第九章 细胞免疫及细胞相关抗原的清除

1. 第九章 细胞免疫及细胞相关抗原的清除 一、内源性抗原（Endogenous antigens） 病毒和胞内感染菌能够在细胞内生长，体液免疫对他们的作用极为有限，机体对这些抗原的免疫防御主要直接或见解地依赖于细胞免疫。此类由源自机体细胞内的外来抗原称为内源性抗原（endogenous antigen）。

2. 机体的细胞每时每刻都在合成蛋白质，被机体细胞所识别的蛋白质被分解为肽段，与MHC I类分子结合并移行到细胞表面，若肽段-MHC I类分子的复合物被T细胞表面的TCR分子识别并结合，则会启动免疫应答，在此同时，能对内源性抗原产生免疫应答的T细胞表达CD8分子，识别MHC I类分子；若肽段不能被TCR所识别，则不能激发免疫应答。

4. 二、细胞凋亡（Apoptosis） 任何多细胞生物都能进行细胞的更新，以维持组织器官的功能及生命活动，细胞死亡是一个渐进的生理过程，是一个非常精细的活动过程，即细胞死亡进程，这一进程必然会在细胞结构上发生相应的性质变化，这种结构特性的变化过程即称之为细胞凋亡（apoptosis），与细胞病理性死亡和坏死之间有显著的鉴别特征。其过程为： 核质靠近核膜—细胞失水皱缩—与周围细胞分离—核溶解—胞浆出芽—形成凋亡体—被吞噬细胞吞噬。

7. 细胞凋亡由多种因素激发，生长因子的减少（withdrawal of growth factor）是激发正常细胞凋亡的主要因素。 在免疫学上，一个重要的现象是T细胞介导的细胞毒性作用，许多微生物为了自己的目的会触发细胞凋亡过程，如弗氏志贺氏菌（Shigella flexneri）能导致被感染巨噬细胞的凋亡。

8. 在凋亡过程中，首先是Ca2+浓度的上升，导致酶活力增强，是细胞结构变化的始点，胞内DNAase裂解DNA，典型的特征是将染色体DNA 裂解为大量约200bp的小片段分子。此外，蛋白酶等酶的活性也提高。

11. 三、细胞毒性T细胞的反应 （Cytotoxic T cell responses） CD8+T细胞识别表达内源性抗原的细胞，启动免疫应答，导致该细胞的凋亡，因此，这类细胞称为细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell，Tc）。Tc通过破坏病毒感染细胞（virus-infected cell）、肿瘤细胞（cancer cell）和移植器官（foreign organ grafts）来保护机体。

12. 尽管绝大多数细胞能够通过非常专一的信号触发细胞的凋亡过程，但Tc细胞能诱导任何被其识别的细胞的凋亡。Tc细胞所致的凋亡过程是一个严格的调空过程，对Tc细胞而言，有两种甚至三种相互作用的细胞参与，包括表达内源性抗原的靶细胞、引致凋亡的Tc细胞及Th1细胞。尽管绝大多数细胞能够通过非常专一的信号触发细胞的凋亡过程，但Tc细胞能诱导任何被其识别的细胞的凋亡。Tc细胞所致的凋亡过程是一个严格的调空过程，对Tc细胞而言，有两种甚至三种相互作用的细胞参与，包括表达内源性抗原的靶细胞、引致凋亡的Tc细胞及Th1细胞。 Tc细胞主要接受两种主要信号的刺激，第一种信号是源自Th1细胞的IL-2，IL-2与Tc细胞表面的受体结合激发产生更多的IL-2受体的表达。第二种信号来自Ag-MHC I复合物与TCR和CD8结合所产生的信号。这些信号的复合作用促使Tc活化。

14. Tc细胞一旦活化，通过两种途径使靶细胞凋亡，即穿孔素途径和CD95途径。这两种途径能解释所有Tc细胞的作用，因为，一旦失去这两种作用，Tc细胞将无活力可言。这两种途径的作用范围很小，因此，Tc细胞必须与靶细胞之间有物理学的接触。Tc细胞一旦活化，通过两种途径使靶细胞凋亡，即穿孔素途径和CD95途径。这两种途径能解释所有Tc细胞的作用，因为，一旦失去这两种作用，Tc细胞将无活力可言。这两种途径的作用范围很小，因此，Tc细胞必须与靶细胞之间有物理学的接触。

15. 四、穿孔素途径（The perforin pathway） • 黏附阶段 Tc细胞必须黏附到靶细胞上，才能触发细胞的凋亡， 即形成CD8、TCR 与MHC I-Ag的复合物。 除此之外，另一个信号来自CD28-CD86（靶细胞上的分子），业已证明能表达CD86分子的肿瘤细胞能更快地被Tc细胞所破坏。 CD2-CD48和CD11a/CD18-CD54(ICAM-1)之间的结合信号也有助于黏附。

17. 2. Tc细胞的内含物 Tc细胞的内含颗粒可分为两种，一种具有高电子密度，而另一种则呈空泡型。其内含物还包括穿孔素（perforin）和granzymes，都与第一种颗粒中的proteoglycans相结合，但对Tc细胞来说这两种颗粒都是必需的。

18. 穿孔素（perforin）：除在Tc细胞的浓染颗粒中发现外，NK细胞中也存在，但没有在巨噬细胞和粒细胞中发现。是能在靶细胞细胞膜表面聚合，形成环状结构的蛋白质，该蛋白质也称攻膜复合体（MAC）与补体的MAC类似。已有两种perforins被确定，即P1和P2，P1能形成大的损伤（16nm），P2形成小的损伤（5-7nm）。穿孔素（perforin）：除在Tc细胞的浓染颗粒中发现外，NK细胞中也存在，但没有在巨噬细胞和粒细胞中发现。是能在靶细胞细胞膜表面聚合，形成环状结构的蛋白质，该蛋白质也称攻膜复合体（MAC）与补体的MAC类似。已有两种perforins被确定，即P1和P2，P1能形成大的损伤（16nm），P2形成小的损伤（5-7nm）。

20. Granzymes：Granzymes是至少有11种血清蛋白酯酶组成一族蛋白酶，在第一种颗粒中占90%，一旦通过穿孔素进入靶细胞内，则触发细胞凋亡。Granzymes：Granzymes是至少有11种血清蛋白酯酶组成一族蛋白酶，在第一种颗粒中占90%，一旦通过穿孔素进入靶细胞内，则触发细胞凋亡。

21. 3. 死亡打击（The lethal hit） 靶细胞凋亡的启动称为死亡打击。 第一步：Tc细胞与靶细胞结合后的几分钟内，T细胞的颗粒和高尔基复合体向结合部位移动。 第二步：Tc与靶细胞结合并受到相应信号的刺激，T细胞在结合部位释放颗粒，被释放的颗粒与靶细胞接触，则迅速形成穿孔素聚合物，并将其插入靶细胞的细胞膜内，每一个MAC大约由12-18个穿孔素单体聚合而成。

22. 第三步：然后Granzymes进入靶细胞，往往通过穿孔素，以注入的方式进入。使靶细胞内的Ca离子浓度迅速上升，活化内源性DNAase，裂解DNA成为片段。第三步：然后Granzymes进入靶细胞，往往通过穿孔素，以注入的方式进入。使靶细胞内的Ca离子浓度迅速上升，活化内源性DNAase，裂解DNA成为片段。 实际上，在T细胞与靶细胞结合后的数秒钟内，靶细胞就呈现出凋亡的迹象，然后T细胞脱离靶细胞，去寻找下一个目标。

25. 五、CD95受体途径（The CD95 pathway） 在正常情况下，细胞的死亡也是一个免疫系统的应激过程，在动物发育过程中，须清除对自身有活性的淋巴细胞，CD8T细胞、淋巴因子（lymphokines）和TNF-α等都参与了这一过程。 CD95分子：一种分子量为45KD的跨膜糖蛋白，即CD95（fas），在这一过程中起关键作用，一旦结合CD95的信号导致细胞进入渐进死亡的程序。

26. CD95分子配体（CD95L）： CD95的配体是一个与TNF相关的跨膜蛋白，主要在活化的T细胞（主要为CD8细胞）和NK细胞表面表达。一旦CD95（靶细胞）与CD95L（T细胞）结合，就能触发细胞的死亡。因此，CD95L又称为致死因子（killing factor）。 CD95能介导T细胞介导的细胞毒性作用。CD95系统还能调节T细胞的发育，在胸腺中表达CD95的细胞被清除，而无该分子的细胞则发育成为成熟的T细胞，进入外周免疫器官。

27. 六、其他途径（Other pathways） TNF-β发挥类似于CD95L的功能，以两种方式起作用： 第一种 与T细胞膜上的称为LT β的蛋白结合形成复合物，在结合部位杀伤细胞。 第二种 分泌TNF与TNFR结合（靶细胞上），激发凋亡。

28. 七、细胞毒性作用的其他机制

31. 八、胞内菌的免疫