医学免疫学-T淋巴细胞介导的适应性免疫应答

上页退出下页返回退出第十二章T淋巴细胞介导的适应性免疫应答[e-mail]主讲人：陆春雪南华大学医学免疫学教研室上页退出下页返回退出免疫应答(immuneresponse)：指免疫系统识别和清除抗原的整个过程。1、分类：固有免疫（先天性免疫/非特异性免疫）适应性免疫（获得性免疫/特异性免疫）---细胞免疫应答：由T细胞介导---体液免疫应答：由B细胞介导上页退出下页返回退出2、适应性免疫应答的基本过程：识别阶段活化、增殖和分化阶段效应阶段上页退出下页返回退出3、免疫应答发生的场所：外周淋巴器官或组织免疫应答起始过程：病原体等Ag进入血流或淋巴液→被APC捕获、处理→携带至外周淋巴器官的T细胞区（淋巴结副皮质区或脾小动脉周围淋巴鞘等）→将抗原提呈给T细胞→免疫应答上页退出下页返回退出第一节T细胞对抗原的识别抗原识别：初始T细胞表面的TCR与APC表面的Ag肽：MHC分子复合物(pMHC)的特异结合，称为抗原识别(antigenrecognition)。上页退出下页返回退出TCR识别Ag的特点：1、TCRαβ识别APC表面的Ag肽:MHC分子复合物(pMHC)2、TCR识别Ag肽的MHC限制性上页退出下页返回退出*MHC限制性T细胞在识别APC提呈的抗原时，不仅识别抗原肽,还须识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子。TCRαβ链同时识别APC表面的抗原肽(T细胞表位)APC表面的MHC分子(MHC限制性)TCR的MHC限制性识别示意图外源性抗原APC摄取、加工、处理形成Ag肽-MHCII类分子复合物表达于APC表面，供CD4+T细胞识别内源性抗原APC加工、处理形成Ag肽-MHCI类分子复合物表达于APC表面，供CD8+T细胞识别一、APC向T细胞提呈抗原的过程上页退出下页返回退出二、APC与T细胞的相互作用（一）T细胞与APC的非特异结合Tcell—AMAPCAM配基—结合（可逆、短暂）—TCRAg肽:MHC分子—AM与其配体结合的作用：促进和增强T细胞表面TCR特异性识别和结合Ag肽LFA-1、CD2ICAM-1、LFA-3可逆过程，筛选特异性Ag肽:MHC的过程上页退出下页返回退出（二）T细胞与APC的特异结合若TCR识别相应的Ag肽:MHC分子复合物（pMHC）后，则T细胞与APC特异结合CD3传递抗原活化信号至胞内LFA-1构象改变，与ICAM-1亲和力增高稳定、延长APC与T细胞的结合诱导抗原特异性T细胞的激活、增殖上页退出下页返回退出免疫突触（Immunologicalsynapse）TCR-pMHC位于T细胞表面独特区域的中央，周围是一圈LFA-1-ICAM-1等相互作用的粘附分子。功能：（1）增强TCR与pMHC相互作用的亲和力；（2）促进T细胞信号转导分子的相互作用、信号通路的激活等上页退出下页返回退出CD4和CD8分子：增强TCR与pMHC结合的亲和力协同刺激分子：维持和加强T细胞与APC的直接接触为T细胞活化提供协同刺激信号上页退出下页返回退出上页退出下页返回退出MatureDCsextendpolarizedmembraneextensionstowardTcellsduringpriming上页退出下页返回退出第二节T细胞的活化、增殖和分化活化信号1(抗原特异性信号)活化信号2(协同刺激信号)细胞因子(IL-1、IL-2等)也是T细胞充分活化并增殖的重要条件一、T细胞活化涉及的分子上页退出下页返回退出（一）T细胞活化的第一信号(抗原特异性信号)Th细胞表面TCR特异性识别Ag肽/MHC复合物产生的信号。CD3和辅助受体（CD4或CD8）分子的胞质段尾部聚集激活酪氨酸激酶CD3分子ITAM中的酪氨酸磷酸化上页退出下页返回退出CD3和辅助受体（CD4或CD8）分子的胞质段尾部聚集激活酪氨酸激酶CD3分子ITAM中的酪氨酸磷酸化上页退出下页返回退出（二）T细胞活化的第二信号(协同刺激信号)APC表面粘附分子与T细胞表面相应配体结合，促进APC与T细胞直接接触，产生T细胞活化的协同刺激信号。上页退出下页返回退出•活化的T细胞（ICOS)----APC(ICOSL)上页退出下页返回退出上页退出下页返回退出*T细胞获得信号1，但缺乏信号2，则为无能(anergy)或发生凋亡。*通过阻断或加强活化信号2,可抑制或增强免疫应答。上页退出下页返回退出上页退出下页返回退出重要的正性共刺激分子：CD28/CD80,CD86促进IL-2基因转录和稳定IL-2mRNA,明显促进IL-2合成。重要的负性共刺激分子：CTLA-4/CD80,CD86限制T细胞过度激活。上页退出下页返回退出活化的APC和T细胞分泌IL-1、IL-2、IL-6、IL-12、IFN-γ等多种细胞因子激活T细胞（三）细胞因子促进T细胞充分活化细胞因子促进T细胞充分活化上页退出下页返回退出1．受体交联→膜表面TCR位置及构象改变*Lck和Fyn蛋白活化*CD3ζ链酪氨酸磷酸化2．PTK（蛋白酪氨酸激酶）活化：Src家族（P56lck、P59fyn及ZAP-70)二、T细胞活化的信号转导途径和靶基因上页退出下页返回退出PLC（磷脂酶C）-γ活化途径：（了解）PIP2水解IP3DAG胞内Ca2+浓度升高钙调磷酸酶蛋白激酶（PKC）转录因子活化上页退出下页返回退出Ras-MAP激酶活化途径（了解）Ras-GDP(失活状态)Raf蛋白活化MAP激酶活化Ras-GTP(激活状态)GRB-2活化m-SOS活化转录因子活化上页退出下页返回退出T细胞活化信号转导，使转录因子（NFAT、NF-ΚB、AP-1）活化，进入核内与靶基因调控区结合，增强启动子活性细胞增殖与分化有关的基因转录二、T细胞活化的信号转导途径和靶基因上页退出下页返回退出编码T细胞效应分子基因：1、早期：核转录因子（NFAT、NF-κB等）2、中期：多种CKs及其受体基因表达（最重要：IL-2及IL-2R）。通过自分泌和旁分泌作用，诱导T细胞增殖、分化。T细胞活化涉及的靶基因上页退出下页返回退出3、晚期：与细胞分裂有关的转铁蛋白分子表达MHCII类分子表达迟现抗原、黏附分子基因表达上页退出下页返回退出三、抗原特异性T细胞克隆性增殖和分化静止（初始）T细胞表达中亲和力IL-2R（βγ）T细胞活化表达高亲和力IL-2R(αβγ)，并分泌IL-2分化为效应T细胞(Th、CTL)T细胞克隆增殖IL-2与IL-2RT细胞增殖上页退出下页返回退出IL-12、IL-2IFN-γIL-4Th0Th3（Treg)：负调节TGF-,IL-4,10初始CD4＋TTh1：主要介导细胞IRTh2：主要介导体液IRIL-1β、IL-6Th17：固有免疫、炎症发生Tfh再次免疫应答1、CD4＋T细胞的增殖分化Tm再次免疫应答IL-21、IL-6三、抗原特异性T细胞克隆性增殖和分化上页退出下页返回退出(CD4+T细胞前体)上页退出下页返回退出2、CD8＋T细胞的增殖和分化(1)Th细胞依赖性：靶细胞协同刺激分子表达低(2)Th细胞非依赖性：靶细胞（DC）协同刺激分子表达高A：经活化信号1、2激活的Th细胞分泌IL-2ABB：经活化信号1激活的CTL细胞表达IL-2R→IL-2与IL-2R相互作用使CTL克隆扩增Th细胞依赖性机制一A、经活化信号1、2激活的Th细胞促使APC表达B7等协同刺激分子ABB、表达协同刺激分子的APC提供活化信号1、2激活CTL→分泌IL-2IL-2与IL-2R相互作用使CTL克隆扩增Th细胞依赖性机制二上页退出下页返回退出高表达协同刺激分子的病毒感染DC，可直接刺激初始CD8+T合成IL-2、增殖分化。（2）Th细胞非依赖性方式A、病毒感染的DC细胞持续性高表达B7分子，从而提供活化信号1、2，激活CTL并使其分泌IL-2B、IL-2与IL-2R相互作用使CTL克隆扩增ABTh细胞非依赖性机制上页退出下页返回退出Th1分泌IFN-,IL-2,IL-12,TNF等迟发型(Ⅳ型)超敏反应细胞Ir抗胞内感染和抗肿瘤一、Th细胞的效应功能（一）Th1细胞的生物学活性第三节T细胞的免疫效应和转归上页退出下页返回退出IFN-IL-2IL-12MφNKCTLIFN-：促进Th1分化和抑制Th2TNF：靶细胞凋亡IFN-、IL-2、IL-12上页退出下页返回退出（1）激活MφIFN-γ：促进表达MHC-II，活化Mφ；活化Th1表达CD40L，与Mφ上CD40结合，活化Mφ；1、Th1细胞对Mφ的作用（2）诱生并募集Mφ：Th1细胞产生IL-3、GM-CSF、TNF-α、LTα、MCP-1等细胞因子。上页退出下页返回退出活化Mφ的效应：①杀伤胞内寄生病原体；②进一步增强Th1细胞效应；③分泌多种炎症细胞因子，引起以单个核细胞浸润和组织损伤为主要特征的慢性渗出性炎症。上页退出下页返回退出2、Th1对淋巴细胞的作用分泌IL-2：促进Th1、CTL等增殖，放大免疫效应；分泌IFN-γ：促B细胞产生具有强调理作用的抗体，增强Mφ对病原体的吞噬。3、Th1对中性粒细胞的作用分泌TNF-α、LT：活化中性粒细胞，促进其杀伤病原体。上页退出下页返回退出上页退出下页返回退出（二)Th2细胞的生物学活性Th2分泌IL-4,56,9,10,13辅助B细胞介导的体液Ir抗胞外菌感染速发型(Ⅰ型)超敏反应抗寄生虫感染分泌IL-4,5上页退出下页返回退出（三)Th17细胞的生物学活性分泌IL-17，IL-22,IL-21,刺激上皮细胞、内皮细胞和Mφ等分泌多种细胞因子，参与炎症反应和某些自身免疫病的发生。①分泌IL-8，MCP-1募集活化中性粒和单核细胞②分泌G-CSF、GM-CSF刺激骨髓产生并活化中性粒和单核细胞③分泌IL-1、IL-6、TNF-α诱导局部炎症上页退出下页返回退出（四)Tfh的效应分泌IL-21，表达CD40L和ICOS与B细胞表达的CD40和ICOSL相互作用，辅助B细胞在生化中心存活、增殖，促进B细胞分化为浆细胞、抗体类别转换及抗体亲和力成熟。上页退出下页返回退出1、效-靶细胞结合:效应性CTL高表达黏附分子，有效结合相应表达相应配体的靶细胞。效-靶细胞紧密接触，CTL胞质内的骨架结构、胞质颗粒等向靶细胞接触部位重新排列和分布2、CTL的极化：3、致死性攻击：特异性直接杀伤靶细胞，使靶细胞裂解凋亡。二、CTL细胞的效应功能（一）CTL细胞的效应过程效-靶细胞的结合上页退出下页返回退出CTL释放穿孔素、颗粒酶、颗粒溶解素、淋巴毒素等细胞裂解FasL-Fas途径细胞凋亡直接特异性杀伤靶细胞（二）CTL杀伤靶细胞机制上页退出下页返回退出CTL释放穿孔素在靶细胞膜上形成孔道（G=T细胞颗粒，Go=高尔基体，M=线粒体，N=核）CTL表达FasL诱导靶细胞凋亡活化的CTL表达FasLFas-FasL相互作用诱导靶细胞凋亡FasL病毒感染的靶细胞上页退出下页返回退出CTL杀伤靶细胞的特点:CTL杀伤靶细胞具有抗原特异性，且受MHC-I类分子限制；CTL能够连续杀伤表达相同抗原肽/MHC-I复合物的靶细胞，杀伤效率高。上页退出下页返回退出上页退出下页返回退出上页退出下页返回退出三、特异性细胞免疫的主要生物学效应(一)抗胞内寄生微生物感染;(二)抗肿瘤;(三)免疫损伤作用（1）参与迟发型超敏反应;（2）参与移植排斥反应;（3）杀伤自身组织细胞→自身免疫病。上页退出下页返回退出（一）效应T细胞的及时抑制和清除1.Treg的免疫抑制作用2.活化诱导的细胞死亡（activation-inducedcelldeath,AICD)四、活化T细胞的转归上页退出下页返回退出(二)记忆性T细胞(memoryTcell，Tm)来源：T细胞进行克隆扩增后有部分细胞分化为Tm(CD45RA-CD45RO+)；特点：再次遇到相同抗原后，可迅速活化、增殖、分化为效应T细胞，产生更快、更强、更有效的再次免疫应答。