B細胞激活及效應功能

B細胞激活及效應功能武漢大學基礎醫(yī)學院免疫系熊潔2022/12/91aB淋巴細胞來源于哺乳動物胎肝和成年骨髓中的淋巴樣干細胞，在骨髓造血微環(huán)境參與下，發(fā)育成熟后定居于外周淋巴器官和組織中的淋巴細胞，又稱骨髓依賴性淋巴細胞，簡稱B細胞。在外周血中，B細胞約占淋巴細胞總數(shù)的10%～15%。2022/12/92aB細胞的成熟2022/12/93a胎兒期B細胞可由胎肝和骨髓產(chǎn)生。出生后B細胞在骨髓內(nèi)產(chǎn)生并成熟，具體過程分為骨髓內(nèi)和骨髓外兩個階段。骨髓內(nèi)階段由于不接觸外來抗原，其主要過程為Ig基因重排、膜Ig的表達和具有自身反應性受體的B細胞的清除。骨髓外階段是B細胞在外周淋巴組織中接觸抗原，進一步增殖、分化成為記憶細胞和產(chǎn)生抗體的漿細胞。此過程伴有V區(qū)核苷酸高頻突變和Ig轉(zhuǎn)類。2022/12/94a骨髓內(nèi)成熟階段骨髓微環(huán)境和B細胞成熟B細胞起源于骨髓多能干細胞，然后分化為定向B細胞，進一步分化為成熟的B細胞。B細胞發(fā)育的早期需要骨髓基質(zhì)細胞提供的微環(huán)境。骨髓基質(zhì)細胞通過與祖B細胞和前B細胞直接接觸或產(chǎn)生各種細胞因子支持B細胞的發(fā)育。2022/12/95a

干細胞早原B晚原B前B未成熟B成熟B重鏈胚系基因D-J重排V-DJ重排重排完成————輕鏈胚系基因胚系基因胚系基因V-J重排重排完成——SmIg缺如缺如缺如鏈IgMIgM/IgD

各個階段的變化為Ig基因的重排和膜表面標志的變化B細胞成熟的分期2022/12/96a未成熟自身反應性B細胞的陰性選擇陰性選擇發(fā)生在未成熟B細胞階段如果未成熟B細胞表達的IgM能與基質(zhì)細胞上的多價自身抗原結(jié)合，抗原引起膜IgM交聯(lián)將導致細胞凋亡；如果與單價的可溶性自身抗原結(jié)合，則引起自身反應性B細胞無能。通過陰性選擇B細胞繼續(xù)發(fā)育成熟，表面同時表達IgM和IgD，成為成熟的B細胞，從骨髓進入外周免疫器官。2022/12/97aIgG基因重排（rearragement）IgG基因結(jié)構(gòu)特點染色體定位VDJCH鏈14503269κ鏈260051λ鏈22300742022/12/98aIgG基因重排（rearragement）所有細胞中都含有Ig胚系基因（germlinegenes），都是無功能，不表達的。只有B細胞成熟過程中，經(jīng)過一定順序正確重排或重組，才能表達產(chǎn)生具有功能性的Ig分子。重鏈基因重排輕鏈基因重排等位排斥和同種型排斥2022/12/99a重鏈基因重排重鏈基因最先開始重排Ig重鏈基因由V、D、J和C四種基因片段組成。首先D基因片段和J基因片段結(jié)合，切除兩者間的間隔序列，形成DJ片段，然后V基因片段與重排過的DJ片段結(jié)合，形成的VDJ片段即V基因，編碼重鏈可變區(qū)。V、D、J三種片段的重排都是隨機的。最后與C區(qū)基因結(jié)合，形成重鏈編碼的基因并轉(zhuǎn)錄剪接，最終翻譯成為IgM或IgD分子2022/12/910a輕鏈基因重排通常κ鏈基因先重排，接著是λ鏈。輕鏈不含有D基因片段，V基因片段直接與J片段結(jié)合，形成V基因，然后與C區(qū)基因重組，形成輕鏈編碼的基因，經(jīng)轉(zhuǎn)錄翻譯成為輕鏈。2022/12/911a等位排斥（allelicexclusion）Ig基因重排時，兩條同源染色體上的兩個等位基因只有一個能夠表達。意義：一個B細胞只能表達一種輕鏈和一種重鏈。同種型排斥（isotypicexclusion）一個B細胞中，κ鏈基因和λ鏈兩種基因中只有其中一種能夠表達。意義：一個B細胞只表達κ或λ兩種輕鏈的一種。2022/12/912a骨髓外成熟階段成熟B細胞離開骨髓，通過血液進入外周淋巴組織中循環(huán)。遇到抗原產(chǎn)生免疫應答，最終分化為漿細胞和記憶細胞。B細胞接觸抗原后，在生發(fā)中心繼續(xù)成熟，主要經(jīng)歷體細胞高頻突變和轉(zhuǎn)類兩個變化。2022/12/913a體細胞高頻突變（somatichypermutation）發(fā)生在初次免疫應答的后期和再次免疫應答。在T、B細胞交界處活化的B細胞進入生發(fā)中心，繼續(xù)增殖，其輕鏈和重鏈V基因發(fā)生隨機點突變，由于其突變頻率比正常細胞中其他基因突變頻率高106倍，故稱體細胞高頻突變。2022/12/914a轉(zhuǎn)類(classswitching)血清和其他體液中可檢測到五類免疫球蛋白，但是B細胞受到抗原刺激后最先產(chǎn)生的總是IgM，然后才轉(zhuǎn)成產(chǎn)生其他類別的Ig，這種現(xiàn)象稱為Ig的轉(zhuǎn)類。其機制是轉(zhuǎn)換重組（switchrecombination），即重組的VDJ基因片段與下游的另一C基因重組。轉(zhuǎn)類受到Th細胞及其分泌的細胞因子的調(diào)節(jié)。2022/12/915aB細胞免疫應答

（Bcellmediatedimmuneresponse）

2022/12/916aB細胞亞群及功能根據(jù)其表面標志，個體發(fā)育的不同B1細胞，出現(xiàn)在胚胎發(fā)育的早期，隨后被B2細胞取代而減少。主要分布于胸腔，腹腔和腸壁固有層，能識別多糖類抗原，具有自我更新能力。B2細胞，通常所說的B細胞，介導體液免疫應答的主要細胞2022/12/917aB1細胞主要識別TI抗原，產(chǎn)生的抗體主要以IgM為主，而B2細胞主要識別TD抗原。TI抗原-----直接刺激B細胞產(chǎn)生抗體無需T細胞輔助的抗原性物質(zhì)，主要包括細菌脂多糖，莢膜多糖等。TD抗原-----需要抗原提呈細胞的參與及T細胞的輔助，才能刺激刺激B細胞產(chǎn)生抗體的抗原性物質(zhì)，天然抗體大多為TD抗原。抗原識別階段2022/12/918a對TI抗原的識別TI抗原的結(jié)構(gòu)特點是具有多個重復出現(xiàn)的抗原決定基并呈線性排列，與BCR結(jié)合后使之出現(xiàn)交聯(lián)而活化應答特點：只能引起體液免疫只能刺激機體產(chǎn)生IgM類抗體無免疫記憶2022/12/919a對TD抗原的識別TD抗原的結(jié)構(gòu)復雜，表位繁多且分布無規(guī)律B細胞的BCR能直接識別游離的天然抗原，但針對其產(chǎn)生免疫應答需要T細胞的輔助應答特點：既能引起體液免疫，也能引起細胞免疫刺激機體產(chǎn)生的抗體以IgG為主產(chǎn)生免疫記憶2022/12/920a2022/12/921a活化、增殖和分化階段活化（activation）B細胞活化也需要雙信號刺激第一信號(抗原特異性信號)：BCR與抗原決定簇結(jié)合引起B(yǎng)CR交聯(lián)，通過Ig/Ig將信號傳至細胞內(nèi)。第二信號(協(xié)同刺激信號)：Th2細胞通過CD40L-CD40相互作用和分泌細胞因子提供B細胞活化的第二信號。2022/12/922aB細胞的活化2022/12/923a增殖（proliferation）B細胞接受足夠強度的雙信號后，體積增大，胞內(nèi)鈣離子濃度增高，蛋白磷酸化，分泌多種細胞因子，促進B細胞增殖，并分化成為能產(chǎn)生抗體的漿細胞。2022/12/924a分化（differentation）2022/12/925a效應階段抗體存在于體液中。黏膜下和腺體內(nèi)漿細胞產(chǎn)生的分泌型IgA主要存在于黏膜局部及分泌液中?？贵w的效應功能是在與抗原結(jié)合后激發(fā)的，不同結(jié)構(gòu)，不同部位和不同類型的抗體具有不同的效應機制。2022/12/926a對胞外菌的作用抗毒素作用抗病毒作用抗蠕蟲作用免疫損傷2022/12/927aB1細胞主要是對多糖、脂多糖等抗原產(chǎn)生應答，且不需要Th細胞的輔助，所以這些抗原稱為TI抗原。B1細胞主要產(chǎn)生低親和性的IgM抗體。根據(jù)抗原來源及化學本質(zhì)的差異，TI抗原分為TI-1和TI-2抗原兩種，通過不同的機制激活B1細胞。在抵抗某些胞外病原體感染中發(fā)揮重要作用。

B1細胞對TI抗原應答的特點

2022/12/928aTI-1Ag應答的特點TI-1Ag主要是細菌胞壁成分，如脂多糖LPS。具有絲裂原成分，高濃度時能與大多數(shù)B細胞表面的相應受體結(jié)合，非特異性的激活B細胞（多克隆激活）。低濃度只能激活具有特異性BCR的B細胞增殖分化產(chǎn)生特異性抗體。其中，TI-1Ag結(jié)合BCR產(chǎn)生第一信號；絲裂原與B細胞絲裂原受體結(jié)合產(chǎn)生第二信號。2022/12/929a2022/12/930aTI-2Ag應答的特點：TI-2Ag主要是大分子的多糖抗原和聚合的蛋白質(zhì)，如細菌細胞壁的莢膜多糖、鞭毛蛋白和脊髓灰質(zhì)炎病毒等。具有許多重復性抗原決定簇，不含有絲裂原成分。單信號激活B細胞，但交聯(lián)過度或過低則無應答。2022/12/931a體液免疫應答規(guī)律2022/12/932a初次應答（primaryresponse）潛伏期長（1-2周），抗體效價低，維持時間短，主要為低親和力的IgM。參與細胞