細(xì)胞免疫應(yīng)答

T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答1/13/20231a

概述*免疫應(yīng)答（immuneresponseIr)是指機(jī)體受抗原刺激后，體內(nèi)抗原特異性淋巴細(xì)胞識別抗原，發(fā)生活化、增殖、分化或失能、凋亡，進(jìn)而表現(xiàn)除一定生物學(xué)效應(yīng)的全過程。

*免疫應(yīng)答分為三個(gè)階段：抗原識別階段：增殖分化階段:效應(yīng)階段：包括APC對抗原的攝取、處理、遞呈和淋巴細(xì)胞特異性識別抗原引發(fā)T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫效應(yīng)和B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫效應(yīng)。

指T、B淋巴細(xì)胞識別抗原后傳遞活化信號，自身發(fā)生活化、增殖和分化。免疫應(yīng)答1/13/20232a

概述*適應(yīng)性免疫應(yīng)答的類型B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答

*適應(yīng)性免疫應(yīng)答發(fā)生的場所免疫應(yīng)答外周免疫器官1/13/20233a細(xì)胞免疫應(yīng)答是從初始T細(xì)胞接受抗原刺激到分化成效應(yīng)T細(xì)胞并將抗原清除的過程。概述T淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答分為三個(gè)階段：T細(xì)胞特異性識別抗原階段T細(xì)胞活化、增殖和分化階段效應(yīng)性T細(xì)胞的產(chǎn)生及效應(yīng)階段概念1/13/20234a

初始T細(xì)胞隨血循環(huán)達(dá)外周淋巴器官，并不斷在體內(nèi)循環(huán)，以便隨時(shí)識別進(jìn)入機(jī)體的抗原。初始T細(xì)胞識別抗原肽后，活化、增殖并分化為效應(yīng)T細(xì)胞，進(jìn)而清除抗原及實(shí)現(xiàn)對免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)，在免疫應(yīng)答過程中，部分活化T細(xì)胞分化為記憶T細(xì)胞（memoryTcell）。概述1/13/20235aT淋巴細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答第一節(jié)T細(xì)胞對抗原的識別第二節(jié)T細(xì)胞的活化、增殖和分化第三節(jié)T細(xì)胞的效應(yīng)功能1/13/20236a1/13/20237aT淋巴細(xì)胞對抗原的識別免疫應(yīng)答基本概念初始T細(xì)胞膜表面抗原識別的受體TCR與APC表面的抗原肽-MHC分子復(fù)合物特異結(jié)合的過程稱為抗原識別（antigenrecognition），這是T細(xì)胞特異活化的第一步。TCR在特異性識別APC所提呈的抗原多肽的過程中，必須同時(shí)識別與抗原多肽形成復(fù)合物的MHC分子，這種特性稱為MHC限制性（MHCrestriction）。MHC限制性決定了任何T細(xì)胞僅識別由同一個(gè)體APC表面的MHC分子提呈的抗原肽。1/13/20238a1/13/20239aT淋巴細(xì)胞對抗原的識別一、APC向T細(xì)胞提呈抗原的過程外源性抗原在局部被APC攝取、加工和處理，以抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物的形式表達(dá)于APC表面，將抗原提呈給CD4+Th細(xì)胞識別。Th細(xì)胞通過CK的產(chǎn)生與分泌，調(diào)節(jié)細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答。內(nèi)源性抗原，以抗原肽-MHCⅠ類分子復(fù)合物的形式表達(dá)于細(xì)胞表面，供特異性CD8+T細(xì)胞識別。CD8+T細(xì)胞活化、增殖和分化為效應(yīng)細(xì)胞后，發(fā)揮細(xì)胞毒性T細(xì)胞（cytotoxicTcell）的功能。1/13/202310aT淋巴細(xì)胞對抗原的識別二、APC與T細(xì)胞的相互作用（一）T細(xì)胞與APC的非特異結(jié)合（二）T細(xì)胞與APC的特異性結(jié)合初始T細(xì)胞進(jìn)入淋巴結(jié)的副皮質(zhì)區(qū)，利用表面的粘附分子（LFA-1,CD2）與APC表面相應(yīng)配體（ICAM-1,LFA-3）結(jié)合，可促進(jìn)和增強(qiáng)T細(xì)胞表面TCR特異性識別和結(jié)合抗原肽的能力。上述結(jié)合是可逆而短暫的。未結(jié)合的T細(xì)胞再次進(jìn)入淋巴細(xì)胞再循環(huán)。在T細(xì)胞與APC短暫結(jié)合的過程中，若TCR識別相應(yīng)的特異性抗原肽-MHC復(fù)合物（pMHC）后，則T細(xì)胞可與APC發(fā)生特異性結(jié)合，并由CD3向保內(nèi)傳遞信號，穩(wěn)定并延長T細(xì)胞與APC間結(jié)合的時(shí)間，從而誘導(dǎo)抗原特異性T細(xì)胞激活和增殖。T細(xì)胞和APC表面多種協(xié)同刺激分子有助于維持和加強(qiáng)T細(xì)胞與APC的直接接觸，這在細(xì)胞免疫應(yīng)答的啟動中發(fā)揮重要作用。1/13/202311a（二）T細(xì)胞與APC的特異性結(jié)合

T細(xì)胞與APC之間的作用并不是細(xì)胞表面分子間隨機(jī)分散的相互作用，而是在細(xì)胞表面獨(dú)特的區(qū)域上聚集著一組TCR，其周圍是一圈粘附分子，這個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)稱為免疫突觸（immunologicalsynapse）。在免疫突觸形成的初期，TCR-pMHC分散在新形成的突觸周圍，然后向中央移動，最終形成TCR-pMHC位于中央，周圍是一圈LFA-1-ICAM-1相互作用的結(jié)構(gòu)。功能：增強(qiáng)TCR與pMHC相互作用的親和力；促進(jìn)T細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子的相互作用、信號通路的激活及細(xì)胞骨架系統(tǒng)和細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和功能變化，從而參與T細(xì)胞的激活和細(xì)胞效應(yīng)的有效發(fā)揮。1/13/202312aAPC通過免疫突觸與T細(xì)胞相互作用一系列免疫分子參與和調(diào)節(jié)免疫突觸的形成及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。1/13/202313a免疫突觸形成第一階段：接觸面的形成，CD4/CD8分子在該階段可穩(wěn)定T細(xì)胞與APC的接觸，為TCR-pMHC結(jié)合提供條件。ⅰ免疫分子的相互連接1/13/202314a

第二階段即TCR-pMHC的移動:發(fā)生在第一階段的約5分鐘后，TCR-pMHC復(fù)合物向接觸面的中央移動，與此同時(shí)，LFA-1-ICAM-1向周圍移動。ⅱ多肽-MHC復(fù)合體的移動1/13/202315a第三階段是免疫突觸的形成：位于中央的TCR-pMHC復(fù)合物不再移動，在其周圍形成由LFA-1和ICAM-1等分子相互結(jié)合所形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這種成熟的免疫突觸可持續(xù)1h以上。ⅲ免疫突觸的形成1/13/202316a第二節(jié)T細(xì)胞的活化、增殖和分化一、T細(xì)胞活化涉及的分子（一）T細(xì)胞活化的第一信號APC提呈pMHC→T細(xì)胞→TCR特異性識別MHC分子槽中的抗原肽→CD3和CD4/CD8分子胞質(zhì)段尾部聚集→激活與胞質(zhì)段尾部相連的酪氨酸激酶→CD3分子胞質(zhì)區(qū)ITAM中的酪氨酸磷酸化→啟動激酶活化的級聯(lián)反應(yīng)→激活轉(zhuǎn)錄因子→細(xì)胞增殖及分化相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄激活→發(fā)揮相應(yīng)的功能T細(xì)胞的完全活化有賴于雙信號和細(xì)胞因子的作用；T細(xì)胞活化的第一信號來自T細(xì)胞對抗原的識別；T細(xì)胞活化的第二信號來自APC表達(dá)的協(xié)同刺激分子與T細(xì)胞表面的相應(yīng)受體或配體相互作用介導(dǎo)的信號。1/13/202317aT細(xì)胞與APC表面多對協(xié)同刺激分子相互作用產(chǎn)生T細(xì)胞活化第二信號；根據(jù)效應(yīng)不同，將協(xié)同刺激分子分為正性/負(fù)性共刺激分子；正性共刺激分子：CD28/B7作用是促進(jìn)IL-2基因轉(zhuǎn)錄和穩(wěn)定IL-2mRNA，從而促進(jìn)IL-2合成；負(fù)性共刺激分子：CTLA4/B7作用是介導(dǎo)負(fù)性信號的傳導(dǎo)，有效地調(diào)節(jié)了適度的免疫應(yīng)答；激活的專職APC上調(diào)表達(dá)協(xié)同刺激分子，觸發(fā)有效的協(xié)同刺激信號；缺乏/阻斷協(xié)同刺激信號使自身反應(yīng)性T細(xì)胞處于無能狀態(tài)，從而維持自身免疫耐受。（二）T細(xì)胞活化的第二信號1/13/202318a雙信號活化：雙識別↓第一信號1/13/202319a（三）細(xì)胞因子促進(jìn)T細(xì)胞充分活化T細(xì)胞的充分活化，有賴于雙信號和多種細(xì)胞因子的參與?；罨腁PC和T細(xì)胞可分泌IL-1、IL-2、IL4、IL-6、IL-10、IL-12、IL-15和IFN-γ等多種細(xì)胞因子，在T細(xì)胞激活中發(fā)揮重要作用。1/13/202320a靜止T細(xì)胞活化T細(xì)胞T細(xì)胞增殖、分化T細(xì)胞活化中IL-2的作用1/13/202321aT細(xì)胞的活化IL-1、IL-2、IL-6、IL-12等

雙信號活化★第一信號：雙識別抗原肽MHCCD4/CD8第二信號：協(xié)同剌激B7(CD80/86)CD28增強(qiáng)信號：細(xì)胞因子TCR-CD3小結(jié)1/13/202322a二、T細(xì)胞活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑TCR的胞膜外區(qū)可識別特異性pMHC，但其胞質(zhì)區(qū)很短，要借助于CD3分子及CD4/CD8分子和CD28分子的輔助，才能將抗原刺激的信號傳遞至細(xì)胞內(nèi)部，使轉(zhuǎn)錄因子活化，轉(zhuǎn)位到核內(nèi)，活化相關(guān)基因。這一過程稱為T細(xì)胞活化的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）。1/13/202323aTCR結(jié)合抗原肽TCR的位置和構(gòu)象改變受體交聯(lián)PTK激活

T細(xì)胞活化信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)ITAM磷酸化ZAP-70活化轉(zhuǎn)錄因子活化靶基因的轉(zhuǎn)錄1/13/202324a參與T細(xì)胞活化早期的蛋白酪氨酸激酶（proteintyrosinekinase,PTK）主要有p56Lck和p59Fyn及ZAP-70等；p56Lck主要與CD4/CD8胞內(nèi)段的尾部相連，p59Fyn主要與CD3的ζ鏈相連，而ZAP-70存在于胞質(zhì)內(nèi)；TCR結(jié)合pMHC后，CD3、CD4/CD8胞質(zhì)尾部聚集在一起，產(chǎn)生激酶活化的級聯(lián)反應(yīng)，將活化信號傳遞給下游的其他分子；TCR活化信號胞內(nèi)傳導(dǎo)的主要途徑有兩條：PLC-γ活化途徑和MAP激酶活化途徑。

T細(xì)胞活化信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)1/13/202325aAPCMHCII類分子CD4TCRCD3LckZAP-70TcellITAMFyn

T細(xì)胞活化相關(guān)分子及其布局1/13/202326a1/13/202327aAPCMHCII類分子CD4TCRCD3LckZAP-70TcellITAMFynTCR活化信號胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)的主要途徑1/13/202328aAPCMHCII類分子CD4TCRCD3LckZAP-70TcellITAMFynTCR及其輔助受體啟動T細(xì)胞活化信號1/13/202329aTCR+CD3CD4/CD8CD45ZAP-70FynLckFyn和Lck使CD3和ζ鏈上的ITAMs的酪氨酸殘基磷酸化，繼而使含SH2功能區(qū)的ZAP-70結(jié)合其上受體交聯(lián)活化PTK（在T細(xì)胞中主要是Fyn和Lck活化）蛋白酪氨酸磷酸酶增強(qiáng)Fyn和Lck的活化Lck活化ZAP-70進(jìn)而活化PLC-γ和生長因子受體結(jié)合蛋白（GRB-2）細(xì)胞膜細(xì)胞漿1/13/202330aPLC-γ分解磷脂肌醇二磷酸（PIP2）產(chǎn)生甘油二酯（DAG）和三磷酸肌醇（IP3）M-SOS活化IP3增加胞內(nèi)Ca2+濃度活化磷酸酶和鈣調(diào)磷酸酶（Calcineurin）Ras-GDPRas-GTP(失活狀態(tài))(激活狀態(tài))鈣調(diào)磷酸酶活化轉(zhuǎn)錄因子NFAT（nuclearfactorofactivatedTcells）MAP激酶活化轉(zhuǎn)錄因子(NF-κB、NFAT和AP-1)結(jié)合到基因的啟動子部位，促使基因轉(zhuǎn)錄DAG和Ca2+活化PKCPKC活化轉(zhuǎn)錄因子NF-κB細(xì)胞漿Raf蛋白活化1/13/202331a三、T細(xì)胞活化信號涉及的靶基因T細(xì)胞活化信號免疫應(yīng)答磷脂酰肌醇代謝途徑Ras-MAP激酶途徑激酶磷酸化的級聯(lián)反應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)與T細(xì)胞效應(yīng)分子編碼基因調(diào)控區(qū)部位結(jié)合增強(qiáng)啟動子的活性調(diào)控涉及細(xì)胞增殖及分化的細(xì)胞基因1/13/202332aT細(xì)胞活化信號涉及的靶基因編碼T細(xì)胞效應(yīng)分子基因包括細(xì)胞因子基因、細(xì)胞因子受體基因、粘附分子基因和MHC等；因T細(xì)胞活化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)級聯(lián)反應(yīng)的復(fù)雜性，構(gòu)成T細(xì)胞應(yīng)答的多樣性；在不同細(xì)胞因子的作用下，活化的T細(xì)胞分化成具有不同功能的效應(yīng)細(xì)胞，部分細(xì)胞分化成記憶細(xì)胞。1/13/202333a轉(zhuǎn)錄因子活化及基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子活化NF-ATNF-κBAP-1基因表達(dá)1/13/202334a多種細(xì)胞因子參與T細(xì)胞增殖和分化過程如IL-2、IL-4、IL-6、IL-7、IL-12、IL-15、IL-18；其中IL-2是促進(jìn)T細(xì)胞增殖最重要的因子。四、抗原特異性T細(xì)胞克隆性增殖和分化1/13/202335a靜止T細(xì)胞表達(dá)低水平的中親和力IL-2R(由βγ兩條鏈組成)；激活的T細(xì)胞表達(dá)高親和力IL-2R(由αβγ三條鏈組成)，并分泌IL-2；T細(xì)胞迅速增殖后，定向分化為效應(yīng)性T細(xì)胞；CD4+T細(xì)胞輔助性T細(xì)胞（Th）CD8+T細(xì)胞細(xì)胞毒T細(xì)胞（CTL）四、抗原特異性T細(xì)胞克隆性增殖和分化1/13/202336a1.CD4+T細(xì)胞的增殖分化初始CD4+T細(xì)胞Th0Th1Th2IL-4IL-12IFN-γ介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答Tregs(CD4+CD25+Foxp3+)免疫抑制免疫調(diào)節(jié)維持自身耐受小鼠Th17人Th17IL-6TGF-βIL-1βIL-17分泌調(diào)節(jié)自身免疫性疾病與感染性疾病1/13/202337a初始CD8+T細(xì)胞激活有以下兩種方式：1）Th細(xì)胞依賴性：CD8+T細(xì)胞的激活，需要APC和CD4+T細(xì)胞的輔助。活化的Th細(xì)胞分泌細(xì)胞因子作用與CTL前體細(xì)胞，抗原肽-MHCⅠ分子刺激的特異性活化信號作用下，增殖分化為CTL。2）Th細(xì)胞非依賴性：高表達(dá)協(xié)同刺激分子的病毒感染DC，不需要Th細(xì)胞的輔助而直接刺激CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-2，誘導(dǎo)其增殖分化為CTL。2.CD8+T細(xì)胞的增殖分化1/13/202338a第三節(jié)T細(xì)胞的效應(yīng)功能兩類重要的細(xì)胞效應(yīng)

1.CD4+T細(xì)胞活化MΦ而誘生炎癥，抗胞內(nèi)菌感染；2.CD8+CTL細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞。免疫應(yīng)答1/13/202339a1.Th1細(xì)胞對巨噬細(xì)胞的作用激活巨噬細(xì)胞：Th1細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ等活化巨噬細(xì)胞；Th1細(xì)胞表達(dá)CD40L與MΦ表面CD40結(jié)合，激活MΦ。誘生并募集MΦ：Th1細(xì)胞產(chǎn)生IL-3、GM-CSF促進(jìn)骨髓造血干細(xì)胞分化為MΦ；Th1細(xì)胞產(chǎn)生TNF-α，TNF-β和MCP-1等募集炎癥細(xì)胞在感染灶部位。（一）Th1細(xì)胞的生物學(xué)活性免疫應(yīng)答1/13/202340aIFNIFNRCD40LCD40Th細(xì)胞活化①CD40分子和TNF受體表達(dá)增加，TNF-分泌→協(xié)同IFN-增加巨噬細(xì)胞抗胞內(nèi)微生物作用。②B7分子和MHCII分子的表達(dá)增加。Mφ1/13/202341a2.Th1細(xì)胞對T細(xì)胞的作用：產(chǎn)生IL-2等細(xì)胞因子，促進(jìn)Th1、Th2、CTL、NK細(xì)胞等細(xì)胞的活化與增殖。3.Th1細(xì)胞對B細(xì)胞的作用：Th1細(xì)胞分泌IFN-γ誘導(dǎo)活化B細(xì)胞產(chǎn)生調(diào)理性抗體。4.Th1細(xì)胞對中性粒細(xì)胞的作用：Th1細(xì)胞產(chǎn)生淋巴毒素和TNF-α可活化中性粒細(xì)胞，殺傷病原體。

免疫應(yīng)答1/13/202342a1/13/202343a作用機(jī)制發(fā)揮效應(yīng)TNF和TNF毛細(xì)血管擴(kuò)張，血管內(nèi)皮細(xì)胞粘附分子的表達(dá)和血管的通透性增加吞噬細(xì)胞（以巨噬細(xì)胞為主）募集和增加血漿滲出MCP-1單核細(xì)胞到達(dá)抗原部位IFN-和TNF巨噬細(xì)胞活化釋放細(xì)胞因子加重炎癥反應(yīng)，擴(kuò)大免疫應(yīng)答效應(yīng)；FasL與靶細(xì)胞Fas結(jié)合誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡IL-3和GM-GSF單核細(xì)胞的新生，巨噬細(xì)胞數(shù)量增加Th1分泌的細(xì)胞因子及其誘導(dǎo)炎癥作用1/13/202344a(二)Th2細(xì)胞的生物學(xué)活性1.輔助體液免疫應(yīng)答：分泌IL-4、IL-5、IL-10、IL-13等細(xì)胞因子促進(jìn)B細(xì)胞增殖分化和抗體產(chǎn)生；2.參與超敏反應(yīng)性炎癥：分泌細(xì)胞因子激活肥大、嗜酸性粒、嗜堿性粒細(xì)胞，參與超敏反應(yīng)的發(fā)生和抗寄生蟲感染。1/13/202345a（三）Th17細(xì)胞的生物學(xué)活性1.分泌IL-17，刺激上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等分泌多種細(xì)胞因子：1）分泌IL-8、MCP-1等趨化因子，趨化和募集中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞；2）分泌IL-1β、IL-6、TNF-α和PGE-2扥國有道局部炎癥反應(yīng)；3）分泌G-CSF和GM-CSF等集落刺激因子，活化中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞，并刺激骨髓造血干細(xì)胞產(chǎn)生更多髓樣細(xì)胞。2.泌IL-17，刺激上皮細(xì)胞、角朊細(xì)胞分泌防御素等抗菌物質(zhì)，以及募集和活化中性粒細(xì)胞等，在固有免疫中發(fā)揮重要作用。1/13/202346a（1）效-靶細(xì)胞結(jié)合

雙信號識別效應(yīng)性CTL直接接觸37oC、Mg2+

靶細(xì)胞二、CTL細(xì)胞的效應(yīng)功能（2）CTL的極化細(xì)胞骨架系統(tǒng)、高爾基體、胞漿顆粒等向效-靶接觸部位重新排列、分布，保證CTL分泌的效應(yīng)分子有效作用于所接觸的靶細(xì)胞。CD8+Tc細(xì)胞（CTL）介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用分泌細(xì)胞毒素及誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡，殺傷帶抗原的靶細(xì)胞。1/13/202347a（3）致死性攻擊

1）穿孔素/顆粒酶途徑：

穿孔素（perforin）插入靶細(xì)胞形成孔道，使靶細(xì)胞崩解；顆粒酶（granzyme）進(jìn)入靶細(xì)胞激活Caspase10，引發(fā)激聯(lián)反應(yīng)，激活DNA內(nèi)切酶，核小體斷裂，導(dǎo)致靶細(xì)胞死亡。2）Fas/FasL途徑：

效應(yīng)CTL表達(dá)FasL，并分泌TNF-α、LT-α。這些效應(yīng)分子與靶細(xì)胞表面的Fas和TNFR結(jié)合，通過激活胞內(nèi)胱天蛋白酶（Caspase）參與的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，導(dǎo)致靶細(xì)胞凋亡。1/13/202348a

1）穿孔素/顆粒酶途徑：