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免疫學/B細胞介導的免疫應答

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免疫應答 - T細胞介導的免疫應答 - B細胞介導的免疫應答
機體的特異體液免疫應答主要由B細胞介導。骨髓內發育成熟的初始B細胞釋放入外周血液循環,BCR對抗原的特異性識別與結合是B細胞激活的始動信號,導致B細胞的活化、增殖並分化為漿細胞(plasma cell)分泌抗體,清除抗原性異物。其中有些B細胞停止分化形成記憶性B細胞(memory B cell, Bm)。在某些情況下,也可誘導B細胞對該抗原的免疫耐受(immune tolerance)或細胞凋亡(apoptosis)。B細胞識別的抗原主要有胸腺非依賴性抗原(thymus-independent antigen, TI-Ag)和胸腺依賴性抗原(thymus-dependent antigen, TD-Ag),對TD-Ag的應答需要Th細胞(一般為Th2細胞)的輔助。

B細胞對TD-Ag的免疫應答

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TD-Ag多是蛋白質類,結構比較複雜,抗原決定簇的種類多,同類抗原決定簇較少重複排列。

B細胞對抗原的識別階段

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  • BCR直接識別天然蛋白質分子表面的決定簇,所以B細胞識別的抗原無須事先加工和提呈,亦沒有MHC限制性。

B細胞的活化、增殖和分化階段

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B細胞的活化

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B細胞活化的雙信號

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  • 第一信號:即抗原特異性信號。BCR與抗原決定簇結合,引起BCR交聯,通過Igα-Igβ向細胞內傳遞活化的第一信號。
  • 第二信號:即共刺激信號。
    • 活化的Th細胞誘導性表達CD40L,與B細胞的CD40相互作用,作為B細胞活化的第二信號。
    • 第二信號是B細胞與Th細胞相互作用的結果,是B細胞活化及進一步增殖、分化所必需的條件。

B細胞活化過程中與Th細胞的相互作用

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B細胞以BCR特異性方式攝取抗原,將抗原內化、降解,與MHCⅡ類分子結合提呈給Th細胞,形成B細胞與Th細胞的相互作用。

B活化輔助受體及其他輔助分子的作用

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B細胞活化信號的轉導

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B細胞的增殖和分化

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活化B細胞的分化途徑

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B細胞在生發中心的分化增殖

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生發中心的形成
免疫球蛋白基因的高頻突變及抗體親和力成熟
免疫球蛋白類別轉換
漿細胞及記憶B細胞的產生

  • 生發中心存活下來的B細胞可分化為兩類細胞,大部分發育為漿細胞,即抗體形成細胞。
  • 生發中心B細胞有些發育為記憶B細胞,不產生抗體,但可長期生存。

體液免疫的效應階段

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  • 體液免疫的效應階段是通過抗體而發揮的,當記憶性B細胞再次遇到相同抗原時產生再次應答。
    • 中和作用:病毒和細菌感染誘導產生的中和抗體,可特異性中和病毒和細菌的外毒素。分泌型抗體可阻止病原體在黏膜表面定居繁殖。
    • 激活補體:抗體與相應抗原結合形成的免疫複合物,可激活補體發揮溶菌溶細胞作用,也可以造成免疫病理損傷,參與某些疾病的發生。
    • 結合Fc段的效應:抗原與不同細胞表面的抗體Fc段受體結合,可發揮調理作用、ADCC效應,或介導Ⅰ型超敏反應。
    • 體液免疫的選擇性傳遞
    • 抗體參與免疫應答調節

抗體產生的一般規律

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初次應答與再次應答的特點

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  • B細胞對初次遇到的抗原產生的應答稱為初次免疫應答,其主要特點是潛伏期長、抗體效價低、維持時間短,主要為低親和力的IgM。參與細胞主要為未致敏的B細胞和Th2細胞。
  • B細胞對再次遇到的抗原產生的應答稱為再次免疫應答,其主要特點是潛伏期短、抗體效價高、維持時間長,主要產生高親和力的IgG。參與細胞主要為記憶B細胞和記憶Th2細胞。

再次應答的意義

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再次應答的發生強而迅速,在抗感染免疫中具有十分重要的意義。

B1細胞對TI-Ag的應答

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TI-Ag結構比較簡單,大都是多糖、脂多糖等成分,在刺激B細胞產生抗體時不依賴Th細胞的輔助,所以這些抗原被稱為TI-Ag。對TI-Ag的識別,由B1細胞亞群執行,主要產生低親和力的IgM抗體。根據激活B細胞的方式不同,TI-Ag分為TI-1和TI-2兩種,它們通過不同的機制激活B1細胞。

B1細胞對TI-1抗原的應答

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  • TI-1抗原主要是細菌細胞壁的成分,例如革蘭陰性菌的脂多糖(LPS)。LPS可以通過兩種受體活化B1細胞,即TLR4和BCR。

B1細胞對TI-2抗原的應答

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  • TI-2抗原具有高度重複的表位,主要是大分子的多糖抗原和細胞鞭毛蛋白,屬於這類抗原的有細菌細胞壁和莢膜多糖、多聚鞭毛蛋白和脊髓灰質炎病毒等。

B1細胞對TI抗原應答的意義

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黏膜免疫應答

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黏膜免疫器官

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  • 腸相關淋巴組織
  • 鼻相關淋巴組織
  • 支氣管相關淋巴組織和生殖道淋巴組織

免疫應答特點

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抗原由黏膜上皮表面進入, 經M細胞等攝取顆粒抗原輸送給黏膜局部MՓ和DC, 抗原遞呈和激活T和B細胞免疫應答, Th分泌IL-4、5、10和TGF-b,以及DC分泌的IL-6和NO均促進B細胞分泌抗體的類型轉換,最後生成IgA,通過腸上皮細胞pIgR,稱為雙體SIgA並轉運至腸腔,發揮局部中和作用。

黏膜免疫疫苗

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黏膜免疫疫苗的優勢

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  • 黏膜SlgA和黏膜T細胞應答是提供黏膜抗感染髮揮保護的關鍵。
  • 既可以誘導黏膜局部免疫,同時可誘導全身免疫;
  • 無痛、非侵入性的免疫方式是群體免疫的前提;
  • 省卻注射器不僅大大地降低了危險,同時極大降低了疫苗成本;
  • 口服免疫依靠個人自我可完成,無需注射免疫所需的人力資源及技術培訓。