免疫细胞

,淋 巴 细 胞,医学免疫学,基 本 概 念,免疫细胞：所有参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体，包括造血干细胞、APC、淋巴细胞、粒细胞、肥大细胞和红细胞。淋巴细胞（lymphocyte）:是一群异质性的构成免疫系统的主要细胞，如T细胞、B细胞和NK细胞等。,主 要 内 容,淋巴细胞的类别及亚类 T、B细胞发育和分化 T、B细胞表面标志 淋巴细胞生物学功能,The types and subsets of lymphocytes,55%,25%,10%,10%,5%,请问：通过什么标志辨别各类淋巴细胞亚群呢？,几个基本概念,白细胞表面标志(surface marker) 指镶嵌在细胞膜脂质双层结构中的蛋白质分子,即膜蛋白，是白细胞间或白细胞与基质间相互识别的物质基础。 白细胞分化抗原(leukocyte differentiation antigen, LDA) 指不同谱系白细胞在正常分化、成熟的不同过程中,出现或消失的细胞表面标志。多为跨膜糖蛋白。分化群(cluster of differentiation, CD) 将不同实验室用单克隆抗体所鉴定的同一分化抗原归为同一分化群。CD分子即是细胞膜分子的命名编号（1384）。,一、T淋巴细胞,1 T细胞分化发育2 T细胞表面标志3 T细胞分类及其功能,T淋巴细胞概述,来源于骨髓 在胸腺（Thymus）内发育成熟 移行至外周淋巴组织 执行特异性细胞免疫应答 参与对TD抗原的体液免疫应答,The thymus is required for T cell maturation,Athymic mice (nude) and humans (DiGeorge syndrome)are immunodeficient due to a lack of T cells,Neonatal thymectomy,T细胞在胸腺的发育过程,途径： 皮质皮、髓质交界处髓质过程：双阴性细胞（CD4-CD8-,double negative, DN) 双阳性细胞（ CD4+CD8+,double positive,DP） 阳性选择（获得MHC限制性识别能力） 阴性选择（获得自身耐受） 成熟的单阳性细胞 (CD4+T和CD8+T细胞）,重要事件 * 功能性TCR形成（基因重排）；* 阳性选择* 阴性选择。 意义 * 获得功能性的TCR； * 获得MHC的限制性； * 获得对自身抗原的耐受性。,T淋巴细胞的发育,The thymus,Lobulated structure with a STROMA of epithelial cells & connective tissueStroma provides a microenvironment for T cell development & selectionLobules differentiated into an outer CORTEX & inner MEDULLA, both filled with bone-marrow-derived THYMOCYTES,* 胸腺基质细胞：黏附胸腺细胞，产生细胞因子（IL-1,6,7)和胸腺激素促进T细胞分化发育* DC、巨噬细胞和胸腺上皮细胞：向T细胞提呈抗原肽/MHC分子,T cells mature in the thymus but most die there.,98% of cells die in the thymus without inducing any inflammation or any change in the size of the thymus.Thymic macrophages phagocytose apoptotic thymocytes.,Constant1-2 x 108cells,清除无用的T细胞,T细胞不能识别胸腺皮质上皮细胞提呈的肽/MHC复合物，即发生凋亡。,获得MHC限制性,DP细胞的CD4结合皮质胸腺上皮细胞的MHCII类分子，CD8丢失，成为CD4T细胞；而CD8结合MHCI类分子，则CD4丢失，成为CD8T细胞。,清除自身反应性（有害）T细胞,DP细胞TCR识别,经阳性选择的T细胞与髓质DC和巨噬细胞提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合，则发生凋亡。,阳性选择：DP细胞TCR与胸腺皮质上皮细胞表面的MHCI/II类分子以适当亲和力结合，分化为CD8/CD4的SP细胞；不能结合或高亲和力结合的DP细胞发生凋亡。阴性选择:能与DC或M提呈的自身肽/MHC复合物高亲和力结合的SP细胞，发生凋亡；而不能识别抗原的SP细胞则发育成熟。,T细胞的发育,一、T淋巴细胞,1 T细胞分化发育2 T细胞表面标志3 T细胞分类及其功能,T细胞表面分子及其功能,1.TCR-CD3复合物2.TCR共受体3.协同刺激分子4.黏附分子5.其他表面分子,Cell mediated immunity Activation Phase,1. Activation of CD4+T cell (1)Antigen-specific signal（signal 1) * dual recognition: TCR-peptide/MHCII * ligation of co-receptor: CD4/MHCII * CD3: siganl transduction (2)Co-stimulatory signal （signal 2) * B7-1, B7-2 on APC bind to CD28 on T cell (3)Cytokines（signal 3) * secretion of cytokines (IL-1、IL-12）by APC and lymphocytesactivation of T cell,1. TCR-CD3复合物,immunoreceptor tyrosine-based activation motif,CD3分子由5种多肽链组成；与TCR形成TCR-CD3复合物；是成熟T细胞特征性的表面标志；CD3分子可稳定TCR结构，并传导活化信号至细胞内；,2TCR的共受体: CD4和CD8是TCR识别抗原的共受体，分别结合MHC-II和MHC-I分子。鉴定T细胞亚群的表面标志CD4分子是HIV的受体，与HIV感染有关,2. TCR共受体:CD4/CD8,3.T细胞表面的共刺激分子 CD28/CTLA-4：B7-1/B7-2 CD40L：CD40,Inhibition of T cell activation by CTLA-4,4.T细胞表面的黏附分子 CD2（LFA-2，SRBC）：CD58（LFA-3） LFA-1：ICAM-1，2，3,黏附分子（adhesion molecule, AM） 是一类介导细胞与细胞间或细胞与基质间相互接触和结合的一类分子,多为糖蛋白。以配体-受体结合的形式发挥作用。分布: 广泛分布于几乎所有细胞表面,也可成为可溶性的黏附分子。,Menu,B,LFA-1/ICAM-1CD2/LFA-3,5. T细胞表面其他表面分子,病毒受体: HIV受体CD4丝裂原受体:PHA、ConA、PWMMHC分子: MHC-I及MHC-II类分子(活化T)细胞因子受体:如IL-1R、IL-2R、IL-4R 等等 其中，TL-2R（CD25）,一、T淋巴细胞,1. T细胞分化发育2T细胞表面标志3T细胞分类及其功能,T细胞分类,按对抗原的应答状态不同分类按TCR肽链组成分类按CD4和CD8表型分类按T细胞功能分类按T细胞分泌的细胞因子谱分类,按对抗原应答的状态分类,初始T细胞（naive T cell, CD45RA+） 效应T细胞 (effector T cell) 记忆T细胞(memory T cell,Tm，CD45RO+),T细胞分类,按对抗原的应答状态不同分类按TCR肽链组成分类按CD4和CD8表型分类按T细胞功能分类按T细胞分泌的细胞因子谱分类,T细胞分类,T细胞和T细胞特性的比较,CD4+T与CD8+T细胞的比较 CD4+T细胞 CD8+T细胞表型 CD3+CD4+CD8- CD3+CD8+CD4-识别抗原肽 1318AA 810AAMHC限制性 MHC-II类分子 MHC-I类分子辅助体液Ir + -细胞毒作用 + +,T细胞分类,按对抗原的应答状态不同分类按TCR肽链组成分类按CD4和CD8表型分类按T细胞功能分类按T细胞分泌的细胞因子谱分类,按T细胞功能分类,细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell，Tc）辅助性T细胞（ help T cell，Th）抑制性T细胞（suppressor T cell, Ts), 即调节性T细胞（Treg）,CD8,MHC-I,CD4,MHC-II,CD4,MHC-II,特异性介导靶细胞裂解或凋亡，其机制为： 释放穿孔素靶细胞裂解、死亡 高表达FasL Fas/FasL途径 靶细胞凋亡 释放颗粒酶 借助穿孔素的穿孔作用进入靶细胞 细胞凋亡,CD8+细胞毒性T细胞（ Cytotoxic T lymphocyte, CTL or cytotoxic T cell, Tc ）,Menu,F,B,Menu,F,B,按T细胞功能分类,细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell，Tc）辅助性T细胞（ help T cell，Th）抑制性T细胞（suppressor T cell,Ts), 即调节性T细胞（Treg）,T细胞的抑制性功能亚群 CD4+CD25+Tr细胞(regulator T cell, Treg),功能：抑制CD4+和CD8+T细胞增殖与功能分类： （1）天然调节性T细胞 (nTreg) 约占外周血CD4+T细胞的5%-10% （2）诱导性T细胞 (iTreg) Tr1 (由IL-10诱导产生) Th3 (口服低剂量抗原诱导产生),T细胞分类,按对抗原的应答状态不同分类按TCR肽链组成分类按CD4和CD8表型分类按T细胞功能分类按T细胞分泌的细胞因子谱分类,细胞因子（cytokine, CK）的概念 由多种细胞，特别是活化的免疫细胞分泌的、具有多种生物学功能的小分子多肽物质的统称。 细胞因子必须通过与特异性受体结合而发挥作用。细胞因子来源 广泛。主要由免疫细胞，尤其是激活的淋巴细胞和单核-巨噬细胞产生。,细胞因子分类和命名 按其来源可分为 淋巴因子（lymphokine） 单核因子 (monokine) 按其主要生物学功能分类 1.白细胞介素（interleukin, IL) 2.干扰素（interferon, IFN） 3.肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF） 4.集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF） 5.生长因子（growth factor, GF） 6.趋化性细胞因子（chemokine）,1.白细胞介素（interleukin, IL) 因来源于白细胞,参与白细胞之间的信息交流而得名。迄今已发现IL-1IL-38。,2. 干扰素（interferon, IFN）因具有干扰病毒复制的作用而得名。分类：分为IFN-、IFN-、 IFN-三类。 I型IFN：IFN-、IFN-，主要由白细胞、成 纤维细胞和病毒感染细胞产生。 II型IFN：IFN-，主要由活化T细胞、NK细胞产生。,Actions of type I (, ) interferons,抗病毒 抗肿瘤 免疫调节,Actions of interferon-,参与免疫应答 和调节 抗病毒 参与炎症,3. 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF） 因在体内外均可直接杀伤肿瘤细胞而得名,TNF-：主要由单核巨噬细胞产生。TNF-：主要由淋巴细胞产生，又称淋巴毒素功能：免疫应答和调节抗感染和抗肿瘤介导炎症、内毒素性休克、恶病质,4.集落刺激因子（colony stimulating factor, CSF） 是一组在体内外均可选择性刺激造血干细胞增殖、分化并形成某一谱系细胞集落的细胞因子。包括：M-CSF、G-CSF、MG-CSF、 SCF、EPO等5.生长因子（growth factor, GF） 是一类可介导不同类型细胞生长和分化的细胞因子。如TGF-、 NGF、EGF、PDGF、VEGF等。,Roles of cytokines in hemopoiesis,6. 趋化因子(chemokine) 趋化性细胞因子(chemoattractant cytokine) 是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族 分类: CXC亚家族：如IL-8，对中性粒细胞有强大趋化和激活作用； C-C亚家族：如 CCL2，可趋化单核细胞； C 亚家族： 对成熟T细胞有趋化作用; CX3C亚家族：CX3CL1趋化T细胞和单核细胞。,(CXCL1-16),(CCL1-28),(XCL1-2),chemotaxis,白细胞沿着趋化性物质的浓度梯度由低向高作定向运动。,6. 趋化因子(chemokine) 亦称趋化性细胞因子(chemoattractant cytokine) 是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族,细胞因子受体（cytokine receptor, CKR）,CK必须通过与特异性受体结合而发挥作用；CKR与CK高亲和力结合微量CK可产生显效；某些CKR自膜脱落形成可溶性CKR 竞争性拮抗CK作用；CKR分类:（略）CKR公有亚基：信号转导亚单位可为多种细胞因子受体共同使用，使细胞因子的效应具有重叠性。,A basic model for cytokine action,细胞因子受体（cytokine receptor, CKR）,Structure of the IL-2 and IL-4 receptors,细胞因子受体的公有链,细胞因子的共同特点,1. CK作用的高效性2. CK作用的局部性3. CK作用的短暂性4. CK作用的复杂性 多样性 重叠性 双向性 网络性,Properties of cytokines,Properties of cytokines (a),Properties of cytokines (b),细胞因子的生物学作用,参与免疫细胞的分化和发育介导天然免疫和炎症反应参与免疫应答和免疫调节,Th0：属于naive细胞Th1：分泌IFN-、IL-12，抗细胞内感染Th2：分泌IL-4，抗蠕虫感染、I型超敏反应Th17: 分泌IL-17, 早期炎症反应，抗胞外菌和真菌Tfh：分泌IL-21，在GC中辅助B细胞分化为浆细胞Treg：分泌TGF-, 抑制其他T细胞的活化和功能Th22: 分泌IL-22，参与皮肤炎症反应和自身免疫病Th9: 分泌Il-9， 参与变态反应性炎症、自身免疫性 炎症、抗肿瘤等。,按CD4+Th细胞的分泌细胞因子不同分类,Cytokine profile of CD4+ Th cell subsets,Th1,Th0,IL-3GM-CSFIL-4IL-5IL-6IL-10TGF-,IL-3GM-CSFIL-2IFN-TNFTNF-,High IL-2Low IL-4IFN-,IL-12,IL-4,Counter regulation of Th cell subsets,Humoral immunity,Cell mediated immunity,Th1细胞的分化和功能,Effector functions of Th1 cells,CD8+,CTL,Lysis of target,Induction of CTL differentiation,IFN-,Inflammatory Th1T cell,Th1,Macrophage,Activated macrophage,Killing of intracellular bacteria,IL-12,IFN-,IL-2,Effector functions of Th1 cells,条理性IgG类抗体,IFN-,Activatedmacrophage,IFN-,Th1,Ig-producing B cell,IL-12,opsonization,Th2细胞的分化和功能,Th2,Th0,V D J C C,Ig isotype switch factor,IgG,V D J C,IgE,CD40L-CD40 + IL-4,B,Effector functions of Th2 cells,Provide help for B cells through CD40L/CD40 signalling and by producing cytokines,Th2,Effector functions of Th2 cells,Eosinophil,Mast cell,Differentiation and development,Th17细胞的分化和功能,CD4+Th细胞的分化及功能,Th细胞的功能,Th0：属于naive细胞Th1：分泌IFN-、IL-12，抗细胞内感染Th2：分泌IL-4，抗蠕虫感染、I型超敏反应Th17: 分泌IL-17, 早期炎症反应，抗胞外菌和真菌Tfh：分泌IL-21，在GC中辅助B细胞分化为浆细胞Treg：分泌TGF-, 抑制其他T细胞的活化和功能Th22: 分泌IL-22，参与皮肤炎症反应和自身免疫病Th9: 分泌Il-9， 参与变态反应性炎症、自身免疫性 炎症、抗肿瘤等。,按CD4+Th细胞的分泌细胞因子不同分类,Tfh 的定义： Tfh 定位于淋巴滤泡，主要负责辅助B细胞的T 细 胞亚群，表达CXCR5+CD40LhiICOShi；Bcl-6是Tfh分化和IL-21分泌所必需的转绿因子；IL-21是诱导Tfh 的关键细胞因子。Tfh 与Th2 的区别Tfh 高表达CXCR5 and BCL-6 ； 低表达Th2相关的CCR4和BLIMP1 。,Th0：属于naive细胞Th1：分泌IFN-、IL-12，抗细胞内感染Th2：分泌IL-4，抗蠕虫感染、I型超敏反应Th17: 分泌IL-17, 早期炎症反应，抗胞外菌和真菌Tfh：分泌IL-21，在GC中辅助B细胞分化为浆细胞Treg：分泌TGF-, 抑制其他T细胞的活化和功能Th22: 分泌IL-22，参与皮肤炎症反应和自身免疫病Th9: 分泌Il-9， 参与变态反应性炎症、自身免疫性 炎症、抗肿瘤等。,按CD4+Th细胞的分泌细胞因子不同分类,分泌抑制性的细胞因子如IL-10、TGF-等抑制效应性T细胞分泌释放颗粒酶B杀伤效应性T细胞代谢消耗IL-2等导致效应性T细胞死亡CTLA-4(和膜型TGF-)表达增强抑制DC的成熟和功能,Treg 的免疫抑制机制,Treg 的免疫抑制机制,Th0：属于naive细胞Th1：分泌IFN-、IL-12，抗细胞内感染Th2：分泌IL-4，抗蠕虫感染、I型超敏反应Th17: 分泌IL-17, 早期炎症反应，抗胞外菌和真菌Tfh：分泌IL-21，在GC中辅助B细胞分化为浆细胞Treg：分泌TGF-, 抑制其他T细胞的活化和功Th22: 分泌IL-22，参与皮肤炎症反应和自身免疫病Th9: 分泌Il-9， 参与变态反应性炎症、自身免疫性 炎症、抗肿瘤等。,按CD4+Th细胞的分泌细胞因子不同分类,* T细胞功能亚群调节网络,主 要 内 容,T淋巴细胞 B淋巴细胞 -B细胞的分化发育 -B细胞的表面标志 -B细胞亚群及功能 自然杀伤细胞（NK）,Origin of B cells and organ of B cellmaturation,B细胞的发育过程,B细胞的发育和分化过程,一、B细胞的分化发育过程,抗原非依赖期（骨髓） 祖B 未成熟 B(mIgM) 成熟B (mIgM and mIgD) 阴性选择（骨髓） 未成熟 B (IgM)+自身抗原 克隆清除或无能 自身耐受 抗原依赖期（外周淋巴器官） 成熟B+抗原活化增殖在生发中心发育浆细胞和记忆B 阳性选择（生发中心） 活化B增殖 BCR可变区体细胞超突变 突变 B 与 抗原高亲和力结合 选择存活.,主要事件* 功能性BCR形成（基因重排，骨髓）* 阴性选择（骨髓）* 阳性选择（生发中心）意义* BCR多样性* 获得自身耐受* BCR与抗体亲和力成熟、Ig类型转换、 记忆B细胞和浆细胞的产生,B细胞的分化发育,主 要 内 容,T淋巴细胞 B淋巴细胞 -B细胞的分化发育 -B细胞的表面标志 -B细胞亚群及功能 自然杀伤细胞（NK）,二、B细胞表面标志1、BCR复合物2、BCR的共受体3、协同刺激分子4、其他表面分子,1、BCR复合物 B细胞特征性标记* 膜表面Ig（BCR）与Ig、Ig组成的复合物* mIg V区特异性识别抗原，Ig、Ig转导BCR识别抗原的信号。2、BCR的共受体* 由CD19、CD21、CD81组成。* 提高BCR识别抗原的效率,BCR复合物,1、BCR复合物 B细胞特征性标记* 膜表面Ig（BCR）与Ig、Ig组成的复合物* mIg V区特异性识别抗原，Ig、Ig转导BCR识别抗原的信号。2、BCR的共受体* 由CD19、CD21、CD81组成。* 提高BCR识别抗原的效率,BCR共受体辅助BCR识别抗原,3、协同刺激分子* CD40/CD40L提供B细胞激活的第二信号* CD80和CD86(B7-1,2)/CD28提供T细胞激活的第二信号。4、其他表面分子 CKR、补体受体（CR1和CR2）、丝裂原受体（PWM、LPS、SPA）、FcR（Fcg、FcR等）、HLA抗原等,Co-stimulatory molecules on B cells,3、协同刺激分子* CD40/CD40L提供B细胞激活的第二信号* CD80和CD86(B7-1,2)/CD28提供T细胞激活的第二信号。4、其他表面分子 CKR、补体受体（CR1和CR2）、丝裂原受体（PWM、LPS、SPA）、FcR（Fcg、FcR等）、HLA抗原等,主 要 内 容,T淋巴细胞 B淋巴细胞 -B细胞的分化发育 -B细胞的表面标志 -B细胞亚群及功能 自然杀伤细胞（NK）,三、B细胞亚群及功能,B1细胞 B2细胞,105,Innate immune cells,Antigen-presenting cells DC， macrophage, B cell NK cell innate-like lymphocyte, IL1B-1 gdTNKT,B-1细胞亚群分布 腹腔、胸腔和肠粘膜固有层中表面标志 CD5+、CD11+、mIgM+、CD23-抗原识别谱 窄（主要为TI抗原、自身抗原）应答特点1）BCR直接结合多糖抗原，发生交联而被激活；2）产生以IgM为主的低亲和力抗体；3）无抗体类别转换；无免疫记忆；无再次应答。功能 1）参与抗细菌感染的黏膜免疫应答2）清除变性的自身抗原,B-2 细胞亚群,分布 体内出现较晚，定位于淋巴器官 表面标志 CD5-、mIgM+、 mIgD+抗原识别谱 广，主要识别TD抗原应答特点 1)直接识别抗原决定基，需要Th的辅助。2)可产生高亲和力抗体（IgG、IgA、IgE)3)有抗体类型转换、免疫记忆和再次应答功能 1）产生抗体，行使体液免疫应答；2）提呈抗原；3）分泌细胞因子：免疫调节作用。,B-1细胞和B-2细胞的异同,主 要 内 容,T淋巴细胞 B淋巴细胞自然杀伤细胞（NK）,源于骨髓淋巴样祖细胞，分布在肝、脾、淋巴结和外周血，属于LGL。,自然杀伤细胞(natural killer, NK),属大颗粒淋巴细胞（LGL）；无特异性TCR；无须抗原致敏即直接杀伤靶细胞。表面标记：CD3-、CD56+、CD16+表面受体：杀伤细胞活化受体（KAR） 杀伤细胞抑制受体（KIR）主要生物学功