醫(yī)學(xué)免疫學(xué)：第9章章 適應(yīng)性免疫細(xì)胞及其主要生物作用

1、第九章 適應(yīng)性免疫細(xì)胞及其主要生物作用重點(diǎn)及難點(diǎn)T淋巴細(xì)胞T細(xì)胞的表面分子及其作用T細(xì)胞亞群及其功能 B淋巴細(xì)胞B細(xì)胞的表面分子B2細(xì)胞的功能適應(yīng)性免疫應(yīng)答（adaptive immune response)是指體內(nèi)抗原特異性T、B淋巴細(xì)胞被相應(yīng)抗原激活，增殖分化為效應(yīng)T細(xì)胞和漿細(xì)胞后，通過釋放細(xì)胞因子、細(xì)胞毒性介質(zhì)和分泌抗體產(chǎn)生一系列生物學(xué)效應(yīng)的全過程，又稱特異性免疫應(yīng)答。適應(yīng)性免疫應(yīng)答細(xì)胞是一類具有特異性抗原識別受體的高度異質(zhì)性的淋巴細(xì)胞群體，主要包括T細(xì)胞和B2細(xì)胞，即通常所說的T、B淋巴細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。免疫系統(tǒng)的細(xì)胞多能造血干細(xì)胞淋巴樣干細(xì)胞髓樣系干細(xì)胞(* DC細(xì)胞)巨噬細(xì)胞單核

2、細(xì)胞中性粒細(xì)胞嗜酸性粒細(xì)胞嗜堿性粒細(xì)胞肥大細(xì)胞 吞噬作用 抗原遞呈 吞噬、抗菌作用 抗寄生蟲免疫 粘膜表面保護(hù)作用？ 粘膜表面保護(hù)作用淋巴細(xì)胞 適應(yīng)性免疫淋巴細(xì)胞亞群Th細(xì)胞Th CTL細(xì)胞CTLTB2T細(xì)胞B細(xì)胞CLP淋巴樣干細(xì)胞*DC, *NKTreg細(xì)胞Treg漿細(xì)胞PCFigure 1-5 未活化淋巴細(xì)胞直徑67微米，漿/核比例很?。ㄗ螅胀ü忡RGiemsa 染色的血涂片）。透射電鏡顯示未活化淋巴細(xì)胞胞核致密，胞漿中細(xì)胞器很少（右）。淋巴細(xì)胞第一節(jié) T淋巴細(xì)胞T淋巴細(xì)胞亞群 CTL細(xì)胞CTL Th細(xì)胞 ThTT細(xì)胞Treg細(xì)胞TregnTreg細(xì)胞nTregiTreg細(xì)胞iTreg T

3、fh細(xì)胞 Tfh Th17細(xì)胞 Th17 Th2細(xì)胞 Th2 Th1細(xì)胞 Th1一、T細(xì)胞的表面分子及其主要作用 MHC/抗原肽補(bǔ)體運(yùn)鐵蛋白TCR CD35CD28CD4CD8 MHC-II/I IL-2CD71 CD2orFcR FcR抗體CD58（LAF-3）組織胺B7-2IL-2RT細(xì)胞表面分子 T細(xì)胞抗原受體和T細(xì)胞抗原受體基因TCR輔助受體協(xié)同信號分子（共刺激分子）絲裂原受體細(xì)胞因子受體T細(xì)胞抗原受體（T cell receptor，TCR） ，是T細(xì)胞表面特異性識別抗原的受體，也是所有T細(xì)胞的特征性表面標(biāo)志。由兩條不同肽鏈構(gòu)成的異二聚體, 構(gòu)成的肽鏈有、 四種類型; 根據(jù)肽鏈不同,

4、 TCR分TCR 和TCR 兩種類型。大多數(shù)T細(xì)胞表達(dá)TCR, 構(gòu)成TCR的兩條肽鏈均是跨膜蛋白, 屬于IgSF，每條肽鏈的胞外區(qū)各含一個可變 (V) 區(qū)和一個恒定 (C) 區(qū)。兩條肽鏈的 V 區(qū)是 TCR 識別抗原肽-MHC 復(fù)合物的功能區(qū)。V，V各有三個超變區(qū)，即互補(bǔ)決定區(qū)（CDR），其中CDR3變異最大，直接決定了TCR的抗原特異性。TCR在識別MHC-抗原肽復(fù)合體時，CDR1和CDR2識別MHC分子抗原肽結(jié)合槽的側(cè)壁，CDR3則直接與抗原肽發(fā)生相互作用。40 30 2010 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 TCR V 區(qū)氨基酸序列氨基酸殘基的變

5、異百分率TCR 的 多 樣 性 CDR1 CDR2 CDR3-TCR的多樣性每個T細(xì)胞內(nèi)均有TCR鏈、鏈、鏈、鏈基因，在分化成熟過程中，鏈和鏈基因首先重排和表達(dá)，一旦鏈和鏈基因重排成功并開始表達(dá)，鏈、鏈基因重排就被抑制；如果鏈和鏈基因不能成功重排、表達(dá)，鏈、鏈基因方能重排、表達(dá)。故對于每一特定的T細(xì)胞，或表達(dá)TCR，或表達(dá)TCR。祖T細(xì)胞CD3-CD4-CD8-(DN)鏈基因D-J重排、V-DJ重排前T細(xì)胞CD3lowCD4+CD8+(DP)表達(dá)鏈pT鏈基因V-J重排CD3lowCD4+CD8+(DP)表達(dá)鏈表達(dá)鏈pT:TCR皮隨交界區(qū)CD3+CD4+CD8-TCR（SP）CD3+CD4-CD

6、8+TCR（SP）成熟T細(xì)胞CD3+CD4+CD8-TCR（SP）CD3+CD4-CD8+TCR（SP）不能識別自身pMHC或結(jié)合親和力過高者凋亡識別自身pMHC，克隆刪除，中樞免疫耐受輸向外周T細(xì)胞庫T細(xì)胞發(fā)育多樣性機(jī)制TCRTCR胚系基因片段組合V5057143D23J701353VJ，VDJ連接多樣性50*7057*2*1314*53*3*3連接多樣性+N區(qū)核苷酸插入V-JV-D，D-JV-JV-D，D-D，D-JTCR多樣性的產(chǎn)生機(jī)制TCR的多樣性可達(dá)1016TCR胞內(nèi)區(qū)短，無傳遞信號的能力，與CD3多肽鏈非共價結(jié)合，組成TCR-CD3復(fù)合受體分子，獲得信號轉(zhuǎn)導(dǎo)能力。CD3分子的構(gòu)成：

7、由5種肽鏈組合而成，、。每兩條肽鏈組合為二聚體，即、 和 或。CD3分子的每條肽鏈含有1個或3個ITAM基序，CD3分子的跨膜區(qū)中帶有負(fù)電荷，與TCR跨膜區(qū)（帶正電荷）作非共價結(jié)合。 CD4和CD8分子 CD4分子：表達(dá)在Th細(xì)胞表面，與APC上的MHC-類分子鏈的Ig樣區(qū)2結(jié)構(gòu)域結(jié)合。 CD8分子：表達(dá)在CTL細(xì)胞表面，與APC上的MHC-I類分子鏈的Ig樣區(qū)3結(jié)構(gòu)域結(jié)合。23共刺激分子（協(xié)同刺激分子）為表達(dá)于APC、T、B細(xì)胞表面的粘附分子。初始T細(xì)胞活化需要兩個信號刺激。T細(xì)胞活化第一信號是TCR識別APC上的抗原肽-MHC分子復(fù)合物，并經(jīng)CD3分子將信號傳入T細(xì)胞。CD4/CD8輔助受

8、體分子誘導(dǎo)和加速T細(xì)胞活化第一信號的產(chǎn)生。第二信號是T細(xì)胞與APC上的共刺激分子的相互作用。1. CD28和CTLA-4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4）兩者在結(jié)構(gòu)上有高度同源性。兩者的配體是主要表達(dá)在APC表面的CD80分子（又稱B7.1）和CD86分子（又稱B7.2）。CD28與CD80/CD86結(jié)合，提供T細(xì)胞活化的協(xié)同刺激信號?；罨腡細(xì)胞表達(dá)CTLA-4，與CD80/CD86結(jié)合，其親和力顯著高于CD28，對活化T細(xì)胞產(chǎn)生抑制信號。CTLA-4的誘導(dǎo)性表達(dá)和對T細(xì)胞活化的反饋性調(diào)節(jié) ITAM 中的酪氨酸發(fā)生磷酸化(Y pY)，招募帶有SH2的蛋白酪氨

9、酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK），如 ZAP-70，通過磷酸化啟動激活信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 ，導(dǎo)致細(xì)胞活化。 ITIM 中的酪氨酸發(fā)生磷酸化 (Y pY)，招募帶有SH2的蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP），如 SHP-1, SHIP, 通過脫磷酸化遏止激活信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，終止細(xì)胞活化。2. CD40L活化T細(xì)胞上的CD40L與B細(xì)胞上的CD40分子結(jié)合，誘導(dǎo)B細(xì)胞活化?；罨疶細(xì)胞上的CD40L與DC和巨噬細(xì)胞上的CD40分子結(jié)合，可誘導(dǎo)上述專職APC活化使其表面B7分子表達(dá)上調(diào)，同時合成分泌IL-12等細(xì)胞因子有效促進(jìn)

10、T細(xì)胞增殖分化。3. ICOS（inducible costimulator, 誘導(dǎo)性共刺激分子）表達(dá)于活化T細(xì)胞表面。配體為APC表面的B7RP-1（ICOSL）。在CD28協(xié)同刺激信號之后發(fā)揮作用。誘導(dǎo)活化T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和促進(jìn)T細(xì)胞增殖。4. PD-1（programmed death1, 程序性死亡分子1）表達(dá)于活化T細(xì)胞表面。配體為APC表面的PD-L1和PD-L2。抑制T細(xì)胞的增殖以及細(xì)胞因子的產(chǎn)生。5. LFA-2(CD2分子，又稱SRBC受體)其主要配體是APC上的LFA-3。兩者結(jié)合后可促進(jìn)T細(xì)胞活化。E花結(jié)試驗(yàn)6. LFA-1（lymphocyte fuction ass

11、ociated antigen-1）其配體是ICAM-1（intercellular adhesion molecules，細(xì)胞間粘附分子）。LFA-1與APC或靶細(xì)胞上的ICAM-1相互結(jié)合，促進(jìn)T細(xì)胞對APC表面抗原肽-MHC分子復(fù)合物的識別結(jié)合和T細(xì)胞活化第二信號的產(chǎn)生。絲裂原受體T細(xì)胞有PHA受體、Con A受體等。靜止的細(xì)胞與絲裂原結(jié)合后可轉(zhuǎn)化為淋巴母細(xì)胞。細(xì)胞因子受體T細(xì)胞可表達(dá)多種與其活化、增殖和分化密切相關(guān)的IL-2R、IL-4R、IL-6R等細(xì)胞因子受體和誘導(dǎo)活化T細(xì)胞凋亡的Fas受體。二、T細(xì)胞亞群及其功能TCR T細(xì)胞和TCR T細(xì)胞初始T細(xì)胞、效應(yīng)T細(xì)胞、記憶T細(xì)胞輔助

12、性T細(xì)胞細(xì)胞毒性T細(xì)胞調(diào)節(jié)性T細(xì)胞初始T細(xì)胞（nave T cell) 未受抗原刺激的T細(xì)胞稱為初始T細(xì)胞，表達(dá)CD45RA和高水平的L-選擇素（CD62L），參與淋巴細(xì)胞再循環(huán)。效應(yīng)T細(xì)胞(effector T cell) 接受抗原刺激后，經(jīng)克隆擴(kuò)增和分化，能夠發(fā)揮免疫效應(yīng)的終末T細(xì)胞。表達(dá)高水平的高親和力IL-2受體、 CD45RO等，不參與淋巴細(xì)胞的再循環(huán)，向外周炎癥組織遷移。記憶T細(xì)胞(memory T cell) 接受抗原刺激后，在增殖分化過程中停止分化，成為靜息狀態(tài)的長壽T細(xì)胞，表達(dá)CD45RO，參與再次應(yīng)答。主要存在于血液和外周淋巴器官，也能向外周炎癥組織等部位遷移。輔助性T細(xì)胞

13、CD抗原表型為CD3+、CD4+、CD8 。其TCR基本上都是TCR 型。識別抗原受MHC- 類分子限制。包括CD4+Th1細(xì)胞、CD4+Th2細(xì)胞、CD4+ Th3細(xì)胞、CD4+Th17和CD4+Tfh細(xì)胞等亞群。細(xì)胞因子和Th細(xì)胞亞群發(fā)現(xiàn)1989: Th1 and Th2 subsets of CD4+ T cells defined according to cytokines secreted (Mosmann & Coffman, Annu. Rev. Immunol. 7: 145-173; 1989)Th1/Th2 paradigm has dominated our view

14、of the immune system, but it is incomplete and inadequate Many immune phenomena dont fit neatly into Th1 or Th2, or they combine elements of bothTh1 blamed for many inflammatory and auto-immune disease states Due to IFN induced by IL-12細(xì)胞因子和Th細(xì)胞亞群發(fā)現(xiàn)Mid 1990s: resurrection of “suppressor” T cells As

15、Treg (CD4+) cells involved in regulating Th effector cells, controlling auto-immunity and tolerance2005: Th17 cells defined As CD4+ cells that secrete Th17 and other inflammatory cytokines, involved in inflammatory and auto-immune disease.Also important in immunity to extracellular infections2008：A

16、proposed fifth effector subset, Tfh cells defined T follicular helper (TFH) cells, is thought to provide help for the generation of B cellmediated immune responses 細(xì)胞毒性T細(xì)胞CD抗原表型為CD3+、CD4 、CD8+組成性表達(dá)TCR識別抗原受MHC-I類分子限制為 CTL （ Tc ）細(xì)胞特異性殺傷腫瘤和病毒感染的靶細(xì)胞，分泌細(xì)胞因子，參與免疫調(diào)節(jié)CTL細(xì)胞的殺傷過程CTL1. CTL識別靶細(xì)胞的抗原Target cellCTL

17、2. CTL釋放穿孔素或顆粒酶Target cellCTL3. CTL與靶細(xì)胞分離Target cell4. 靶細(xì)胞凋亡Target cellCTL的殺傷機(jī)制CTLCa+穿孔素靶細(xì)胞顆粒酶靶細(xì)胞CTL還可通過高表達(dá)FasL和分泌大量TNF誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cell, Treg）是一類具有負(fù)向調(diào)節(jié)作用的CD4+T細(xì)胞，包括自然調(diào)節(jié)T細(xì)胞和誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)T細(xì)胞。Treg細(xì)胞對抗原的識別具有特異性，但活化后對其他免疫細(xì)胞的抑制作用是非特異性的，且不受MHC 限制。Anti-CD25-PEBefore depletionAfter depletionAnt

18、i-CD4-FITC5-10%經(jīng)典實(shí)驗(yàn)1. 自然調(diào)節(jié)T細(xì)胞(nTregs)出生3天切除胸腺的小鼠成年后體內(nèi)缺乏CD4CD25Treg細(xì)胞，使動物在成年后出現(xiàn)多種器官的自身免疫病。自然調(diào)節(jié)T細(xì)胞的特征高表達(dá)CD25分子（IL-2R的鏈），F(xiàn)oxp3陽性。在免疫應(yīng)答的負(fù)調(diào)節(jié)和自身免疫耐受中起重要作用?？赡艿臋C(jī)制：主要是直接與靶細(xì)胞接觸；也可分泌IL-10、TGF-等抑制性細(xì)胞因子。抑制T細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等。Treg能通過高表達(dá)CTLA-4，從而與CD28競爭結(jié)合B7分子，使T細(xì)胞得不到協(xié)同信號分子而不能活化，還可誘導(dǎo)DC表達(dá)吲哚胺2,3-雙加氧酶（IDO），后者能夠降解T細(xì)胞活化所必需的氨基酸，并

19、由此導(dǎo)致T細(xì)胞失活和發(fā)生凋亡；Treg可誘導(dǎo)表達(dá)淋巴細(xì)胞激活基因，其產(chǎn)物L(fēng)AG3可與未成熟DC表達(dá)的MHC II類分子高親和力結(jié)合，抑制DC成熟與活性。自然調(diào)節(jié)T細(xì)胞的作用機(jī)制nTreg 可通過表面mTGF-或通過合成分泌TGF-與DC表面相應(yīng)配體結(jié)合抑制DC 活化，使其不能有效激活CD4+T 細(xì)胞。cAMP2.誘導(dǎo)性調(diào)節(jié)T細(xì)胞(iTreg)外周CD4+初始T細(xì)胞被誘導(dǎo)形成。抑制性細(xì)胞因子的作用IL-10 ：可通過下調(diào)APC表面共刺激分子和MHC類分子表達(dá)，抑制抗原提呈和DC成熟；通過抑制巨噬細(xì)胞和DC 釋放促炎細(xì)胞因子，下調(diào)或抑制炎癥反應(yīng)；通過抑制T細(xì)胞和單核細(xì)胞合成分泌細(xì)胞因子，使CD4+

20、/ CD8+T細(xì)胞處于無能狀態(tài)；通過抑制致敏肥大細(xì)胞脫顆?；蛘T導(dǎo)B細(xì)胞發(fā)生類別轉(zhuǎn)換（IgEIgG），下調(diào)Th2 細(xì)胞介導(dǎo)的超敏反應(yīng)。TGF-： 可通過與APC表面相應(yīng)配體結(jié)合抑制DC活化和成熟；通過對IL-2產(chǎn)生的干擾作用抑制T細(xì)胞增殖；通過干擾轉(zhuǎn)錄因子T-bet/Stat4或Gata3/NFAT形成、抑制初始T細(xì)胞向Th1或Th2細(xì)胞分化，使機(jī)體細(xì)胞或體液免疫應(yīng)答能力降低。CD4+T 細(xì)胞亞群的可塑性(plasticity)CD4+Th細(xì)胞各功能亞群有可能相互轉(zhuǎn)換：例如，已發(fā)現(xiàn)某些Tfh 細(xì)胞可分別分泌IL-4 或IFN-，由此提示：Tfh可能由遷移定居于淋巴濾泡Th1、Th2 細(xì)胞分化而來

21、；Th1、Th2 細(xì)胞首先分化為中央記憶性T細(xì)胞，然后遷移至GC而成為Tfh 細(xì)胞。T細(xì)胞功能亞群所分泌的細(xì)胞因子并無特異性：例如：Th1、Th17 和Treg 細(xì)胞均可分泌IL-10；Th2、Th17和Th9均可分泌IL-9；Th17 和Th22 均可分泌IL-22。T細(xì)胞功能亞群所表達(dá)的特征性轉(zhuǎn)錄因子并非恒定不變, 例如：Foxp3+Treg 細(xì)胞具有異質(zhì)性，F(xiàn)oxp3 可經(jīng)誘導(dǎo)而表達(dá)，而一旦Foxp3 表達(dá)耗盡，這些Treg 細(xì)胞又可獲得產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子的能力；炎癥部位某些CD4+T細(xì)胞既表達(dá)Foxp3，又表達(dá)T-bet，且具有抗炎效應(yīng)。第二節(jié) B淋巴細(xì)胞在人類的骨髓或禽類的法式囊分化發(fā)

22、育成熟后主要分布于外周血、脾臟、淋巴結(jié)、腸集合淋巴結(jié)B細(xì)胞是體內(nèi)產(chǎn)生抗體的免疫效應(yīng)細(xì)胞，也是專職抗原提呈細(xì)胞根據(jù)B細(xì)胞表面標(biāo)志和功能特征，可將B細(xì)胞分為B1和B2細(xì)胞兩個亞群一、B細(xì)胞的表面分子及其主要 作用抗原識別受體(BCR復(fù)合體)BCR輔助受體共刺激分子IgG Fc受體絲裂原受體細(xì)胞因子受體（一）B細(xì)胞作為免疫應(yīng)答細(xì)胞，與其識別抗原和活化相關(guān)的分子BCR復(fù)合體由BCR和Ig/Ig二聚體組成。1. BCRB細(xì)胞受體（B cell receptor, BCR)，是B細(xì)胞表面特異性抗原識別受體，也是所有B細(xì)胞的特征性表面標(biāo)志，其化學(xué)本質(zhì)是膜表面免疫球蛋白（mIg）。成熟B細(xì)胞主要為mIgM和m

23、IgD。2. Ig/IgIg即CD79a， Ig即CD79b，兩者形成二聚體。與BCR非共價結(jié)合形成BCR復(fù)合體。BCR輔助受體CD19-CD21-CD81復(fù)合物是B細(xì)胞表面的BCR輔助受體。CD19是B細(xì)胞特有的表面標(biāo)志，CD21是C3d的受體，能與結(jié)合在抗原表面的C3d結(jié)合，增強(qiáng)BCR與抗原的結(jié)合，使CD19胞內(nèi)區(qū)的酪氨酸激酶活化，促進(jìn)和增強(qiáng)B細(xì)胞活化第一信號的產(chǎn)生。C3d的形成共刺激分子 1. CD40 其配體是表達(dá)在活化T細(xì)胞表面的CD40L。兩者結(jié)合可產(chǎn)生B細(xì)胞活化的第二信號。2. ICAM-1其配體是表達(dá)在活化T細(xì)胞表面的LFA-1。兩者結(jié)合促進(jìn)B細(xì)胞活化第二信號的產(chǎn)生。IgG Fc受體 (CD32)FcR-A：與Ag-Ab復(fù)合物中的IgG Fc結(jié)合，有助于捕捉Ag，并能促進(jìn)B細(xì)胞活化。FcR-B：為抑制性受體，可下調(diào)體液免