四、问答题
1.简述APC与Th细胞的相互作用
APC与T细胞的相互作用包括以下三个方面:
(1)双识别:T细胞的TCR识别APC提呈的抗原肽,同时还要识别与抗原肽结合的MHC分子。其中Th细胞识别的是抗原肽/MHC-II类分子复合物,Tc细胞识别的抗原肽/MHC-I类分子复合物。 (2)双信号:T细胞活化需要双信号刺激。第一信号是APC表面的抗原肽-MHC分子复合物与T细胞的TCR结合,其抗原刺激信号由CD3传递入细胞内;第二信号即协同刺激信号,是抗原提呈细胞表面协同刺激分子如B7-1/B7-2、LFA-3等与T细胞表面协同刺激分子受体CD28、CD2等结合,相互作用后产生的。
等,这些细胞因子由激活的APC和T细胞产生,它们以自分泌和旁分泌作用,参与T细胞的增殖与分化。?、TNF-?(3)细胞因子:T细胞充分活化还需细胞因子的作用如IL-1、IL-2、IFN-
T细胞在这三种信号的刺激下才能充分活化、增殖和分化,才能发挥免疫效应。
2.简述B细胞活化的条件
B细胞活化的条件包括以下三个方面:
(1)单识别:BCR识别并结合游离的抗原或存在与APC细胞表面的抗原(TD-Ag),BCR识别和结合的是抗原分子中的构象决定基(或称为B细胞决定基)。
(2)双信号:B细胞活化也需要双信号刺激。第一信号是B细胞的BCR识别并结合抗原肽,其抗原刺激信号由Igα/Igβ传导入细胞内;第二信号即协同刺激信号:B细胞活化需Th细胞的辅助。活化的T细胞表面表达CD40L、B细胞表面的CD40结合,从而激活B细胞,还有其它的协同刺激分子参与,如T细胞表面的CD2、LFA-1等与B细胞表面的相应的配体LFA-3、ICAM-1等结合增强B细胞与T细胞之间的作用,共同提供B细胞活化的第二信号。 (3)细胞因子:B细胞活化还有耐于活化的T细胞释放的细胞因子如IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等的作用。
B细胞在这三种信号的刺激下才能充分活化、增殖和分化为奖细胞产生抗体发挥体液免疫效应。
3.试述免疫应答过程中T细胞活化和B细胞活化的区别? 免疫应答过程中T细胞活化和B细胞活化的区别如下表: 比较项目 B细胞激活 T细胞激活 抗原识别受体 BCR TCR 抗原受体的
分子结构 SmIg(IgM或IgD) BCR-Igα/Igβ复合物 αβ/γδ链 CR-CD3
刺激的抗原 TD或TI抗原 仅TD抗原 识别的决定基 B细胞决定基 功能性决定基 构象决定基
不连续决定基 T细胞决定基 隐蔽决定基 线性决定基 连续决定基
APC处理 无需要 需要 识别抗原的
MHC限制性 无 有 抗原识别条件 单识别:
BCR识别B细胞决定基 双识别: TCR识别T细胞决定基 识别MHC分子 活化的双信号 信号1的传导 信号2的产生 Igα、Igβ
CD40-CD40L等 CD3分子 CD28-B7等
对CK依赖性 IL-2、4、5、6等 IL-1、2等 免疫学效应 现象
效应分子
效应细胞 体液免疫 CDC、ADCC、调理 各类Ig
无 细胞免疫
胞毒、迟发型超敏反应 多种细胞因子
活化的Tc、TDTH
4.试述免疫应答的基本过程?
免疫应答是在遗传基因的调控下,通过多种免疫细胞和免疫分子的参与而发生的。免疫应答的过程可人为地划分为三个阶段:即识别阶段、活化与分化阶段、效应阶段。实际上,三个阶段是紧密相关和不可分割的连续过程。
识别阶段:抗原被APC所摄取、加工、处理;T细胞/B细胞通过TCR/BCR特异性识别抗原肽。提呈和识别的过程。
活化与分化阶段:T、B细胞特异性识别抗原,产生其活化的第一信号;T/B细胞与APC表面的多种粘附分子间相互作用,提供T细胞活化的第二信号(即协同刺激信号)。另外,激活的APC和T细胞产生多种细胞因子,它们以自分泌和旁分泌作用,参与淋巴细胞的增殖与分化,最终形成T效应细胞或奖细胞,并分泌免疫效应分子如各种细胞因子和抗体。
效应阶段:效应细胞和效应分子共同发挥作用,清除非己抗原物质或诱导机体产生免疫耐受,从而维持机体正常生理状态,或引起免疫相关疾病。
5.何谓免疫应答?基本类型有哪些?生物学意义? 何谓免疫应答免疫应答是指机体受抗原性异物刺激后,体内免疫细胞发生一系列反应,排除抗原性异物的过程。主要包括抗原提呈细胞对抗原的加工、处理和提呈,以及抗原特异性淋巴细胞识别抗原后自身活化、增殖、分化,产生抗体和效应细胞,进而产生免疫效应的过程。
免疫应答根据其效应机制,可分为B细胞介导的体液免疫和T细胞介导的细胞免疫两种类型。
免疫应答的重要生物学意义是及时清除体内抗原性异物以保持内环境的相对稳定。但在某些情况下,免疫应答也可对机体造成损伤,引起超敏反应或其它免疫性疾病。
6.以TD抗原为例,试述B细胞介导的初次免疫应答基本过程? B细胞对TD抗原的免疫应答需要T细胞的辅助。其具体过程如下: (1)TD抗原的提呈:
TD抗原被APC(如巨噬细胞、树突状细胞等)摄取、加工、处理成为小分子抗原肽并与MHCII类分子结合形成抗原肽/MHCII类分子复合物表达在APC的表面供CD4+Th的TCR识别。
(2)Th2细胞活化及其对B细胞的辅助:
Th2细胞识别抗原肽的同时还识别与抗原肽结合的MHCII类分子,其识别抗原的信号由CD3传递入细胞内(即T细胞活化的第一信号);AP表面协同刺激分子如B7-1/B7-2、LFA-3等与T细胞表面协同刺激分子受体CD28、CD2等结合,产生T细胞活化的协同刺激信号(即T细胞活化的第二信号);同时APC如巨噬细胞释放IL-1等细胞因子作用与Th2细胞(即也有人称之为T细胞活化的第三信号),Th细胞在此三个信号的刺激下充分活化、增殖,产生更多的细胞因子如IL-2、IL-4、IL-5、IL-6等作用于B细胞(即B细胞活化的第三信号)。另外活化的Th2细胞高表达CD40L,可与B细胞表面的CD40结合,产生B细胞活化的第二信号,协同刺激B细胞活化、增殖和分化。
B细胞活化的第一信号来源于B细胞的BCR特异性地识别并结合游离的抗原或存在与上述提呈抗原给Th2细胞的APC细胞表面的抗原(TD-Ag)分子中的构象决定基。于是B细胞也这三个活化信号的刺激下,活化、增殖,分化成浆细胞,产生抗体,此时B细胞产生的抗体以IgM为主。
(3)抗体发挥的免疫效应包括中和毒素与中和病毒的作用、免疫调理作用、激活补体作用和ADCC作用。
(4)B细胞对TD抗原的初次免疫应答的特点:TD抗原首次刺激机体,须经一定的潜伏期才能在血液中出现抗体,且产量低,维持时间短,很快下降,产生的抗体以IgM为主。
7.以TD抗原为例,试述B细胞介导的再次免疫应答基本过程? 细胞对TD抗原的再次免疫应答的过程:
(1)再次免疫应答由B细胞提呈抗原:B细胞内吞TD抗原,将抗原加工、处理成小分子抗原肽,并以抗原肽/MHCII类分子复合物的形式提呈给CD4+Th2的TCR识别。T细胞识别B细胞表面的抗原肽/MHCII类分子复合物中的抗原肽(双识别)。
(2)T细胞与B细胞之间的相互作用、T细胞与B细胞的活化、以及产生的效
应基本上同上述第6题(2)和(3)。
(3)B细胞对TD抗原的再次免疫应答的特点:在初次应答后的抗体下降期,相同的TD抗原再次刺激机体,则抗体出现的潜伏期明显缩短,抗体产量高,维持时间长,产生的抗体以IgG为主。
8.以TD抗原为例,试述CD4+Th1细胞介导的细胞免疫应答基本过程 CD4+Th1细胞对TD抗原的免疫应答过程: (1)TD抗原的提呈:同上述第6题的(1)。
(2)CD4+Th1的活化同上述第1题。Th1细胞识别的是抗原肽/MHC-II类分子复合物。
(3)Th1细胞引起的免疫应答效应主要是细胞介导DTH 活化CD4+Th1释放多种淋巴因子,如IL-2,进一步促使T细胞增殖,产生更多的CK;IFN-γ可促进Mφ和内皮细胞表达MHC-II,活化Mφ;TNF、LT可促进内皮细胞表达AM,产生IL-8等,它们也可直接杀伤靶细胞;活化的T细胞还产生Mφ趋化因子(MCF)、Mφ活化因子(MAF)、Mφ移动抑制因子(MIF)等等,这些都是Th1细胞导致迟发型超敏反应性炎症反应的主要分子基础。另外被Th1活化的Mφ的效应可直接杀伤靶细胞并分泌多种单核因子又可参与迟发型超敏反应性炎症效应。(参见第10题)
9.以TD抗原为例,试述CD8+Tc细胞介导的细胞免疫应答基本过程 CD8+Tc细胞对TD抗原产生免疫应答基本过程:
(1)TD抗原的提呈:诱导CD8+Tc细胞发生免疫应答的TD抗原主要是病毒感染的细胞或肿瘤细胞(二者为广义的APC,也是靶细胞)内产生,这些病毒TD抗原或肿瘤TD抗原产生后被细胞内蛋白酶体LMP降解成为小分子抗原肽,经TAP转运至内质网,并与MHCI类分子结合形成抗原肽/MHCI类分子复合物表达在APC的表面,供CD8+Tc的TCR识别。 (2)CD8+Tc细胞的活化主要有两种方式:
一种为Th细胞非依赖性,如病毒感染的DC,由于其高表达共刺激分子,可直接刺激CD8+T细胞合成IL-2,促使CD8+T细胞自身增殖并分化为细胞毒T细胞(Tc细胞),无需Th细胞辅助;
另一种方式为Th细胞依赖性,如病毒抗原、肿瘤抗原、同种异体MHC抗原从宿主细胞表面脱落,以可溶性抗原形式被APC摄取,并在胞内分别与MHC-I类或MHC-II类分子复合物,表达于APC表面。CD4+T和CD8+T细胞识别同一APC所提呈的特异性抗原,此时,CD4+T被激活后可产生并分泌IL-2,辅助CD8+T活化、增殖和分化,或者,活化的CD4+T细胞表达CD40L,可促进APC细胞表达B7等共刺激分子,促进CD8+T完全活化,使之产生IL-2,引起自身增殖分化。
(3)CD8+Tc细胞介导的免疫效应是细胞毒作用。其基本过程:首先是效-靶细胞结合,效应细胞(CD8+Tc)在与靶细胞接触面形成免疫突触,进而导致效应细胞内细胞骨架系统、高尔基复合体及胞浆颗粒等极化,均向效-靶接触面重新排列和分布,然后,进行致死性攻击。
CD8+Tc杀伤靶细胞的机制是一方面活化的CTL脱颗粒,释放穿孔素和颗粒酶,靶细胞坏死或凋亡另一方面活化的CTL细胞高表达FasL,通过Fas-Fasl途径引起靶细胞凋亡。
10.CD4T+hl细胞如何发挥免疫学效应?
CD4T+hl细胞主要针对病毒感染的细胞、肿瘤细胞和移植的同种异型(MHC基因型别不同的细胞)细胞发挥细胞免疫应答作用,其效应机制主要是通过释放细胞因子,从而激活巨噬细胞、诱生并募集巨噬细胞、活化中性粒细胞、促进自身增殖等而发挥作用。 (1)IL-2:促进Tc细胞增殖分化为致敏Tc细胞;通过自分泌和旁分泌作用途径,促进Thl细胞增殖分化,合成分泌细胞因子,扩大细胞免疫效应。 (2)TNF-β:作用于血管内皮细胞,使之表达粘附分子和分泌IL-8等趋化性细胞因子(这些粘附分子和趋化因子能使血流中中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞等与血管内皮细胞粘附,进而迁移和外渗至局部组织,引起慢性炎症反应);激活中性粒细胞,增强其吞噬杀菌能力;局部产生的高浓度TNF-β可使周围组织细胞发生损伤坏死。
(3)IFN-γ:作用于巨噬细胞和内皮细胞,使之MHC-II类分子表达增强,提高抗原提呈效率,扩大细胞免疫应答;活化单核吞噬细胞,增强其吞噬和胞内杀伤功能,并使之获得杀伤肿瘤的功能;促使活化巨噬细胞产生多种引发炎症反应的细胞因子和介质;活化NK细胞,增强杀瘤和抗病毒作用,提高机体免疫监视功能。
(4)IL-2、IFN-γ和IL-12等细胞因子活化巨噬细胞,杀伤靶细胞和释放淋巴因子发挥作用。
(5)IL-3和GM-CSF促进骨髓干细胞分化为巨噬细胞
(6)CD4+Tc细胞亦可介导胞毒作用杀伤靶细胞,或表达FasL,诱导活化的诱导活化的淋巴细胞凋亡(AICD)。
11.CD8+Tc细胞如何发挥免疫学效应 CD8+Tc发挥免疫学效应机制及特点如下: (1)活化的Tc杀伤机制: 细胞溶解?①穿孔素
诱导靶细胞凋亡?②颗粒酶
③活化的Tc细胞表达FasL,通过Fas/FasL途径诱导靶细胞凋亡 (3)杀伤特点
①致敏Tc细胞对靶细胞的杀伤作用具有抗原特异性,并受MHCI类分子限制。它们只能杀伤表达相应致敏抗原的靶细胞,并且必须与靶细胞密切接触。致敏Tc细胞对靶细胞的作用是通过其表面TCR/CD3复合受体分子与靶细胞表面抗原肽—MHCI类分子复合物特异性结合,并在表面CD8分子与靶细胞表面相应配体(自身MHCI类分子Ig样区)的相互作用下实现的,此时致敏Tc细胞分泌穿孔素、颗粒酶和FasL等细胞毒性物质,使靶细胞溶解破坏和发生细胞凋亡。 ②致敏Tc细胞杀伤溶解靶细胞后本身不受损伤,它们与溶解破坏的靶细胞分离后,又可继续攻击杀伤表达相应致敏抗原的其他靶细胞。通常一个致敏Tc细胞在几小时内可连续杀伤数十个靶细胞。这种由CD8+Tc细胞介导的特异性细胞杀伤效应在清除病毒感染、同种移植排斥和抗肿瘤免疫中具有重要意义。 12.简述活化的T细胞的转归? 活化的T细胞有如下三个的转归:
一部分增殖分化为效应T细胞;一部分转变为记忆T细胞,参与再次应答;过
度活化T细胞通过活化诱导的细胞死亡(AICD)方式发生凋亡,调节免疫应答的强弱;当大量抗原被清除后,T细胞可通过被动细胞死亡(PCD方式发生凋亡而及时终止免疫应答。
13.简述B细胞接受抗原刺激后分化成熟的过程及转归:
B细胞直接识别天然抗原表位,无需APC对抗原的处理和呈递。接受抗原刺激的特异性B细胞,进入外周淋巴组织后与相应的抗原特异性Th细胞相遇,被阻留在T细胞区,接受Th2细胞的辅助并活化,活化后,一部分B细胞迁移至髓质,分化为浆细胞,产生IgM类抗体(IgM类为主),两周后凋亡;另一部分B细胞迁移至附近的B细胞区(初级淋巴滤泡),继续增殖并形成生发中心(次级淋巴滤泡)。在生发中心,一部分B细胞分化为浆细胞,迁移至骨髓,产生高亲和力抗体(IgG类为主),还有部分分化为记忆B细胞,参与再次免疫应答。 B细胞在生发中心分化成熟过程中经历三个事件:即体细胞高频突变和Ig亲和力成熟、抗原受体编辑及抗体类别转化。
14.体液免疫应答的特点
B淋巴细胞针对TD-Ag与TI-Ag的免疫反应具有不同的特点。
对TD-Ag反应主要表现为:①需要B和T淋巴细胞共同参与。T细胞辅助B细胞增殖和分化,提供高亲和力抗体产生所必需的B细胞信号,产生高亲和力的抗体,并有记忆性B细胞的产生;②具有高度特异性,产生多种不同类别的同种型抗体(IgM、IgG及其亚型、IgE和IgA);③具有记忆性,对TD-Ag应答表现为初次和再次应答两种不同的形式。 对TI-Ag的反应主要表现为:①不需要抗原特异性的Th辅助;②主要生成IgM和一些IgG抗体;③无记忆性B细胞生成。 体液免疫主要生特学效应:
中和作用;调理作用;抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用激活补体介导的溶菌、溶细胞的作用;参与超敏反应。
15.Th细胞如何辅助B细胞的免疫应答
提供B细胞活化的第二信号:CD40L—CD40;分泌细胞因子促进B细胞的增殖分化