免疫細(xì)胞的常見類型
機(jī)體的免疫細(xì)胞大部分由骨髓造血干細(xì)胞分化而來,主要可以分為兩大類,即淋巴細(xì)胞和髓樣細(xì)胞,進(jìn)一步又可以分為更多類型。
1. 淋巴細(xì)胞(lymphocyte),主要包括:
T細(xì)胞 :通過特異性的抗原受體被激活,可破壞受感染的細(xì)胞或者參與調(diào)節(jié)其他免疫細(xì)胞(細(xì)胞免疫)。
B細(xì)胞 :通過特異性的抗原受體被激活,可以分泌抗體(體液免疫)。
NK細(xì)胞(natural killer cell) :NK細(xì)胞沒有特異性的抗原受體,主要參與固有免疫。
2. 髓樣細(xì)胞(myeloid cells),主要包括:
粒細(xì)胞(granulocyte):由于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有大量可著色的顆粒而得名,其中中性粒細(xì)胞也是一種吞噬細(xì)胞。
肥大細(xì)胞(mast cell):可以釋放影響血管滲透性的物質(zhì),參與過敏反應(yīng)。
巨噬細(xì)胞(macrophagocyte):介導(dǎo)非特異性炎癥,可以破壞組織,吞噬病原體,并遞呈抗原給T細(xì)胞;
樹突細(xì)胞(dendritic cell) :主要行使抗原遞呈的功能,捕捉和遞呈抗原能力強(qiáng)。
圖1由造血干細(xì)胞分化而來的常見免疫細(xì)胞類型
其中,T細(xì)胞和B細(xì)胞這兩類淋巴細(xì)胞的多樣性最為復(fù)雜,在機(jī)體免疫中起著最關(guān)鍵的作用,是免疫組研究的主要,也將是我們下文重點(diǎn)介紹的細(xì)胞類型。
什么是T細(xì)胞
T細(xì)胞是一種在胸腺中發(fā)育成熟的淋巴細(xì)胞。這些細(xì)胞主要在骨髓中產(chǎn)生,并遷移到胸腺中成熟。
未成熟的T細(xì)胞可以分化為三種類型的T細(xì)胞:輔助性T細(xì)胞(Th細(xì)胞)、細(xì)胞毒性T細(xì)胞(Tc細(xì)胞)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs,以前被稱為抑制性T細(xì)胞)。Th細(xì)胞主要識(shí)別抗原并激活巨噬細(xì)胞、Tc細(xì)胞和B細(xì)胞。Tc細(xì)胞可以破壞被感染的細(xì)胞,并導(dǎo)致其凋亡。調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),以耐受自身抗原,預(yù)防自身免疫性疾病。
在啟動(dòng)初次免疫應(yīng)答之前,初始T細(xì)胞(naive T cell)需要通過T細(xì)胞受體(TCR)來識(shí)別特異性的抗原,從而被激活分化為行使免疫功能的效應(yīng)T細(xì)胞。但初始T細(xì)胞并非直接識(shí)別抗原,而是需要其他細(xì)胞將抗原消化處理好,然后送上門來給初始T細(xì)胞“批示”。
這種處理好抗原肽段供T細(xì)胞識(shí)別的細(xì)胞,被稱為抗原呈遞細(xì)胞(Antigenpresenting cell,APS)。巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞和B細(xì)胞是主要的APS的類型。這些APS吞噬病原體,并將病原體的特征肽段(抗原決定簇)消化處理好后,遞呈在細(xì)胞表面,好讓T細(xì)胞可以及時(shí)識(shí)別。在APS表面遞呈這些抗原的分子被稱為主要組織相容性復(fù)合體(MHC)。T細(xì)胞表面的受體可以與APS上的攜帶有抗原的MHC分子結(jié)合。
MHC包括MHC I和MHC II兩種類型。其中,MHC I負(fù)責(zé)遞呈病毒蛋白肽段顆粒(病毒的蛋白本身是利用細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄翻譯系統(tǒng)合成的),可以與Tc細(xì)胞結(jié)合。而MHC II負(fù)責(zé)遞呈被細(xì)胞吞噬或內(nèi)化了的病原體(例如,細(xì)菌)蛋白肽段,可以與Th細(xì)胞的結(jié)合。另外,T細(xì)胞表面一般還需要兩類協(xié)同受體蛋白來識(shí)別和穩(wěn)定與MHC分子的結(jié)合,它們是CD4協(xié)同受體和CD8協(xié)同受體。CD4協(xié)同受體出現(xiàn)在Th細(xì)胞表面,CD8協(xié)同受體出現(xiàn)在Tc細(xì)胞表面,因此這兩個(gè)分子就是區(qū)別兩類T細(xì)胞的biomarker。
由T細(xì)胞觸發(fā)的免疫,病原體的類型是特異性的,但這些免疫過程的信號(hào)傳遞都是在細(xì)胞間傳遞完成,因此被稱為細(xì)胞介導(dǎo)的免疫(cell mediated community,CMI)。Th細(xì)胞和Tc細(xì)胞行使功能的過程如下圖所示。在接受抗原呈遞細(xì)胞傳遞來的抗原-MHC復(fù)合物信號(hào)以后,與抗原-MHC復(fù)合物特異性結(jié)合的初始T細(xì)胞可以被激活分化為效應(yīng)T細(xì)胞(包括Th和Tc細(xì)胞),進(jìn)一步通過分泌細(xì)胞因子調(diào)控其他免疫細(xì)胞(Th細(xì)胞的功能)或者直接促進(jìn)受感染的細(xì)胞凋亡(Tc細(xì)胞的功能)來行使免疫功能。
圖2 Th 和Tc細(xì)胞的功能示意圖
什么是B細(xì)胞
B細(xì)胞是骨髓中產(chǎn)生和發(fā)展的另一種淋巴細(xì)胞。它們參與抗體介導(dǎo)的免疫(Antibody mediated immunity,AMI,屬于體液免疫)。
B細(xì)胞產(chǎn)生和分泌針對(duì)入侵病原體的抗體(是一種免疫球蛋白)。初始B細(xì)胞(naive B cell)可以通過表面的B細(xì)胞受體(BCR)與體液循環(huán)系統(tǒng)中的抗原結(jié)合。這種結(jié)合促進(jìn)了初始B細(xì)胞分化為可以分泌抗體的漿細(xì)胞。
某些微生物抗原與初始B細(xì)胞的BCR結(jié)合后,可以直接導(dǎo)致初始B細(xì)胞活化并產(chǎn)生抗體,這些類型的抗原被稱為T-非依賴抗原(T independent antigens)。但大部分的抗原,初始B細(xì)胞與之結(jié)合并不足以激活初始B細(xì)胞的分化。這種情況下,需要同樣可以識(shí)別該抗原的Th細(xì)胞輔助,才能激活初始B細(xì)胞的分化從而產(chǎn)生抗體。這些抗原被稱為T-依賴抗原(T dependent antigens)。
T-依賴途徑產(chǎn)生的抗體更具特異性和抗原親和力。下圖展示T-依賴途徑產(chǎn)生抗體的過程。
圖3 T-依賴途徑中初始B細(xì)胞在Th細(xì)胞輔助下分化并產(chǎn)生抗體的過程
T細(xì)胞和B細(xì)胞的相似性和不同
最后,我們來總結(jié)下兩類淋巴細(xì)胞的相似和不同。
1. 兩者相似點(diǎn)
T細(xì)胞和B細(xì)胞都來源于骨髓。
因?yàn)門細(xì)胞和B細(xì)胞都是白細(xì)胞的亞型,所以兩種細(xì)胞都存在于血液中。
T細(xì)胞和B細(xì)胞也存在于淋巴系統(tǒng)中。
T細(xì)胞和B細(xì)胞都參與了獲得性免疫(后天識(shí)別特定病原體獲得的免疫力)。