個黏附分子對形成免疫突觸,促使T、B細(xì)胞結(jié)合更牢固,并使Th分泌的細(xì)胞因子局限在免疫突觸,高效協(xié)助B細(xì)胞進(jìn)一步增殖、類別轉(zhuǎn)換、親和力成熟、產(chǎn)生抗體和分化為漿細(xì)胞或Bm。
?

3、 B細(xì)胞的增殖與終末分化
活化B細(xì)胞在外周免疫器官T、B細(xì)胞交界區(qū)形成初級聚合灶。B細(xì)胞可直接在初級聚合灶分化為漿母細(xì)胞分泌抗體;也可遷徙至淋巴濾泡形成生發(fā)中心,并經(jīng)歷體細(xì)胞高頻突變、Ig親和力成熟和類別轉(zhuǎn)換、分化為漿細(xì)胞/Bm。
? B細(xì)胞的濾泡外活化
血液循環(huán)中的B細(xì)胞穿過毛細(xì)血管后微靜脈進(jìn)入外周淋巴器官的濾泡的過程中,濾泡樹突狀細(xì)胞(FDC)或巨噬細(xì)胞將抗原提呈給B細(xì)胞識別。FDC高表達(dá)Fc受體和補(bǔ)體受體,結(jié)合抗原-抗體或抗原-抗體-補(bǔ)體復(fù)合物后可形成串珠狀小體供B細(xì)胞識別內(nèi)吞。FDC在激發(fā)體液免疫應(yīng)答及產(chǎn)生和維持記憶性B細(xì)胞中起到十分關(guān)鍵的作用。另一種與B細(xì)胞分化密切相關(guān)的細(xì)胞是Tfh,在B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞、產(chǎn)生抗體和Ig類別轉(zhuǎn)換中發(fā)揮重要作用。
微生物或病毒抗原通過淋巴液流入淋巴結(jié),或通過血流進(jìn)入脾臟。其中大部分經(jīng)過補(bǔ)體的調(diào)理作用結(jié)合C3b,被FDC或巨噬細(xì)胞表面的補(bǔ)體受體CR1和CR2所識別、捕獲滯留在淋巴濾泡內(nèi)
識別了FDC或巨噬細(xì)胞提呈的抗原的B細(xì)胞獲得活化所需的第一信號,開始上調(diào)CCR7的表達(dá)。隨后,B細(xì)胞依賴CCR7遷移到T細(xì)胞區(qū),在T-B細(xì)胞區(qū)交界處,與活化的Th細(xì)胞相遇,接受第二信號進(jìn)而完全活化。
? 初級聚合灶的形成——介導(dǎo)第一階段的體液免疫應(yīng)答。
在T-B細(xì)胞區(qū)交界處,B細(xì)胞經(jīng)過進(jìn)一步增殖和分化、形成初級聚合灶(感染初次免疫應(yīng)答5天后形成)。部分B細(xì)胞在初級聚合灶中分化成為漿母細(xì)胞,經(jīng)歷Ig類別轉(zhuǎn)換并分泌抗體。漿母細(xì)胞壽命較短,漿母細(xì)胞分泌的抗體可以與FDC固定的抗原形成免疫復(fù)合物(抗原、抗體和補(bǔ)體),促進(jìn)FDC分泌細(xì)胞因子募集活化的B細(xì)胞向淋巴濾泡遷移,進(jìn)而形成生發(fā)中心。此外,漿母細(xì)胞還通過T、B細(xì)胞相互作用,促進(jìn)Th向Th細(xì)胞分化和向濾泡遷移。
? 生發(fā)中心的形成
生發(fā)中心即次級淋巴濾泡,由活化B細(xì)胞快速分裂增殖所形成,是B細(xì)胞對TD抗原應(yīng)答的重要場所。在這里,B細(xì)胞最終分化成漿細(xì)胞產(chǎn)生抗體或Bm。生發(fā)中心在抗原刺激后1周左右形成,其中的B細(xì)胞被稱為中心母細(xì)胞(分裂能力極強(qiáng),不表達(dá)mlg)。其產(chǎn)生的較小的子代細(xì)胞稱為中心細(xì)胞(分裂速度停止,表達(dá)mlg)。生發(fā)中心可分為兩個區(qū)域:一個是暗區(qū),中心母細(xì)胞在此緊密集聚;另一個為明區(qū),細(xì)胞松散,為B細(xì)胞與FDC、Th細(xì)胞相互作用的區(qū)域。在明區(qū),中心細(xì)胞經(jīng)過陽性選擇完成親和力成熟過程,只有表達(dá)高親和力mlg的B細(xì)胞才能繼續(xù)分化發(fā)育,絕大多數(shù)則凋亡。
? 體細(xì)胞高頻突變、lg 親和力成熟和陽性選擇
中心母細(xì)胞的輕鏈和重鏈V基因可發(fā)生體細(xì)胞高頻突變。體細(xì)胞高頻突變與Ig基因重排一起導(dǎo)致BCR多樣性及體液免疫應(yīng)答中抗體的多樣性。體細(xì)胞高頻突變需要抗原誘導(dǎo)和Th細(xì)胞的輔助。
體細(xì)胞高頻突變后,B細(xì)胞進(jìn)入明區(qū),其命運有兩種:大多數(shù)突變B細(xì)胞克隆中BCR親和力降低,最終凋亡;部分突變B細(xì)胞克隆的BCR親和力提高,表達(dá)抗凋亡蛋白而繼續(xù)存活。這就是B細(xì)胞成熟過程中的陽性選擇——抗體親和力成熟機(jī)制之一
? 當(dāng)大量抗原被清除/再次免疫僅有少量抗原出現(xiàn),表達(dá)高親和力BCR的B細(xì)胞克隆將會優(yōu)先結(jié)合抗原并得到擴(kuò)增,最終產(chǎn)生高親和力抗體,這就是抗體親和力成熟。
? Ig類別轉(zhuǎn)換B細(xì)胞在Ig重鏈V區(qū)基因重排后其子代細(xì)胞中的重鏈V區(qū)基因保持不變,但C區(qū)基因則會發(fā)生不同的重排。這種可變區(qū)相同而Ig類別發(fā)生變化的過程稱為Ig類別轉(zhuǎn)換(依賴于抗原誘導(dǎo)、Th分泌的細(xì)胞因子)。
鼠鼠:IL-4——IgE
TGF-β——IgA
IFN-γ——IgG
? 漿細(xì)胞的形成與Bm
1) 漿細(xì)胞 終末分化細(xì)胞,分泌大量抗體。不表達(dá)BCR和MHCⅡ類分子。大部分遷入骨髓。
2) Bm進(jìn)入血液循環(huán)。
二、 TI-Ag
如細(xì)菌多糖、脂多糖。
1、 TI-1抗原
結(jié)合絲裂原受體,引起B(yǎng)細(xì)胞增殖。成熟和未成熟的B細(xì)胞均可被TI-1抗原激活,誘導(dǎo)產(chǎn)生低親和力的IgM。
高濃度TI-1抗原經(jīng)絲裂原受體結(jié)合B細(xì)胞可誘導(dǎo)多克隆B細(xì)胞增殖分化,低濃度TI-1抗原則激活特異性B細(xì)胞。機(jī)體對TI-1抗原應(yīng)答早。
2、 TI-2抗原
具有多個重復(fù)表位。TI-2抗原僅激活成熟B細(xì)胞。起應(yīng)答作用的主要是B1。TI-2通過交聯(lián)多個BCR激活B1細(xì)胞。交聯(lián)密度過低——不足以激活B1;交聯(lián)密度過高-B1無能而耐受。B1針對TI-2抗原產(chǎn)生的抗體可發(fā)揮調(diào)理吞噬作用。
三、 初次應(yīng)答和再次應(yīng)答(非常重要)
抗原初次刺激機(jī)體的初始B細(xì)胞引發(fā)的應(yīng)答稱為初次應(yīng)答。
初次應(yīng)答中形成的Bm再次接觸相同抗原刺激后產(chǎn)生迅速、高效、持久的應(yīng)答稱為再次應(yīng)答。
特別注意:所有抗原都可引發(fā)初次應(yīng)答,但只有TD-Ag才能引發(fā)再次應(yīng)答。
和初次應(yīng)答相比較:①潛伏期短②血清抗體濃度增加快③抗體維持時間長④對抗體更敏感⑤產(chǎn)生抗體主要是IgG,而非IgM。