特异性B淋巴细胞应答专家讲座.pptx

第十三章 特异性B淋巴细胞应答Antigen Specific B Cell Response特异性B淋巴细胞应答第1页体液免疫应答（体液免疫应答（humoral immune response）B细胞接收细胞接收抗原刺激抗原刺激后，后，经活化、增殖和经活化、增殖和分化分化转化成为转化成为浆细胞浆细胞，分泌抗体分泌抗体发挥发挥免疫免疫效能效能过程。过程。特异性B淋巴细胞应答第2页TDTD抗原抗原 Thymus dependent antigen Thymus dependent antigen，即胸腺依赖性抗原，即胸腺依赖性抗原，刺激刺激B B细胞产生抗体时有赖于细胞产生抗体时有赖于T T细胞辅助。细胞辅助。TITI抗原抗原 Thymus independent antigen Thymus independent antigen，即胸腺非依赖性抗，即胸腺非依赖性抗原，其刺激原，其刺激B B细胞产生抗体时无需细胞产生抗体时无需T T细胞辅助细胞辅助 TI-1 LPS TI-1 LPS 成熟和未成熟成熟和未成熟B B细胞活化细胞活化 TI-2 TI-2 聚合鞭毛素聚合鞭毛素 成熟成熟B B细胞活化细胞活化B B细胞产生应答两种抗原细胞产生应答两种抗原特异性B淋巴细胞应答第3页（一）（一）BCR识别抗原特点识别抗原特点1.识别蛋白质、多糖、核酸、脂类识别蛋白质、多糖、核酸、脂类2.识别完整天然抗原识别完整天然抗原3.无无MHC限制限制第一节第一节 B B细胞对细胞对TDTD抗原识别抗原识别特异性B淋巴细胞应答第4页B B细胞识别、结合特异性抗原特点细胞识别、结合特异性抗原特点：1.BCR反抗原识别无需反抗原识别无需APC提呈，可直接识别提呈，可直接识别2.开启开启B细胞活化第一信号、第二信号细胞活化第一信号、第二信号3.形成抗原肽形成抗原肽-MHC免疫复合物，为免疫复合物，为Th细胞提呈抗细胞提呈抗原，活化原，活化Th细胞后，取得细胞后，取得Th细胞辅助细胞辅助.特异性B淋巴细胞应答第5页特异性特异性B B细胞活化与增值细胞活化与增值（一）（一）B细胞活化需要细胞活化需要双信号双信号第第1信号：信号：BCR结合抗原，结合抗原，Ig/Ig把第一活化信把第一活化信号（号（抗原刺激信号抗原刺激信号）转入胞内）转入胞内第第2信号：信号：共刺激信号共刺激信号由由T细胞细胞提供提供 特异性B淋巴细胞应答第6页联合识别及联合识别及ThTh细胞对细胞对B B细胞应答辅助作用细胞应答辅助作用特异性B淋巴细胞应答第7页B细胞活化双信号模型细胞活化双信号模型活性封闭活性封闭第第1信号信号第第2信号信号Th没有没有Th帮助帮助BBIFN-,IL-4,IL-5第第1信号信号CD40CD40L活化活化特异性B淋巴细胞应答第8页B B细胞活化第一信号细胞活化第一信号共受体共受体CD19/CD21/CD81使使B细胞反抗原刺激敏感性增强细胞反抗原刺激敏感性增强特异性B淋巴细胞应答第9页 Th Th细胞对细胞对B B细胞应答辅助：细胞应答辅助：B细胞对细胞对TD抗原应答必须有抗原应答必须有Th细胞辅助细胞辅助（裸鼠无法产生抗体）（裸鼠无法产生抗体）CD40和和CD40L提供提供B细胞活化第二信号细胞活化第二信号T细胞分泌细胞因子如细胞分泌细胞因子如IL-4、IL-5、IL-6促进促进B细胞活化细胞活化特异性B淋巴细胞应答第10页抗原介导抗原介导BCR交联开启交联开启B细胞活化信号转导细胞活化信号转导最最终终活化活化转录转录基因，造成相关基因表示基因，造成相关基因表示特异性B淋巴细胞应答第11页BCRBCR交交交交联联相关蛋白相关蛋白相关蛋白相关蛋白ITAMITAM酪氨酪氨酪氨酪氨酸磷酸化酸磷酸化酸磷酸化酸磷酸化信号通路中信号分信号通路中信号分信号通路中信号分信号通路中信号分子活化子活化子活化子活化转录转录因子活化因子活化因子活化因子活化基因表示基因表示基因表示基因表示 B B细胞活化后信号转导细胞活化后信号转导特异性B淋巴细胞应答第12页转录因子激活因子激活,特定基因表示特定基因表示,细胞增殖分化胞增殖分化BCR+AgPTK活化活化(Lyn,Fyn,Blk)(Lck,Fyn)Ig/Ig ITAM ITAM-P Syk(ZAP-70)PIP2 2 PLC-Grb-2 DAG IP3 3 Ca2+Ras PKC calcineurin MAPK 磷脂酶C路径Ras-Map路径甘油二酯三磷酸肌醇二磷酸磷脂酰肌醇丝裂原激活蛋白激酶钙调磷酸酶生长因子受体结合蛋白蛋白激酶C特异性B淋巴细胞应答第13页BCR信号路径：信号路径：PKC路径路径MAPK路径路径（包含（包含MEK、MKK等）等）钙调蛋白路径钙调蛋白路径特异性B淋巴细胞应答第14页活化活化B B细胞循两条路径分化细胞循两条路径分化活化B细胞分化为浆细胞，产生抗体，提供分化为浆细胞，产生抗体，提供即刻防御效应；多在即刻防御效应；多在2 2周内凋亡周内凋亡进入淋巴结，形成生发中心，在进入淋巴结，形成生发中心，在生发中心继续分化、体细胞高频生发中心继续分化、体细胞高频突变、抗原受体亲和力成熟，突变、抗原受体亲和力成熟，IgIg类别转换、最终分化为抗体亲和类别转换、最终分化为抗体亲和力成熟力成熟浆细胞浆细胞、记忆记忆B B细胞细胞特异性B淋巴细胞应答第15页 B B细胞分化、发育微环境：细胞分化、发育微环境：1.1.生发中心滤泡树突状细胞（生发中心滤泡树突状细胞（FDCFDC）高表示高表示FcFc受受体体和和C3dC3d受体（受体（CD21CD21），将抗原），将抗原-抗体复合物长抗体复合物长久滞留在久滞留在FDCFDC表面表面，向，向B B细胞提供抗原信号。细胞提供抗原信号。2.B2.B细胞作为抗原提呈细胞使细胞作为抗原提呈细胞，使ThTh细胞活化；细胞活化；B B细胞又受到细胞又受到ThTh细胞辅助，进行活化、增值、分细胞辅助，进行活化、增值、分化。化。特异性B淋巴细胞应答第16页活化B细胞进入初级淋巴滤泡(初级淋巴小结）形成生发中心（次级淋巴滤泡）淋巴滤泡淋巴滤泡副皮质区副皮质区（T细胞区）细胞区）髓质区髓质区髓窦髓窦输入淋巴管输入淋巴管输出淋巴管输出淋巴管膜膜小梁小梁动脉动脉静脉静脉皮质束皮质束特异性B淋巴细胞应答第17页生发中心：生发中心：明区：明区：生发中心生发中心细胞细胞和和滤泡树突滤泡树突状细胞状细胞暗区：暗区：分裂中分裂中生生发中心母细胞发中心母细胞特异性B淋巴细胞应答第18页暗区（中心母细胞，不表示mIg,逐步增殖向明区移动，并经历体体细胞高频突变、细胞高频突变、IgIg亲和力成熟亲和力成熟）明区（生发中心细胞）特异性B淋巴细胞应答第19页B B细胞在生发中心大事记细胞在生发中心大事记体体细胞高胞高频突突变 Ig亲和力成熟和力成熟 Ig类别转换 浆细胞形成胞形成 记忆B细胞胞产生生特异性B淋巴细胞应答第20页 体体体体细细胞高胞高胞高胞高频频突突突突变变 (somatic hypermutation)(somatic hypermutation)发生在生在生生发中心（中心（B细胞胞受受抗原刺激后）抗原刺激后）；突突变率很高率很高，大，大约1000个个bp中有中有一一对碱基碱基发生突生突变，每次分裂有每次分裂有50%机率机率产生一个氨基酸突生一个氨基酸突变突突变只只发生在生在重排重排过V区区突突变类型：型：点突点突变突突变能能够累累积意意义：造成：造成抗体多抗体多样性性特异性B淋巴细胞应答第21页 抗体抗体亲和力成熟和力成熟(affinity maturation)再次免疫应答时，抗原与高再次免疫应答时，抗原与高亲和力亲和力BCRBCR结合，仅使对应结合，仅使对应细胞发生克隆性增殖，产生细胞发生克隆性增殖，产生高亲和力抗体，称为高亲和力抗体，称为抗体亲抗体亲和力成熟和力成熟突变后突变后B B细胞细胞多数，多数，BCRBCR低低亲和力亲和力B B细胞克细胞克隆凋亡，产生高亲和力隆凋亡，产生高亲和力BCRBCRB B细胞细胞特异性B淋巴细胞应答第22页 Ig Ig类别转换类别转换 (class switch)(class switch)又又 称称 同同 种种 型型 转转 换换（isotype isotype switchswitch），一一个个B B细细胞胞克克隆隆在在分分化化、成成熟熟过过程程中中，V V区区基基因因不不变变，而而C CH H基基因因片片段段发发生生重重排排。重重排排后后，V V区区相相同同而而C C区区不不一一样样，即即识识别别抗抗原原特特异异性性相相同同，而而IgIg类类别或亚类发生改变。别或亚类发生改变。特异性B淋巴细胞应答第23页 影响抗体类别转换主要原因：影响抗体类别转换主要原因：1.1.抗原种类和免疫路径抗原种类和免疫路径抗原种类：抗原种类：TI-1TI-1不引发抗体类别转换，只产生不引发抗体类别转换，只产生IgMIgMTI-2TI-2可产生主要产生可产生主要产生IgMIgM和少许和少许IgGIgGTDTD抗原发生抗体类别转换：抗原发生抗体类别转换：蛋白质抗原蛋白质抗原-IgG-IgG；变应原；变应原-IgE-IgE；免疫路径：免疫路径：口服口服-IgA-IgA；皮内或皮下；皮内或皮下-IgG-IgG2.2.细胞因子细胞因子特异性B淋巴细胞应答第24页浆细胞形成胞形成 又称抗体形成细胞，是又称抗体形成细胞是B B细胞分化终末细细胞分化终末细胞，主要特点是分泌抗体，因表面胞，主要特点是分泌抗体，因表面不再表示不再表示BCRBCR和和MHCMHC类分子类分子,不再与抗原起反应，也失不再与抗原起反应，也失去了与去了与ThTh细胞相互作用功效。细胞相互作用功效。特异性B淋巴细胞应答第25页记忆B细胞特点胞特点不不不不产产生抗体；生抗体；生抗体；生抗体；低增低增低增低增值值，长长寿命寿命寿命寿命;再次与同一抗原相遇再次与同一抗原相遇再次与同一抗原相遇再次与同一抗原相遇时时，快速活化，快速活化，快速活化，快速活化产产生大量生大量生大量生大量抗原特异性抗体；抗原特异性抗体；抗原特异性抗体；抗原特异性抗体；特异性B淋巴细胞应答第26页特异性B淋巴细胞应答第27页第二节第二节 B B细胞对细胞对TITI抗原免疫应答抗原免疫应答胸腺非依胸腺非依胸腺非依胸腺非依赖赖抗原抗原抗原抗原(thymus-independent(thymus-independent antigen,TI-Ag)antigen,TI-Ag)这这些些些些AgAg刺激初始刺激初始刺激初始刺激初始B B细细胞活化、胞活化、胞活化、胞活化、产产生抗体生抗体生抗体生抗体时时，无，无，无，无需需需需 AgAg特异性特异性特异性特异性T T细细胞胞胞胞辅辅助。助。助。助。TI-1 TI-1 B B细细胞胞胞胞丝丝裂原裂原裂原裂原:细细菌脂多糖菌脂多糖（菌脂多糖（菌脂多糖（LPS)LPS)TI-2 TI-2 细细菌聚合鞭毛素菌聚合鞭毛素菌聚合鞭毛素菌聚合鞭毛素,荚荚膜多糖膜多糖膜多糖膜多糖特异性B淋巴细胞应答第28页 TI-l TI-l抗原常被称为抗原常被称为B B细胞丝裂原细胞丝裂原高浓度高浓度TI-1TI-1抗原（丝裂原）可与抗原（丝裂原）可与B B细胞表面细胞表面丝裂原受丝裂原受体体结合，非特异性诱导结合，非特异性诱导多克隆多克隆B B细胞增殖和分化；细胞增殖和分化；低浓度低浓度时，只有与时，只有与特异性特异性BCRBCR结合后，结合后，B B细胞才能被细胞才能被激活。激活。特点特点1.1.产生低亲和力产生低亲和力IgMIgM，发生早，发生早2.2.无无类别转换、类别转换、无无抗体亲和力成熟、抗体亲和力成熟、无无记忆记忆B B细胞形成细胞形成特异性B淋巴细胞应答第29页特异性B淋巴细胞应答第30页TI-2TI-2抗原为抗原为聚合鞭毛素聚合鞭毛素与与荚膜多糖荚膜多糖，它们有高度重复结，它们有高度重复结构。构。TI-2TI-2抗原只能激活抗原只能激活成熟成熟B B细胞，主要是细胞，主要是B1B1细胞。细胞。TI-2TI-2抗抗原原可可使使B B细细胞胞抗抗原原受受体体mIgmIg发发生生广广泛泛交交联联，但但mIgmIg过分交联会使成熟过分交联会使成熟B B细胞产生耐受。细胞产生耐受。表表位位密密度度起起决决定定作作用用，密密度度太太低低，mIgmIg交交联联程程度度不不足足于于激活激活B B细胞；密度太高，会使细胞变为耐受。细胞；密度太高，会使细胞变为耐受。意义：胞外菌感染意义：胞外菌感染TI-2 TI-2 抗原抗原特异性B淋巴细胞应答第31页 TI-2抗原：抗原：含有高度重复性结构。如，聚合鞭毛素、荚膜多糖含有高度重复性结构。如，聚合鞭毛素、荚膜多糖特异性B淋巴细胞应答第32页 TI-2 TI-2抗原：抗原：TI-2TI-2抗原只能激活抗原只能激活B1B1细胞细胞，人体内，人体内B1B1细胞细胞5 5岁左右才岁左右才能发育成熟，假如体内能发育成熟，假如体内没有成熟没有成熟B1B1细胞，就无法产细胞，就无法产生抗生抗多糖抗体多糖抗体，故婴幼儿易感染带有，故婴幼儿易感染带有TI-2TI-2抗原病原体。抗原病原体。特异性B淋巴细胞应答第33页1212CD40/CD40LB1 细胞细胞B2 细胞细胞Th细胞细胞TI 抗原抗原TD 抗原抗原 TI TI 与与 TD TD 抗抗 原原CD4特异性B淋巴细胞应答第34页TD抗原抗原TI-抗原抗原化学组成化学组成蛋白质蛋白质多糖多糖化学结构化学结构复杂复杂简单简单抗原表位抗原表位T、B表位表位重复重复B表位表位应答特点应答特点抗体产生：需Th辅助MHC限制性：有产生抗体：IgM、Ig G、Ig A免疫应答：刺激T、B细胞有免疫记忆不需要不需要Th辅助辅助无无产生产生Ig M抗体抗体仅仅B细胞免疫应答细胞免疫应答无无 TITI与与TDTD抗原特点比较抗原特点比较特异性B淋巴细胞应答第35页TD抗原与TI抗原特征特特 性性TD抗原抗原TI抗原抗原TI-1TI-2化学特征蛋白蛋白质脂多糖脂多糖多糖多糖抗体抗体应答答 无胸腺鼠无胸腺鼠-+无无T细胞培养物胞培养物-+-/少少抗体应答特点 类别转换+-亲和性成熟和性成熟+-记忆B细胞胞+-多克隆多克隆B细胞活化胞活化剂作用作用-+-诱导TDTh能力能力+-特异性B淋巴细胞应答第36页第三节第三节 体液免疫应答普通规律体液免疫应答普通规律 首次应答首次应答(primary response)：首次接首次接收抗原时发生免疫应答。收抗原时发生免疫应答。抗原激活初始淋巴细抗原激活初始淋巴细胞胞 再次应答再次应答(secondary response)：再次再次接收相同抗原刺激时发生免疫应答。接收相同抗原刺激时发生免疫应答。抗原激活抗原激活记忆性淋巴细胞记忆性淋巴细胞特异性B淋巴细胞应答第37页首次首次应答答Ag B Ag B 浆细浆细胞胞胞胞 APC Th2APC Th2CD40CD40CD40LCD40LB B表位表位表位表位 BCRBCR 活化活化活化活化,增殖增殖增殖增殖,分化分化分化分化MHCII/TMHCII/T表位表位表位表位 TCRTCRCD80 CD28CD80 CD28B BmmIL4,IL-5IL-4,IL-5特异性B淋巴细胞应答第38页CD40 CD40LCD40 CD40LAg Bm Th2Ag Bm Th2浆细胞胞BmBmB B表位表位表位表位 BCRBCRMHCII/TMHCII/T表位表位表位表位 TCRTCRB7 CD28B7 CD28IL-4,IL-5IL-4,IL-5 活化活化活化活化,增殖增殖增殖增殖,分化分化分化分化再次再次应答答特异性B淋巴细胞应答第39页首次应答四个阶段首次应答四个阶段抗体浓度抗体浓度时间（天）时间（天）103总抗体量总抗体量潜伏期潜伏期IgGIgM首次抗原刺激首次抗原刺激再次抗原刺激再次抗原刺激潜伏期潜伏期对数期对数期平台期平台期下降期下降期 Ig M Ig G特异性B淋巴细胞应答第40页再次应答抗体产生特征：再次应答抗体产生特征：1.1.潜伏期短：大约为首次免疫应答潜伏期二分之潜伏期短：大约为首次免疫应答潜伏期二分之一。一。记忆性记忆性B B细胞膜分子表示类似于效应细胞，故细胞膜分子表示类似于效应细胞，故反应快速。反应快速。2.2.应答灵敏度高（所需抗原浓度低）：应答灵敏度高（所需抗原浓度低）：（1 1）记忆）记忆性性B B细胞表示高亲和力细胞表示高亲和力BCRBCR，可结合，可结合低剂量抗原低剂量抗原；（2 2）记忆性）记忆性B B细胞可强烈激活记忆性细胞可强烈激活记忆性T T细胞，并得细胞，并得到其辅助。到其辅助。特异性B淋巴细胞应答第41页再次应答抗体产生特征：再次应答抗体产生特征：3.3.应答强度大：应答强度大：记忆性记忆性淋巴细胞数量淋巴细胞数量 特异特异静止静止淋巴细淋巴细胞，所以，应答强度大，平台期抗体水平高（约胞，所以，应答强度大，平台期抗体水平高（约1010倍），倍），抗体维持时间长。抗体维持时间长。4.4.抗体以抗体以IgGIgG为主，为主，首次应答中已经历过抗体类别转换首次应答中已经历过抗体类别转换5.5.抗体亲和力高：抗体亲和力高：再次应答中，仅亲和力高再次应答中，仅亲和力高BCRBCR可竞争可竞争到抗原，并可到抗原，并可再次再次经历经历IgVIgV区基因区基因高频突变高频突变从而愈加，从而愈加增强增强IgIg亲和力亲和力。所以，抗原刺激。所以，抗原刺激次数越多次数越多，抗体，抗体亲和力亲和力越强越强。特异性B淋巴细胞应答第42页首次应答和再次应答首次应答和再次应答抗体浓度抗体浓度时间（天）时间（天）103总抗体量总抗体量潜伏期潜伏期IgGIgM首次抗原刺激首次抗原刺激再次抗原刺激再次抗原刺激潜伏期潜伏期对数期对数期平台期平台期下降期下降期 Ig M Ig G特异性B淋巴细胞应答第43页特征特征 首次应答首次应答 再次应答再次应答特异性B淋巴细胞应答第44页1.中和作用中和作用（细菌外毒素、病毒）（细菌外毒素、病毒）2.调理作用（吞噬细胞）调理作用（吞噬细胞）3.激活补体（激活补体（IgM、IgG)4.ADCC作用（抗体依赖性细胞介导）作用（抗体依赖性细胞介导）5.超敏反应（超敏反应（I、）效应分子效应分子抗体抗体 发挥免疫效应：发挥免疫效应：第四节体液免疫应答效应第四节体液免疫应答效应特异性B淋巴细胞应答第45页特异性B淋巴细胞应答第46页识别识别抗原抗原细胞细胞产生产生效应效应CD4+效应效应机制机制CD8+体液免疫体液免疫 细胞免疫细胞免疫特异性B淋巴细胞应答第47页免疫应答产生和发展规律免疫应答产生和发展规律TBTTBTTTB特异性B淋巴细胞应答第48页特异性B淋巴细胞应答第49页1.B1.B细胞活化双信号细胞活化双信号2.2.抗原受体编辑和抗体亲和力成熟抗原受体编辑和抗体亲和力成熟3.B3.B细胞对细胞对TDTD抗原与抗原与TITI抗原应答区分抗原应答区分4.TD4.TD抗原应答中抗原应答中B B细胞与细胞与T T细胞相互作用细胞相互作用5.5.体液免疫应答普通规律体液免疫应答普通规律6.6.首次应答与再次应答中抗体产生区分首次应答与再次应答中抗体产生区分重点内容重点内容特异性B淋巴细胞应答第50页