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外周血淋巴细胞分类
淋巴细胞是构成免疫系统的主要细胞类别,占外周血白细胞总数的20%~45%,成年人体内约有个淋巴细胞。淋巴细胞可分为许多表型与功能均不同的群体,如T细胞、B细胞、NK细胞、LAK细胞等,T细胞和B细胞还可进一步分为若干亚群。淋巴细胞在免疫应答中起核心作用。
一、T淋巴细胞
T淋巴细胞(Tlymphocyte)简称T细胞。T细胞起源于骨髓造血干细胞,在胸腺素及胸腺微环境影响下分化成熟为T细胞,故T细胞又称胸腺(Thymus)依赖性淋巴细胞。
1.T细胞的分化发育
淋巴样前体细胞进入胸腺之初尚未表达T细胞表面标志但表达末端脱氧核苷转移酶,被称为前胸腺细胞。它们在胸腺微环境中的胸腺基质细胞(TSC)及其分泌的细胞因子和胸腺激素作用下,逐渐分化为成熟T细胞。
实验证明:来自小鼠胚胎或骨髓的祖T细胞进入胸腺后,其发育需经过阳性选择和阴性选择,才能成为成熟的T淋巴细胞。
T细胞发育的阳性选择早期胸腺细胞位于胸腺皮质,表达CD2和CD5分子,但不表达CD4和CD8分子,为双阴性细胞(doublenegativecell,DN)。随着胸腺细胞向皮质深层迁移,同时发生TCRαβ基因重排和表达,从而使CD4-CD8-细胞免于凋亡,并促使其逐渐发育为CD4+、CD8+双阳性细胞(doublepositivecell,DP)。DP细胞的表面标志为TCR+、CD2+、CD3+、CD4+、CD8+亦称为前T细胞。
DP细胞继而经历由TCRαβ介导的阳性选择过程。若DP细胞的TCRαβ能与胸腺皮质细胞表面MHC-II或MHC-I类分子以适当亲和力结合,即继续分化为CD4+或CD8+单阳性细胞(singlepositivecell,SP):与基质细胞表面MHC-I类分子结合的DP细胞其CD8表达水平增高,CD4表达水平下降直至丢失;与MHC-II分子结合的DP细胞其CD4表达水平增高,CD8表达水平下降直至丢失。若DP细胞不能与MHC分子有效结合或发生高亲和力结合,则在胸腺皮质中发生凋亡,或称程序性死亡。仅约5%DP细胞经历阳性选择而存活。这种选择过程赋予成熟CD4-CD8+细胞具有识别自身MHC-I类分子复合物的能力,而CD4+CD8-T细胞则具有识别MHC-II类分子复合物的能力,此乃T细胞获得MHC限制性的基础。
T细胞发育的阴性选择经历阳性选择的T细胞还须通过阴性选择,才发育为成熟的、能识别外来抗原的T细胞。位于胸腺皮质与髓质交界处的树突状细胞(dendriticcell,DC)和巨噬细胞均高表达MHC--I和MHC-II类抗原,MHC分子与自身抗原结合成复合物。通过阳性选择后的胸腺细胞若能识别此自身抗原-MHC分子复合物,即被激活而发生程序性死亡,或成为无能细胞,而不能识别该复合物的胸腺细胞则能继续发育。由此,胸腺细胞通过阴性选择而获得对自身抗原的耐受性。
经历上述与MHC有关的选择过程,T细胞才分化为成熟的、具有MHC限制性、可识别抗原异物的CD4+CD8-或CD4-CD8+单阳性细胞,即具有免疫功能的成熟T细胞,进而离开胸腺迁移到外周血液中,并移居于周围淋巴器官,行使细胞免疫功能。
成熟T细胞具有两个基本特性:①TCR识别抗原受MHC限制:经过阳性选择,T细胞不仅特异性识别已经APC加工处理的抗原肽,而且须同时识别与抗原肽结合成复合物的MHC分子;②T细胞库对自身抗原具有耐受性:经过阴性选择,T细胞一般不对自身MHC分子或与之结合的自身抗原分子产生应答,即所谓自身耐受现象。
2.T细胞的表面标志
表面标志包括表面受体和表面抗原。表面受体是指细胞表面能与相应配基结合的结构,表面抗原是指用特异性抗体检测的表面标志。T细胞表面受体和表面抗原主要有:
(1)T细胞抗原受体(Tcellantigenreceptor,TCR)
TCR为T细胞特异性识别抗原的受体,也是所有T细胞的特征性表面标志。在T细胞表面,TCR与CD3分子呈非共价键结合,形成TCR-CD3复合体。TCR乃由α、β或γ、δ两条糖蛋白链以二硫键连接组成的异二聚体,具有两种形式,即TCRαβ和TCRγδ。
TCRαβ:由α链及β链组成,与免疫球蛋白分子结构类似,其膜外部分各含有2个Ig样结构域,一个为膜近端的恒定区,另一个为膜远端的可变区。α链和β链的可变区分别由V-J-C及V-D-J-C基因片段重排后所编码,从而形成具有不同特异性的TCR分子,由此决定T细胞识别抗原的多样性和特异性,并对环境中千变万化的抗原产生特异性应答。TCRαβ+T细胞占外周血T细胞90%以上。TCR通常仅能识别APC膜表面MHC分子/抗原多肽复合物,而不能直接识别可溶性抗原分子,此是与B细胞识别抗原的主要不同之处。TCR的膜内端很短,不具备传递信号的条件,在抗原识别过程中,CD3分子负责将抗原信号传入T细胞内,在其他共刺激分子(如CD28)的协同作用下,使之活化。
TCRγδ:由γ和δ链组成,其基因重排与TCRαβ相似。编码γ和δ链的V基因片段较少,但TCRγδ具有更丰富的连接多样性。TCRγδ+T细胞多见于胸腺内早期T细胞(CD4—CD8—TCRγδ+),末梢血中仅有2%~7%的CD3+T细胞表达TCRγδ,主要分布于皮肤和粘膜下,具有非特异性杀伤功能,参与免疫防御。
(2)绵羊红细胞受体:
又称E受体(CD2分子),是人类T细胞特有的重要表面标志之一。在一定的实验条件下,T细胞与绵羊红细胞结合可形成玫瑰花样的花环,称E花环,该实验称为E花环形成试验。常用于检测外周血T细胞的数量,可间接反映机体免疫功能。正常人外周血淋巴细胞E花结形成率约为60%~80%。
(3)促分裂原受体:
促分裂原是指能非特异性剌激细胞发生有丝分裂的物质。在免疫学中主要指多克隆刺激T、B淋巴细胞增殖分化的物质。包括植物血凝素(PHA)、刀豆蛋白A(Con-A)、美洲商陆(PWM)。T细胞表面有PHA-R、Con-A-R及PWM-R,接受相应促分裂原刺激,发生有丝分裂,淋巴细胞转化为母细胞。据此,在体外建立淋巴细胞增殖(转化)试验,在一定程度上该试验可反映T细胞的免疫功能。正常人T细胞转化率可在60%~80%。
(4)细胞因子受体(CKR):
多种细胞因子可参与调节T细胞的活化、增埴和分化。细胞因子通过与T细胞表面的相应受体结合而发挥调节作用,包括IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-6R及IL-7R等。
(5)病毒受体:
CD4分子除了作为TCR识别抗原的受体,可与APC表面MHC-II类分子的非多态区结合外,亦是HIV包膜gp的受体,故HIV可选择性感染CD4+T细胞,导致获得性免疫缺陷综合征(AIDS)的发生。
(6)MHC抗原:
所有T细胞均表达MHC-I类分子,人T细胞被激活后还可表达MHC-II类分子,故MHC-II类分子的表达是T细胞活化的标志。MHC抗原参与T细胞对抗原的识别。
(7)白细胞分化抗原:
是以抗多种白细胞表面抗原的单克隆抗体进行分类整理,并以分化群(clusterofdiffertiation,CD)统一命名,应用分化群抗体所鉴定的抗原称为分化抗原(CD抗原或CD分子)。最早以OKT单克隆抗体系统进行鉴定。T细胞表面主要CD抗原(分子):
CD3分子:是由鼠抗人CD3单克隆抗体识别鉴定。主要存在于外周成熟T细胞和部分未成熟T细胞表面。它与T细胞受体(TCR)以非共价键结合形成TCR-CD3复合受体分子,可将TCR与抗原结合所产生的活化信号传递到细胞内。
CD4和CD8分子:分别由CD4和CD8单克隆抗体识别鉴定。外周T细胞只表达CD4或CD8一种分子。藉此可将外周T细胞分为不同的亚群。CD4和CD8分子与MHC-II类或I类分子有高度亲和性,是MHC-II类或I类分子的受体。它们可加强和稳定T细胞表面TCR与抗原呈递细胞或其它靶细胞表面非己抗原肽-MHC分子复合物的结合,并有助于活化信号传递。
3.T细胞亚群:
T细胞是不均一的群体,目前根据T细胞表面标志和免疫功能可将其分为若干亚群,TCRα?、CD3和CD2分子是外周T细胞共有的标志。目前将具有CD4分子的T细胞称CD4+T细胞,它识别抗原受MHC-II类分子限制。将具有CD8分子的Tc细胞和Ts细胞称为CD8+T细胞。Tc细胞识别抗原受MHC-I类分子限制。
CD4+T细胞:辅助性T细胞(helpTcell,TH)包括TH1和TH2细胞。TH1细胞与抗原接触后,可通过释放IL-2、IFN-α、TFN-β等因子,引起炎症反应或迟发型超敏反应,TH1细胞又称为炎性T细胞;TH2细胞可通过释放IL-4、5、6、10等因子,诱导B细胞增殖、分化、分泌抗体,引起体液免疫应答。
CD8+T细胞:主要包括细胞毒T细胞(Tc或CTL)和抑制性T细胞(Ts)。Tc细胞为细胞免疫效应细胞,经抗原致敏后,可特异性杀死带致敏抗原的靶细胞,如肿瘤细胞和感染了病毒的组织细胞。抑制性T细胞(Ts,其存在尚有争议)具有抑制体液免疫和细胞免疫的功能,通过分泌抑制性细胞因子和IFN-γ,抑制体液免疫和细胞免疫。
二、B淋巴细胞
B淋巴细胞是前B细胞在人和哺乳类动物骨髓或禽类法氏囊中分化、发育成熟的淋巴细胞。
1.B细胞在骨髓内的分化发育
分为始祖B细胞(pro-B),前B细胞(pre-B)、不成熟B细胞、成熟B细胞四个阶段。B细胞在骨髓中发育过程是抗原非依赖性的,在外周免疫器官中发育过程为抗原依赖性的。在外周免疫器官中,不成熟B细胞与TI抗原应答,只能合成分泌IgM类抗体,无免疫记忆现象。
2.B细胞的表面标志
B细胞的表面受体和表面抗原主要有:
(1)B细胞抗原受体:
B细胞抗原受体(Bcellreceptor,BCR)是镶嵌于细胞膜类脂质分子中的Ig,称为膜表面Ig(membraneimmunoglobulin,mIg)。B细胞表面BCR与另外的膜分子Igα、Igβ链结合为复合体,有利于信号传递,活化B细胞。BCR既是B细胞表面受体,又是表面抗原,它能与抗Ig抗体特异性结合,因此可用荧光素标记抗Ig抗体检测B细胞图。(2)IgGFc受体:
是B细胞表面能与IgGFc段结合的结构,称FcγR。该受体不是B细胞特有的标志,其它免疫细胞如中性粒细胞、NK细胞、巨噬细胞和其它抗原呈递细胞表面也可表达。在不同细胞上表达的FcγR具有不同作用。吞噬细胞如中性粒细胞和巨噬细胞可通过表面的FcγR介导调理吞噬作用;NK细胞通过FcγR介导抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibodydependentcellmediatedcytotoxicity,ADCC)。由于FcγR可与IgG抗体与抗原形成的免疫复合物结合,促进对B细胞的活化、增殖与分化产生调节作用。
(3)补体受体: