醫(yī)學(xué)免疫學(xué)/抗體產(chǎn)生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)
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目錄 |
一、抗體產(chǎn)生的一般規(guī)律
當(dāng)?shù)谝淮斡眠m量抗原給動(dòng)物免疫，需經(jīng)一定潛伏期才能在血液中出現(xiàn)抗體，含量低，且維持時(shí)間短，很快下降，稱這種現(xiàn)象為初次免疫應(yīng)答。若在抗體下降期再次給以相同抗原免疫時(shí)，則發(fā)現(xiàn)抗體出現(xiàn)的潛伏期較初次應(yīng)答明顯縮短，抗體含量也隨之上升，而且維持時(shí)間長，稱這種現(xiàn)象為現(xiàn)次免疫應(yīng)答或回憶應(yīng)答。由于對(duì)抗體分子結(jié)構(gòu)研究的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)初次應(yīng)答產(chǎn)生的抗體主要是IgM分子，對(duì)抗原結(jié)合力低，為低親和性抗體。而再次應(yīng)答則主要為IgG分子，且為高親和性抗體。TD抗原可引起再次應(yīng)答，而TI抗原只能引起初應(yīng)答。對(duì)初次和再次應(yīng)答現(xiàn)象機(jī)制的研究，對(duì)抗體特異性、多樣性、免疫記憶以及對(duì)自身抗原而受性機(jī)制等問題的研究，都必須以抗體生成的細(xì)胞學(xué)為基礎(chǔ)（圖11-1，表11-2）。
圖11-1初次及再次免疫應(yīng)答
表11－2 初次與再次免疫應(yīng)答特性
| 特性 | 初次 | 再次 |
| 抗原呈遞 | 非B細(xì)胞 | B細(xì)胞 |
| 抗原濃度 | 高 | 低 |
| 抗體產(chǎn)生 | ||
| 延遲相 | 5～10天 | 2～5天 |
| Ig類別 | 主要為IgM | IgG、IgA等 |
| 親和力 | 低 | 高 |
| 無關(guān)抗體 | 多 | 少 |
二、抗體產(chǎn)生的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)
抗體產(chǎn)生是由多細(xì)胞完成的，Miller等在60年代，首先證明了淋巴細(xì)胞是不均一的細(xì)胞群。他用早期摘除雞的胸腺和法氏囊的方法證明了有二類不同的的淋巴細(xì)胞，即T和B細(xì)胞。前者與細(xì)胞免疫有關(guān)，后者與抗體形成有關(guān)（表11-3）。
表11-3 新生期摘除胸腺及法氏囊對(duì)免疫功能的影響（雞）
| 全身X-線照射 | 周圍血淋巴細(xì)胞數(shù) | Ig濃度 | 抗體產(chǎn)生 | 移植物排斥反應(yīng) |
| 未身X-線照射 | 148 000 | ++ | +++ | ++ |
| 胸腺摘除 | 9 000 | ++ | + | － |
| 法氏囊摘除 | 13 200 | － | － | + |
+陽性反應(yīng)；－陰性反應(yīng)
Claman 給經(jīng)X-線照射小鼠移入同系骨髓細(xì)胞（B細(xì)胞來源）和胸腺細(xì)胞（T細(xì)胞來源），然后用羊紅細(xì)胞免疫，結(jié)果證明只有同時(shí)移入兩種細(xì)胞才能產(chǎn)生抗體。因此證明了抗體產(chǎn)生需要T和B細(xì)胞共同參予。
Unanue等在70年代又證明了巨噬細(xì)胞在抗體形成中的重要作用。他們應(yīng)用純化細(xì)胞的體外培養(yǎng)技術(shù)研究這一問題。根據(jù)小鼠細(xì)胞對(duì)玻璃面或塑料面的粘附性，可將脾細(xì)胞分為二種，其一為有粘附性細(xì)胞屬巨噬細(xì)胞（Mφ），另一種為非粘附性細(xì)胞屬淋巴細(xì)胞，包括T和B細(xì)胞。當(dāng)將這二種細(xì)胞分別與羊紅細(xì)胞（抗原）在體外培養(yǎng)時(shí)，皆不能產(chǎn)生抗體，只有在二種細(xì)胞混合培養(yǎng)時(shí)才能產(chǎn)生抗體，自此證明了Mφ也參予抗體的產(chǎn)生（表11-4，5）。
表11-4 T和B細(xì)胞在抗體產(chǎn)生中的作用
| X-線照射鼠入的細(xì)胞 | 抗體產(chǎn)生 |
| 脾細(xì)胞（含有T和B） | ++ |
| 胸腺細(xì)胞（T細(xì)胞） | ± |
| 骨髓細(xì)胞（B細(xì)胞） | + |
| 胸腺細(xì)胞+骨髓細(xì)胞 | +++ |
表11-5 Mφ在抗體產(chǎn)生中的作用
| 體外培養(yǎng)細(xì)胞 | 抗體產(chǎn)生 |
| 粘附細(xì)胞+羊紅細(xì)胞 非粘附細(xì)胞+羊紅細(xì)胞 粘附細(xì)胞 + +羊紅細(xì)胞 非粘附細(xì)胞 |
－ － +++ |
表11-6 促進(jìn)B細(xì)胞增殖和分化的細(xì)胞因子
| 名稱 | 作用 |
| IL-1 IL-4 IL-5 IL-6 IL-2 |
促進(jìn)B細(xì)胞活化與增殖 促進(jìn)活化B細(xì)胞增殖 促進(jìn)B細(xì)胞分化 與IL-1協(xié)同 |
在同一時(shí)期Gershon等又證明了抑制性T細(xì)胞（TS）的存在，對(duì)免疫應(yīng)答起抑制作用。因此TH和TS可視為免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，而TC和TD可視為細(xì)胞免疫的效應(yīng)細(xì)胞。通過上述研究，證明了抗體產(chǎn)生需要三種細(xì)胞參予，即單核吞噬細(xì)胞系、T細(xì)胞系和B細(xì)胞系。從而否定了過去認(rèn)為抗體產(chǎn)生是由單一淋巴細(xì)胞克隆產(chǎn)生的觀點(diǎn)。因此抗體產(chǎn)生不只是涉及抗原與免疫細(xì)胞間的相互作用，即對(duì)抗原的識(shí)別和抗原的激發(fā)作用，同時(shí)也涉及免疫細(xì)胞間的相互作用，，即免疫細(xì)胞活化，增殖與分化過程。這二個(gè)過程是緊密交織在一起的，為此必須進(jìn)一步探討在免疫應(yīng)答過程中，三種細(xì)胞各自發(fā)揮什么作用？以及它們之間的相互作用又是怎樣進(jìn)行的。
三、免疫細(xì)胞在抗體生成中的作用
上述三類細(xì)胞都參予抗體生成過程，但各自發(fā)揮的作用不同?，F(xiàn)已證明Mφ抗原處理和呈遞細(xì)胞，無特異識(shí)別抗原的功能。T細(xì)胞系主要是TH和TS，它們對(duì)免疫應(yīng)答有調(diào)節(jié)功能，所以是免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，有特異識(shí)別抗原的功能。B細(xì)胞系既具有呈遞抗原的作用又是產(chǎn)生抗體的細(xì)胞，也具有特異識(shí)別抗原的功能。
（一）Mφ的作用
Mφ在免疫應(yīng)答的全過程都發(fā)揮重要作用，在抗原識(shí)別過程中，即在免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)期，它表現(xiàn)為具有攝取、處理加工、存貯和呈遞抗原的作用。它活化后還能分泌多種細(xì)胞因子，其合成和分泌的IL-1有促進(jìn)T和B細(xì)胞的活化作用。因此，不能認(rèn)為Mφ只是機(jī)械的將抗原決定簇呈遞給淋巴細(xì)胞，它還具有調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞功能的作用。
抗原性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)后，必須先經(jīng)Mφ攝取、加工處理，然后才能呈遞給淋巴細(xì)胞。Mφ是有吞噬細(xì)胞功能的細(xì)胞，已證明在其細(xì)胞表面有多種受體分子，但無抗原識(shí)別受體。它主要是以吞噬、吞飲和被動(dòng)吸附等方式捕捉抗原，可攝取任何抗原性特質(zhì)，所以是非特異性的攝取抗原性物質(zhì)。
攝入的抗原大分子，可在細(xì)胞內(nèi)被降解為許多小肽片段。其中一些免疫原性決定簇可與細(xì)胞內(nèi)的自己MHCⅡ類分子相結(jié)合，然后運(yùn)送至細(xì)胞膜表面，形成所謂修飾的自身復(fù)合物分子（即異種抗原X+自己MHCⅡ類分子）此即Mφ對(duì)抗原的處理和加工過程。
Mφ將這種復(fù)合物分子，呈遞給有抗原識(shí)別功能的淋巴細(xì)胞，才能激發(fā)免疫應(yīng)答。不難看出，識(shí)別這種復(fù)合物的抗原識(shí)別受體，必須是既能識(shí)別異種抗原X，又能同時(shí)識(shí)別自已MHC分子。這就是免疫細(xì)胞間相互作用的MHC限制性的由來。
（二）淋巴細(xì)胞的作用
淋巴細(xì)胞具有抗原識(shí)別受體，所以T和B細(xì)胞都是抗原識(shí)別細(xì)胞。每一細(xì)胞克隆可識(shí)別一種抗原決定簇，所以這種識(shí)別是有特異性的。B細(xì)胞表面抗原識(shí)別受體是膜Ig分子，它可識(shí)別天然蛋白質(zhì)抗原分子表面的構(gòu)像抗原決定簇（即B決定簇），在識(shí)別抗原時(shí)無MHc 限制性。而T細(xì)胞抗原識(shí)別受體為異二聚體分子，即TCRαβ，它能同時(shí)識(shí)別經(jīng)加工處理的序列決定簇肽片段（即T決定簇）和自己MHC分子，所以有MHC限制性。
四、細(xì)胞因子在抗體產(chǎn)生中的作用
細(xì)胞因子（cytokines）在抗體產(chǎn)生應(yīng)答過程中的作用有下述特點(diǎn)：
1．細(xì)胞因子的作用既無抗原特異性也無MHC限制性當(dāng)TH細(xì)胞受刺激活化后，它所分泌的細(xì)胞因子就可作用于任何抗原特異性的B細(xì)胞和任何MHC單倍型（haplotype）的B細(xì)胞。
2．在B細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答的不同時(shí)期有不同的細(xì)胞因子起作用即B細(xì)胞的增殖期與分化期，或Ig的分泌期可有不同的細(xì)胞因子在起作用（表11-6）。此外，不同的細(xì)胞因子間的組合有的起拮抗作用，有的起協(xié)同作用。
3．細(xì)胞因子還可作用于旁路（bystander）B細(xì)胞使之活化這些B細(xì)胞對(duì)抗體應(yīng)答的抗原沒有特異性（非抗原特異性B細(xì)胞）。它們存在于抗原刺激的特異B細(xì)胞周圍，在抗原活化特異B細(xì)胞時(shí)，因產(chǎn)生細(xì)胞因子而被活化并產(chǎn)生非特異抗體。
4．在刺激B細(xì)胞增殖分化的細(xì)胞因子中，有些是來源于巨噬細(xì)胞或其他非T細(xì)胞所產(chǎn)生（如粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞等）。
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