第四节 免疫细胞
一、免疫细胞
免疫细胞泛指参与免疫应答和与免疫应答有关的细胞及其前体细胞,主要包括造血干细胞、淋巴细胞、单核吞噬细胞及其他抗原提呈细胞、粒细胞、红细胞和肥大细胞等,其中起核心作用的是淋巴细胞。
(一)淋巴细胞
淋巴细胞来源于造血干细胞中的淋巴干细胞(淋巴系细胞),是机体免疫应答的核心细胞,主要包括T淋巴细胞、B淋巴细胞和NK细胞。淋巴细胞是一群复杂的不均一的细胞群体,包括许多形态相似而功能不同的亚群细胞,这些亚群细胞的膜表面存在可供鉴别的特殊分子结构,称为表面标志。
表面标志包括表面抗原和表面抗体。表面抗原是指可用特异性抗体检测的细胞膜表面分子,主要包括白细胞分化抗原(CD抗原)、HLA抗原和膜表面免疫球蛋白(smIg)。表面受体是指能与相应配基结合的细胞膜表面分子,主要包括抗原识别受体(TCR、BCR)、绵羊红细胞受体(ER)、有丝分裂原受体、补体受体(CR)、细胞因子受体(CKR)等。
1. T淋巴细胞
T淋巴细胞是在胸腺中分化成熟的淋巴细胞,故称胸腺依赖性淋巴细胞(thymus dependent lymphocyte),简称T淋巴细胞或T细胞。其表面标志有:
(1)表面抗原 主要有HLA和白细胞分化抗原。其中重要的分化抗原是CD4和CD8,并以此分为CD4+ T细胞亚群和CD8+ T细胞亚群。CD4+ T细胞亚群主要是辅助性T细胞(Th);CD8+ T细胞亚群主要为杀伤性T细胞(CTL/Tc)。CD4分子参与识别HLA II类分子;CD8分子参与识别HLA I类分子。此外还有CD28(与APC的CD80结合),它是T细胞活化的第二刺激信号里的主要分子。
(2)表面受体 主要有以下几种:
①T细胞抗原识别受体(T cell receptor, TCR):是T细胞表面能特异性识别和结合抗原的结构。TCR不能直接识别和结合游离的可溶性抗原,只能识别经抗原提呈细胞(APC)加工处理后表达于APC表面的MHC分子结合的抗原肽。另外TCR单独不能传递激活信号,须与CD3非共价结合,依靠CD3传递信号。
②绵羊红细胞受体(ER):即CD2分子,它与绵羊红细胞结合形成花环,称为E-花环,可用于鉴定和分离人T细胞。
③有丝分裂原受体:有丝分裂原简称丝裂原,可通过相应受体刺激静止期淋巴细胞转化为淋巴母细胞,发生有丝分裂而增殖。能刺激T细胞的丝裂原种类常见的有植物血凝素(PHA)、刀豆素(ConA)和美洲商陆(PWM)等。因此,可利用PHA和ConA等活化T细胞,也可借此进行淋巴细胞转化试验,判断细胞免疫的功能状态。
④细胞因子受体(cytokine receptor, CKR):可表达于静止及活化T细胞表面。静止T细胞表面的细胞因子受体亲和力弱,数量少,而活化T细胞表面的细胞因子受体的亲和力高且数量多。T细胞表面的CKR主要是白细胞介素的多种受体。
⑤病毒受体:T细胞表面还存在病毒受体,如麻疹病毒受体和人类免疫缺陷病毒(HIV)受体等,通过这类受体,病毒可选择性的感染某个T细胞亚群,例如HIV可以通过CD4感染辅助性T细胞引起艾滋病。
2. B淋巴细胞
因B淋巴细胞是在鸟类法氏囊或其他同功器官(骨髓)内发育成熟的细胞,故称为骨髓依赖的淋巴细胞(bursa or bone marrow dependent lymphocyte),简称B淋巴细胞或B细胞。B细胞受抗原刺激后可转化为产生抗体的浆细胞。其表面标志主要有:
(1)表面抗原
B细胞表面高度表达HLA I类和II类抗原,其中HLA II类抗原对B细胞活化产生免疫应答具有重要作用。B细胞在分化成熟过程中可表达不同的 CD分子,其中某些可作为B细胞的标志,某些还与细胞功能有关。根据CD5的表达与否,可将B细胞分为B1亚群和B2亚群。通常指的B细胞就是B2细胞。CD19从原始至成熟的B细胞都存在,CD40可与Th细胞上的CD40的配体(CD40L)相结合,从而接受Th的辅助作用。
(2)表面受体
①B淋巴细胞抗原识别受体(BCR) 是B细胞所特有的,能特异识别抗原,是鉴定B细胞的重要标记,又叫膜表面免疫球蛋白(smIg)。成熟B细胞膜表面表达sIgM和sIgD,早期B细胞只表达sIgM。SmIg可与相应抗原特异性结合,并将抗原作内摄处理。这种受体介导的结合是B细胞捕获抗原的主要方式。BCR也没有单独传递抗原信号的作用,它与Igα/Igβ异二聚体非共价结合,组成BCR-Igα/Igβ复合受体分子,获得信号转导能力。
②Fc受体 B细胞表面有IgG的Fc受体(CD32),与B细胞活性有关。Fc受体还与抗体包被的红细胞相结合形成EAC玫瑰花环,是鉴别B细胞的传统方法之一。
③补体受体(CR) 表达于成熟B细胞的表面,CR1可与C3b和C4b结合,促进B细胞活化或抑制补体活化;CR2(CD21)可与C3d结合,对B细胞活化起促进作用,CR2同时也是EB病毒的受体。
④丝裂原受体 B细胞的有丝分裂原主要是脂多糖(LPS)、SPA(葡萄球菌A蛋白)和美洲商陆,受丝裂原活化后B细胞也可以分化增殖。
⑤细胞因子受体 B细胞表面还有多种细胞因子(如IL-1、IL-2、IL-4、IFN-γ等)的受体,与不同细胞因子的结合可使B细胞产生相应的生物活性。
3. NK细胞(naturalkiller cell)
指自然杀伤细胞,它来源于骨髓,又称第三群淋巴细胞。NK细胞表面没有特异性抗原识别受体,杀伤靶细胞不需要抗原预先致敏,也不受MHC限制。
二、免疫辅佐细胞
在免疫应答过程中能够通过一系列作用帮助T、B淋巴细胞活化形成致敏T细胞和产生抗体的非淋巴细胞称为辅佐细胞。尤其是T细胞的活化需要辅佐细胞的参与,其主要作用是向T细胞提呈抗原,又称抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)。免疫辅佐细胞包括单核吞噬细胞系统的细胞、树突状细胞(图9-16)和B细胞,以数量和功能而论,以单核吞噬细胞为首。单核吞噬细胞系统包括血液中的单核细胞和组织中的巨噬细胞,它主要具有以下功能:
1. 吞噬作用
当病原微生物或其他外来抗原侵入机体后,可先被单核-巨噬细胞吞噬清除(只有少数病原体如结核杆菌可在其他细胞内繁殖形成不完全吞噬)。这种吞噬作用通过IgG或补体产物而增强。
2. 免疫调节
单核吞噬细胞可以分泌多种白细胞介素,生成干扰素,产生补体系统分子,参与免疫调节。
3.提呈抗原、启动免疫应答
在特异性免疫应答中,绝大多数抗原都需经巨噬细胞吞噬和加工处理,并与其表面的MHC分子形成抗原肽-MHC复合物,表达在细胞膜表面,提呈给T细胞。巨噬细胞表面有很多表面分子,如B7分子等,可与T细胞表面的协同刺激分子CD28等结合,产生协同刺激信号,诱导T细胞的活化,启动免疫应答。
4. 抗肿瘤
巨噬细胞被某些细胞因子,如IFN-γ激活后能有效地杀伤肿瘤细胞,是参与免疫监视的重要效应细胞。
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案例0-4 [病例摘要] 艾滋病
患者程XX,男,30岁。未婚。自述有静脉注射毒品史2年余,1年前体重明显减轻,近3月发热、干咳,因近日感觉呼吸不畅,并伴进行性视力下降,到医院就诊。
体格检查:腿部及手臂皮肤多个紫褐色结节,直径约1mm至25px大小不等、触痛;口咽部白膜合并溃疡;全身浅表淋巴结肿大;肺部可闻及干啰音。眼底检查显示视网膜动脉充血、视乳头水肿出血。胸片显示肺门周围间质性肺浸润。支气管肺泡灌洗液中可见成团微生物,银染阳性。CD4+T细胞数量为75/ml。HIV抗体阳性。CT扫描轻度脑萎缩。口腔涂片发现念珠菌。HIV mRNA阳性。临床诊断:艾滋病。
[问题]
1. 该患者CD4+ T细胞数量显著减少,与发病有何关系?T淋巴细胞可分为哪些亚群?各有哪些主要功能?
2. 如何利用免疫学手段预防、诊断和治疗艾滋病?

