细胞免疫

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细胞免疫(cellular immunity) T细胞受到抗原刺激后,增殖分化、转化为致敏T细胞(也叫效应T细胞),当相同抗原再次进入机体的细胞中时,致敏T细胞(效应T细胞)对抗原的直接杀伤作用及致敏T细胞所释放的细胞因子的协同杀伤作用,统称为细胞免疫。同体液免疫一样,细胞免疫的产生也分为感应、反应和效应三个阶段。其作用机制包括两个方面:(1)致敏T细胞的直接杀伤作用。当致敏T细胞与带有相应抗原的靶细胞再次接触时,两者发生特异性结合,产生刺激作用,使靶细胞膜通透性发生改变,引起靶细胞内渗透压改变,靶细胞肿胀、溶解以致死亡。致敏T细胞在杀伤靶细胞过程中,本身未受伤

细胞免疫示意图

害,可重新攻击其他靶细胞。参与这种作用的致敏T细胞,称为杀伤T细胞。(2)通过淋巴因子相互配合、协同杀伤靶细胞。如皮肤反应因子可使血管通透性增高,使吞噬细胞易于从血管内游出;巨噬细胞趋化因子可招引相应的免疫细胞向抗原所在部位集中,以利于对抗原进行吞噬、杀伤、清除等。由于各种淋巴因子的协同作用,扩大了免疫效果,达到清除抗原异物的目的。

在抗感染免疫中,细胞免疫主要参与对胞内寄生的病原微生物的免疫应答及对肿瘤细胞的免疫应答,参与迟发型变态反应自身免疫病的形成,参与移植排斥反应及对体液免疫的调节。也可以说,在抗感染免疫中,细胞免疫既是抗感染免疫的主要力量,参与免疫防护;又是导致免疫病理的重要因素。

T细胞是细胞免疫的主要细胞。其免疫源一般为:寄生原生动物真菌、外来的细胞团块(eg:移植器官或被病毒感染的自身细胞)。细胞免疫也有记忆功能。  

(一).细胞免疫的机制和过程

几乎所有的细胞表面都有MHC-I,CD8+T细胞能识别细胞表面的MHCI+抗原复合物,识别后进行攻击。

根据功能不同T细胞可分为三类,其表面均有相应的受体,具有抗原特异性:细胞毒性T细胞(Cytotoxic T cells,Tc)、辅助性T细胞(helper T cells, TH)、抑制性T细胞(suppressor T Cells, Ts)。

Tc细胞

作用是消灭外来病原。

病毒感染细胞后,细胞表面呈现病毒表达的抗原,并结合到细胞表面的MHC-I类分子的沟中,形成MHC-抗原结合物。被Tc细胞接触、识别后,Tc分泌穿孔素(perforin),使靶细胞溶解而死,病毒进入体液,被抗体消灭。癌变细胞也是Tc攻击目标,免疫功能低下的人群容易患癌症。

TH细胞—CD4 receptor

又称辅助性T细胞,对各种免疫细胞,Tc、Ts、B都有辅助作用,对于免疫具有重要作用。

TH的受体能识别与MHC-II结合的外来抗原。MHC-II类分子存在于巨噬细胞和B细胞表面。巨噬细胞吞噬入侵的细菌等微生物,在细胞内消化、降解,抗原分子与MHC-II类结合呈现在细胞表面,将抗原传递给具有相同MHC-II类分子的TH,同时,Mφ分泌白介素-1,刺激TH,促使其分泌白介素-2,它促进TH,形成正反馈,刺激T淋巴细胞分化出Tc,刺激B细胞分化浆细胞记忆细胞

Ts细胞—CD8 receptor

抑制性T细胞,只有在TH的刺激下才发生作用。在外来的抗原消灭殆尽时,发挥作用而结束“战斗”。  

(二)细胞免疫的全过程:

在细胞免疫中蛋白类抗原由抗原提呈细胞(APC)处理成多肽,它与MHC结合并移至APC表面,产生活化TCR信号;而抗原与T淋巴细胞表面的有关受体结合就产生第二膜信号,协同刺激信号。在双信号刺激下,T淋巴细胞才能被激活就是Bretcher-Cohn双信号模式。T淋巴细胞被激活后转化为淋巴母细胞,并迅速增殖、分化,其中一部分在中途停下不再分化,成为记忆细胞;另一些细胞则成为致敏的淋巴细胞,其中Tc有杀伤力,使外源细胞破裂而死亡。TH细胞分泌白介素等细胞因子使Tc、 Mφ以及各种有吞噬能力的白细胞集中于外来细胞周围,将外来细胞彻底消灭。

在这一反应即将结束时,Ts开始发挥作用,抑制其他淋巴细胞的作用,终止免疫反应

记忆细胞不直接执行效应功能,留待再次遇到相同抗原刺激时,它将更迅速、更强烈地增殖分化为效应细胞,有少数记忆细胞再次分裂为记忆细胞,持久地执行特异性免疫功能。  

(三)细胞免疫与器官移植

器官移植在同卵双胞胎之间进行较易成功,这是因为两者的基因组是一样的,细胞表面的MHC分子也是一样的,2个个体都不排斥对方的器官。

激素放射线照射、药物(6-巯基嘌呤)等可以抑制受体的免疫功能,增加移植手术的成功率。但它同时增加了感染疾病的可能性。虽然环孢素(cyclosporin)选择性抑制T细胞的功能,但也会影响免疫系统的其他功能。

临床器官移植还存在外来器官排斥受体的问题:例如骨髓移植,当供着骨髓植入受者后,外来骨髓的淋巴细胞对受体的各组织(抗原)进行攻击,其后果可致受者死亡。

免疫细胞化学

免疫细胞化学(immunocytochemistry)

是将免疫学基本原理与细胞化学技术相结合所建立起来的新技术,根据抗原与抗体特异性结合的特点,检测细胞内某种多肽、蛋白质及膜表面抗原和受体等大分子物质的存在与分布。类与蛋白质种类繁多,均具有抗原性,当将人或动物的某种肽或蛋白质作为抗原注入另一种动物体内,则产生与该抗原相应的特异性抗体免疫球蛋白);将抗体从血清中提出后,结合上某种标记物,即成为标记抗体。用标记抗体与组织切片标本孵育,抗体则与细胞中相应抗原发生特异性结合,结合部位被标记物显示,则在显微镜下观察到该肽或蛋白质的分布。用荧光素(常用异硫氰酸)标记抗体,并于荧光显微镜下观察,称免疫荧光术。如抗体与辣根过氧化物酶(horse radish peroxidase, HRP)等结合,进行酶显示后,可在光镜或电镜观察,用于电镜者则称为免疫电镜术(immunoelectronmicroscopy)此外,以铁蛋 标记抗体白标记抗体,称铁蛋白标记法,也能用于电镜下观察。

标记抗体与抗原结合方式主要有两种:①直接法:用标记抗体与抗体中的相应抗原直接结合,操作方法简便,特异性高,但敏感性较差,此法可用于检定未知抗原;②间接法:先用未标记的具有特异性的第一抗体与样品中的相应抗原结合,然后再以标记的第二抗体与特异性的第一抗体结合;第二抗体是用第一抗体作为抗原注入另一动物体内诱导产生的抗体,然后再结合以标记物。通过这样的放大作用,使抗原分子上的标记物大大增多,故间接法较直接法的敏感性大为增高,约高5~10倍,故应用更为广泛。间接法中较常用的,如过氧化物酶-抗过氧化物酶复合物法(peroxidase anti-peroxidase complexmethod, 标记方法PAP法),该法除需一抗和二抗外,还需要制备HRP标记的抗酶抗体,即以HRP作为抗原免疫动物,制成抗HRP抗体,再以HRP对标记该抗体,制成稳定的环形PAP复合物。标本先后经一抗、二抗和PAP复合物处理后再以DAB显色抗原存在部位可见棕黄色产物。

近10年来,免疫细胞学技术有了很大进展,各种新方法相继建立。单克隆抗体 (monoclonal antibody)制备技术极大地提高抗体的特异性与免疫组化染色的精确性。继PAP法之后由于生物素-亲合素等试剂的应用,为检测微量抗原、受体、抗体提供了更精确的技术。目前常用的生物素-亲合方法有:标记亲合素-生物素法(labelled avidin-biotin method LAB法)、桥连亲合素-生物素法(bridged avidin-biotin method, BAB法)及亲素-生物素-过氧化物酶复合物法(avidin-biotin-peroxidase complex method,ABC法);现市上有配制成的ABC药盒供应,使用简便,是目前广泛应用的一种方法。

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