B细胞激活及效应功能

B细胞激活及效应功能武汉大学基础医学院免疫系熊洁2022/12/91aB淋巴细胞来源于哺乳动物胎肝和成年骨髓中的淋巴样干细胞，在骨髓造血微环境参与下，发育成熟后定居于外周淋巴器官和组织中的淋巴细胞，又称骨髓依赖性淋巴细胞，简称B细胞。在外周血中，B细胞约占淋巴细胞总数的10%～15%。2022/12/92aB细胞的成熟2022/12/93a胎儿期B细胞可由胎肝和骨髓产生。出生后B细胞在骨髓内产生并成熟，具体过程分为骨髓内和骨髓外两个阶段。骨髓内阶段由于不接触外来抗原，其主要过程为Ig基因重排、膜Ig的表达和具有自身反应性受体的B细胞的清除。骨髓外阶段是B细胞在外周淋巴组织中接触抗原，进一步增殖、分化成为记忆细胞和产生抗体的浆细胞。此过程伴有V区核苷酸高频突变和Ig转类。2022/12/94a骨髓内成熟阶段骨髓微环境和B细胞成熟B细胞起源于骨髓多能干细胞，然后分化为定向B细胞，进一步分化为成熟的B细胞。B细胞发育的早期需要骨髓基质细胞提供的微环境。骨髓基质细胞通过与祖B细胞和前B细胞直接接触或产生各种细胞因子支持B细胞的发育。2022/12/95a

干细胞早原B晚原B前B未成熟B成熟B重链胚系基因D-J重排V-DJ重排重排完成————轻链胚系基因胚系基因胚系基因V-J重排重排完成——SmIg缺如缺如缺如链IgMIgM/IgD

各个阶段的变化为Ig基因的重排和膜表面标志的变化B细胞成熟的分期2022/12/96a未成熟自身反应性B细胞的阴性选择阴性选择发生在未成熟B细胞阶段如果未成熟B细胞表达的IgM能与基质细胞上的多价自身抗原结合，抗原引起膜IgM交联将导致细胞凋亡；如果与单价的可溶性自身抗原结合，则引起自身反应性B细胞无能。通过阴性选择B细胞继续发育成熟，表面同时表达IgM和IgD，成为成熟的B细胞，从骨髓进入外周免疫器官。2022/12/97aIgG基因重排（rearragement）IgG基因结构特点染色体定位VDJCH链14503269κ链260051λ链22300742022/12/98aIgG基因重排（rearragement）所有细胞中都含有Ig胚系基因（germlinegenes），都是无功能，不表达的。只有B细胞成熟过程中，经过一定顺序正确重排或重组，才能表达产生具有功能性的Ig分子。重链基因重排轻链基因重排等位排斥和同种型排斥2022/12/99a重链基因重排重链基因最先开始重排Ig重链基因由V、D、J和C四种基因片段组成。首先D基因片段和J基因片段结合，切除两者间的间隔序列，形成DJ片段，然后V基因片段与重排过的DJ片段结合，形成的VDJ片段即V基因，编码重链可变区。V、D、J三种片段的重排都是随机的。最后与C区基因结合，形成重链编码的基因并转录剪接，最终翻译成为IgM或IgD分子2022/12/910a轻链基因重排通常κ链基因先重排，接着是λ链。轻链不含有D基因片段，V基因片段直接与J片段结合，形成V基因，然后与C区基因重组，形成轻链编码的基因，经转录翻译成为轻链。2022/12/911a等位排斥（allelicexclusion）Ig基因重排时，两条同源染色体上的两个等位基因只有一个能够表达。意义：一个B细胞只能表达一种轻链和一种重链。同种型排斥（isotypicexclusion）一个B细胞中，κ链基因和λ链两种基因中只有其中一种能够表达。意义：一个B细胞只表达κ或λ两种轻链的一种。2022/12/912a骨髓外成熟阶段成熟B细胞离开骨髓，通过血液进入外周淋巴组织中循环。遇到抗原产生免疫应答，最终分化为浆细胞和记忆细胞。B细胞接触抗原后，在生发中心继续成熟，主要经历体细胞高频突变和转类两个变化。2022/12/913a体细胞高频突变（somatichypermutation）发生在初次免疫应答的后期和再次免疫应答。在T、B细胞交界处活化的B细胞进入生发中心，继续增殖，其轻链和重链V基因发生随机点突变，由于其突变频率比正常细胞中其他基因突变频率高106倍，故称体细胞高频突变。2022/12/914a转类(classswitching)血清和其他体液中可检测到五类免疫球蛋白，但是B细胞受到抗原刺激后最先产生的总是IgM，然后才转成产生其他类别的Ig，这种现象称为Ig的转类。其机制是转换重组（switchrecombination），即重组的VDJ基因片段与下游的另一C基因重组。转类受到Th细胞及其分泌的细胞因子的调节。2022/12/915aB细胞免疫应答

（Bcellmediatedimmuneresponse）

2022/12/916aB细胞亚群及功能根据其表面标志，个体发育的不同B1细胞，出现在胚胎发育的早期，随后被B2细胞取代而减少。主要分布于胸腔，腹腔和肠壁固有层，能识别多糖类抗原，具有自我更新能力。B2细胞，通常所说的B细胞，介导体液免疫应答的主要细胞2022/12/917aB1细胞主要识别TI抗原，产生的抗体主要以IgM为主，而B2细胞主要识别TD抗原。TI抗原-----直接刺激B细胞产生抗体无需T细胞辅助的抗原性物质，主要包括细菌脂多糖，荚膜多糖等。TD抗原-----需要抗原提呈细胞的参与及T细胞的辅助，才能刺激刺激B细胞产生抗体的抗原性物质，天然抗体大多为TD抗原。抗原识别阶段2022/12/918a对TI抗原的识别TI抗原的结构特点是具有多个重复出现的抗原决定基并呈线性排列，与BCR结合后使之出现交联而活化应答特点：只能引起体液免疫只能刺激机体产生IgM类抗体无免疫记忆2022/12/919a对TD抗原的识别TD抗原的结构复杂，表位繁多且分布无规律B细胞的BCR能直接识别游离的天然抗原，但针对其产生免疫应答需要T细胞的辅助应答特点：既能引起体液免疫，也能引起细胞免疫刺激机体产生的抗体以IgG为主产生免疫记忆2022/12/920a2022/12/921a活化、增殖和分化阶段活化（activation）B细胞活化也需要双信号刺激第一信号(抗原特异性信号)：BCR与抗原决定簇结合引起BCR交联，通过Ig/Ig将信号传至细胞内。第二信号(协同刺激信号)：Th2细胞通过CD40L-CD40相互作用和分泌细胞因子提供B细胞活化的第二信号。2022/12/922aB细胞的活化2022/12/923a增殖（proliferation）B细胞接受足够强度的双信号后，体积增大，胞内钙离子浓度增高，蛋白磷酸化，分泌多种细胞因子，促进B细胞增殖，并分化成为能产生抗体的浆细胞。2022/12/924a分化（differentation）2022/12/925a效应阶段抗体存在于体液中。黏膜下和腺体内浆细胞产生的分泌型IgA主要存在于黏膜局部及分泌液中。抗体的效应功能是在与抗原结合后激发的，不同结构，不同部位和不同类型的抗体具有不同的效应机制。2022/12/926a对胞外菌的作用抗毒素作用抗病毒作用抗蠕虫作用免疫损伤2022/12/927aB1细胞主要是对多糖、脂多糖等抗原产生应答，且不需要Th细胞的辅助，所以这些抗原称为TI抗原。B1细胞主要产生低亲和性的IgM抗体。根据抗原来源及化学本质的差异，TI抗原分为TI-1和TI-2抗原两种，通过不同的机制激活B1细胞。在抵抗某些胞外病原体感染中发挥重要作用。

B1细胞对TI抗原应答的特点

2022/12/928aTI-1Ag应答的特点TI-1Ag主要是细菌胞壁成分，如脂多糖LPS。具有丝裂原成分，高浓度时能与大多数B细胞表面的相应受体结合，非特异性的激活B细胞（多克隆激活）。低浓度只能激活具有特异性BCR的B细胞增殖分化产生特异性抗体。其中，TI-1Ag结合BCR产生第一信号；丝裂原与B细胞丝裂原受体结合产生第二信号。2022/12/929a2022/12/930aTI-2Ag应答的特点：TI-2Ag主要是大分子的多糖抗原和聚合的蛋白质，如细菌细胞壁的荚膜多糖、鞭毛蛋白和脊髓灰质炎病毒等。具有许多重复性抗原决定簇，不含有丝裂原成分。单信号激活B细胞，但交联过度或过低则无应答。2022/12/931a体液免疫应答规律2022/12/932a初次应答（primaryresponse）潜伏期长（1-2周），抗体效价低，维持时间短，主要为低亲和力的IgM。参与细胞