中學生物教材中涉及到的免疫學知識概述

當外源性抗原進入機體，可誘導機體產(chǎn)生特異性免疫應答。我們?nèi)藶榈貙⑻禺愋悦庖邞鸱譃轶w液免疫和細胞免疫，但免疫應答是一個需要免疫系統(tǒng)中所有免疫細胞相互協(xié)調(diào)、共同發(fā)揮作用的復雜過程，并不能割裂開來。

1  幾個名詞介紹

1．1  抗原

抗原一詞可廣泛用于指被B細胞或（和）T細胞表面抗原受體（即一些膜結合抗體）所識別的任何分子?？乖话憔哂袃煞N性質(zhì)：免疫原性（即能與B細胞和T細胞抗原受體結合，刺激細胞活化、增殖和分化，產(chǎn)生抗體等性能）和抗原性（即能與抗體結合）。一般認為低分子量化合物（分子量低于5 000～10 000 Da）沒有免疫原性，但后來發(fā)現(xiàn)一些低分子量的化合物也有免疫原性，如對-偶氮苯砷酸-N-乙酰-L-酪氨酸最低可到450 Da。

根據(jù)產(chǎn)生抗體時是否需要T細胞的參與可將抗原分為胸腺依賴性抗原（TD抗原）和胸腺非依賴性抗原（TI抗原）兩類。

TD抗原在刺激B細胞產(chǎn)生抗體時需要T細胞的輔助，在T細胞缺乏時不能誘導抗體產(chǎn)生，故又稱為胸腺依賴性抗原，主要為蛋白質(zhì)類抗原。TD抗原激活B細胞時，除必須有抗原作為信號外，還需輔助性T細胞及其分泌的細胞因子作為信號。TD抗原可刺激T細胞產(chǎn)生細胞免疫反應。

TI抗原主要是非蛋白質(zhì)類抗原，如多糖、脂類、核酸等，它們誘導的抗體反應無須T細胞的輔助。TI抗原能誘導初次免疫應答，但無記憶細胞產(chǎn)生，因此無再次免疫應答，所產(chǎn)生的抗體主要是IgM抗體。TI抗原不刺激T細胞產(chǎn)生細胞免疫反應。

1．2  主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex, MHC）

MHC是存在于所有脊椎動物（除無頜類以外）細胞膜表面的一組與移植排斥反應有關的蛋白質(zhì)。MHC在胚胎發(fā)育中產(chǎn)生，所有的細胞上都存在。除了同卵雙胞胎以外，沒有兩個人有相同的MHC。因此，細胞表面的MHC如同身份標簽，能被自身的細胞所識別。病毒、細菌等病原體也帶有各自的身份標簽，當它們侵入人體后，能被人體的細胞識別出來。免疫系統(tǒng)正是通過MHC來識別“自我”與“非我”成分的。人類的MHC稱為HLA（人類白細胞抗原），其基因位于第6號染色體短臂。

1．3  抗原遞呈細胞（antigen-presenting cell, APC）

能攝取和在細胞內(nèi)加工處理抗原，并將抗原信息遞呈給T細胞的細胞稱為抗原遞呈細胞，它是一組特化的細胞群體，包括單核細胞、各種巨噬細胞、B細胞、樹突狀細胞（是體內(nèi)抗原遞呈功能最強的APC，可激發(fā)初次免疫應答）、內(nèi)皮細胞等。其中最重要的是樹突狀細胞、單核-巨噬細胞和B細胞。樹突狀細胞可刺激初始T細胞活化、增殖，分化為效應T細胞，B細胞和單核-巨噬細胞只能將抗原遞呈給效應T、B細胞，不能刺激初始T細胞。在細胞免疫中，主要是巨噬細胞將抗原遞呈給T細胞；在體液免疫中，B細胞是主要的抗原遞呈細胞。

1．4  細胞因子

細胞因子是體液里在免疫應答中起信號聯(lián)絡作用的大量可溶性蛋白質(zhì)分子的總稱，均為蛋白質(zhì)，如干擾素、白細胞介素（IL，主要由T細胞產(chǎn)生）、集落刺激因子、趨化性細胞因子、腫瘤壞死因子（TNF）、轉化生長因子（TGF）-等。淋巴細胞產(chǎn)生的細胞因子又稱為淋巴因子。

2  免疫細胞的分類

免疫細胞可分為兩類，即非特異性免疫細胞和特異性免疫細胞。

2．1  非特異性免疫細胞

非特異性免疫細胞主要包括中性粒細胞（壽命短，可以吞噬和殺滅細菌，參與急性炎癥反應）、單核巨噬細胞（單核細胞具有進一步分化的潛能，而巨噬細胞是終末分化的細胞；單核巨噬細胞發(fā)揮兩種功能：即吞噬殺菌和抗原的加工提呈）、嗜酸性粒細胞（可抗寄生蟲感染、調(diào)節(jié)I型過敏反應）、嗜堿性粒細胞（參與I型過敏反應）、肥大細胞（參與I型過敏反應）、樹突狀細胞、自然殺傷細胞（是抗感染和抗腫瘤免疫的第一道天然防線）。另外，非特異性免疫細胞還包括某些類型的T細胞（如自然殺傷T細胞等）和B1細胞。

某些類型的非特異性免疫細胞是抗原遞呈細胞，在特異性免疫應答中發(fā)揮重要的抗原遞呈作用。通常所說的吞噬細胞是一類具有吞噬殺傷功能的細胞，主要由中性粒細胞和單核-巨噬細胞組成。

2．2  特異性免疫細胞

特異性免疫細胞指T細胞和B細胞。

2．2．1  T細胞的類群

成熟的T細胞是高度不均一的細胞群體，根據(jù)其表型和功能特征，可將其分成許多不同的類群。下面僅介紹兩種分類。

（1）根據(jù)T細胞的分化狀態(tài)、表達的細胞表面分子以及功能的不同，可將它們分為三類：初始、效應和記憶性T細胞。

初始T細胞是沒有接觸過抗原刺激的成熟T細胞，它們處于細胞周期的G0期，存活期短；效應T細胞是執(zhí)行機體免疫效應功能的細胞；記憶性T細胞維持機體免疫記憶功能，也處于G0期，但存活時間很長，可達數(shù)年，甚至幾十年。

（2）根據(jù)T細胞在免疫應答中的功能不同，可將T細胞分為輔助性T細胞、細胞毒性T細胞和調(diào)節(jié)性T細胞三類。

輔助性T細胞是能輔助T、B細胞產(chǎn)生免疫應答的類群，它們通過產(chǎn)生的淋巴因子來起作用；細胞毒性T細胞是具有免疫殺傷效應（直接殺傷靶細胞）的類群；調(diào)節(jié)性T細胞是具有免疫抑制功能的T細胞類群。

2．2．2  B細胞的類群

依照B細胞表面是否表達某些分子，可把B細胞分為B1細胞和B2細胞。B1細胞產(chǎn)生于個體發(fā)育的早期，主要存在于腹膜腔、胸膜腔和腸道固有層，在蛋白質(zhì)抗原的免疫應答中無重要性。B2細胞即通常所指的B細胞。B細胞有三個主要的功能：產(chǎn)生抗體，介導體液免疫；遞呈抗原；分泌淋巴因子，參與免疫調(diào)節(jié)、炎癥反應及造血過程。

3  細胞免疫和體液免疫的過程

當外源性抗原進入機體后，很快（數(shù)分鐘）就會被APC在感染或炎癥局部攝取，然后在細胞內(nèi)降解抗原并將其加工處理成抗原多肽片段，再以抗原肽-MHC復合物的形式表達于細胞表面（此過程稱為抗原處理，約需3 h）。當APC與T細胞接觸時，抗原肽-MHC復合物被T細胞的受體識別，從而將信息傳遞給T細胞，引起T細胞活化（此過程稱為抗原遞呈）?；罨?SPAN lang=EN-US>T細胞通過分泌淋巴因子來進一步活化B細胞以產(chǎn)生抗體或活化其他T細胞以引起細胞免疫反應。可以說，抗原識別過程實質(zhì)上是攜帶抗原肽-MHC復合物的APC“尋找”抗原特異性初始T細胞的過程；初始T多由樹突狀細胞活化，效應T細胞和記憶細胞識別多種APC遞呈的抗原。

3．1  細胞免疫過程

T淋巴細胞介導的免疫應答是一個連續(xù)的過程，可分為三個階段：（1）T淋巴細胞特異性識別抗原（初始或記憶T細胞膜表面的受體與APC表面的抗原肽-MHC復合物特異性結合的過程）；（2）T細胞活化、增殖和分化；（3）效應T細胞發(fā)揮效應。

T細胞的活化需要雙信號的刺激，第一信號來自抗原，提供方式是APC表面的抗原肽-MHC復合物與受體的相互作用和結合，該信號確保免疫應答的特異性；第二個信號是微生物產(chǎn)物或非特異性免疫針對微生物的應答成分，該信號確保免疫應答在需要的條件下才能得以發(fā)生。當只有第一信號時，T細胞處于無應答狀態(tài)。

T細胞活化引起細胞分裂（大量增殖，達到整體功能所需的數(shù)量水平）和分化（使T細胞具有分泌細胞因子或細胞殺傷的功能）。淋巴因子的分泌是T細胞活化的主要表現(xiàn)形式。不同的抗原刺激可使初始T細胞分泌不同種類的細胞因子，從而產(chǎn)生不同的效應，而白細胞介素2是初始T細胞產(chǎn)生的最重要的細胞因子。細胞毒性T細胞具有特異性的殺傷功能，主要是細胞漿內(nèi)形成了許多膜結合的顆粒，這些顆粒包含穿孔素（perforin，成孔蛋白）和顆粒酶等多種介質(zhì)。穿孔素可對靶細胞打孔，顆粒酶是一組絲氨酸酯酶，它進入靶細胞胞漿，使靶細胞凋亡。靶細胞凋亡后，暴露抗原，從而被抗體消滅。

隨著抗原的清除，大多數(shù)活化T細胞死于細胞凋亡，以維持自身穩(wěn)定的基礎狀態(tài)。少數(shù)T細胞分化為長壽命的記憶細胞，在再次抗原刺激時發(fā)揮快速的免疫應答作用。

3．2  體液免疫過程

體液免疫的過程也可分為抗原識別，B細胞活化、增殖與分化，合成分泌抗體并發(fā)揮效應三個階段。

B細胞對抗原的識別是通過其表面的抗原識別受體來進行的。B細胞的抗原識別受體能直接識別蛋白質(zhì)抗原，或識別蛋白質(zhì)降解而暴露的抗原決定簇，而無需APC對抗原的處理和遞呈。B細胞表面的抗原識別受體識別抗原是產(chǎn)生B細胞活化的第一信號，有人將結合了抗原的B細胞稱為致敏B細胞，只有這些細胞在接受T細胞的輔助時才能夠活化來產(chǎn)生抗體。也就是說，B細胞的活化需要兩個信號：抗原信號和活化的T細胞信號（并不是遞呈抗原，而是通過其他的分子信號提供的），并需要T細胞所分泌的細胞因子。在體液免疫中，T細胞通過提供刺激信號、分泌細胞因子等方式輔助B細胞，B細胞作為APC可通過加工、處理、遞呈抗原的形式激活T細胞，但B細胞不能激活初始T細胞（由樹突狀細胞來激活）。B細胞最終分化為漿細胞和記憶性B細胞，漿細胞多在2周內(nèi)凋亡。需要指出的是，抗原特異性B細胞和T細胞所識別的抗原決定簇是不同的，但二者必須識別同一抗原分子的不同抗原決定簇，才能相互作用。因此，B細胞分化為漿細胞是一個復雜的過程，依賴于樹突狀細胞、T細胞、B細胞三者之間的復雜相互作用。