现代抗体技术及其应用
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2.3 特异性免疫应答过程

在正常情况下,机体接触外源性抗原刺激后而产生特异性免疫应答。根据介导免疫应答的成分,特异性免疫应答分为体液免疫(humoral immunity)和细胞免疫(cellular immunity)。以抗体分子介导的免疫效应,称为体液免疫。可通过无细胞成分的血液,即血浆或血清传递给未免疫者(也称未接触者)。抗体分子能特异性地识别抗原,通过效应细胞清除抗原。细胞免疫是由T细胞介导的,可通过细胞从已免疫者传递给未免疫者,而不需要血清或血浆。体液免疫是防御细胞外微生物及其毒素的主要机制,因为抗体能与这些分子结合,使其破坏。相反,细胞内微生物如病毒和某些在宿主细胞内增生的细菌不能与循环系统中的抗体结合。这些抗感染的防御机制主要是细胞介导的免疫,通过促进在细胞内将微生物破坏或溶解感染的细胞来执行。

2.3.1 特异性免疫应答的特点

①特异性免疫应答对不同的抗原具有特异性;②不同的淋巴细胞克隆的抗原受体结构不同,使得特异性免疫应答表现出多样性;③特异性免疫应答具有记忆性,B细胞被激活,增生分化为抗体形成细胞(AFC)和记忆B细胞(Bm),当再次接触同一抗原时,免疫反应比第一次更快、更强,有质的区别;④特异性免疫应答能区分自我和非我,在正常情况下不与具有抗原性的自身成分发生反应,即对自身成分免疫耐受(图2.16)。

图2.16 免疫反应的特异性、记忆和自我限制

A和B两种不同的抗原诱导产生不同的抗体(免疫反应的特异性)。对A抗原的第二次免疫应答比第一次更快更强(记忆)。随着每次免疫后时间的延长,抗体水平降低

2.3.2 特异性免疫应答的阶段

特异性免疫应答分为识别阶段、激活阶段和效应阶段。

1.免疫应答的识别阶段

是指成熟淋巴细胞上特异性抗原受体与抗原结合的过程。B细胞是体液免疫细胞,在其表面能表达与外源性可溶性蛋白、多糖和脂类结合的抗体分子。T细胞能参与细胞介导免疫,它表达的受体只能识别蛋白质抗原的小肽序列。而且,T细胞有其独特的性质,能识别其他细胞表面的肽类抗原,并与之反应。

2.免疫应答的激活阶段

是在识别特异性抗原后随之而来的一系列反应。所有淋巴细胞在对抗原的应答中都要经历两个主要变化。首先是增殖,抗原特异性淋巴细胞克隆增殖并增强保护性反应。其次,淋巴细胞从具有识别功能的细胞分化成具有清除抗原功能的细胞。这样,能识别抗原的B细胞,即分化成抗体分泌细胞,并分泌结合可溶性(细胞外)抗原的抗体,触发清除抗原的机制。有些T细胞分化成能激活巨噬细胞杀灭细胞内微生物的细胞,而另一些T细胞能直接溶解外源性抗原,如含有病毒蛋白的细胞。T细胞能识别与细胞结合的抗原,引起细胞介导免疫的T细胞应答,是抗细胞内微生物有效的免疫应答。淋巴细胞的激活通常需要两种信号:一是由抗原提供的,另一种可以由辅助细胞(helper cells)或辅佐细胞(accessory cells)提供。淋巴细胞激活的两个方面对于使少量细胞能对某一抗原发生反应并行使多种功能以清除抗原是十分重要的。首先是免疫细胞识别抗原触发大量的扩增机制,快速增加抗原特异性应答细胞的数目,减少其他无关的细胞。其次是淋巴细胞移动到抗原入侵和免疫应答部位。

3.免疫应答的效应阶段

该阶段淋巴细胞被抗原激活,行使其清除抗原的功能。在免疫应答的效应阶段发挥功能的淋巴细胞称为效应细胞。许多效应细胞行使功能需要其他非淋巴样细胞(通常也被称为“效应细胞”)的参与并执行天然免疫的防御机制。例如,抗体与外源性抗原结合,增强血液中的单核吞噬细胞和中性粒细胞的吞噬作用。抗体也能激活补体的血浆蛋白系统,参与溶解和吞噬微生物。其他抗体刺激肥大细胞脱颗粒、释放抗感染介质并作用于急性炎症的血管成分。被激活的淋巴细胞分泌的激素称为细胞因子(cytokines),它们能增强吞噬细胞的功能和刺激炎症反应。吞噬细胞、补体、肥大细胞、细胞因子和介导炎症反应的白细胞都是天然免疫的成分,因为它们都不能特异性地识别和区分不同的外源性抗原,甚至没有特异性免疫应答。这样,特异性免疫的效应阶段说明了一个基本概念,特异性免疫应答能增强各种效应机制并集中作用在外源性抗原部位,这些效应机制即使在缺乏淋巴细胞激活的情况下也能发挥作用。

机体初次接触抗原后,激发体液免疫应答反应。在巨噬细胞(MΦ)和辅助T细胞(Th)的作用下,B细胞被激活,增殖分化为抗体形成细胞(AFC)和记忆B细胞(Bm)。AFC产生特异性抗体。由于初次反应时,只有少量对该抗原特异的免疫活性细胞被诱导而增殖分化为AFC。随着抗原的消耗,抑制性T细胞(Ts)的激活和循环抗体的反馈抑制作用,AFC减少,抗体滴度很快下降。因此,初次反应的抗体持续时间较短,亲和力也较低,多无实际应用价值。机体再次受同一抗原刺激后,对该抗原特异性的Bm迅速增殖分化为AFC,产生特异性抗体。Th的记忆细胞也加快反应的进行,在抗原作用1~2天后,抗体滴度迅速上升。抗体合成率为初次反应的几倍到几十倍。Bm表面有大量高亲和力的抗原受体(主要为IgG和IgD型受体),因此,二次反应产生的抗体主要是高亲和力的IgG。