医学免疫学-第十章B细胞应答幻灯05级课件

概述

1.免疫应答的概念抗原物质进入机体，激发免疫系统发生一系列反应以排除抗原的过程。即免疫细胞识别、摄取、处理抗原，继而活化、增殖、分化，产生免疫效应的过程。

2.免疫应答的基本过程分三个阶段：

抗原识别免疫细胞活化免疫效应1.概述1.3.免疫应答的类型生理性免疫：清除有害物（如：病原微生物及其产物，恶变细胞等），保持内环境稳定。病理性免疫：引起组织损伤或功能障碍（如：超敏反应；自身免疫病）。从应答结果分从应答机理分细胞免疫：特异性T细胞活化发挥免疫效应体液免疫：B细胞活化产生特异性抗体发挥免疫效应从应答来源分获得性免疫：后天获得（or：适应性、特异性）天然性免疫：生来就有（or：固有性、非特异性）2.3.免疫应答的类型生理性免疫：清除有害物（如：病原微生物及

4.免疫应答的发生场所——外周免疫器官

皮肤

淋巴循环

淋巴结

静脉

脾脏

口服或吸入

粘膜局部

粘膜下淋巴细胞小胶质细胞

脑抗原

浅皮质区

B细胞深皮质区

T细胞红髓、白髓淋巴小结

B细胞白髓动脉周围淋巴鞘

T细胞3.4.免疫应答的发生场所——外周免疫器官抗原浅1.识别阶段：BCR特异性识别并结合抗原，启动B细胞激活信号；2.活化阶段：激活信号传入B细胞内，使B细胞激活、增殖、分化为抗体分泌细胞（浆细胞）或记忆细胞；3.效应阶段：抗体产生体液免疫效应清除抗原异物。5.特异性体液免疫应答的总过程分三个阶段：4.1.识别阶段：BCR特异性识别并结合抗原，启动B细胞激活信第一节B细胞对抗原的识别和抗原递呈5.第一节B细胞对抗原的识别和抗原递呈5.一、胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）分为TI-1Ag和TI-2Ag。TI-1Ag：含B细胞丝裂原和重复B细胞表位，能使成熟和不成熟的B细胞应答，故又称B细胞丝裂原，如细菌脂多糖（LPS）、聚合鞭毛素。TI-2Ag：

由多个重复出现的B细胞表位组成，仅使成熟的B细胞应答，如肺炎球菌荚膜多糖。婴幼儿的B细胞多为不成熟B细胞，故不能产生抗多糖抗原的抗体。6.一、胸腺非依赖性抗原（TI-Ag）分为TI-1Ag和TI-TI-Ag的诱导的免疫应答TI-1Ag：高浓度时可与B细胞表面的丝裂原受体结合，激活大多数B细胞（多克隆活化剂）；低浓度无多克隆激活作用，但可被BCR识别，并将它们被动聚集在B细胞表面而激活B细胞，只能激活与TI-1Ag结合的B细胞。TI-2Ag

具有多个重复出现的抗原决定基呈线性排列，在体内不易降解，且对B细胞抗原受体亲和力强，通过使B细胞受体（BCR）mIg适度交联而激活B细胞。TI抗原激发B细胞产生IgM抗体，因缺乏CD40的激活而无Ig类型转换，不能产生免疫记忆。7.TI-Ag的诱导的免疫应答TI-1Ag：高浓度时可与B细胞表8.8.TI-2抗原，有多个重复排列的抗原决定簇使受体交联9.TI-2抗原，有多个重复排列的抗原决定簇使受体交联9.二、胸腺依赖性抗原（TD-Ag）绝大多数为蛋白质抗原，如病原微生物、血细胞、血清蛋白等。由B表位（半抗原决定簇，由B细胞识别）和T表位（载体决定簇，由T细胞识别）组成。既可引起体液免疫应答，又能引起细胞免疫应答。TD抗原刺激机体主要产生IgG类抗体，产生免疫记忆。10.二、胸腺依赖性抗原（TD-Ag）绝大多数为蛋白质抗原，如病原B细胞对抗原的识别TI-1抗原TI-2抗原TD抗原抗原举例细菌脂多糖（LPS）、聚合鞭毛素葡聚糖、肺炎球菌多糖、水溶性聚蔗糖、细菌胞壁和夹膜多糖病原微生物、血细胞、血清蛋白APC递呈不需要不需要B细胞作为APC将抗原肽与MHCⅡ类分子结合,供Th细胞识别

抗原识别受体B细胞表面的有丝分裂原受体BCR复合体BCRTh细胞辅助不需要不需要需要11.B细胞对抗原的识别TI-1抗原TI-2抗原TD抗原抗原举例细特点TI-AgTD-Ag化学特性多糖蛋白质结构特点结构简单，重复出现的相同决定簇结构复杂，多种决定簇Th的参与不需要需要活化的B细胞亚群B1B2诱导Ig的类型IgM各类Ig免疫记忆无有诱导免疫耐受易难抗原种类肺炎球菌的夹膜多糖、LPS、聚合鞭毛素BSA(牛血清白蛋白）OVA（卵白蛋白）类毒素，红细胞TI抗原与TD抗原的区别12.特点TI-AgTD-Ag化学特性多糖蛋白质结构特类型特点TI抗原引起的免疫应答1.不需Th细胞辅助和巨噬细胞参与；2.只产生IgM3.无免疫记忆TD抗原引起的免疫应答1.需T细胞和巨噬细胞的协作；2.先产生IgM，继之产生IgG或其它类型Ig；3.

产生记忆性B细胞。体液免疫应答的类型和特点

13.类型特点TI抗原引起的免疫应答1.不需TTD-Ag诱导的免疫应答初次免疫应答：并指树突状细胞（Interdigitadingdendriticcells,IDC）通过吞饮摄入抗原，将抗原降解成小的多肽段与MHCII类分子结合并递呈到细胞表面供Th细胞识别，Th细胞因识别IDC提呈的抗原肽而被活化，进而诱导B细胞活化。再次应答：扩增的B细胞（记忆细胞）通过BCR有效地摄取TD抗原，将其内化在内体（endosome）内，通过蛋白酶分解成肽段后与MHCII类分子结合递呈到细胞表面。Th细胞通过识别B细胞提呈的抗原肽而被活化，再诱导B细胞活化。

14.TD-Ag诱导的免疫应答初次免疫应答：并指树突状细胞（Int第二节B细胞激活和信号传导15.第二节B细胞激活和信号传导15.B细胞活化信号

1.TI抗原刺激B细胞活化——直接作用。

2.TD抗原刺激B细胞活化——需两种信号：（1）第一信号（抗原刺激信号）抗原与BCR(B细胞)结合；（2）第二信号（Th细胞信号）

Th细胞-B细胞间接触作用：CD40L-CD40、

ICAM-1-LFA-1、CD28-B7、CD2-LFA-3。

B细胞介导的免疫应答绝大多数是由TD抗原引起的。16.B细胞活化信号16.17.17.一、细胞的协同作用APCTh细胞B细胞Th细胞B细胞激活和信号转导影响18.一、细胞的协同作用APCTh细胞B细胞Th细胞B细胞激活影响（一）APC与Th细胞的相互作用APC与Th协作产生Th细胞活化的两个信号：第一信号：抗原初次进入后，由APC（初次为IDC）捕捉加工，将其降解为抗原肽与MHCII类分子结合递呈到IDC表面供Th细胞识别，形成三元体复合物（TCR-Ag-MHCII），产生Th细胞活化的第一信号；第二信号：Th细胞上的粘附分子（如CD28、LFA-1及CD2等）与APC上相应的配体分子（如B7、ICAM-1和LFA-3等）结合，产生Th细胞活化的第二信号（最重要的是CD28/B7）。Th细胞必须接受第一、第二信号后才能活化。19.（一）APC与Th细胞的相互作用APC与Th协作产生Th细AgAPC＋MHC第一活化信号CMCMR第二活化信号（CM：协同刺激分子；CMR：协同刺激分子受体）

TCR初始Th细胞活化的Th细胞APC与Th细胞的相互作用

20.AgAPC＋MHC第一活化信号CMCMR第二活化信号（CM：主要的细胞表面协同刺激分子

1.B7：包括B7.1和B7.2（主要表达于：B细胞）配体：CD28和CTLA-4（CD28表达于：T细胞；

CTLA-4表达于：活化的T细胞）主要功能：B7/CD28：活化T细胞；B7/CTLA-4：抑制T细胞活化。

2.CD2（主要表达于：T细胞）：配体：LFA-3（表达于：淋巴细胞和所有APC）主要功能：CD2/LFA-3：活化T细胞。

3.CD40（主要表达于：B细胞）：配体：CD40L（表达于：活化的T细胞）主要功能：CD40/CD40L：B细胞活化最强有力的信号21.主要的细胞表面协同刺激分子21.TCRMHCIICD4CD28B7CD2LFA-3LFA-1ICAM-1抗原肽CD3Th细胞APC图10-1APC与Th细胞相互作用22.TCRMHCIICD4CD28B7CD2LFA-3LFA-23.23.CD28TB7APC激活CD28B7TAPCCTLA-4抑制图10-2B7和CTLA-4在T细胞激活中的作用APC表面的B7和T细胞表面CD28结合，传递T细胞激活的信号。T细胞激活后,高亲和力的CTLA-4与CD28竞争结合B7，传递T细胞活化抑制信号。24.CD28TB7APC激活CD28B7TAPCCTLA-4抑制

初次应答：其它APC活化的Th细胞与B细胞，通过粘附分子相互作用激活B细胞。

再次应答：已扩增的B细胞作为抗原提呈细胞与T细胞相互作用，通过粘附分子及抗原提呈作用相互诱导并活化。

Th活化信号：B细胞活化信号：第一信号：TCR—Ag—MHCⅡ；第一信号：BCR—Ag；第二信号：CD28/B7等。第二信号：CD40/CD40L。（二）B细胞与Th细胞的相互作用25.初次应答：其它APC活化的Th细胞与B细胞，通过粘附（二26.26.B细胞与Th细胞协作关系的发现

——载体效应初次免疫及再次免疫必须用相同的载体，才能诱导对某一半抗原的再次抗体应答。否则半抗原相同而载体不同或者仅仅用相同的载体而不用半抗原均不能诱导对该半抗原的再次应答。B细胞识别半抗原，T细胞识别载体。27.B细胞与Th细胞协作关系的发现

——载体效应初次免疫及再DNP-BSAOA+++++－图10-4载体效应实验通过给X射线照射鼠植入致敏的脾细胞，然后再次注射不同的抗原，包括半抗原及载体与初次免疫都相同、半抗原相同而载体不同、载体相同而半抗原不同，分别检测抗DNP抗体效价。

初次免疫

致敏的脾细胞移植给X线照射鼠

再次免疫

抗DNP抗体效价

DNP-OADNP-OADNP-BSADNP（二硝基苯酚）BSA（牛血清蛋白）OA（卵清蛋白）半抗原载体28.DNP-BSAOA+++++－图10-4载体效应实验

二、细胞因子的作用活化的Th细胞分泌多种细胞因子，调节B细胞的增殖、活化和分化。1.Th1细胞产生：IL-2和IFN-γ；2.Th2细胞产生：IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13；3.可调控免疫应答类型的细胞因子：IL-10和IL-12。29.二、细胞因子的作用29.主要细胞因子的作用：

1.IL-2：促进T和B细胞增殖；

2.IFN-γ：刺激B细胞产生IgG2；

3.IL-4：B细胞的激活和分化因子，导致IgG1和IgE产生；T细胞生长因子，促进Th2分化，增强抗体应答；参与I型超敏反应；

4.IL-5：嗜酸性粒细胞的生长和激活因子；

5.IL-6：B细胞的分化因子；

6.IL-10：抑制Th1细胞因子产生；促进Th2细胞因子产生和B细胞激活；

7.IL-12：与IL-10作用相反。30.主要细胞因子的作用：30.BCR与多价抗原交联激活Src-PTK家族（lyn、fyn等），诱导Ig

和Ig

的ITAM磷酸化，从而激活Syk/Zap-70家族的Syk；Syk激活接头分子BLNK/SLP65；BLNK/SLP65与其下游的PLC

,Vav,Gγb2和NCK相互作用，使B细胞激活的各种信号向下传导。三、BCR介导的信号转导31.BCR与多价抗原交联激活Src-PTK家族（lyn、fyn等（一）BCR介导的主要信号传导通路信号传导早期关键事件：Syk（Lyn为主）通过Src-PTK家族被激活。三条主要途径：①PLC-γ途径；②MAPK途径（GTP酶-Rho家族、Ras

的激活）；③PI3K途径一个关键的接头分子：BLNK32.（一）BCR介导的主要信号传导通路信号传导早期关键事件：32BCR结合抗原（ligation）

Ig

/Ig

Lyn

SykBtkPLC

Shc

G

b2-SOS

Ras-GTP

MEK1/MEK2ERK

PI3-K

PIP3结合有pH-区域的蛋白质(PLC

或Btk)

BLNK/SLP-65

VavRac-1-GTP

P38细胞核的转录调节

IP3

Ca2+CalcineurinNF-

BDAG

PKCNF-ATJNKRaf-1图10-6BCR介导的主要信号传导路双箭头：相互作用,单箭头：激活或者第二信息产生，破折线单箭头：还没被证实PLC-γ途径PI3K

途径MAPK途径Panhuaxin33.BCR结合抗原Ig/IgLynSykBtkPLBCRSykBLNKPLC

1/2Grb2VavNckLynTCRZAP-70SLP-76PLC

1Grb2VavNckLckLAT图10-7BCR与TCR信号的比较BCR相关的酪氨酸蛋白激酶Syk磷酸化BLNK，BLNK活化PLC

1/2、Grb2、Vav,和Nck；与TCR信号相关的酪氨酸蛋白激酶ZAP-70磷酸化两个接头蛋白SLP-76和LAT。SLP-76活化Vav、Nck，LAT活化PLC

1、Grb2早期关键事件接头分子（二）BCR与TCR介导信号传导通路的比较34.BCRSykBLNKPLC1/2Grb2VavNckLyn（三）共受体对BCR信号的调节

负性调节（B细胞耐受）的共受体：CD22（B细胞表面结合唾液酸的糖蛋白）Fc

RⅡB1（B细胞表面Fc

RⅡB的异构体）正性调节（B细胞激活）的共受体：CD19-CD21复合物35.（三）共受体对BCR信号的调节负性调节（B细胞耐受）的共受(a)BCRCD21Fc

RIIB1ILT/LIR/PIRCD72CD22slgCD79a-CD79bCD19CD38

(b)lyn

B细胞激活

B细胞耐受(j)CD22BCRCD19CD21CD38DAGFc

RIIB1ILT/LIR/PIRCD72slgCD79a-CD79b

SLP-65/BLNKGrb2

(c)SyklynSHP-1SHP-1SHIPSHP-1

PLC

VavBtkPI-3K

VavPIP-5KPI4-PPI4,5-P2PI3,4,5-P3PI3,4-P2IP3

Ca2+

离子动员(f)(e)(g)(h)(d)DAG(i)图10-8共受体对BCR信号的调节

正性调节共受体负性调节共受体（+）（－）－+36.(a)BCRCD21FcRIIB1ILT/LIR/CD7第三节抗体介导的免疫效应37.第三节抗体介导的免疫效应37.一．抗体的产生B细胞活化、增殖和分化为浆细胞，由浆细胞合成和分泌Ig分子。浆细胞主要存在于脾脏、淋巴结之中。38.一．抗体的产生B细胞活化、增殖和分化为浆细胞，由浆细胞合成39.39.二、Ig类别转换又称同种型转换（isotypeswitch），即B细胞在受抗原刺激后，首先合成IgM，随后在抗原诱导和T细胞分泌的细胞因子（IFN-γ、IL-4、TGF-β、IL-5等）的调节下，可表达和产生IgG、IgA或IgE等类别。40.二、Ig类别转换又称同种型转换（isotypeswit三、抗体产生的一般规律初次免疫应答抗体产生的潜伏期长，含量低，维持时间短，下降快，所需抗原量较多，产生的抗体主要是低亲和性的IgM。再次免疫应答抗体产生的潜伏期明显缩短，含量高，维持时间长，所需抗原量较少，产生的抗体主要是高亲和性的IgG。41.三、抗体产生的一般规律初次免疫应答抗体产生的潜伏期长，含量低42.42.初次和二次应答规律的临床意义1.检测IgM（主要在初次应答出现）可作为早期诊断；2.制定最佳免疫方案，进行预防注射和制备免疫血清（潜伏期、对数期、平台期、下降期；二次应答抗体产量高,

死疫苗预防接种，常需二次以上

）。43.初次和二次应答规律的临床意义1.检测IgM（主要在初次应答四、抗体的免疫效应1．中和作用2．免疫调理3．激活补体4．抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（ADCC）5．粘膜抗感染6．超敏反应44.四、抗体的免疫效应1．中和作用44.

抗体的免疫效应

1.中和作用

IgG（血液）和SIgA(粘膜)：结合外毒素——中和毒性；结合病毒——阻止病毒吸附进入宿主细胞。

2.免疫调理

IgG(IgG1,2,3)和IgM+Ag

激活补体

C3b

Ig-Ag-C3b

C3bR(吞噬细胞)

促吞噬作用。

3．激活补体

Ag-Ab（IgG,IgM）复合物

激活补体经典途径

膜攻击复合体

溶解靶细胞。

45.抗体的免疫效应45.抗体的免疫效应4．ADCCIgG+靶细胞

FcγR（NK细胞等）

杀伤靶细胞。

5．粘膜抗感染

SIgA

粘膜（消化道、呼吸道）抗感染。

6.超敏反应抗体可引起I、II、III型超敏反应。I型：由IgE介导；II型、III型：由IgG、IgM介导。46.抗体的免疫效应46.免疫调理IgG类抗体与颗粒性抗原结合，其Fc段与巨噬细胞或中性粒细胞表面的FcR结合，促进吞噬细胞对抗原的吞噬作用。IgG（IgG1,2,3）和IgM类抗体与相应的抗原结合后，可激活补体，再与补体活化的裂解片断C3b形成抗原—抗体—C3b复合物，此复合物中的C3b与吞噬细胞表面C3bR结合，也可促进吞使细胞的吞噬作用。47.免疫调理IgG类抗体与颗粒性抗原结合，其Fc段与巨噬48.48.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC)

当IgG的

Fab

段与抗原结合后，其Fc段与多种细胞（如NK细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等）表面的FcγR结合，从而导致对靶细胞的杀伤。49.抗体依赖细胞介导的细胞毒作用(ADCC)当IgG的50.50.51.51.第四节免疫记忆

52.第四节免疫记忆52.B细胞记忆是B细胞再次遇到相同抗原时，快速产生高效价、高亲和力抗体的现象。TD抗原诱导的B细胞应答，在二级淋巴器官T细胞区，抗原特异的B细胞在Th细胞的辅助下活化，一部份在T细胞区克隆快速扩增并且分化成短寿命的浆细胞，并不产生记忆细胞；另一部分活化的B细胞移入B细胞区形成生发中心，TD抗原特异的B细胞克隆快速扩增、超突变、继而产生亲和力成熟的长寿浆细胞和记忆细胞。53.B细胞记忆是B细胞再次遇到相同抗原时，快速产生高效价B细胞记忆产生的过程可分为四个期：⑴B细胞记忆的诱导：特异性抗原激活B细胞进入生发中心（GC）所发生的一系列事件。⑵记忆B细胞库的维持：B细胞记忆通过记忆B细胞和长寿浆细胞来维持。⑶记忆B细胞对抗原再次攻击的应答⑷记忆库的填充

54.B细胞记忆产生的过程可分为四个期：54.一、B细胞记忆的诱导1.克隆扩增2.细胞超突变3.受体编辑4.亲和力选择5.阳性选择55.一、B细胞记忆的诱导1.克隆扩增55.静息B细胞活化B细胞ThDC浆细胞一级滤泡T细胞区B细胞区follicle暗区明区浆细胞记忆B细胞生发中心凋亡浆细胞记忆B细胞选择克隆扩增超突变受体编辑停留明区暗区抗原特异的B细胞图10-10脾脏生发中心的形成和GC循环

1.正常鼠在抗原的刺激下，脾脏白髓T细胞区内的B细胞在辅助T细胞的作用下变成活化的B细胞，其中一部分发展成浆细胞，另一部分进入B细胞区形成生发中心。。2.抗原激活的B细胞进入GC循环中，首先克隆快速扩增导致二级滤泡的形成，二级滤泡极化成暗区和明区，发展成典型的生发中心3.中心母细胞通过超突变、受体编辑改变BCR特异性后进入明区，与明区的滤泡树突状细胞（FDC）上的免疫复合物结合，4.具有低亲和力BCR的B细胞被阴性选择发生凋亡，5.高亲和力的被阳性选择。被阳性选择的B细胞变成记忆B细胞或浆细胞进入血循环，或停留在暗区进行下次的GC循环。56.静息B细胞活化B细胞ThDC浆细胞一级滤泡T细胞区B细胞1.克隆扩增成熟B细胞在二级免疫器官，遇到特异性抗原后，在滤泡区抗原特异的B细胞克隆快速扩增，形成生发中心(growthcenter，GC)。抗原特异性B细胞不断分裂，形成“暗区”和“明区”。57.1.克隆扩增成熟B细胞在二级免疫器官，遇到特异性抗原后，在2.体细胞超突变当抗原特异的B细胞在生发中心克隆扩增后，Ig重链可变区基因VDJ以点突变的形式发生超突变。少数是有益的突变，即突变后合成的抗体对激发抗原的亲和力明显增加；大部分突变是无益，或对抗体亲和力的改进甚微。58.2.体细胞超突变当抗原特异的B细胞在生发中心克隆扩增后，I3.受体编辑自身反应性B细胞通过其BCRIg轻链基因二次重排修正BCR的特异性称为受体编辑（receptorediting），发生于骨髓内未成熟B细胞和末梢生发中心的B细胞。通过Ig基因二次重排，修正能与自身抗原应答的重链和轻链蛋白质的基因，以消除自身应答性B细胞，是机体免疫耐受的另一种机制。59.3.受体编辑自身反应性B细胞通过其BCRIg轻链基因二次60.60.4.亲和力选择高亲和力：表达高亲和力抗原受体的B细胞，可有效地结合抗原，并在抗原特异的Th细胞辅助下增殖，产生高亲和力的抗体。低亲和力：中心母细胞表达改变的BCR，离开细胞周期，做为中心细胞出现在GC反应的明区，与FDC上的抗原抗体复合物结合，低亲和力的结合导致凋亡，通过可染小体巨噬细胞清除。61.4.亲和力选择高亲和力：表达高亲和力抗原受体的B细胞，可5.阳性选择经超突变改善之后高亲和力导致了阳性选择。阳性选择的B细胞可转变成记忆细胞和浆细胞，从GC微环境中离开进入血循环，或者再次进入GC循环，再次进行扩增—突变—亲和力的选择。62.5.阳性选择经超突变改善之后高亲和力导致了阳性选择。阳性选二、记忆B细胞库的维持维持机制：与病原微生物反复暴露、长期慢性炎症、与自身或环境中存在的抗原发生交叉反应、独特型网络有关。共同特点：反复刺激B细胞增殖分化产生分泌抗体的浆细胞，即通过记忆B细胞不断更新维持记忆功能。B记忆细胞库两种类型：①不能分泌抗体的长寿记忆B细胞；②能分泌抗体的长寿浆细胞。长寿浆细胞能长期维持特异性高亲和力的血浆免疫球蛋白水平。63.二、记忆B细胞库的维持维持机制：与病原微生物反复暴露、长期三．记忆B细胞对抗原再次攻击的应答

抗原的再次暴露，引起抗原特异性B细胞在T细胞区（非GC）以及脾和淋巴结的GC区发育。B细胞克隆在T细胞区快速大量扩增，比初次应答产生的抗体分泌细胞大8～10倍以上。再次应答的GC循环与初次应答类似GC和非GC两条通路均表现出依赖抗原特异的Th细