免疫学B细胞介导的体液免疫应答1汇总.课件

1、2022/8/41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第1页，共93页。2022/8/42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第2页，共93页。2022/8/43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细胞的生物学特性第3页，共93页。2022/

2、8/44一、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第4页，共93页。2022/8/45激活巨噬细胞诱生巨噬细胞募集巨噬细胞IFN- 、CD40LIL-3、GM-CSF HSCTNF、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巨噬细胞Th1IFN-AgCKCKCD40 CD40L 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第5页，共93页。20

3、22/8/46Multinucleated giant cell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- 慢性肉芽肿第6页，共93页。2022/8/472、 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第7页，共93页。2022/8/483、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细胞的生物学活性第8

4、页，共93页。2022/8/49IL-4，5，10，13 Th2 细胞肥大细胞嗜酸（碱）性粒细胞B 细胞细胞增殖, IgM，IgG，IgA的分泌，释放炎性介质脱颗粒 Th2 细 胞 的 生 物 学 效 应 Th2细胞的生物学活性辅助体液免疫应答：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。第9页，共93页。2022/8/410 Th2细胞的生物学活性第10页，共93页。2022/8/411 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

5、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。第11页，共93页。2022/8/412二、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。第12页，共93页。2022/8/413CTL细胞发挥细胞毒效应的基本过程： 效-靶细胞结合 CTL的极化 致死性攻击第13页，共93页。

6、2022/8/414 效-靶细胞结合（识别启动阶段）初始CTLT细胞抗原效应性 CTL 趋化性细胞因子感染部位LFA1 ICAM1CD2 LFA3CTL靶细胞非特异性结合特异性结合寻找攻击目标靶细胞第14页，共93页。2022/8/415 CTL的极化 辅助受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第15页，共93页。2022/8/416 致死性攻击穿孔素/颗粒酶途径Fas/FasL途径C

7、TL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）途径第16页，共93页。2022/8/4172、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。 致死性攻击第17页，共93页。2022/8/418靶细胞穿孔素颗粒酶Caspase 8等FasLFas CTL第18页，共93页。2022/8/419CTL:引发凋亡，直接杀伤靶

8、细胞第19页，共93页。2022/8/420三、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+第20页，共93页。2022/8/421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细胞增殖记忆性T细胞效应性T细胞效应性T细胞抗原FirstAgain活化T细胞活化T细胞第21页，共93页。2022/8/422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？第

9、22页，共93页。2022/8/423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细胞的形成第23页，共93页。2022/8/424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。第24页，共93页。2022/8/425TB 皮试阳性 （严重）

10、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：现象和机制第25页，共93页。2022/8/426B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 Tel：8462530 8462468E-mail：第26页，共93页。2022/8/42713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。第

11、27页，共93页。2022/8/428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。第28页，共93页。2022/8/429BCR复合物特异性识别抗原（TD/TI-Ag）阶段；B细胞活化、增殖和分化阶段；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+第29页，共93页。2022/8/430B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

12、Th细胞第30页，共93页。2022/8/431抗体的基本结构二硫键可变区Variable regionConstant region恒定区轻链Light chainHeavy chain重链第31页，共93页。2022/8/432分泌B细胞细胞膜抗体与BCR分泌型Ig=Ab膜型Ig=BCR第32页，共93页。2022/8/433epitope重链轻链CDR1CDR2CDR3CDR4CDR5CDR6第33页，共93页。2022/8/434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

13、；3个阶段第34页，共93页。2022/8/435B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。第35页，共93页。2022/8/436BCR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

14、）”，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抗原的识别第36页，共93页。2022/8/437二、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第37页，共93页。2022/8/438（一）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第38页，共93页。2022/8/439BCRIg/IgIg/Ig ITAM信号传导B细胞活化-第一信号A

15、gC3dCD21CD19CD81CD225信号传导BCR复合物和辅助受体为B细胞活化提供第一信号第39页，共93页。2022/8/440（二）B细胞活化的第二信号：协同刺激信号B cellTh cellCD40CD40LCD27CD70ICAM-1(CD54)LFA-1(CD11a/b)第二信号 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第40页，共93页。2022/8/441第2信号ThB第1信号活化、增殖第1信号活性封闭没有Th细胞的辅助B第一信号：BCR/Ig/Ig + 抗原肽第二信号

16、：CD40 CD154B细胞活化的双信号理论Ag第41页，共93页。2022/8/442 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小鼠第42页，共93页。2022/8/443（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。第43页，共93页。B CellBCRIg/抗原加工处理B7CD28CD40LCD40 B 细胞和Th

17、细胞间的作用Th CellTh活化B细胞活化TCR/CD3CD4 MHC-II/肽信号2信号1信号1信号2第44页，共93页。What kind of Ab will this B cell produce?1002030405060708010090Th(克隆2)Th(克隆3)Th(克隆4)Th(克隆1)P 20-30P 60-70P 50-60P 30-40P 90-1001002030405060708010090长度:aaBCR for P 60-701002030405060708010090Th can recognize any of these peptides and pro

18、vide “help”第45页，共93页。2022/8/446抗原ppppppppppppppppNF-kBLyn, Fyn, BlkPLCg PIP2 IP3 DAG CERB CERB NF-AT NF-ATNF-kBGEFsRasMAPKMAPKDNA 转录Syk Srk第46页，共93页。B cellTh cellCD40CD40LCD27CD70ICAM-1(CD54)LFA-1(CD11a/b)细胞因子B7-1(CD80)B7-2(CD86)CD28Th1: IL-2, IFNTh2: IL-4, 5, 6, 10, 13抗体类型? 细胞因子的作用：参与充分活化、增殖第47页，共9

19、3页。2022/8/448三、 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。第48页，共93页。TBBmBm活化增殖IL-2IL-4IL-1ThBBBIFNgIL-4IL-5IL-6IL-10分化分化Bby-standerBAFFBAFFBAFF三、 B细胞的增殖和终末分化第49页，共93页。2022/8/450浆细胞 IL-4IL-2IL-4IL-5IL-2IL-4IL-5IFN-gTGF- bIgMIgE IgA orIgG2bIg

20、G2aor IgG3活化B细胞三、 B细胞的增殖和终末分化第50页，共93页。2022/8/451 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。问题1: B细胞从何处接受刺激问题 3: B细胞将如何发挥效应问题 2: B细胞最有可能在何处接受Th帮助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第51页，共93页。2022/8/452淋 巴 结 的 基 本 结 构HEV髓质淋巴窦皮质淋巴窦 毛细血管 小梁 输入淋巴管 输出淋

21、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第52页，共93页。2022/8/453B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第53页，共93页。2022/8/454四、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

22、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。第54页，共93页。B细胞的活化及生发中心的形成第55页，共93页。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 心第56页，共93页。2022/8/457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与免疫记忆第57页，共93页。2022/8/458第5

23、8页，共93页。2022/8/459B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?第59页，共93页。2022/8/460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。第60页，共93页。2022/8/4611、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最易发

24、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亲和力成熟第61页，共93页。2022/8/4622、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。第62页，共93页。2022/8/463第次重排后抗原第次重排前Ab2、Ig亲和力成熟（affinity maturation）抗体亲和力成熟示意图第63页，共93页。2022/8/464

25、（二） Ig的类别转换（Ig class switching）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。第64页，共93页。2022/8/465- 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）第65页，共93页。2022/8/466Ag浆浆浆浆浆BIgMIgGIgAIgEIgDAgAg特异

26、性相同，则：V区相同，C区不同抗体的类别转换示意图第66页，共93页。2022/8/467（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细胞第67页，共93页。2022/8/468（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。第68页，共93页。2022/8/469Bm的产生机制抗原的持续刺激：FDC借助FcR和CR捕获Ag-

27、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/Fas等介导的凋亡信号。第69页，共93页。2022/8/470sIg浆细胞IgIgsIg记忆性细胞summary：细胞在生发中心的变化第70页，共93页。2022/8/471B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第71页，共93页。2022/8/472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细胞的选择第72页，共93页。2022/8/473抗体参与免疫应答的四种

28、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：介导体液免疫应答第73页，共93页。2022/8/474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。第74页，共93页。2022/8/475TI-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BCRBCR第75页

29、，共93页。2022/8/476（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。第76页，共93页。2022/8/477（一）B细胞对TI-1抗原的免疫应答第77页，共93页。2022/8/478（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

30、。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。第78页，共93页。2022/8/479TI 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。第79页，共93页。2022/8/480B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

31、应答。第80页，共93页。2022/8/481TD抗原TI -1抗原TI -2抗原诱导婴幼儿抗体应答+-刺激无胸腺小鼠产生抗体-+无T细胞时的抗体应答-+-T细胞辅助+-多克隆B细胞激活-+-对重复序列的需要-+举例白喉毒素病毒血凝素LPS荚膜多糖鞭毛TD 抗原和TI 抗原的异同第81页，共93页。2022/8/482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。第82页，共93页。2022/8/483（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。对数期（log phase）抗体成指数增长。平台期（plateau phase）：数天数周抗体浓度基本不变。下降期（decline phase）：数天数周抗体合成率小于降解速度，浓度缓慢下降。第83页，共93页。2022/8/484（二）再次应答潜伏期短，大约为初次应答潜伏期的一半；抗体浓度增加快，快速到达平台期，平台期高；抗体维持时间长；诱发再次免疫应答所需抗原