李倩倩
安徽省合肥市第七中学,安徽 合肥 230061
摘 要:与2007年人教版必修三相比,2017年人教版选择性必修1《稳态与调节》中免疫调节的内容有较大改变和扩充,本文集中对该部分内容的疑难点进行了梳理总结,以供参考。
关键词:细胞因子,抗原呈递,体液免疫,细胞免疫,神经-内分泌-免疫
一、淋巴因子和细胞因子
新教材P66免疫活性物质中细胞因子代替了原有的淋巴因子。那么,两者是等同关系吗?细胞因子是一种能够参与免疫应答、修复免疫细胞的分泌型的多肽或糖蛋白。多种细胞均可产生,如T细胞、巨噬细胞等免疫细胞,以及血管内皮细胞等非免疫细胞。根据来源可将细胞因子分为淋巴因子和单核因子,因此,细胞因子包含淋巴因子[1]。
二、吞噬细胞与巨噬细胞、树突状细胞
新教材P66树突状细胞和巨噬细胞替代了原教材中的吞噬细胞,它们是等同关系吗?吞噬细胞包括单核细胞和粒细胞,是由髓样干细胞增殖分化而来[2];其中粒细胞又包括中性、嗜酸、嗜碱三种粒细胞和肥大细胞;单核细胞可以分化成巨噬细胞(包括小胶质细胞和肺部尘细胞)和树突状细胞。因此三者的关系是包含而非等同。
三、抗原呈递细胞APC
新教材P68介绍了APC。那么,APC有哪些?如何呈递抗原呢?
1.APC的种类
(1)专职APC:树突状细胞、单核/巨噬细胞和B淋巴细胞,主要将外源性抗原肽-MHC II类分子呈递给CD4+T细胞(主要是辅助性T细胞,即Th细胞)。其中树突状细胞是唯一能够直接激活初始T细胞的APC,因此是特异性免疫的始动者。
(2)非专职性APC:上皮细胞、成纤维细胞等,某些情况下可以将抗原肽-MHC II类分子呈递给CD4+T细胞。
(3)广义APC:机体的有核细胞都可产生MHC I类分子,能将内源性抗原肽-MHC I类分子呈递给CD8+T细胞(主要是细胞毒性T细胞,即Tc细胞)[1]。
2.呈递机制[2]
(1)MHC I类分子呈递内源性抗原的途径:a)内源性抗原与泛素结合后进入蛋白酶体被降解;b)内质网膜上的TAP蛋白将降解后的抗原肽转移到内质网腔;c)在伴侣蛋白帮助下,MHC I类分子组装成二聚体,与对应的抗原肽结合形成复合物;d)复合物借助高尔基体形成的囊泡运输到细胞膜,继而呈递给CD8+T细胞。
(2)MHC II类分子呈递外源性抗原的途径:a)外源性抗原进入细胞形成吞噬体,随后与溶酶体融合形成吞噬溶酶体;b)组装后的MHC II类分子与吞噬溶酶体融合,形成MIIC;c)在MIIC腔中,形成抗原肽-MHC II类分子复合物,运输到细胞膜后呈递给CD4+T细胞。
(3)CD1分子呈递脂类抗原的途径:脂类抗原不需要明显加工即可通过APC表面的CD1被呈递,原因是脂类抗原不能与MHC分子结合,不能被MHC限制性T细胞识别。
(4)MRI分子呈递抗原途径[3]:2012年科学家首次发现MHC分子类似蛋白MRI可以呈递微生物中维生素B的代谢产物给黏膜相关的恒定T细胞MALT。
四、体液免疫和细胞免疫
新教材P72和P73的特异性免疫的过程相比于原教材有较大变化。
1.体液免疫的过程(图1)
图1 体液免疫的过程
B细胞的活化必需通过双信号和细胞因子作用:
a)第一信号:B细胞通过细胞表面受体BCR识别并结合病原体。
b)第二信号:活化的Th细胞可表达CD40L,与B细胞表面的CD40结合,产生B细胞活化的第二信号。此处Th细胞活化也需两个信号刺激,分别是:APC将抗原肽-MHC II类分子呈递给Th细胞的TCR;APC识别抗原后表达的协同刺激物质B7分子与T细胞表面CD28结合。
c)活化的Th细胞还能释放细胞因子,作用于B细胞,使其增殖、分化形成浆细胞和记忆B细胞。
d)浆细胞产生、分泌抗体,抗体与病原体结合后形成沉淀进一步被吞噬,从而抑制其增殖。
e)记忆B细胞在二次免疫中,能迅速被激活(无需Th细胞辅助),使二次免疫的强度和速度明显高于初次应答。
f)细菌多糖等少数抗原能在没有Th细胞帮助的情况下直接激活B细胞,这一过程无相应的记忆B细胞产生。
2.细胞免疫的过程(图2)
图2 细胞免疫的过程
Tc细胞的活化需要双信号和细胞因子作用:
a)第一信号:靶细胞被感染后将内源性抗原肽-MHC I复合物呈递给Tc细胞,但是靶细胞一般不能表达或只能少量表达协同刺激的物质,无法继续提供第二信号,需要Th细胞辅助。
b)Th细胞的辅助包含两个方面:①活化Th细胞表达的CD40L与病毒感染的靶细胞膜上的CD40结合后显著增加靶细胞中协同刺激物质的表达,为Tc细胞提供活化的第二信号;并使其自分泌IL-2,引起Tc细胞增殖分化。 ②活化的Th细胞分泌IL-2作用于Tc细胞使之增殖、分化为效应性Tc细胞和记忆T细胞。
c)新形成的效应性Tc细胞在体液中循环,可连续杀伤多个靶细胞,使其裂解死亡,暴露出的病原体与抗体结合后被吞噬。
d)记忆T细胞不依赖APC提供的共刺激信号,对抗原浓度和细胞因子更加敏感,因此能在二次免疫中迅速活化。
e)当靶细胞为树突状细胞时可不依赖Th细胞的帮助,直接激活Tc细胞,因为被病毒侵染的树突状细胞不仅呈递内源性抗原肽-MHC I复合物,同时高表达协同刺激物质如B7,还能使Tc细胞分泌IL-2,引起自身增殖分化,最终形成效应性Tc细胞。
五、神经系统、内分泌系统、免疫系统的相互作用示例[1]
免疫系统主要通过细胞因子作用于神经-内分泌系统,如IFN-γ、TNF等可诱导垂体释放促肾上腺皮质激素;IFN、TNF等为内源性致热原,可直接作用于下丘脑的体温调节中枢,升高体温调定点,引起发热;神经-内分泌系统主要通过神经递质和激素作用于免疫系统,如5-羟色胺和多巴胺能够减弱免疫反应、降低抗体数量,乙酰胆碱能够增加淋巴细胞和巨噬细胞的数量;雌二醇能够促进抗体合成、增强胸腺细胞的功能、减少糖皮质激素对免疫系统的抑制。总之,三大系统是一个有着广泛内在联系的复杂精细的调节网络,共同维持内环境的稳态。
参考文献
[1] 朱彤波. 医学免疫学(第2版)[M].成都:四川大学出版社2017年版,141-146;153-155;192-193.
[2] 储以微. 医学免疫学(第2版)[M] .上海:复旦大学出版社2015年版: 61-70.
[3] 赵海燕. 临床免疫学新进展[M] .北京:中国纺织出版社2018年版:23-27.
[4] 朱正威,赵占良. 选择性必修一《稳态与调节》[M] .北京:人民教育出版社,第74页.
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