第十五章 适应性免疫应答： T细胞对抗

原的识别及免疫应答Cellular Immune Responses

获得性免疫应答简介Introduction of Acquired Immune Responses

1 、概念：免疫细胞因对抗原的特异识别而活化、增殖、 分化，形成效应细胞，并通过其所分泌的抗体或者细胞因子表现出一定生物学效应的过程。

识别“自己（ self ）”与“非己（ nonself ）”，并清除“非己” 。

又称适应性免疫应答（ Adaptive Immune Response ）； 特异性免疫应答（ Specific Immune Response ）

入侵病源微生物较少，天然免疫应答将其快速清除；

如果短时间内有大量病原微生物入侵，机体将启动

指抗原性物质进入机体后激发免疫细胞（指抗原性物质进入机体后激发免疫细胞（ TT及及 BB ）活化、分化和效应的过程）活化、分化和效应的过程

病原微生物

病原微生物复制上皮细胞层

巨噬细胞

树突状细胞

NK 细胞

2 、主要参与细胞 : 抗原呈递细胞（ Antigen Presenting Cell, APC ）、 T、 B细胞。

3、分类： 细胞免疫应答： Cellular Immune Responses; 体液免疫应答： Humoral Immune responses.

4 、过程： 启动； 活化； 效应及稳态恢复。

T 淋巴细胞介导的免疫应答可分为

• 识别抗原阶段• T 细胞活化、增殖、分化阶段• 效应性 T 细胞的产生及效应阶段

（获得性 T 细胞免疫应答的启动）第一节 T 细胞对抗原的识别

一 APC 向 T 细胞提呈抗原的过程

DC 捕获外来抗原； 迁移至引流淋巴结； 伴随 B7 和 MHC-II 分子表达上调，将抗原呈递给特异性 T细胞。

APC

CTL

Th

Th

二 APC 与 T 细胞相互作用（向 T 细胞呈递抗原）

T 细胞与 APC 非特异性结合： T 细胞利用其表面的粘附分子（ LFA-1 、 CD2 ）与 APC表面配基（ ICAM-1 、 LFA-3 ）结合，呈可逆性。

T 细胞与 APC 特异性结合：通过 TCR 识别特异性抗原肽 -MHC 复合物发生特异性结合。

• T 细胞突触或免疫突触形成：在 CD4/CD8 协助下 T 细胞与 APC 相互接触形成交界面， TCR- 肽 -MHC 复合物向交界面中心移动形成中央束，中央束锁定后外周环绕多个共刺激分子。此结构有助于增强亲和力和促进信号转导

TCR 识别 MHC/ 抗原肽复合分子

TCR

抗原肽

MHC

T 细胞

抗原递呈细胞

TCR 特异识别 MHC/ 抗原肽Specific Recognition of MHC/peptide ComplexSpecific Recognition of MHC/peptide Complex

抗原递呈细胞（ APC ）

TCR 特异识别 MHC/ 抗原肽Specific Recognition of MHC/peptide ComplexSpecific Recognition of MHC/peptide Complex

MHC- 螺旋

抗原肽

CDR1 CDR2

CDR3 CDR3

CDR2 CDR1

TCR- 链

TCR- 链 MHC- 螺旋

Naïve T （未活化 T 细胞 ）的选择性活化和扩增主要发生于周围免疫器官。

T 细胞的完全活化要依赖与双信号和细胞因子的作用 .

第二节 T细胞活化的过程T Cell Activation

抗原识别：双识别 :TCR- 肽， TCR-MHC 共受体 :CD4-MHCII, CD8-MHCI

Th 细胞活化的“双信号模型” ;

Signal 1: TCR+MHCII-peptide

Signal 2: CD28+B7

CD2+LFA3

LFA1+ICAM-1

一、 T 细胞活化涉及到的分子

APC 与 Th 间相互作用的分子Molecules between APC and Th cell interaction

Th 细胞活化的“双信号模型”Two-Signal Model for Th Cell Activation

Th 细胞活化的“双信号模型”Two-Signal Model for Th Cell Activation

APC

活性封闭IL-2R

APC

Th

信号1

信号2

LPS

细菌

TNF-a

IL-1IL-2

Th

信号1

活化、增殖

Th 细胞活化的“双信号模型”Two-Signal Model for Th Cell Activation

B7

CDR1 和 CDR2 接触 MHC 分子的 а螺旋， CDR3接 触 antigen peptide ；

CD8 与 MHC-I 的 а3 结构域结合；

Signal 1: TCR+MHC I-Peptide complex Signal 2 ： CD28+B7 or IL-2+IL-2R

CTL 活化的“双信号模型”Two-Signal Model for CTL Activation

CTL 与靶细胞间相互作用的分子Molecules between CTL and target cell interaction

活性封闭活性封闭

IL-2IL-2

APC 1APC 1

活化，扩增活化，扩增

ThTh TcTcAPC 2APC 2

TcTc

CTL 活化的“双信号模型”Two-Signal Model for CTL Activation

细胞因子促进 T 细胞活化： 双信号 + 细胞因子

二、 T细胞活化过程中的信号转导Signal Transduction in T Cell Activation

• 1 PLC-7 活化

• 2 MAP 激酶活化

fynPLC

Ca+

+ZA

P-70

激酶链的信号整合激酶链的信号整合

转录因子被活化转录因子被活化

早期基因 IL-2 基因 IL-2R 基因

CD4TCR

LCK PI-3k

T 细胞活化过程中的信号转导Signal Transduction in T Cell Activation

CD45CD28

CD3

CD45 使 Lck 去磷酸化而激活；

Lck 造成 CD3 的ITAM 磷酸化；

ITAM 与 fyn ，ZAP-70 结合，激活 PLC ， Ca 2+ 上调；

CD28 激活 PI-3K ，激活转录因子。

三、 T 细胞活化及的靶基因

• 转录因子活化• NF-AT

• NF-κB

• AP-1

• 基因表达

免疫受体酪氨酸活化基序（ Immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motifs, ITAM ）：免疫细胞活化相关受体胞浆区所共有的以酪氨酸残基为基础的氨基酸基序，其中酪氨酸是蛋白激酶磷酸化位点，被磷酸化后，与下游信号分子结合，导致细胞活化；

免疫受体酪氨酸抑制基序（ Immunoreceptor Tyrosin

e-based Inhibitory Motifs ， ITIM ）：免疫细胞表面的抑制性调节分子胞浆区所共有的以酪氨酸残基为基础的氨基酸基序，其中酪氨酸是磷酸酯酶的作用位点，去磷酸化后，导致细胞活化的抑制。

T 细胞活化的结果 : 产生大量的效应细胞 .

1 CD4 ： Th1 主要介导细胞免疫应答、 Th2主要

介导体液免疫；

2 CD8 ： CTL 发挥杀伤效应 ; 3 少量的记忆细胞。

四 抗原特异性 T 细胞克隆性增殖 和分化

第三节 效应 T 细胞的应答效应

一、 Th 细胞的效应Th0 向 Th1 或 Th2方向极化，产生不同的生物学效应。

感染决定细胞因子的产生；细胞因子决定 Th细胞的极化

TH1 和 Th2 产生的特征性细胞因子

Characteristic cytokines produced by Th1 or Th2

1 、 Th1 的效应Effect of Th1

IL-2: 促进抗原特异性 Th 、 CTL 细胞活化；为部 分 CTL 活化提供第二信号；IFN-γ: 活化 MØ ； 刺激 B 细胞产生 IgG1 、 IgG3 （可以与 三

种 Fc γ 受体结合，有很强的免疫调理作

用）； 抑制 Th2 活化。

效应： 吞噬和杀伤胞内微生物。

Th1 细胞分泌细胞因子及其功能

Th1 细胞促进 MØ活化；协助 B 细胞产生 IgG1 、 IgG3等。

Th1 细胞分泌细胞因子促进 CTL 活化

Th1 细胞促进 MØ 活化，杀伤胞内寄生菌

IL-4 ， 5 ， 6等趋化并促进 Eos, M等大量释放入血，刺

激其生长、分化，杀伤 MØ不能杀伤的寄生虫；

IL-4促进 IgE和 IgG4 产生，与 M和 Eos 表面的 Fcε 结合，识别并杀伤抗原；

活化 Th2 细胞表达的 CD40L 为 B细胞活化提供第二信号； IL-10 抑制 Th1 应答。

效应： 吞噬和杀伤胞外寄生菌、寄生虫等。

2 、 Th2 的效应Effect of Th2

Th2 细胞分泌细胞因子及其功能

Th2 细胞为 B细胞活化提供第二信号

Th2 细胞 Eos 和 M分化、发育

Th2 细胞分泌的细胞因子趋化 Eos 和 Bas

Th1 、 Th2 细胞之间的相互调节

效应：杀伤病毒感染细胞、肿瘤细胞等。

机制： 1 、穿孔素：打孔； 2 、颗粒酶（丝氨酸蛋白酶）：促发靶细胞凋亡； 3 、 FasL ：启动靶细胞凋亡； 4 、产生 TNF 等多种细胞因子：杀伤靶细胞； 5 、产生多种趋化因子，吸引天然免疫细胞，杀伤

靶细胞。

二、 CTL 细胞的效应Effects of cytotoxic T Lymphocytes

CTL 杀伤靶细胞的机制Mechanisms of target

cell killing by cytolytic T cells

CTL 产生 CKs

白细胞聚集病毒感染部位，放大免疫反应

CTL ： TCR+, CD3+, CD8+; CD16-, CD56-; MHC-I/Ag-peptide 提供杀伤信号 ; 病毒感染后期清除感染的细胞 ;

NK ： TCR－ , CD3－ , CD8－ ; CD16 ＋ , CD56 ＋ ; MHC-I 分子提供杀伤抑制信号； 病毒感染初期防止病毒扩散。

CTL 与 NK 细胞的区别Differentiation between CTL and NK

NKT 细胞NK T cells

CD4-, CD8-, NK1.1+ ；

不识别 MHC 分子，识别 CD1d 分子及其所递呈的糖脂及其磷脂；

免疫调节、抗肿瘤、抗感染等作用。

三、记忆性 T细胞的形成Tm 是指对特异性抗原有记忆能力、寿

命较长的 T 淋巴细胞。由部分克隆扩增后细胞转化而来 , 当再次遇到相同抗原后 ,可迅速活化、 增殖、 分化为效应细胞。

与初始 T 细胞标志分子相反， Tm 表面分子为： CD45RA- 、 CD45RO+ 。

Tm 产生和维持的机制尚未完全阐明 .

四、 T细胞活化后诱导的细胞调亡

受抗原刺激形成的 T 效应细胞不仅能引起相应的靶细胞调亡 , 而且在免疫应答后 ,T 细胞本身通过调亡从体内被清除 ,以维持免疫细胞科隆之间的平衡 .

• 活化诱导调亡：活化 T 高表达 FasL ，启动凋亡途径清除。

• 被动细胞死亡：免疫应答晚期，失去原先诱导因素（如抗原），细胞内线粒体释放细胞色素 C ，通过 caspase 启动凋亡 。

CD4+/CD8+

T 细胞

致敏 T 细胞

CD4+TH1（炎性 T 细胞）

CD8+ 致敏T 细胞

IL-2IFN-TNF

穿孔素

颗粒酶

FasL 、 TNF

1 、促进白细胞与血管内皮细胞粘附；吸引白细胞进入炎症区域

2 、活化巨噬细胞和 NK 细胞

3 、促进 T 细胞分泌 细胞因子

杀伤靶细胞

单个核细胞浸润为主及局部炎症

APC/ 靶细胞