医学免疫学：第9章章 适应性免疫细胞及其主要生物作用

1、第九章 适应性免疫细胞及其主要生物作用重点及难点T淋巴细胞T细胞的表面分子及其作用T细胞亚群及其功能 B淋巴细胞B细胞的表面分子B2细胞的功能适应性免疫应答（adaptive immune response)是指体内抗原特异性T、B淋巴细胞被相应抗原激活，增殖分化为效应T细胞和浆细胞后，通过释放细胞因子、细胞毒性介质和分泌抗体产生一系列生物学效应的全过程，又称特异性免疫应答。适应性免疫应答细胞是一类具有特异性抗原识别受体的高度异质性的淋巴细胞群体，主要包括T细胞和B2细胞，即通常所说的T、B淋巴细胞和调节性T细胞。免疫系统的细胞多能造血干细胞淋巴样干细胞髓样系干细胞(* DC细胞)巨噬细胞单核

2、细胞中性粒细胞嗜酸性粒细胞嗜碱性粒细胞肥大细胞 吞噬作用 抗原递呈 吞噬、抗菌作用 抗寄生虫免疫 粘膜表面保护作用？ 粘膜表面保护作用淋巴细胞 适应性免疫淋巴细胞亚群Th细胞Th CTL细胞CTLTB2T细胞B细胞CLP淋巴样干细胞*DC, *NKTreg细胞Treg浆细胞PCFigure 1-5 未活化淋巴细胞直径67微米，浆/核比例很小（左，普通光镜Giemsa 染色的血涂片）。透射电镜显示未活化淋巴细胞胞核致密，胞浆中细胞器很少（右）。淋巴细胞第一节 T淋巴细胞T淋巴细胞亚群 CTL细胞CTL Th细胞 ThTT细胞Treg细胞TregnTreg细胞nTregiTreg细胞iTreg T

3、fh细胞 Tfh Th17细胞 Th17 Th2细胞 Th2 Th1细胞 Th1一、T细胞的表面分子及其主要作用 MHC/抗原肽补体运铁蛋白TCR CD35CD28CD4CD8 MHC-II/I IL-2CD71 CD2orFcR FcR抗体CD58（LAF-3）组织胺B7-2IL-2RT细胞表面分子 T细胞抗原受体和T细胞抗原受体基因TCR辅助受体协同信号分子（共刺激分子）丝裂原受体细胞因子受体T细胞抗原受体（T cell receptor，TCR） ，是T细胞表面特异性识别抗原的受体，也是所有T细胞的特征性表面标志。由两条不同肽链构成的异二聚体, 构成的肽链有、 四种类型; 根据肽链不同,

4、 TCR分TCR 和TCR 两种类型。大多数T细胞表达TCR, 构成TCR的两条肽链均是跨膜蛋白, 属于IgSF，每条肽链的胞外区各含一个可变 (V) 区和一个恒定 (C) 区。两条肽链的 V 区是 TCR 识别抗原肽-MHC 复合物的功能区。V，V各有三个超变区，即互补决定区（CDR），其中CDR3变异最大，直接决定了TCR的抗原特异性。TCR在识别MHC-抗原肽复合体时，CDR1和CDR2识别MHC分子抗原肽结合槽的侧壁，CDR3则直接与抗原肽发生相互作用。40 30 2010 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 TCR V 区氨基酸序列氨基酸残基的变

5、异百分率TCR 的 多 样 性 CDR1 CDR2 CDR3-TCR的多样性每个T细胞内均有TCR链、链、链、链基因，在分化成熟过程中，链和链基因首先重排和表达，一旦链和链基因重排成功并开始表达，链、链基因重排就被抑制；如果链和链基因不能成功重排、表达，链、链基因方能重排、表达。故对于每一特定的T细胞，或表达TCR，或表达TCR。祖T细胞CD3-CD4-CD8-(DN)链基因D-J重排、V-DJ重排前T细胞CD3lowCD4+CD8+(DP)表达链pT链基因V-J重排CD3lowCD4+CD8+(DP)表达链表达链pT:TCR皮随交界区CD3+CD4+CD8-TCR（SP）CD3+CD4-CD

6、8+TCR（SP）成熟T细胞CD3+CD4+CD8-TCR（SP）CD3+CD4-CD8+TCR（SP）不能识别自身pMHC或结合亲和力过高者凋亡识别自身pMHC，克隆删除，中枢免疫耐受输向外周T细胞库T细胞发育多样性机制TCRTCR胚系基因片段组合V5057143D23J701353VJ，VDJ连接多样性50*7057*2*1314*53*3*3连接多样性+N区核苷酸插入V-JV-D，D-JV-JV-D，D-D，D-JTCR多样性的产生机制TCR的多样性可达1016TCR胞内区短，无传递信号的能力，与CD3多肽链非共价结合，组成TCR-CD3复合受体分子，获得信号转导能力。CD3分子的构成：

7、由5种肽链组合而成，、。每两条肽链组合为二聚体，即、 和 或。CD3分子的每条肽链含有1个或3个ITAM基序，CD3分子的跨膜区中带有负电荷，与TCR跨膜区（带正电荷）作非共价结合。 CD4和CD8分子 CD4分子：表达在Th细胞表面，与APC上的MHC-类分子链的Ig样区2结构域结合。 CD8分子：表达在CTL细胞表面，与APC上的MHC-I类分子链的Ig样区3结构域结合。23共刺激分子（协同刺激分子）为表达于APC、T、B细胞表面的粘附分子。初始T细胞活化需要两个信号刺激。T细胞活化第一信号是TCR识别APC上的抗原肽-MHC分子复合物，并经CD3分子将信号传入T细胞。CD4/CD8辅助受

8、体分子诱导和加速T细胞活化第一信号的产生。第二信号是T细胞与APC上的共刺激分子的相互作用。1. CD28和CTLA-4（cytotoxic T lymphocyte antigen-4）两者在结构上有高度同源性。两者的配体是主要表达在APC表面的CD80分子（又称B7.1）和CD86分子（又称B7.2）。CD28与CD80/CD86结合，提供T细胞活化的协同刺激信号。活化的T细胞表达CTLA-4，与CD80/CD86结合，其亲和力显著高于CD28，对活化T细胞产生抑制信号。CTLA-4的诱导性表达和对T细胞活化的反馈性调节 ITAM 中的酪氨酸发生磷酸化(Y pY)，招募带有SH2的蛋白酪氨

9、酸激酶（protein tyrosine kinase，PTK），如 ZAP-70，通过磷酸化启动激活信号转导途径 ，导致细胞活化。 ITIM 中的酪氨酸发生磷酸化 (Y pY)，招募带有SH2的蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP），如 SHP-1, SHIP, 通过脱磷酸化遏止激活信号的转导途径，终止细胞活化。2. CD40L活化T细胞上的CD40L与B细胞上的CD40分子结合，诱导B细胞活化。活化T细胞上的CD40L与DC和巨噬细胞上的CD40分子结合，可诱导上述专职APC活化使其表面B7分子表达上调，同时合成分泌IL-12等细胞因子有效促进

10、T细胞增殖分化。3. ICOS（inducible costimulator, 诱导性共刺激分子）表达于活化T细胞表面。配体为APC表面的B7RP-1（ICOSL）。在CD28协同刺激信号之后发挥作用。诱导活化T细胞分泌细胞因子和促进T细胞增殖。4. PD-1（programmed death1, 程序性死亡分子1）表达于活化T细胞表面。配体为APC表面的PD-L1和PD-L2。抑制T细胞的增殖以及细胞因子的产生。5. LFA-2(CD2分子，又称SRBC受体)其主要配体是APC上的LFA-3。两者结合后可促进T细胞活化。E花结试验6. LFA-1（lymphocyte fuction ass

11、ociated antigen-1）其配体是ICAM-1（intercellular adhesion molecules，细胞间粘附分子）。LFA-1与APC或靶细胞上的ICAM-1相互结合，促进T细胞对APC表面抗原肽-MHC分子复合物的识别结合和T细胞活化第二信号的产生。丝裂原受体T细胞有PHA受体、Con A受体等。静止的细胞与丝裂原结合后可转化为淋巴母细胞。细胞因子受体T细胞可表达多种与其活化、增殖和分化密切相关的IL-2R、IL-4R、IL-6R等细胞因子受体和诱导活化T细胞凋亡的Fas受体。二、T细胞亚群及其功能TCR T细胞和TCR T细胞初始T细胞、效应T细胞、记忆T细胞辅助

12、性T细胞细胞毒性T细胞调节性T细胞初始T细胞（nave T cell) 未受抗原刺激的T细胞称为初始T细胞，表达CD45RA和高水平的L-选择素（CD62L），参与淋巴细胞再循环。效应T细胞(effector T cell) 接受抗原刺激后，经克隆扩增和分化，能够发挥免疫效应的终末T细胞。表达高水平的高亲和力IL-2受体、 CD45RO等，不参与淋巴细胞的再循环，向外周炎症组织迁移。记忆T细胞(memory T cell) 接受抗原刺激后，在增殖分化过程中停止分化，成为静息状态的长寿T细胞，表达CD45RO，参与再次应答。主要存在于血液和外周淋巴器官，也能向外周炎症组织等部位迁移。辅助性T细胞

13、CD抗原表型为CD3+、CD4+、CD8 。其TCR基本上都是TCR 型。识别抗原受MHC- 类分子限制。包括CD4+Th1细胞、CD4+Th2细胞、CD4+ Th3细胞、CD4+Th17和CD4+Tfh细胞等亚群。细胞因子和Th细胞亚群发现1989: Th1 and Th2 subsets of CD4+ T cells defined according to cytokines secreted (Mosmann & Coffman, Annu. Rev. Immunol. 7: 145-173; 1989)Th1/Th2 paradigm has dominated our view

14、of the immune system, but it is incomplete and inadequate Many immune phenomena dont fit neatly into Th1 or Th2, or they combine elements of bothTh1 blamed for many inflammatory and auto-immune disease states Due to IFN induced by IL-12细胞因子和Th细胞亚群发现Mid 1990s: resurrection of “suppressor” T cells As

15、Treg (CD4+) cells involved in regulating Th effector cells, controlling auto-immunity and tolerance2005: Th17 cells defined As CD4+ cells that secrete Th17 and other inflammatory cytokines, involved in inflammatory and auto-immune disease.Also important in immunity to extracellular infections2008：A

16、proposed fifth effector subset, Tfh cells defined T follicular helper (TFH) cells, is thought to provide help for the generation of B cellmediated immune responses 细胞毒性T细胞CD抗原表型为CD3+、CD4 、CD8+组成性表达TCR识别抗原受MHC-I类分子限制为 CTL （ Tc ）细胞特异性杀伤肿瘤和病毒感染的靶细胞，分泌细胞因子，参与免疫调节CTL细胞的杀伤过程CTL1. CTL识别靶细胞的抗原Target cellCTL

17、2. CTL释放穿孔素或颗粒酶Target cellCTL3. CTL与靶细胞分离Target cell4. 靶细胞凋亡Target cellCTL的杀伤机制CTLCa+穿孔素靶细胞颗粒酶靶细胞CTL还可通过高表达FasL和分泌大量TNF诱导靶细胞凋亡。调节性T细胞调节性T细胞（regulatory T cell, Treg）是一类具有负向调节作用的CD4+T细胞，包括自然调节T细胞和诱导性调节T细胞。Treg细胞对抗原的识别具有特异性，但活化后对其他免疫细胞的抑制作用是非特异性的，且不受MHC 限制。Anti-CD25-PEBefore depletionAfter depletionAnt

18、i-CD4-FITC5-10%经典实验1. 自然调节T细胞(nTregs)出生3天切除胸腺的小鼠成年后体内缺乏CD4CD25Treg细胞，使动物在成年后出现多种器官的自身免疫病。自然调节T细胞的特征高表达CD25分子（IL-2R的链），Foxp3阳性。在免疫应答的负调节和自身免疫耐受中起重要作用。可能的机制：主要是直接与靶细胞接触；也可分泌IL-10、TGF-等抑制性细胞因子。抑制T细胞和树突状细胞等。Treg能通过高表达CTLA-4，从而与CD28竞争结合B7分子，使T细胞得不到协同信号分子而不能活化，还可诱导DC表达吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO），后者能够降解T细胞活化所必需的氨基酸，并

19、由此导致T细胞失活和发生凋亡；Treg可诱导表达淋巴细胞激活基因，其产物LAG3可与未成熟DC表达的MHC II类分子高亲和力结合，抑制DC成熟与活性。自然调节T细胞的作用机制nTreg 可通过表面mTGF-或通过合成分泌TGF-与DC表面相应配体结合抑制DC 活化，使其不能有效激活CD4+T 细胞。cAMP2.诱导性调节T细胞(iTreg)外周CD4+初始T细胞被诱导形成。抑制性细胞因子的作用IL-10 ：可通过下调APC表面共刺激分子和MHC类分子表达，抑制抗原提呈和DC成熟；通过抑制巨噬细胞和DC 释放促炎细胞因子，下调或抑制炎症反应；通过抑制T细胞和单核细胞合成分泌细胞因子，使CD4+

20、/ CD8+T细胞处于无能状态；通过抑制致敏肥大细胞脱颗粒或诱导B细胞发生类别转换（IgEIgG），下调Th2 细胞介导的超敏反应。TGF-： 可通过与APC表面相应配体结合抑制DC活化和成熟；通过对IL-2产生的干扰作用抑制T细胞增殖；通过干扰转录因子T-bet/Stat4或Gata3/NFAT形成、抑制初始T细胞向Th1或Th2细胞分化，使机体细胞或体液免疫应答能力降低。CD4+T 细胞亚群的可塑性(plasticity)CD4+Th细胞各功能亚群有可能相互转换：例如，已发现某些Tfh 细胞可分别分泌IL-4 或IFN-，由此提示：Tfh可能由迁移定居于淋巴滤泡Th1、Th2 细胞分化而来

21、；Th1、Th2 细胞首先分化为中央记忆性T细胞，然后迁移至GC而成为Tfh 细胞。T细胞功能亚群所分泌的细胞因子并无特异性：例如：Th1、Th17 和Treg 细胞均可分泌IL-10；Th2、Th17和Th9均可分泌IL-9；Th17 和Th22 均可分泌IL-22。T细胞功能亚群所表达的特征性转录因子并非恒定不变, 例如：Foxp3+Treg 细胞具有异质性，Foxp3 可经诱导而表达，而一旦Foxp3 表达耗尽，这些Treg 细胞又可获得产生促炎细胞因子的能力；炎症部位某些CD4+T细胞既表达Foxp3，又表达T-bet，且具有抗炎效应。第二节 B淋巴细胞在人类的骨髓或禽类的法式囊分化发

22、育成熟后主要分布于外周血、脾脏、淋巴结、肠集合淋巴结B细胞是体内产生抗体的免疫效应细胞，也是专职抗原提呈细胞根据B细胞表面标志和功能特征，可将B细胞分为B1和B2细胞两个亚群一、B细胞的表面分子及其主要 作用抗原识别受体(BCR复合体)BCR辅助受体共刺激分子IgG Fc受体丝裂原受体细胞因子受体（一）B细胞作为免疫应答细胞，与其识别抗原和活化相关的分子BCR复合体由BCR和Ig/Ig二聚体组成。1. BCRB细胞受体（B cell receptor, BCR)，是B细胞表面特异性抗原识别受体，也是所有B细胞的特征性表面标志，其化学本质是膜表面免疫球蛋白（mIg）。成熟B细胞主要为mIgM和m

23、IgD。2. Ig/IgIg即CD79a， Ig即CD79b，两者形成二聚体。与BCR非共价结合形成BCR复合体。BCR辅助受体CD19-CD21-CD81复合物是B细胞表面的BCR辅助受体。CD19是B细胞特有的表面标志，CD21是C3d的受体，能与结合在抗原表面的C3d结合，增强BCR与抗原的结合，使CD19胞内区的酪氨酸激酶活化，促进和增强B细胞活化第一信号的产生。C3d的形成共刺激分子 1. CD40 其配体是表达在活化T细胞表面的CD40L。两者结合可产生B细胞活化的第二信号。2. ICAM-1其配体是表达在活化T细胞表面的LFA-1。两者结合促进B细胞活化第二信号的产生。IgG Fc受体 (CD32)FcR-A：与Ag-Ab复合物中的IgG Fc结合，有助于捕捉Ag，并能促进B细胞活化。FcR-B：为抑制性受体，可下调体液免