醫學免疫學/抗體產生的細胞學基礎
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目錄 |
一、抗體產生的一般規律
當第一次用適量抗原給動物免疫，需經一定潛伏期才能在血液中出現抗體，含量低，且維持時間短，很快下降，稱這種現象為初次免疫應答。若在抗體下降期再次給以相同抗原免疫時，則發現抗體出現的潛伏期較初次應答明顯縮短，抗體含量也隨之上升，而且維持時間長，稱這種現象為現次免疫應答或回憶應答。由于對抗體分子結構研究的進展，發現初次應答產生的抗體主要是IgM分子，對抗原結合力低，為低親和性抗體。而再次應答則主要為IgG分子，且為高親和性抗體。TD抗原可引起再次應答，而TI抗原只能引起初應答。對初次和再次應答現象機制的研究，對抗體特異性、多樣性、免疫記憶以及對自身抗原而受性機制等問題的研究，都必須以抗體生成的細胞學為基礎（圖11-1，表11-2）。
圖11-1初次及再次免疫應答
表11－2 初次與再次免疫應答特性
| 特性 | 初次 | 再次 |
| 抗原呈遞 | 非B細胞 | B細胞 |
| 抗原濃度 | 高 | 低 |
| 抗體產生 | ||
| 延遲相 | 5～10天 | 2～5天 |
| Ig類別 | 主要為IgM | IgG、IgA等 |
| 親和力 | 低 | 高 |
| 無關抗體 | 多 | 少 |
二、抗體產生的細胞學基礎
抗體產生是由多細胞完成的，Miller等在60年代，首先證明了淋巴細胞是不均一的細胞群。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胞，即T和B細胞。前者與細胞免疫有關，后者與抗體形成有關（表11-3）。
表11-3 新生期摘除胸腺及法氏囊對免疫功能的影響（雞）
| 全身X-線照射 | 周圍血淋巴細胞數 | Ig濃度 | 抗體產生 | 移植物排斥反應 |
| 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；－陰性反應
Claman 給經X-線照射小鼠移入同系骨髓細胞（B細胞來源）和胸腺細胞（T細胞來源），然后用羊紅細胞免疫，結果證明只有同時移入兩種細胞才能產生抗體。因此證明了抗體產生需要T和B細胞共同參予。
Unanue等在70年代又證明了巨噬細胞在抗體形成中的重要作用。他們應用純化細胞的體外培養技術研究這一問題。根據小鼠細胞對玻璃面或塑料面的粘附性，可將脾細胞分為二種，其一為有粘附性細胞屬巨噬細胞（Mφ），另一種為非粘附性細胞屬淋巴細胞，包括T和B細胞。當將這二種細胞分別與羊紅細胞（抗原）在體外培養時，皆不能產生抗體，只有在二種細胞混合培養時才能產生抗體，自此證明了Mφ也參予抗體的產生（表11-4，5）。
表11-4 T和B細胞在抗體產生中的作用
| X-線照射鼠入的細胞 | 抗體產生 |
| 脾細胞（含有T和B） | ++ |
| 胸腺細胞（T細胞） | ± |
| 骨髓細胞（B細胞） | + |
| 胸腺細胞+骨髓細胞 | +++ |
表11-5 Mφ在抗體產生中的作用
| 體外培養細胞 | 抗體產生 |
| 粘附細胞+羊紅細胞 非粘附細胞+羊紅細胞 粘附細胞 + +羊紅細胞 非粘附細胞 |
－ － +++ |
| 名稱 | 作用 |
| IL-1 IL-4 IL-5 IL-6 IL-2 |
促進B細胞活化與增殖 促進活化B細胞增殖 促進B細胞分化 與IL-1協同 |
在同一時期Gershon等又證明了抑制性T細胞（TS）的存在，對免疫應答起抑制作用。因此TH和TS可視為免疫調節細胞，而TC和TD可視為細胞免疫的效應細胞。通過上述研究，證明了抗體產生需要三種細胞參予，即單核吞噬細胞系、T細胞系和B細胞系。從而否定了過去認為抗體產生是由單一淋巴細胞克隆產生的觀點。因此抗體產生不只是涉及抗原與免疫細胞間的相互作用，即對抗原的識別和抗原的激發作用，同時也涉及免疫細胞間的相互作用，，即免疫細胞活化，增殖與分化過程。這二個過程是緊密交織在一起的，為此必須進一步探討在免疫應答過程中，三種細胞各自發揮什么作用？以及它們之間的相互作用又是怎樣進行的。
三、免疫細胞在抗體生成中的作用
上述三類細胞都參予抗體生成過程，但各自發揮的作用不同?，F已證明Mφ抗原處理和呈遞細胞，無特異識別抗原的功能。T細胞系主要是TH和TS，它們對免疫應答有調節功能，所以是免疫調節細胞，有特異識別抗原的功能。B細胞系既具有呈遞抗原的作用又是產生抗體的細胞，也具有特異識別抗原的功能。
（一）Mφ的作用
Mφ在免疫應答的全過程都發揮重要作用，在抗原識別過程中，即在免疫應答的誘導期，它表現為具有攝取、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胞因子，其合成和分泌的IL-1有促進T和B細胞的活化作用。因此，不能認為Mφ只是機械的將抗原決定簇呈遞給淋巴細胞，它還具有調節淋巴細胞功能的作用。
抗原性物質進入體內后，必須先經Mφ攝取、加工處理，然后才能呈遞給淋巴細胞。Mφ是有吞噬細胞功能的細胞，已證明在其細胞表面有多種受體分子，但無抗原識別受體。它主要是以吞噬、吞飲和被動吸附等方式捕捉抗原，可攝取任何抗原性特質，所以是非特異性的攝取抗原性物質。
攝入的抗原大分子，可在細胞內被降解為許多小肽片段。其中一些免疫原性決定簇可與細胞內的自己MHCⅡ類分子相結合，然后運送至細胞膜表面，形成所謂修飾的自身復合物分子（即異種抗原X+自己MHCⅡ類分子）此即Mφ對抗原的處理和加工過程。
Mφ將這種復合物分子，呈遞給有抗原識別功能的淋巴細胞，才能激發免疫應答。不難看出，識別這種復合物的抗原識別受體，必須是既能識別異種抗原X，又能同時識別自已MHC分子。這就是免疫細胞間相互作用的MHC限制性的由來。
（二）淋巴細胞的作用
淋巴細胞具有抗原識別受體，所以T和B細胞都是抗原識別細胞。每一細胞克隆可識別一種抗原決定簇，所以這種識別是有特異性的。B細胞表面抗原識別受體是膜Ig分子，它可識別天然蛋白質抗原分子表面的構像抗原決定簇（即B決定簇），在識別抗原時無MHc 限制性。而T細胞抗原識別受體為異二聚體分子，即TCRαβ，它能同時識別經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、細胞因子在抗體產生中的作用
細胞因子（cytokines）在抗體產生應答過程中的作用有下述特點：
1．細胞因子的作用既無抗原特異性也無MHC限制性當TH細胞受刺激活化后，它所分泌的細胞因子就可作用于任何抗原特異性的B細胞和任何MHC單倍型（haplotype）的B細胞。
2．在B細胞產生免疫應答的不同時期有不同的細胞因子起作用即B細胞的增殖期與分化期，或Ig的分泌期可有不同的細胞因子在起作用（表11-6）。此外，不同的細胞因子間的組合有的起拮抗作用，有的起協同作用。
3．細胞因子還可作用于旁路（bystander）B細胞使之活化這些B細胞對抗體應答的抗原沒有特異性（非抗原特異性B細胞）。它們存在于抗原刺激的特異B細胞周圍，在抗原活化特異B細胞時，因產生細胞因子而被活化并產生非特異抗體。
4．在刺激B細胞增殖分化的細胞因子中，有些是來源于巨噬細胞或其他非T細胞所產生（如粒細胞、肥大細胞等）。
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