1、第六章 免疫應答 授課要點：熟悉免疫應答的一般規(guī)律； 了解細胞介導的免疫應答效應及意義。 第一節(jié) 免疫應答概述 1.基本概念 免疫應答是指機體免疫系統(tǒng)接受抗原刺激后，淋巴細胞特異性識別抗原并發(fā)生活化、增殖、分化或失能、凋亡，進而發(fā)揮生物學效應的全過程。免疫應答的基本生物學意義是保護機體免受抗原性異物侵襲。在正常生理狀況下，機體對“非己”抗原產(chǎn)生正應答，對自身抗原產(chǎn)生負應答(耐受)，這種生理性應答是免疫保護；在異常情況下，機體對“非己”抗原可能產(chǎn)生過高和過低應答或負應答；前一種可引起超敏反應，后者則可引發(fā)免疫功能低下或缺失，從而導致嚴重微生物感染或腫瘤發(fā)生。這種病理性免疫應答是免疫損傷。,2.免

2、疫應答一般規(guī)律 2.1 免疫應答的物質(zhì)基礎和場所 免疫細胞在中樞免疫器官中經(jīng)歷陽性和陰性選擇，獲得MHC限制性識別能力，并清除自身反應性細胞克隆或使其失能；成熟的淋巴細胞則可遷移至外周淋巴器官。外周淋巴器官是發(fā)生免疫應答的主要場所 。在外周淋巴器官中，免疫細胞間發(fā)生極為復雜的相互作用的協(xié)作。這就是免疫應答的物質(zhì)基礎。 2.2 免疫應答的基本過程 通?？蓪⒚庖邞疬^程劃分為三個密切相關且不可分割的連續(xù)過程，即感應階段、增殖分化階段和效應階段。在感應階段，抗原被APC攝取，加工處理；T/B細胞通過TCR/BCR特異性識別抗原肽；在增殖分化階段 ，T/B細胞特異性識別抗原，產(chǎn)生激活的第一信號；而T/

3、B細胞與APC表面多種粘附分子間的相互作用，提供了T-細胞激活的信號(共刺激信號)。在效應階段，免疫效應細胞和分子共同發(fā)揮作用，清除非己抗原異物或誘導機體產(chǎn)生免疫耐受，從而維持機體正常生理狀態(tài)，或引起免疫相關性疾病。,初始Th細胞 CTL 靶細胞 效應 細胞免疫 TD抗原 輔助 Th1 淋巴因子 + 輔佐細胞 輔助 活化Th細胞 前體Th1，CTL TI抗原 初始B細胞 漿細胞 免疫球蛋白 體液免疫 感應階段 增殖分化階段 效應階段 免疫應答基本過程,輔助,第二節(jié) T-細胞介導的免疫應答 1. T-細胞特異性識別抗原 外源性抗原可在局部或通過淋巴細液和血液轉(zhuǎn)運至淋巴組織，被該部位的抗原提呈細胞

4、攝取、加工處理，并以抗原肽-MHC類分子復合物形式表達于APC表面，供特異性CD4+Th細胞識別。內(nèi)源性抗原被宿主細胞加工處理，以抗原肽-MHC類分子復合物形式表達于細胞表面，供特異性CD8+T細胞識別。,2. T-細胞活化的信號要求 在T-細胞被激活和發(fā) 生增殖分化的過程中需要 兩個信號，即TCR與抗原 肽-MHC復合物特異性結(jié)合 提供了T-細胞活化的第一 信號；而APC與T-細胞表面 多種粘附分子(共刺激分子 )的相互作用則為T-細胞活 化提供了第二信號；這就 是淋巴細胞激活的雙信號。 TCR與抗原肽-MHC復合 物特異性結(jié)合，引起TCR交 聯(lián)并啟動抗原識別信號， 導致CD3和共受體(CD

5、4或,CD8)分子胞質(zhì)段尾部相聚，激活胞質(zhì)段尾部的酪氨酸激酶，促使含酪氨酸的蛋白激酶磷酸化，啟動激酶活化的級聯(lián)反應，最終通過激活轉(zhuǎn)錄因子而啟動細胞因子及其受體等基因的轉(zhuǎn)錄及其產(chǎn)物的合成。 T-細胞活化的第二信號中，最重要的是T-細胞表面的CD28和APC表面的相應配體B7-1和B7-2的相互作用。由CD28/B7分子對所啟動的第二信號可增強細胞因子基因表達(如增強IL-2基因轉(zhuǎn)錄并穩(wěn)定其mRNA，從而促進IL-2的合成；若缺乏共刺激信號，可導致IL-2合成受阻，則抗原刺激非但不能激活特異性T-細胞，反而會導致T-細胞失能)。 3. T-細胞增殖分化 激活的T-細胞迅速進入細胞周期，通過有絲分裂

6、而大量增殖，并分化為效應T-細胞，然后離開淋巴器官隨血循環(huán)到達外源性抗原入侵部位；同時部分活化的T-細胞可分化為長壽命記憶性T-細胞，在再次免疫,應答中起重要作用。 3.1 CD4+T細胞的增殖分化 初始CD4+T細胞被激活后會增殖分化為Th0細胞。 Th0細胞具有分化為Th1或Th2細胞的潛能，局部微環(huán)境中存在的細胞因子種類是控制Th0細胞分化的關鍵因素，如IL-2可促進Th0細胞分化為Th1細胞，而IL-4可促進Th0細胞分化為Th2細胞。Th0細胞的分化方向決定機體免疫應答類型：Th1主要介導細胞免疫應答 ；Th2主要介導體液免疫應答。 3.2 CD8+T細胞的增殖分化 激活初始CD8+

7、T細胞比之CD4+T細胞需要更強的共刺激信號。根據(jù)共刺激信號的來源不同，初始CD8+T細胞的激活主要有兩種方式： 3.2.1 Th細胞非依賴性. 初始CD8+T細胞的TCR識別感染了病毒的DC(樹突狀細胞)表面抗原肽-MHC分子復合物，同時感染病毒的DC高表達共刺激分子，可直接,提供共刺激信號而促進CD8+T細胞合成IL-2，促使自身增強并分化為效應CTL，因而無需Th細胞的輔助。 3.2.2 Th細胞依賴性. CD8+T細胞作用的靶細胞一般僅低表達或不表達共刺激分子，而有賴于APC及CD4+T細胞協(xié)同激活初始CD8+T細胞。如病毒抗原、腫瘤抗原、同種異體MHC抗原從宿主細胞表面脫落，以可溶性

8、抗原形式被APC攝取并在細胞內(nèi)分別與MHC或MHC類分子結(jié)合為復合物，再表達于APC表面，同時提呈給CD4+T細胞和CD8+T細胞。若此T細胞是CD4+的記憶T-細胞，其對共刺激信號要求閾值較低，它們與APC作用后易被激活并產(chǎn)生分泌IL-2，從而輔助鄰近的CD8+T細胞活化增殖分化；若CD4+T細胞是巳活化的效應T細胞，其所表達的CD40L可與APC表面的CD40結(jié)合而使APC表達B-7和4-IBBL等共刺激分子增加至足以達到CD8+T細胞激活所需的水平，使之產(chǎn)生IL-2引起自身增殖分化。,4. T-細胞介導的效應 4.1 CTL介導的細胞毒效應. CTL可高效特異性殺傷靶細胞而不損傷周圍組織

9、。CTL作用可分為三個階段： 效應-靶細胞結(jié)合。效應CTL所表達的粘附分子(LAF-1、CD2等)水平比靜止T-細胞高數(shù)倍，可有效結(jié)合表達有低水平相應受體(ICAM、LFA-3等)的靶細胞。 CTL的極化。CTL的TCR與靶細胞表面肽-MHC類分子復合物特異性結(jié)合后，TCR及共受體向靶細胞接觸部位聚集，導致CTL內(nèi)亞顯微結(jié)構(gòu)極化，即細胞骨架系統(tǒng)(肌動蛋白、微管)、高爾基體及胞質(zhì)顆粒等均向效應-靶細胞接觸部位重新排列和分布，從而保證CTL分泌的非特異性效應分子選擇性作用于所接觸的特定靶細胞。 致死攻擊。CTL主要通過兩條途徑殺傷靶細胞(需Ca2+存在)；其一是穿孔素-顆粒酶途徑。穿孔素可由NK-

10、細胞和CTL產(chǎn)生。穿孔素通常存在于靜止CTL胞內(nèi)的電子致密胞質(zhì)顆粒中，當CTL活化后可誘使脫顆粒反應,，在Ca2+存在下，穿孔素插入靶細胞膜并發(fā)生多聚化，即在靶細胞上形成管狀結(jié)構(gòu)，可致靶細胞外Na+、水分子內(nèi)流而改變細胞滲透壓而最終引起細胞溶解。同時 這種胞膜通道也有利于顆粒酶、TNF等細胞毒介質(zhì)進入靶細胞并導致靶細胞死亡。其二是Fas/FasL途徑。Fas(CD95)屬腫瘤壞死因子受體超家族成員，可表達于活化的T/B細胞、NK-細胞、單核細胞、成纖維細胞、 胸腺細胞等表面。FasL(CD178)是前者的配體，屬腫 瘤壞死因子家族成員，主要分布于T-細胞表面。激活 的CTL表面迅速表達FasL

11、并與靶細胞表面的Fas結(jié)合， 通過激活細胞內(nèi)的Caspase( Cysteine aspartic acid specific protease，天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白水解 酶)系統(tǒng)而導致靶細胞死亡。 4.2 CD4+Th1介導的細胞免疫效應 某些胞內(nèi)寄生的病原體(結(jié)核桿菌、麻風桿菌)可在M吞噬小體內(nèi)生長并可逃避特異性抗體和CTL的攻,擊提。針對此類胞內(nèi)寄生病原體，Th1細胞可通過活化M及釋放各種活性因子而攻擊病原體。Th1細胞表面CD40L與M表面CD40結(jié)合，向后者提供致敏信號而將其激活?；罨腗通過不同機制殺傷胞內(nèi)寄生病原體，如產(chǎn)生NO和超氧陰離子；促進溶酶體與吞噬體融合；合成并釋

12、放各種抗菌肽和蛋白酶等。Th1亦可產(chǎn)生IL-2等細胞因子，促進Th1細胞、CTL等增殖，放大免疫效應；也可產(chǎn)生淋巴毒素和TNF-2而活化中性粒細胞，促進其殺傷病原體的作用。 5. T-細胞效應的生物學意義 T-細胞效應的生物學意義主要表現(xiàn)在：抗感染作用主要針對胞內(nèi)感染的病原體；抗腫瘤作用主要是CTL的特異性殺傷作用；促進M、NK細胞的ADCC效應；分泌細胞因子而直接或間接殺傷腫瘤細胞 ；免疫損傷作用T細胞效應可參與型超敏反應、移植排斥反應、某些自身免疫病的發(fā)生和發(fā)展。,第三節(jié) B細胞介導的免疫應答 在B 細胞應答中，漿細胞所產(chǎn)生的抗體是主要的效應分子，所以稱之為體液免疫。B細胞應答過程隨刺激機

13、體的抗原種類不同而異，即TD抗原刺激的依賴Th2細胞的應答和TI抗原刺激的非依賴Th細胞的應答。 1. B細胞特異性識別抗原 1.1 B細胞識別TI抗原. 細菌多糖、多聚鞭毛蛋白、脂多糖等屬于胸腺非依賴性抗原(TI抗原)。其主要特征是不易降解，能激活初始B細胞而無需Th細胞的輔助。 TI-1抗原稱為B細胞絲裂原(如Lps)。成熟或未成熟的B細胞均可被TI-1抗原激活。 TI-2抗原多為細菌細胞壁與莢膜成分，具有高度重復的結(jié)構(gòu)。與TI-1不同的是TI-2僅激活成熟的B細胞。 1.2 B細胞識別TD抗原. BCR識別抗原有著與TCR不同的特點；其一是BCR不僅能識別蛋白質(zhì)抗原，也能識別肽、核酸、多

14、聚糖、脂類和小分子化學物質(zhì)；其二是,BCR可特異性識別完整蛋白質(zhì)抗原的天然空間構(gòu)象，或 識別蛋白質(zhì)降解所暴露出的表位空間構(gòu)象，無需APC對抗原進行加工提呈，也不需MHC限制。 2. B細胞活化增殖與分化 2.1 B細胞活化. B細胞活化也需雙信號和多種細胞因子參與。BCR與特異性抗原表位結(jié)合啟動第一信號，并由Ig/Ig將信號傳入細胞內(nèi)。通過非受體型蛋白酪氨酸激酶將Ig/Ig胞內(nèi)區(qū)的免疫受體酪氨酸活化基序(ITAM)磷酸化，繼而激活syk(非受體型蛋白酪氨酸激酶)；經(jīng)絲裂原激活的蛋白激酶(MAPK)、蛋白激酶C(PKC)和鈣調(diào)蛋白三條途徑激活轉(zhuǎn)錄因子，參與并調(diào)控B細胞激活、增殖相關基因的表達。

15、Th細胞的TCR特異性識別并結(jié)合B細胞表面的抗原肽-MHC類分子復合物，誘導性表達多種膜分子，其中最重要的是CD40L，其與B細胞表面的CD40結(jié)合向B細胞提供共刺激信號(第二信號)。,2.2 B細胞增殖與分化 活化的B細胞表達多種細胞因子受體，可接受Th細胞所分泌的細胞因子作用。其中IL-2、IL-4和IL-5可促進B細胞增殖；IL-5、IL-6可促進B細胞分化為能產(chǎn)生抗體的漿細胞?？乖禺愋訠細胞活化增殖后循兩條途徑分化，其一是部分B細胞遷移至淋巴組織髓質(zhì)，繼續(xù)增殖分化為可產(chǎn)生抗體的漿細胞；此途徑產(chǎn)生的特異性抗體提供即刻防御效應；另一是部分B細胞遷移至附近的B細胞區(qū)(初級淋巴濾泡)，繼續(xù)增

16、殖并形成生發(fā)中心(次級淋巴濾泡)；此途徑在慢性感染或宿主再次感染中提供更為有效的應答。 3. 體液免疫應答的一般規(guī)律 3.1 個體發(fā)育中免疫球蛋白產(chǎn)生的規(guī)律. 人類個體發(fā)育中，體內(nèi)首先生成IgM類免疫球蛋白；其在胚胎晚期已能由胎兒自身合成；新生兒約第3個月開始合成IgG ；第4-6個月出現(xiàn)IgA。,3.2 初次應答和再次應答的規(guī)律. 特定抗原初次刺激機體所引發(fā)的免疫應答稱為初次免疫應答。在初次免疫應答晚期，隨著抗原被清除，多數(shù)效應T細胞和漿細胞均發(fā)生死亡；同時抗體濃度逐漸下降。但是應答過程中所形成的記憶性T、B細胞具有長壽命而得以保存，一旦再次遭遇相同抗原刺激，記憶性淋巴細胞可迅速高效特異性地

17、產(chǎn)生應答，此即再次免疫應答。 初次應答主要產(chǎn) 生IgM(后期可產(chǎn)生 IgG)，且所產(chǎn)生的抗 體總量及其與抗原的 親和力均較低。 再次應答主要產(chǎn) 生IgG類抗體，其總 量及與抗原親和力均 較高且均一。,IgM,IgG,4. 體液免疫應答的效應 機體抗感染免疫機制中的抗體主要參與清除胞外微生物，防止胞內(nèi)感染的擴散；其作用有： 4.1 中和作用. 高親和力IgG、IgA可與病毒、細菌表面蛋白結(jié)合，通過阻止其進入細胞而發(fā)揮中和作用 ；還可與細菌外毒素、昆蟲毒素、蛇毒素等的亞單位結(jié)合，阻止毒素進入宿主細胞而發(fā)揮中和作用。 4.2 調(diào)理作用. 促進吞噬細胞的吞噬作用。可以兩種方式發(fā)揮調(diào)理作用，即抗體Fab段可與病原體表面的抗原表位結(jié)合，其Fc段可與吞噬細胞表面的FcR結(jié)合，從而促進后者對病原體的吞噬；另外，抗體與病原體的結(jié)合可激活補體，附著于病原體的補體裂解片段(C3b 、C4b、iC3b)可與吞噬細胞表面CR1、CR3及CR4結(jié)合，促進后者的吞噬作用。 4.3 激活補體. IgM、IgG與抗原形成的免疫復合物可激活補體活化經(jīng)典途徑，所形成的膜攻擊復合物可發(fā)揮補體介導的殺菌、溶菌作用。,4.4 抗體依賴的細胞介導的細胞毒作用(ADCC).