免疫學和免疫學檢驗:第二節(jié)　淋巴細胞

參與應(yīng)答的細胞（免疫細胞)可以分為三大類：第一類是指在免疫應(yīng)答過程中起核心作用的免疫活性細胞，即淋巴細胞；第二類是指在免疫應(yīng)答過程中起輔佐作用的單核－巨噬細胞；第三類是指單純參與免疫效應(yīng)的其他免疫細胞。由于免疫細胞的種類較多。為便于初學者掌握，將常用的細胞簡稱和略語列于表4-3。

淋巴細胞（lymphocyte)是受免疫系統(tǒng)的主要細胞，按其形成大小可分為大（11～18μm)、中（7～11μm)、小（4～7μm)三類；按其性質(zhì)和功能可分為T細胞、B細胞和NK細胞。不同類型的淋巴細胞很難從形態(tài)學上分辨，只能通過其不同的表面標志和不同的反應(yīng)性進行區(qū)分。

一、T細胞

T細胞是在胸腺中成熟的淋巴細胞，故稱胸腺依賴性淋巴細胞（thymus-dependentlymphocyte)，簡稱T淋巴細胞或T細胞，是血液和再循環(huán)中的主要淋巴細胞。

（一)T細胞的表面標志

在T細胞發(fā)育的不同階段，細胞表面可表達不同種類的分子，這些分子與細胞功能有關(guān)，也可作為簽別T細胞甩其活化狀態(tài)的表面標志。

1．T細胞受體（Tcellreceptor，TCR)又稱T細胞抗原受體，可表達于所有成熟T細胞表面，是T細胞識別外來抗原并與之結(jié)合的特異受體。TCR由α和β兩個肽鏈組成，兩肽鏈之間由二硫鍵連接，其結(jié)構(gòu)和功能均類似IgG分子的一個Fab段。α鏈與IgG的輕鏈相似，由V、J和C區(qū)3個基因片段重組的基因進行編碼；β鏈類似于IgG重鏈的V區(qū)和CH1區(qū)，由V、D、J和C區(qū)4個基因片段重組的基因進行編碼。在T細胞發(fā)育過程中，編碼α及β鏈的基因經(jīng)歷突變和重排，因此TCR具有高度的多態(tài)性，以適應(yīng)千變?nèi)f化的抗原分子。

與B細胞表面的Ig分子一樣，TCR能特異性地與抗原結(jié)合。與Ig分子不同的是，TCR一般只結(jié)合與MHC分子連接的抗原，這是由于TCR與抗原的結(jié)合力較弱，并且常常只有α鏈或β鏈單獨表達的緣故。TCR識別抗原的這種特點構(gòu)成了MHC限制性的基礎(chǔ)。TCR與抗原結(jié)合后不能直接活化T細胞，而是依賴與其鄰接的CD3分子向細胞內(nèi)部傳遞活化信息；CD4和CD8分子能夠協(xié)同和加強這種作用。

一小部分成熟T細胞的表面TCR不是由α/β鏈組成，而是由γ/δ鏈組成；γ/δ鏈與α/β鏈有高度同源性，而且δ基因正好位于α基因的位點上，其意義仍然不甚明確。

2．簇分化抗原（clusterofdifferentiation，CD)T細胞在分化成熟過程中，不同的發(fā)育階段和不同亞類的淋巴細胞可表達不同的分化抗原，這是區(qū)分淋巴細胞的重要標志。所以1986年世界衛(wèi)生組織命名委員會建議應(yīng)用CD系列來統(tǒng)一命名白細胞分化抗原，包括淋巴細胞和其它白細胞。目前已經(jīng)鑒定出CD抗原70余種，部分重要CD抗原列在表4-1。

表4-1部分CD抗原及其分布和性質(zhì)

T細胞主要的CD抗原有以下幾類。

（1)CD2：分子量約49kD的糖蛋白，表達于全部人T細胞和NK細胞表面；由3種抗原性不同的分子（CD2-1，CD2-2，CD2-3)組成。CD2-1及CD2-2表達于靜止細胞表面，CD2-3表達于活化的T細胞表面。應(yīng)用抗CD2-2及抗CD2-3可直接活化靜止的T細胞，這是成熟T細胞活化的旁路途徑。CD2是粘附分子之一,順抗原遞呈過程中起輔助作用。CD2分子還可與綿羊紅細胞（SRBC)結(jié)合，又稱綿羊紅細胞受體。在一定條件下，將外周血淋巴細胞與SRBC混合，則血T細胞能結(jié)合若干SRBC，染色后在顯微鏡下觀察呈玫瑰花環(huán)狀，故稱E花環(huán)形成試驗；臨床上可用于測定外周血T細胞總數(shù)。

（2)CD3：為6肽復合分子，表達在全部T細胞表面，是T細胞共同的表面標志。CD3分子與TCR分子緊密連接，但CD3分子的肽鏈伸入胞漿的部分比TCR長得多，所以CD3可將TCR與抗原結(jié)合所產(chǎn)生的活化信號傳遞到細胞內(nèi)部并激活細胞；因此應(yīng)用抗CD3單克隆抗體也可直接活化T細胞。CD3與TCR的關(guān)系見圖4-5。

（3)CD4/CD8：是相互關(guān)聯(lián)、但意義不同的2個分子，是T細胞亞群的表面標志。表達CD4的主要是輔助性T細胞，表達CD8的主要是細胞毒性T細胞。CD4和CD8分子可增強CD3-TCR對MHC抗原的親和力，CD4分子增強對MHCⅡ類抗原的結(jié)合，CD8分子則增強對MHCⅠ類抗原的結(jié)合。在再次免疫應(yīng)答中，由于TCR-CD3與外來抗原-MHC復合分子結(jié)合的親和力提高，即使細胞表面的CD4或CD8分子丟失，亦可發(fā)生免疫應(yīng)答。

圖4-5TCR與CD3結(jié)構(gòu)及相關(guān)性示意圖

（4)其他CD分子：CD7也是T細胞的共同標志，而且較早地出現(xiàn)在細胞表面，還可發(fā)現(xiàn)在NK細胞和少數(shù)其他淋巴樣細胞前體上。某些T細胞亞群（T_H)表達CD28，該分子可傳遞同刺激信號，與細胞活化相關(guān)。

3．其他表面標志主要包括以下幾類：

（1)組織相容性抗原：T細胞主要表達MHCⅠ類抗原，個別活化的T細胞可表達MHCⅡ類抗原；MHC及其意義見第六章。

（2)致有絲分裂原受體：致有絲分裂原（mitogen)簡稱絲裂原，可通過相應(yīng)受體刺激靜止期淋巴細胞轉(zhuǎn)化為淋巴母細胞，發(fā)生有絲分裂而增殖。絲裂原種類很多，常見的有植物血凝素（phytohemagglutinin，PHA)、刀豆素A（concanavalinA，ConA)等。因此可利用PHA和ConA等活化T細胞，也可借此進行淋巴細胞轉(zhuǎn)化試驗，判斷細胞免疫的功能狀態(tài)。

（3)病毒受體：淋巴細胞表面還存在病毒受體，例如麻疹病毒受體和人類免疫缺陷病毒（HIV)受體等，通過這類受體，病毒可以選擇性地感染某個T細胞亞群；例如HIV可以通過CD4感染輔助性T細胞引起艾滋病。

另外，T細胞表面尚有多種白細胞介素受體（見第五章)、綿羊紅細胞受體（CD2)、整合素（integrin)受體、轉(zhuǎn)鐵蛋白（transferrin)受體等；還有多種粘附分子，例如LFA-1和CD2等；這些均與T細胞活化有一定的相關(guān)性。

（二)T細胞的亞群及其功能

雖然T細胞有表達TCR和CD2、CD3、CD7等共性，但這是一個非均zxtf.net.cn/wszg/一性的復雜群體；可以分化為表達不同CD分子、具有不同免疫活性的亞群（subset)，其中較為明確的兩個亞群是輔助性T細胞和細胞毒性T細胞。T細胞的這種分化是不可逆的。

1．輔助性T細胞（helpTcell，T_H)是能夠幫助B細胞分化成抗體產(chǎn)生細胞和放大細胞免疫應(yīng)答的一個細胞群，表達CD4但不表達CD8。T_H活化后可釋放細胞因子，可以調(diào)節(jié)T細胞、B細胞、單核－巨噬細胞和其他免疫細胞的活性。T_H表面的CD4分子主要是與MHCⅡ類分子相關(guān)，而不是與輔助功能相關(guān)；因此部分CD4⁺細胞有細胞毒活性，而某些CD8⁺細胞有輔助作用。

根據(jù)產(chǎn)生細胞因子的不同，T_H可被分成3型：T_H1，T_H2和T_H0。T_H1產(chǎn)生IL-2和IFNγ，可以增強細胞免疫應(yīng)答，促進B細胞合成IgM和IgG2，活化巨噬細胞；T_H2產(chǎn)生IL-4和IL-5，增強IgG1和IgE的合成，增加局部和循環(huán)中嗜酸性粒細胞的數(shù)量；T_H0產(chǎn)生中述4類細胞因子，兼具T_H1和T_H2的生物活性。不同的抗原誘導的免疫應(yīng)答可以由不同類型的T_H控制，例如蠕蟲感染的免疫應(yīng)答由T_H2控制，導致IgE血清水平升高和嗜酸性粒細胞數(shù)量增加；而原蟲（如利什曼原蟲)感染的免疫應(yīng)答則由T_H1控制，產(chǎn)生細胞免疫應(yīng)答和清除原蟲的感染。

免疫應(yīng)答的控制選擇和T_H類型分化的機制目前尚不清楚，但細胞發(fā)育過程中的局部環(huán)境可影響細胞的分化，例如已經(jīng)證明IL-4可促進T_H2應(yīng)答，而IFNγ可抑制T_H2型應(yīng)答。

2．細胞毒性T細胞（cytotoxicTcell，Tc或CTL)能特異性溶解靶細胞的一個細胞亞群，表達CD8但不表達CD4。Tc能夠殺傷所有表達MHCⅠ類分子并向其遞呈抗原的靶細胞；這種殺傷是抗原特異性的、NHCⅠ類分子限制性的和卓有成效的。Tc細胞在殺傷一個細胞后，可以轉(zhuǎn)向另一個靶細胞，反復行使這種殺傷功能。因此Tc細胞在抗病毒感染、抗腫瘤免疫、移植排斥反應(yīng)和某些自身免疫病中起重要作用。

3．其他T細胞亞群以往的免疫學文獻曾描寫過其他重要的T細胞亞群，但隨著免疫學技術(shù)的進步，這些亞群很難得到證實或者已證明是別的亞群。

（1)抑制性T細胞（suppressorTcell，Ts)：被描述為專門行使免疫抑制作用的T細胞亞群。當1960年首次報道某些淋巴細胞有免疫抑制作用以后，30多年來有大量的文獻描述了Ts的活性，但至今沒有人分離出只有免疫抑制作用的特征性T細胞群。所以目前認為：所謂抑制性T細胞，可能就是T_H1，因為T_H1除了能引起細胞免疫應(yīng)答外，它分泌的IFNγ還可抑制IgG1的產(chǎn)生。

（2)遲發(fā)型超敏反應(yīng)性T細胞（delayed-typehypersensitivityTcell，T_DTH)：被描述為可引起遲發(fā)型超敏反應(yīng)的T細胞。有關(guān)喧個亞群的文獻資料相對少些，更無人證明存在專門誘導遲發(fā)型超敏反應(yīng)的T細胞群。實際上，遲發(fā)型超敏反應(yīng)就是由T_H和Tc所引起的。

（3)γ/δT細胞：表面TCR由γ和δ鏈組成、而非通常α/βzxtf.net.cn/rencai/鏈的細胞群。這群細胞數(shù)量很少，不超過T細胞總數(shù)的5％；它們可以是CD4^－/CD8^－，也可以是CD4^－/CD8⁺；具有細胞毒活性，也能釋放細胞因子；在皮膚中存在較多，其意義有待進一步證明。

（三)T細胞的發(fā)育與分布

T細胞來源于骨髓干細胞，在胸腺內(nèi)發(fā)育成熟。遷移至胸腺的初期，這些胸腺細胞只表達T細胞系的早期特征CD2和CD7，不表達CD4或CD8，稱為雙陰性胸腺細胞。在此期間，TCR基因開始重排；當重排的結(jié)果產(chǎn)生了α和β鏈時，TCR和CD3便開始低水平地協(xié)同表達在細胞表面。這時CD4和CD8也開始表達，并且同時出現(xiàn)在細胞膜上，這樣的細胞稱為雙陽性胸腺細胞。

因雙陽性胸腺細胞已經(jīng)表達TCR和CD3，故能夠識別與自身MHC連接的抗原；但是這時的TCR刺激不是誘導細胞增殖，而是誘導細胞凋亡（見第七章)。由于在此期間能遇到的抗原通常都是自身物質(zhì)，所以死亡的細胞基本上都是自身反應(yīng)細胞。這種現(xiàn)象稱為陰性選擇（negativeselection)。另一方面，能識別非自身抗原的雙陽性細胞得以繼續(xù)發(fā)育，其TCR和CD3分子的表達增強，并且丟失CD4或CD8分子中的一個，分化為只表達CD4或CD8的單陽性胸腺細胞，即成熟的T細胞。這種選擇稱為陽性選擇（positiveselection)。T細胞在胸腺內(nèi)的主要發(fā)育特點見圖4-6。難以理解的是，陽性選擇時并沒有外來抗原與TCR結(jié)合，而且所選擇的非自身反應(yīng)性細胞卻也能識別自身的MHC。

圖4-6T細胞在胸腺內(nèi)的發(fā)育過程

成熟的T細胞離開胸腺進入血循環(huán)，分布于外周免疫器官的胸腺依賴區(qū)，例如淋巴結(jié)的副皮質(zhì)區(qū)等，受抗原刺激后參與免疫應(yīng)答。T細胞是淋巴細胞再循環(huán)的主要細胞，在血液中約占60％～70％，在淋巴結(jié)約占65％～85％，在胸導管中占90％以上。當胸腺發(fā)育不全時，T細胞發(fā)育受阻，外周血淋巴細胞顯著減少，外周淋巴器官的胸腺依賴區(qū)萎縮。

二、B細胞

B細胞是在鳥類法氏囊或其同功器官（骨髓)內(nèi)發(fā)育成熟的細胞，因此稱為法氏囊或骨髓依賴的淋巴細胞（bursaorbonemarrowdependentlymphocyte)，簡稱B淋巴細胞或B細胞。B細胞受抗原刺激后可產(chǎn)生抗體的漿細胞。

（一)B細胞的表面標志

1．表面免疫球蛋白（surfaceimmunoglobulin，SLg)是B細胞最具特征性的表面標志。成熟B細胞膜表面表達SIgM和SigD，早期B細胞只表達SIgM分子；SIg的肽鏈結(jié)構(gòu)與Ig相同，但SIgM是單體分子。一個B細胞表面可有上萬個SIg分子，其特異性都與細胞分泌的Ig分子相同。由于細胞在分化過程中基因突變和Ig基因重排的結(jié)果，一個正常人體內(nèi)至少有3×10⁶個可產(chǎn)生不同抗體分子的細胞克隆。SIg的功能是為B細胞表面的抗原受體，可與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合，并將抗原作內(nèi)攝處理。這種受體介導的結(jié)合是B細胞捕獲抗原的主要方式。

SIgM或SIgD分子的羧基端插入細胞膜，但只有幾個氨基酸的深度；所以象TCR一樣，SIg自身不能獨立地向細胞內(nèi)傳遞刺激信號，必須依賴與其緊密相關(guān)的其他兩種跨膜糖蛋白棗Ig-α和Ig-β。這兩種蛋白靠二硫鍵連在一起，各有一個大的肽段伸入細胞漿，因此可以象T細胞表面的CD3協(xié)同TCR一樣輔助SIg向細胞內(nèi)傳遞刺激信號。

2．MHC和CD抗原成熟的B細胞表面表達MHCⅡ類分子，這可使B細胞作為抗原遞呈細胞，與其免疫活性相關(guān)（詳見第七章)。

B細胞在分化成熟過程中可表達不同的CD分子，其中某些可作為B細胞的標志，某些還與細胞功能相關(guān)。CD10只出現(xiàn)在B前體細胞，CD19從原始至成熟的B細胞都存在，而CD22只在成熟B細胞表達，都是經(jīng)常檢測的標志；CD21和CD35是補體受體；CD23和CD32則是Ig的Fc受體；CD40可與T_H細胞上的配體相結(jié)合，從而接受T_H的輔助作用。

3．其他標志及作用

（1)Fc受體：B細胞表面有IgG的Fc受體（CD32)，與B細胞活性有關(guān)。Fc受體還可與抗體包被的紅細胞相結(jié)合形成EAC玫瑰花環(huán)，是鑒別B細胞的傳統(tǒng)方法之一。

（2)補體受體：CR表達于成熟B細胞的表面，CR1可與C3b和C4b結(jié)合，促進B細胞活化或抑制補體活化；CR2受體（CD21)可與C3d結(jié)合，同時也是EB病毒的受體。

（3)絲裂受體：B細胞的致有絲分裂原主要是脂多糖（LPS)，受絲裂原活化后B細胞也可以分化增殖。

另外，B細胞表面還有多種細胞因子（如IL-1，IL-2，IL-4，和IFNγ等)的受體，與不同細胞因子的結(jié)合可使B細胞產(chǎn)生相應(yīng)的生物活性。B細胞與T細胞的比較見表4-2。

表4-2T細胞、B細胞與NK細胞的性狀比較

（二)B細胞的分化成熟

人和哺乳動物B細胞的產(chǎn)生、發(fā)育和成熟均在骨髓中完成，這個過程伴隨著一系列的胞內(nèi)基因和表面標志的變化（圖4-7)。

圖4-7B細胞發(fā)育過程及表面特征

B祖細胞（pro-Bcell)只表達CD10、CD19的末端脫氧核苷轉(zhuǎn)移酶（TdT)，這個時期的主要變化是重鏈基因重排；重排的失敗率占50％，不成功的重排導致細胞死亡。成功的重排可導致產(chǎn)生重鏈μm，存放于粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中；重鏈μm可與未重排輕鏈基因產(chǎn)物化替輕鏈（surrogatelightchains)相結(jié)合，所形成的臨時復合物能轉(zhuǎn)移到細胞膜上；這種轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的信號使重鏈基因重排停止，表面臨時復合物消失，細胞發(fā)育進入下一階段。

B前體細胞（pre-Bcell)在進入成熟前不再分裂增殖，這時期的主要變化是輕鏈基因重排。重排的基因產(chǎn)生κ或λ鏈，與已有的重鏈結(jié)合形成4肽的IgM單體，并轉(zhuǎn)移到細胞膜上。這一信號使細胞進入成熟期，永久性地失去Ig基因重排的能力；因此受抗原刺激后增殖的所有分子代細胞均產(chǎn)生與SIg同樣特異性的抗體分子。成熟B細胞還表達其他表面標志。例如IgD、歸巢受體、MHCⅡ類分子、CD22、CD23和CD40等。

（三)B細胞的亞群和分布

不同克隆的成熟B細胞表達不同特異性的抗原受體，自然地體現(xiàn)了它們之間的差別，但是很難找到其他的顯著標志（例如象T細胞的CD4和CD8那樣)將B細胞分成幾個亞群。近年來發(fā)現(xiàn)一小部分成熟B細胞表達CD5，這些細胞多與自身反應(yīng)（產(chǎn)生自身抗體)相關(guān)；CD5還發(fā)現(xiàn)在幾乎所有慢性淋巴性白血病細胞上。

未成熟B細胞都在骨髓內(nèi)，成熟初期仍留在骨髓2～3天，待表面標志表達完全后便離開骨髓進入血循環(huán)，分布到外周免疫器官的非胸腺依賴區(qū)。B細胞在血液中約占20％～30％，在胸導管中不超過10％，在淋巴結(jié)中約占15％～35％，在脾中數(shù)量最多，可達60％。B細胞受抗原刺激后可在外周免疫器官中繼續(xù)增殖分化為漿細胞，分泌抗體（詳見第七章)。

三、自然殺傷細胞

自然殺傷細胞（naturalkiller，NK)可非特異性殺傷腫瘤細胞和病毒感染細胞的淋巴樣細胞。目前對NK細胞的了解尚不甚清楚，但其免疫學潛能值得進一步探討。

（一)NK細胞的一般特征

NK細胞形體較大，含有胞漿顆粒，在形態(tài)上獨具特色。NK細胞表面沒有TCR和CD3等T細胞標志，也沒有SIg和CD40等B細胞標志，因此曾被稱為無標志細胞或裸細胞(nullcell)。NK細胞表達CD56，可作為細胞的系統(tǒng)標志；與單核－巨噬細胞一樣表達CD16等分子，與其殺傷功能相關(guān)。

NK細胞也來源于骨髓前體細胞，其發(fā)育地點和分化過程尚不明確；但其發(fā)育環(huán)境和分化顯然不同于T細胞和B細胞，因為T和B細胞聯(lián)合免疫缺陷時NK細胞可正常；而T和B細胞正常時可有NK細胞缺陷。

NK細胞的數(shù)量較少，在外周血中約占淋巴細胞總數(shù)的15％，在脾中約3％～4％，也可發(fā)現(xiàn)在肺、肝和腸粘膜；但在胸腺、淋巴結(jié)和胸導管中罕見。

（二)NK細胞的活性和功能

1．自然殺傷活性NK細胞的主要活性是殺傷腫瘤細胞和病毒感染細胞；與Tc細胞不同，這種殺傷不需要TCR識別靶細胞上的抗原，也不需要識別靶細胞上的MHC分子，因此可以在靶細胞暴露的早期行使殺傷功能，不需要事先的抗原致敏，所以稱為自然殺傷。

自然殺傷的識別機制尚不清楚。一種重要的觀點是NK細胞表面可表達兩型受體：一為刺激型，可傳遞信號使細胞釋放IFNγ和THFα等細胞因子，從而殺傷細胞；另一為相反作用的抑制型。當NK細胞只表達刺激型受體時才有殺傷作用�，F(xiàn)已知抑制型受體是一種稱為Ly-49的膜表面分子，它的配體是MHCⅠ類分子；當細胞表達Ⅰ類分子旺盛時，NK細胞便失去自然殺傷的能力。

2．細胞因子活化的殺傷作用NK細胞的殺傷活性可通過某些細胞因子（例如IL-2)的誘導而顯著增強，這樣的細胞稱為淋巴因子活化的殺傷細胞（lymphokine-activatedkiller，LAK)。外周血單個核細胞在含IL-2的培養(yǎng)基中孵育便可得到LAK細胞，NK細胞是其主要成分。用LAK細胞治療腫瘤是頗有潛力的一種生物療法。

3．抗體依賴的殺傷作用NK細胞表面有IgG的Fc受體（CD16)，因此亦可通過抗體的媒介活化NK細胞，殺傷抗體包被的靶細胞，這種特殊的活性稱為抗體依賴性細胞介導的細胞毒作用（antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity，ADCC)。在這種情況下，對靶細胞的識別選擇取決于特異性抗體。