[免疫学]B细胞介导的体液免疫应答1

1、2020/9/12,1,第十二章 T淋巴细胞介导的细胞免疫应答 T cell mediated immune response,省高校免疫学重点实验室,2020/9/12,2,细胞免疫应答 T细胞介导的免疫应答，从初始T细胞接受抗原刺激到分化成效应T细胞并将抗原清除的过程。 过程（三个阶段）： T细胞特异性识别抗原阶段 T细胞活化、增殖和分化阶段 效应性T细胞的产生及效应阶段,2020/9/12,3,第三节 T细胞的效应功能,三、记忆性T细胞,二、CTL细胞的效应功能,一、Th细胞的效应功能,Th1细胞的生物学活性 Th2细胞的生物学活性 Th17细胞的生物学特性,2020/9/12,4,一、

2、Th细胞的效应功能, Th1细胞的生物学活性 介导细胞免疫主要清除胞内感染的病原体 参与迟发型（IV型）超敏反应,1、 Th1细胞对巨噬细胞的作用 2、对淋巴细胞的作用 3、对中性粒细胞的作用,2020/9/12,5,激活巨噬细胞,诱生巨噬细胞,募集巨噬细胞,IFN- 、CD40L,IL-3、GM-CSF HSC,TNF、MCP-1黏附分子(血管),T与M提呈的Ag作用诱导其活化, Th1细胞的生物学活性 1、 Th1细胞对巨噬细胞的作用,IL-12, 吞噬杀伤 B 提呈抗原，放大Th1效应 C 造成组织损伤,巨噬细胞的作用,2020/9/12,6,Multinucleated giant c

3、ell,结核结节：巨噬细胞介导的病理性免疫效应,若巨噬细胞不能杀伤胞内菌, 则局部形成慢性炎症反应 - 慢性肉芽肿,2020/9/12,7,2、 Th1细胞对淋巴细胞的作用,-分泌IL-2等，促进Th1、CTL和NK细胞增殖； -分泌IFN-等辅助B细胞分泌IgG，增强巨噬细胞的 吞噬作用。, Th1细胞的生物学活性,Helper T Stimulates CTL and B Cells,2020/9/12,8,3、Th1细胞对中性粒细胞的作用,通过产生淋巴毒素和TNF-活化、促进中性粒细胞吞噬杀伤功能。, Th1细胞的生物学活性,2020/9/12,9, Th2细胞的生物学活性,辅助体液免疫

4、应答：IL-4、5、6、10、13等细胞因子。 参与超敏反应性炎症：活化肥大细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞，参与超敏反应和抗寄生虫感染。,2020/9/12,10, Th2细胞的生物学活性,2020/9/12,11, Th17细胞的生物学活性,分泌IL-17，刺激上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞和巨噬细胞分泌细胞因子。 主要参与炎症反应、感染及自身免疫病。 趋化作用：分泌IL-8、MCP-1。 促进造血：G-CSF、GM-CSF，活化中性粒细胞。 诱导炎症：IL-1、IL-6、TNF-和PGE2。,2020/9/12,12,二、CTL细胞的效应功能,效应：主要杀伤“改变”了的自身细胞，如胞内寄

5、生病原体（病毒、胞内寄生菌）的细胞，肿瘤细胞或移植反应中的移植细胞等。CTL原则上可识别清除所有改变了的自身细胞。 表型：CD8+ T细胞。 特点：高效、特异，不损伤正常细胞，受MHC-I类分子的严格限制。,2020/9/12,13,CTL细胞发挥细胞毒效应的基本过程：, 效-靶细胞结合 CTL的极化 致死性攻击,2020/9/12,14, 效-靶细胞结合（识别启动阶段）,初始 CTL T细胞,抗原,效应性 CTL,趋化性 细胞因子,感染部位,LFA1 ICAM1,CD2 LFA3,CTL,靶细胞,非特异性结合,特异性结合,寻找攻击目标,靶细胞,2020/9/12,15, CTL的极化,辅助受

6、体向效靶接触部位聚集，CTL内细胞骨架结构、高尔基体及胞浆颗粒等均向效-靶接触部位聚集并重新排列和分布，从而保证CTL分泌的非特异性效应分子只作用于所接触的靶细胞而不会对附近正常的细胞产生影响。,CTL攻击前的武器准备 亚显微结构向效靶结合部位排列分布,2020/9/12,16, 致死性攻击,穿孔素/颗粒酶途径 Fas/FasL途径,CTL对靶细胞进行攻击 多种机制诱导靶细胞凋亡,CD8+CTL特异识别MHC I-肽复合物（靶细胞表面） 穿孔素 形成膜孔道 靶细胞裂解死亡。 颗粒酶进入靶细胞（通过膜孔道）激活凋亡相关酶系统细胞凋亡。,1、穿孔素（perforin） /颗粒酶（granzyme）

7、途径,2020/9/12,17,2、Fas/FasL途径,活化后CTL表达FasL，并分泌TNF，它可与靶细胞上的Fas和TNF受体结合，促使靶细胞凋亡。, 致死性攻击,2020/9/12,18,靶细胞,穿孔素,颗粒酶,Caspase 8等, ,CTL,2020/9/12,19,CTL:引发凋亡，直接杀伤靶细胞,2020/9/12,20,三、记忆性T细胞,记忆性T细胞（memory T cell，Tm）： 对特异性抗原有记忆能力，寿命较长的T淋巴细胞。,表面标记：CD45RA，CD45RO+,2020/9/12,21,记忆性T细胞的产生,初始 T细胞,抗原,活化 T细胞,活化 T细胞,活化 T

8、细胞,增殖,记忆性 T细胞,抗原,First,Again,活化 T细胞,活化 T细胞,2020/9/12,22,记忆细胞的功能：,更容易被激活，较低抗原浓度下即可活化,活化时对协同刺激信号的信赖性降低,分泌更多的细胞因子且对细胞因子的作用更加敏感,产生更快、更强、更有效的再次免疫应答。,存活？,2020/9/12,23,细胞免疫应答的基本过程,T细胞对抗原的识别阶段 APC向T细胞提呈抗原的过程 APC与T细胞的相互作用 T细胞的活化、增殖、分化阶段 T细胞活化涉及的分子 T细胞活化的信号转导途径及基因表达 T细胞的增殖及分化 效应T细胞的应答阶段 Th细胞的效应 CTL细胞的效应 记忆性T细

9、胞的形成,2020/9/12,24,小 结,细胞免疫应答的三个阶段； T淋巴细胞活化的两个重要信号： 第一信号： 第二信号：正性和负性协同刺激信号 效应性Th和CTL细胞的主要生物学功能; CTL细胞杀伤靶细胞的基本过程和主要的机制。,2020/9/12,25,TB 皮试阳性 （严重）,TB 皮试（典型）,问题：感染过结核杆菌的人为何皮试阳性，没有感染过结核杆菌的人为何TB皮试阴性？再次皮试还是阴性吗？为什么？,讨论：结核菌素实验：现象和机制,2020/9/12,26,B淋巴细胞介导的体液免疫应答B cell mediated immune response,林志娟 潍坊医学院免疫学教研室 T

10、el：8462530 8462468 E-mail：,2020/9/12,27,13章 目的与要求：,掌握： 细胞对TD抗原免疫应答的基本过程； 细胞识别抗原的特点；细胞活化信号要求； 体液应答的一般规律及其意义； 熟悉细胞对TI抗原的应答； 了解B细胞的分化成熟、增殖和分化的特点。,2020/9/12,28,特异性体液免疫应答（Humoral immune response）： B细胞介导的免疫应答。B细胞受特异性抗原刺激后，活化、增殖并最终分化为浆细胞，产生特异性抗体，并发挥重要免疫效应的过程。,2020/9/12,29,BCR复合物特异性识别抗原（TD/TI-Ag）阶段； B细胞活化、增

11、殖和分化阶段； 抗原特异性抗体的产生及效应阶段。,过程（三个阶段）：,抗体,浆细胞,B细胞,抗原,+,2020/9/12,30,B细胞介导的体液免疫应答,一、B细胞识别胸腺依赖性(TD)抗原,二、B细胞识别胸腺非依赖性(TI)抗原,依赖于Th细胞(Th1或Th2),不依赖于Th细胞,2020/9/12,31,抗体的基本结构,二硫键,可变区 Variable region,Constant region 恒定区,轻链 Light chain,Heavy chain 重链,2020/9/12,32,分泌,B细胞细胞膜,抗体与BCR,分泌型Ig=Ab,膜型Ig=BCR,2020/9/12,33,ep

12、itope,重链,轻链,CDR1,CDR2,CDR3,CDR4,CDR5,CDR6,2020/9/12,34,第一节 B细胞对TD抗原的免疫应答,四、B细胞在生发中心的分化成熟,三、B细胞的增殖和终末分化,二、B细胞活化需要的信号,一、B细胞对TD抗原的识别,1个中心；2个信号；3个阶段,2020/9/12,35,B细胞通过BCR特异性识别抗原，与TCR不同的是：,一、B细胞对TD抗原的识别,种类多：蛋白质、多肽、核酸、多糖、脂类和小分子化合物； 构象多：可特异性识别完整抗原的天然构象，或抗原降解所暴露的表位的空间构象； 限制少：无需APC加工处理，无MHC限制性。,2020/9/12,36,

13、BCR特异性识别抗原的双重作用：,经BCR特异性结合抗原表位，内化抗原，加工处理形成MHC-肽复合物提呈给Th细胞，并由此获得Th辅助。 - B细胞的专职APC职能 TCR和BCR必须同时识别同一抗原的不同表位，即“联合识别（linked recognition）”，使B细胞获得Th细胞的辅助，最终分化成为浆细胞分泌抗体。 - B细胞的适应性免疫功能,一、B细胞对TD抗原的识别,2020/9/12,37,二、B细胞活化需要的信号,B细胞的活化第一信号：抗原特异性信号,细胞因子的作用：参与充分活化、增殖,B细胞的活化第二信号：协同刺激信号,B细胞活化的双信号理论,2020/9/12,38,（一）

14、B细胞活化的第一信号：抗原特异性信号,BCR复合物识别抗原：BCR/Ig,Ig,辅助受体的作用：CD19/CD21/CD81/CD225,2020/9/12,39,信号传导,C3d,BCR复合物和辅助受体为B细胞活化提供第一信号,2020/9/12,40,（二）B细胞活化的第二信号：协同刺激信号,B cell,Th cell,CD40,CD40L,CD27,CD70,ICAM-1 (CD54),LFA-1 (CD11a/b),T、B之间相互作用的粘附分子为B细胞提供协同刺激； 最重要的是：CD40/CD154（CD40L）,B7-1(CD80),B7-2(CD86),CD28,2020/9/1

15、2,41,第1信号,B,第一信号：BCR/Ig/Ig + 抗原肽,第二信号：CD40 CD154,B细胞活化的双信号理论,Ag,2020/9/12,42,促进B细胞进入细胞周期进行增殖分化； 上调B细胞表达B7分子，增强对Th细胞的激活； 促进生发中心及抗体类别转换； 诱导记忆性B细胞的分化。,协同刺激信号的作用,T细胞是B细胞的终身保姆！,SCID小鼠,2020/9/12,43,（三）T、B细胞相互作用与B细胞免疫应答,B细胞作为APC活化T细胞 活化的T细胞对B细胞的作用： - 表达协同刺激分子提供第二信号 - 分泌的细胞因子对B细胞活化的辅助作用。,B Cell,BCRIg/,B 细胞和

16、Th细胞间的作用,Th Cell,Th活化,B细胞活化,What kind of Ab will this B cell produce?,BCR for P 60-70,Th can recognize any of these peptides and provide “help”,2020/9/12,46,抗原,Lyn, Fyn, Blk,PIP2,IP3,DAG,CERB,CERB,NF-AT,NF-AT,NF-kB,GEFs,Ras,MAPK,MAPK,DNA 转录,Syk Srk,B cell,Th cell,CD40,CD40L,CD27,CD70,ICAM-1 (CD54),L

17、FA-1 (CD11a/b),B7-1(CD80),B7-2(CD86),CD28,Th1: IL-2, IFN Th2: IL-4, 5, 6, 10, 13,抗体类型?,细胞因子的作用：参与充分活化、增殖,2020/9/12,48,三、 B细胞的增殖和终末分化,初始B细胞接受TD-Ag刺激后活化、增殖，最终分化为浆细胞和记忆性B细胞。 可分为活化、增殖和终末分化三个阶段。 各阶段均需Th细胞的辅助，经细胞间的直接接触和分泌细胞因子作用于B细胞。,B,活化,增殖,IL-1,IFNg,IL-4,IL-5,IL-6,IL-10,分化,分化,by-stander,BAFF,BAFF,BAFF,三、

18、 B细胞的增殖和终末分化,2020/9/12,50,浆细胞,IL-4,IL-2,IL-4,IL-5,IFN-,g,IgM,IgE,IgA or IgG2b,IgG2a or IgG3,活化B细胞,三、 B细胞的增殖和终末分化,2020/9/12,51,Th细胞的辅助作用发生于外周淋巴器官的什么位置？,T细胞和B细胞定居在外周淋巴组织的不同部位； T细胞和B细胞的接触机会很小：10-810-12。,A1：B细胞主要从血液中俘获可溶性抗原,A2：选择在T、B细胞共同的必经之路上相遇,A3：分化成为浆细胞分泌抗体并形成记忆,2020/9/12,52,淋 巴 结 的 基 本 结 构,HEV,髓质淋巴窦

19、,皮质淋巴窦,毛细血管,小梁,输入淋巴管,输出淋巴管,静脉,动脉,髓索,生发中心,髓质,被膜,T、B细胞相互作用的部位,在外周淋巴器官，B细胞位于皮质区，T细胞位于副皮质区,B细胞和T细胞均通过副皮质区的HEV进入淋巴结,B细胞和T细胞在副皮质区接触的机会最大,2020/9/12,53,B细胞经HEV进入，接受刺激并在副皮质区增殖数天,随后进入初级淋巴细胞滤泡增殖形成生发中心（GC）,GC中含有大约 10% Th细胞,B、Th细胞的相互作用发生于滤泡区和生发中心,2020/9/12,54,四、B细胞在生发中心的分化成熟,在T区停留数天（约需1周）后，B细胞进入浅皮质区，形成生发中心。 分裂增殖

20、的B细胞称为生发中心母细胞，其分裂产生的子代细胞称为生发中心细胞。 生发中心的结构： 冠状带：不分裂增殖的B细胞。 明区：生发中心细胞，众多滤泡树突状细胞。 暗区：生发中心母细胞，少量的滤泡树突状细胞。,B细胞的活化及生发中心的形成,冠状带： 不增殖的B细胞,明区： 生发中心细胞 较多的网状细 胞、M、FDC,暗区： 生发中心母细胞,生 发 中 心,2020/9/12,57,串珠样小体（Iccosome）：FDC的树突表面高表达CD21、FcR。抗原抗体复合物（IC）借助C3d结合CD21，Fc段结合FcR，形成串珠样小体。 B细胞可内化串珠样小体，维持免疫记忆。,FDC与免疫记忆,2020/

21、9/12,58,2020/9/12,59,B细胞经HEV进入，接受刺激并在副皮质区增殖数天,随后进入初级淋巴细胞滤泡增殖形成生发中心（GC）,GC中含有大约 10% Th细胞,生发中心中B细胞的命运?,2020/9/12,60,生发中心中B细胞的命运,绝大部分凋亡； 部分在抗原刺激、T细胞的辅助下继续发育，发生以下变化： 体细胞高频突变和Ig亲和力成熟； Ig的类别转换； 浆细胞的形成； 记忆性B细胞的产生。,2020/9/12,61,1、体细胞高频突变（somatic hypermuation） 生发中心母细胞V区基因上的点突变，在其分裂的过程中发生； 突变率极高约为1/1000； CDR3

22、最易发生突变； 筛选出表达高亲合力BCR的B细胞； 同时导致了Ig亲和力成熟。,（一） 体细胞高频突变和Ig亲和力成熟,2020/9/12,62,2、Ig亲和力成熟（affinity maturation）,在抗体应答过程中，尤其是再次免疫应答后亲和力逐渐提高的现象，是抗原对高频突变细胞选择的结果。 初次应答各种B细胞被激活不同亲和力的抗体。仅有少量抗原优先结合高亲和力BCR相应B细胞克隆扩增产生高亲和力的抗体。,2020/9/12,63,2、Ig亲和力成熟（affinity maturation）,抗体亲和力成熟示意图,2020/9/12,64,（二） Ig的类别转换（Ig class sw

23、itching）,可变区相同而Ig类别发生变化的过程，亦称为同种型转换（isotype switching） ； IgMIgG、IgA、IgE，抗体的V区不发生改变。,2020/9/12,65,- B细胞在免疫应答中首先分泌IgM，但随后即可产生IgG、IgA或IgE，其Ig V区不发生改变，即为能够结合同一抗原的不同抗体类型。,- 在抗原诱导下发生，并接受T细胞分泌的细胞因子调节。,（二） Ig的类别转换（Ig class switching）,2020/9/12,66,IgM,IgG,IgA,IgE,IgD,Ag特异性相同，则： V区相同，C区不同,抗体的类别转换示意图,2020/9/12

24、,67,（三）浆细胞的形成,抗体形成细胞（ Antibody Forming Cell ， AFC ）; 能分泌大量抗体，不再表达BCR和MHC类分子，因此不能再与抗原起反应，也失去与Th相互作用的能力。,抗体,浆细胞,B细胞,2020/9/12,68,（四）记忆性B细胞（Memory B cell，Bm）的产生,生发中心的B细胞发育而成； 再次与同一抗原相遇时可迅速活化产生大量Ab； 表达高水平CD27和CD44。,2020/9/12,69,Bm的产生机制,抗原的持续刺激：FDC借助FcR和CR捕获Ag-Ab，持续刺激B细胞，使之形成记忆B细胞； 抗凋亡因子的表达：Bcl-2拮抗FasL/F

25、as等介导的凋亡信号。,2020/9/12,70,sIg,浆细胞,Ig,Ig,sIg,记忆性细胞,summary：细胞在生发中心的变化,2020/9/12,71,B细胞活化、移入 滤泡、形成生发中心,B细胞增殖,抗体V基因的体细胞高频突变,B细胞识别FDC表面的抗原、高亲和力B细胞的选择,未结合抗原的细胞死亡,2020/9/12,72,未结合抗原的细胞死亡,类别转换、记忆细胞或浆细胞的产生,B细胞识别FDC表面的抗原、高亲和力B细胞的选择,2020/9/12,73,抗体参与免疫应答的四种方式： 通过中和作用阻止病原体和靶细胞的结合，中和细菌毒素的毒性作用 调理作用 ADCC作用 参与补体的溶菌

26、溶细胞作用，形成抗原-抗体-补体复合物，通过经典途径激活补体，导致细菌或细胞的溶解。,抗体：介导体液免疫应答,2020/9/12,74,第二节 B细胞对TI抗原的免疫应答,TD-Ag：蛋白质抗原，如病原微生物、血细胞和血清蛋白等。 TI-Ag：细菌细胞壁、荚膜多糖、鞭毛、脂多糖等； TI抗原活化B细胞不需要Th细胞的帮助。,2020/9/12,75,TI-1和TI-2抗原,LPS,LPS 受体,多效价抗原,TI-1 抗原,TI-2 抗原,信号转导,信号转导,B 细胞,BCR,BCR,2020/9/12,76,（一）B细胞对TI-1抗原的免疫应答,通常称为B细胞丝裂原，如LPS。 可活化成熟和非

27、成熟B细胞。 高浓度可诱导多个B细胞克隆增殖分化，低浓度只能激活有相应BCR的B细胞克隆增殖分化。 无需Th预先致敏与扩增，产生的抗体以IgM为主，在抗胞外病原体感染中发挥重要作用。 不能诱导Ig类别转换、抗体亲和力成熟及记忆B细胞形成。,2020/9/12,77,（一）B细胞对TI-1抗原的免疫应答,2020/9/12,78,（二）B细胞对TI-2抗原的免疫应答,具有高度重复性结构，如细菌胞壁、荚膜多糖、鞭毛等； 只能激活成熟的B-1淋巴细胞； 抗原表位密度起决定作用。 意义： 多数胞外菌有胞壁多糖，能抵抗吞噬细胞的吞噬杀伤。 5岁以下的幼儿缺乏B-1细胞，易感染含有TI-2抗原的病原体。,

28、2020/9/12,79,TI 抗原诱导的体液免疫应答的特点,无需Th细胞的辅助； 只产生IgM类抗体，无Ig的类别转换； 不引起细胞免疫应答； 不形成记忆性B细胞，无再次应答反应。,2020/9/12,80,B细胞对TI抗原应答的意义,在抗胞外病原体感染中发挥重要作用。此类应答不需要T细胞的辅助，可以迅速发生。 具有荚膜多糖的细菌能够抵抗吞噬细胞的吞噬作用，逃避M的破坏，还可阻止M对抗原的加工。B细胞对TI抗原的应答使得机体能够对这一类病原体产生迅速的特异性应答。,2020/9/12,81,TD 抗原和TI 抗原的异同,2020/9/12,82,第三节 体液免疫应答的一般规律,根据抗原进入体内的时间和次数分为： 初次应答（primary response）：特定抗原初次刺激机体所引发的应答。 再次应答（secondary response）：初次应答中所形成的记忆淋巴细胞再次接触相同抗原刺激后可迅速、高效、持久、特异的应答，亦称回忆应答。,2020/9/12,83,（一）初次应答,潜伏期（lag phase）：数小时数周 抗原刺激后至血清中能检测到特异性抗体的阶段。 对