逍遥学能 2014-07-21 16:59
摘要：特异性免疫是高中生物教学中的一个重点内容，也是高考的一个高频考点，更是师生理解上的一个盲点，其原因不外乎：一方面教材上的图文描述不全面且比较简略，另一方面是师生在这一方面欠缺较多的相关知识。因此，在教学实践中尝试对这一部分知识作以适当的补充显得很必要。
关键词：MHC-Ⅰ MHC-Ⅱ 辅助性T细胞 细胞毒T细胞
特异性免疫是高中生物必修3《稳态与环境》中的一个重点内容，也是历年高考的一个高频考点，更是师生理解上的一个盲点。究其原因不外乎：一方面是教材上的图文描述不全面且比较简略，参阅的各类教辅资料图文符号往往又不一致；另一方面是师生在这一方面欠缺较多的相关知识。针对此，作者在教学中尝试着对这一部分知识给与适当的补充，效果较显著。现整理如下与各位同行共商讨之：
1、主要组织相容性复合体（MHC）：主要有MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ2类
1．1MHC-Ⅰ
1．1．1分布：几乎分布于所有有核细胞表面，但不同组织细胞的表达水平差异很大：淋巴细胞表面MHC-Ⅰ类抗原的密度最高，肾、肝、肺、心及皮肤次之，肌肉、神经组织和内分泌细胞上抗原最少，而成熟红细胞、胎盘滋养层细胞上未能检出。
1．1．2功能：参与向CD8+T细胞递呈抗原的过程。
1．2MHC-Ⅱ
1．2．1分布：比较局限，主要表达于B细胞、单核－巨噬细胞和树突状细胞等抗原递呈细胞上，精子细胞和某些活化的T细胞上也有。因此，MHC-Ⅱ类分子的表达被看成是抗原递呈能力的标志。
1．2．2功能：在免疫应答的始动阶段主要参与外源性抗原递呈给CD4+T细胞，在一些条件下也可呈递内源性抗原。在组织或器官移植过程中，MHC-Ⅱ类分子是引起移植排斥反应的重要靶抗原。
2、吞噬细胞、B细胞和T细胞：在免疫系统中扮演很重要的角色。
2．1吞噬细胞 是一类具有吞噬和杀伤作用，且给淋巴细胞输送呈递抗原启动特异性免疫反应的细胞。人体内专职吞噬细胞分为两类：一类是中性粒细胞和嗜酸性粒细胞；另一类是单核吞噬细胞系统，包括末梢血液中的单核细胞和淋巴结、脾、肝、肺以及浆膜腔内的巨噬细胞等。
中性粒细胞：在发生局部炎症反应时，大量到达炎症部位发挥吞噬和消除作用。
酸性粒细胞：具有一定的变形运动和吞噬功能，可从血液游到组织间隙。增多常见于发生过敏反应或寄生虫感染。
单核细胞：具有明显的变形运动，能吞噬、清除受伤、衰老的细胞及其碎片。还参与免疫反应，在吞噬抗原后将所携带的抗原决定簇转交给淋巴细胞，诱导淋巴细胞的特异性免性反应。单核细胞在血液中仅停留12-24小时，然后进入结缔组织成器官，发育成熟为巨噬细胞。
巨噬细胞：是免疫应答中主要的抗原呈递细胞，在免疫应答的起始阶段，巨噬细胞能捕获和处理抗原，能把抗原最具特征性的分子基团(抗原决定基)予以保留，并与巨噬细胞自身的MHC-II类分子结合，形成抗原肽-MHC分子复合物，将抗原肽呈递给T细胞，促进免疫应答；在免疫应答的效应阶段，它又能聚集于病灶周围，成为破坏靶细胞和吞噬细菌的重要成分。
2．2 B细胞
哺乳类动物B细胞的分化过程主要分为：前B细胞、不成熟B细胞、成熟B细胞、活化B细胞和浆细胞五个阶段。其中前B细胞和不成熟B细胞的分化是抗原非信赖的，其分化过程在骨髓中进行。抗原依赖阶段是指成熟B细胞在抗原刺激后活化，并继续分化为合成和分泌抗体的浆细胞，这个阶段的分化主要是在外周免疫器官中进行的。
前B细胞 前B细胞是从骨髓淋巴干细胞分化而来，只存在于骨髓和胎肝等造血组织。前B细胞缺乏对抗原的反应能力。
不成熟B细胞 开始表达膜表面抗体，但如与抗原结合，则产生负应答，使B细胞转变为受抑制状态，不能继续分化为成熟的B细胞，这是形成自身免疫耐受的机制之一。不成熟B细胞MHCⅡ类抗原表达量增加。
成熟B细胞 骨髓中发育的成熟B细胞经血液迁移至外周淋巴器官，此时膜表面表达几种膜表面抗体，其中有一种的表达防止了B细胞与抗原结合后所引起的免疫耐受。成熟B细胞表达多种受体。
活化B细胞 成熟B细胞被相应抗原或多克隆刺激剂刺激后成为活化B细胞，继而发生增殖和分化，在此过程中，膜结合抗体水平逐渐降低，而分泌型抗体逐渐增加，并可发生免疫球蛋白基因类别的转换。活化B细胞中的一部分可分化为小淋巴细胞，停止增殖和分化，并可存活数月至数年，当再次与同一抗原接触时，很快发生活化和分化，产生抗体的潜伏期短，抗体水平高，维持时间长，这种B细胞称为记忆B细胞。
浆细胞 又称抗体分泌细胞。成熟B细胞接受抗原刺激后，在抗原提呈细胞和Th细胞的辅助下成为活化B细胞，进而分化为浆细胞，合成和分泌各类免疫球蛋白，同时获得了浆细胞特异性标志，而膜表面抗体,MHCⅡ类抗原等标记消失。
2．3 T细胞：成熟的T淋巴细胞分成不同的群体，人体内主要有成熟的辅助性T淋巴细胞（CD4+T细胞）和成熟的细胞毒性T淋巴细胞（CD8+T细胞）。这些细胞成熟后离开胸腺进入血液循环中。
CD4+T细胞即辅助性T细胞:只能识别MHC-Ⅱ类分子结合的抗原片段。能指挥身体对抗微生物，例如病毒。
CD8+T细胞即细胞毒性T细胞:只能识别与相同MHC-Ⅰ类分子结合的抗原（多为内源性的细胞抗原，如病毒感染的细胞和肿瘤细胞等），能摧毁已受感染的细胞，CD8+T细胞通过直接杀伤作用，主要负责对靶细胞的清除。
3、免疫过程
在免疫反应中，由于T细胞不产生抗体，而是直接起作用，所以T细胞参与的免疫作用叫作“细胞免疫”；B细胞是通过产生抗体起作用，抗体存在于体液里，所以B细胞参与的免疫作用叫作“体液免疫”。
3．1细胞免疫
T淋巴细胞介导的免疫应答是一个连续的过程，可分为三个阶段：
（1）T淋巴细胞特异性识别抗原（初始或记忆T细胞膜表面的受体与抗原提呈细胞表面的抗原肽-MHC复合物特异性结合的过程）；
每一个成熟的T淋巴细胞只带有对应于一种抗原的受体。如果没有遇到这种抗原，这个T淋巴细胞就处于不活动状态。T细胞对自身细胞上的MHC标志不发生反应。
T细胞的活化需要双信号刺激，第一信号来自与它的受体相适应的抗原，由抗原提呈细胞表面的抗原肽-MHC复合物与受体的相互作用和结合，该信号确保免疫应答的特异性；第二个信号是辅助性T淋巴细胞（CD4+T细胞）也被同样的呈递在抗原-MHC复合体上的抗原所激活，这个辅助性T淋巴细胞分泌多种蛋白质成分，该信号确保免疫应答在需要的条件下才能得以发生。当只有第一信号时，T细胞处于无应答状态。
（2）T细胞活化、增殖和分化； T细胞活化引起细胞分裂（大量增殖，达到整体功能所需的数量水平）和分化（使T细胞具有分泌细胞因子或细胞杀伤的功能）。T细胞活化的主要表现形式是分泌淋巴因子。不同的抗原刺激可使初始T细胞分泌不同种类的淋巴因子，从而产生不同的效应，而白细胞介素2是初始T细胞产生的最重要的淋巴因子。
（3）效应T细胞发挥效应。细胞毒性T细胞具有特异性的杀伤功能，主要是细胞浆内形成了许多膜结合的颗粒，这些颗粒包含穿孔素和颗粒酶等多种介质。穿孔素可对靶细胞打孔，颗粒酶是一组丝氨酸酯酶，它进入靶细胞胞浆，使靶细胞凋亡。靶细胞凋亡后，暴露抗原，从而被抗体消灭（如图1）。
随着抗原的清除，大多数活化T细胞死于细胞凋亡，以维持自身稳定的基础状态。少数T细胞分化为长寿命的记忆细胞，在再次抗原刺激时发挥快速的免疫应答作用。细胞免疫主要通过抗感染；免疫监视；移植排斥；参与迟发型变态反应起作用。
3．2体液免疫
(一)B细胞产生浆细胞和记忆细胞
事实上，当一种特定的抗原进入人体时，它会结合在一种适合于其形状的B细胞表面受体上，当B细胞在连续接受了带有互补决定簇的抗原刺激之后就会增殖、分化成效应B细胞和少数记忆B细胞。同时，吞噬细胞会吞噬同一类型的另一个病原体，并把它分解。病原体被分解后，来自病原体的抗原则出现在吞噬细胞质膜的受体中。T细胞中有一类辅助T细胞，能够靠其表面上的特定受体识别吞噬细胞质膜上的抗原，这样辅助T细胞被激活并产生淋巴因子，其结果一方面刺激吞噬细胞分泌白细胞介素1，白细胞介素1刺激辅助T细胞（CD4+T细胞）分泌其他白细胞介素，另一方面刺激激活了静息B细胞（已经和特异的抗原分子结合的B细胞）和记忆B细胞，反复分裂形成的B细胞克隆分化为效应B细胞和记忆B细胞。这一B细胞依靠辅助T细胞而活化的步骤比第一个不需要辅助T细胞参与的步骤作用更强大。
(二)浆细胞产生抗体
浆细胞一般停留在各种淋巴结。每一个浆细胞每秒钟能产生2000个抗体，它们寿命很短，经几天大量产生抗体之后就死去，而抗体则进入血液循环发挥生理作用，抗体"Y"两短臂末端高变区与抗原结合，抗体的柄端(FC)可与吞噬细胞(如巨噬细)上的受体结合而使抗原—抗体复合物被吞噬。（图2）
(三)记忆细胞与二次免疫反应
记忆细胞寿命长、对抗原十分敏感，能“记住”入侵的抗原。当同样抗原第二次入侵时，其能更快的做出反应，很快分裂产生新的浆细胞和新的记忆细胞，浆细胞再次产生抗体消灭抗原。这就是二次免疫反应。它比初次反应更快，也更强烈。
体液免疫的主要目标是细胞外的病原体和毒素。当这些病原体和毒素在组织和体液中自由地循环流动时，抗体与这类细胞外的病原体和毒素结合，致使病毒一类的抗原失去进入寄主细胞的能力，使一些细菌产生的毒素被中和而失效，还可使一些抗原（如可溶的蛋白质）凝聚而被巨噬细胞吞噬。
通过上述的文字补充说明，加上比较详尽的过程图解，回过头来再重新审视人教版教材中这一知识点的图文，理解起来就容易多了。
参考文献：
1、吴相钰，刘恩山．《环境与稳态》（浙教版）P52，P54．
2、吴庆余．《基础生命科学》（第一版）P404．
3、张惟杰．《生命科学导论》（第2版）P100．