第四章 免疫应答

学习目标

1．掌握免疫应答的概念、适应性免疫应答的基本过程。

2．熟悉抗体产生的一般规律及意义。

3．了解免疫耐受概念及诱导免疫耐受产生的条件。

第一节 免疫应答的概念、类型及基本过程

一、免疫应答的概念

免疫应答（immune response, IR）是指机体受抗原刺激后，免疫活性T细胞、B细胞识别抗原，发生活化、增殖、分化、产生免疫物质，发挥特异性免疫效应的过程。

免疫应答的生物学意义是：及时清除体内抗原性异物，保持内环境的相对稳定，但在异常情况下，机体可产生过强的免疫应答造成组织损伤引起超敏反应，或破坏自身免疫耐受引起自身免疫性疾病；在免疫应答功能低下时，表现为抗感染和抗肿瘤功能降低。

二、免疫应答的分类

机体的免疫应答可分为固有免疫应答和适应性免疫应答。固有免疫又称为天然免疫或非特异性免疫（见第五章）；适应性免疫又称获得性免疫或特异性免疫，此类免疫应答主要由免疫活性细胞（T细胞、B细胞）特异性识别抗原后，所产生的效应在机体抗感染和其他免疫学机制中发挥主导作用。

根据参与的细胞类型和效应机制的不同，适应性免疫应答分为B细胞介导的体液免疫和T细胞介导的细胞免疫。

三、适应性免疫应答的基本过程

抗原经血流进入脾脏或经淋巴循环进入淋巴结后，可被巨噬细胞、树突状细胞或并指状细胞等抗原提呈细胞捕获，经加工、处理后以抗原肽-MHC-Ⅰ类/Ⅱ类分子复合物的形式表达在细胞表面，供免疫活性细胞识别，B细胞分化为浆细胞，通过抗体发挥体液免疫；T细胞分化为效应T细胞发挥细胞免疫效应。其基本过程分为三个阶段。

（一）抗原提呈与识别阶段

抗原提呈与识别阶段又称感应阶段，指抗原提呈细胞（APC）捕获、加工、处理、提呈抗原和特异性淋巴细胞（T、B细胞）识别抗原后启动活化阶段。

（二）活化、增殖、分化阶段

指T、B细胞识别抗原后，在细胞因子参与下，活化、增殖、分化，产生致敏T细胞（Tc、TDTH）或浆细胞的阶段。

这一阶段中，小部分活化的T、B细胞停止分化，成为T记忆细胞和B记忆细胞。它们具有免疫记忆功能，当再次接触相同的抗原时，能迅速增殖、分化为效应淋巴细胞，发挥特异性免疫应答。

（三）效应阶段

效应阶段是指浆细胞合成并分泌抗体，发挥特异性体液免疫阶段和致敏T细胞通过直接杀伤靶细胞的细胞毒作用、释放淋巴因子引起炎症反应，发挥特异性细胞免疫作用阶段。

免疫应答具有特异性、多样性、记忆性、放大性、耐受性等特点。

第二节 B细胞介导的免疫应答

一、体液免疫发生机制

B细胞介导的免疫应答主要通过抗体发挥免疫作用，因抗体存在于血清等各种体液中，故称体液免疫。当病原生物等抗原进入机体时，B细胞可直接识别和结合抗原，或在APC和T细胞、细胞因子的协助下，活化、增殖、分化为浆细胞，产生和分泌抗体，由抗体与相应抗原结合后发挥多种生物学效，具有阻止细菌、病毒、毒素侵入敏感细胞的作用。

刺激B细胞产生免疫应答的抗原有TD抗原（胸腺依赖性抗原）和TI抗原（胸腺非依赖性抗原），但二者作用的机制不同。

（一）TD抗原诱导的体液免疫应答

大多数蛋白质抗原属于TD抗原，如病原微生物、组织细胞、血清蛋白等，诱导B细胞产生抗体需要依赖T细胞辅助，必须经APC加工、处理并提呈给辅助性T细胞（Th细胞），在Th细胞和细胞因子辅助下，B细胞活化、增殖、分化为浆细胞产生抗体发挥免疫效应。

（二）TI抗原引起的体液免疫应答

TI抗原分为两型，TI-1抗原（如细菌脂多糖、聚合鞭毛素等）和TI-2抗原（如荚膜多糖和D-氨基酸聚合物等）。TI抗原与TD抗原相比，TI抗原能直接刺激B细胞活化，不需要依赖T细胞的辅助，不需要APC细胞加工处理；在免疫应答过程中不产生记忆B细胞，故TI抗原激发的体液免疫应答无再次应答现象。

大多数胞外菌有胞壁多糖（属于TI-2抗原），能抵抗吞噬细胞对细菌的直接吞噬作用。B细胞不需要依赖T细胞的辅助，对此类TI-2抗原产生免疫应答所产生的抗体，能特异性结合相应细菌，使之易被吞噬杀灭。对于机体而言，具有重要的生理意义。

二、抗体产生的一般规律

（一）初次应答

机体在初次接受抗原刺激后，需有一定的潜伏期，才能在血液中出现抗体。潜伏期的长短与抗原的性质、剂量、进入机体的途径等因素有关，一般为1～2周（疫菌注射后为5～7天、类毒素为2～3周）。初次应答产生的抗体含量低，在体内持续时间短，首先出现的抗体为IgM，当IgM快消失时，才出现IgG。

（二）再次应答

又称回忆反应。机体对抗原初次应答后，间隔数周、数月或数年后，再次受到相同抗原的再次刺激时，在初次应答过程中形成的记忆性B细胞能迅速、高效的产生特异性应答，仅需2～3天就产生抗体，且抗体含量高（主要是IgG），持续时间较长。

抗体产生的一般规律（图4-1），在临床上具有实际指导意义：①在传染病的预防上，接种疫苗或类毒素应在该病流行季节来临前的时间内进行；为获得最佳的预防效果，一般接种2次或2次以上，严格按计划免疫程序来进行预防接种。②在疾病的诊断上，检测血清中特异性IgM，用来某种病原微生物早期感染诊断依据，如在恢复期血清抗体效价比早期高4倍或以上，具有诊断意义。

第三节 T细胞介导的免疫应答

T细胞介导的免疫应答是指T细胞接受抗原刺激后，转化为效应T细胞而发挥免疫效应，也称细胞免疫。病原生物等抗原物质进入机体内，被巨噬细胞等抗原提呈细胞摄取，经加工处理后以抗原肽的形式提呈给T细胞，使T细胞活化、增殖、分化为效应T细胞（主要是Tc、TDTH）。当遇到相应抗原时，效应T细胞可直接杀伤靶细胞，或通过释放细胞因子、激活巨噬细胞，杀伤胞内病原菌。

细胞免疫清除的抗原多为胞内寄生的病原体和细胞抗原（如肿瘤、移植的组织细胞）。由致敏T细胞发挥抗菌（结核杆菌、麻风杆菌、伤寒杆菌等病原菌）、抗病毒（如麻疹病毒等）、抗真菌（如白色念球菌等）、抗寄生虫（胞内寄生虫如疟原虫等）的感染和杀瘤效应等。也参与Ⅳ型超敏反应、移植排斥反应、某些自身免疫病的发生等。

刺激T细胞产生免疫应答的抗原常由TD抗原引起，在多种免疫细胞协同下完成免疫应答。参与细胞免疫应答的细胞主要包括APC、具有免疫调节作用的细胞和效应T细胞。

介导细胞免疫的T细胞主要是其亚群Tc（细胞毒性T细胞）和TDTH（迟发性变态反应性T细胞）。当T细胞受相应抗原刺激时，主要通过致敏的Tc和TDTH细胞发挥细胞免疫效应。

（一）致敏Tc细胞的细胞毒作用

致敏Tc（CTL）细胞的抗原受体与靶细胞表面抗原特异性结合时，致敏TC细胞释放穿孔素（是存在于效应TC细胞内的一种蛋白质，又称溶细胞素），在Ca2+存在的条件下，穿孔素插入靶细胞膜内，形成管状多聚穿孔素，因而造成靶细胞内电解质及大分子物质外流，水分子和Na+进入胞内，导致靶细胞溶解破坏。其杀伤的靶细胞主要为病毒感染的细胞、肿瘤细胞和移植的组织细胞。

（二）TDTH细胞介导的炎症反应

致敏TDTH细胞与相应抗原结合后，释放多种具有生物活性的淋巴因子（LK），其主要作用是在免疫应答过程中起到调节、扩大体液免疫和细胞免疫。某些淋巴因子吸引以单核细胞、巨噬细胞、淋巴细胞浸润为主的炎症反应，发挥细胞免疫功能。TDTH细胞介导的细胞免疫，在抗胞内病原菌感染发挥重要作用，但常伴有不同程度的组织损伤（Ⅳ型超敏反应）。

第四节 免疫耐受

免疫耐受是指机体免疫系统在接受某种抗原刺激后，产生对该抗原的特异性无应答状态，又称为负免疫应答。已形成免疫耐受的机体，再次接受同种抗原时仍不发生免疫应答，但对其他抗原可具有正常的免疫应答能力。它有别于免疫抑制或免疫缺陷所致的非特异性免疫抑制或无反应。

一、诱导免疫耐受的条件

自身抗原或外来抗原均可诱导产生免疫耐受，这些抗原称为耐受原。同一抗原物质可以是耐受原，也可以是免疫原。抗原物质进入机体能否诱导产生免疫耐受主要取决于抗原的理化性状、剂量、进入机体的途径和个体遗传等因素，同时，也与免疫系统的成熟程度有关。

（一）抗原的理化性状与剂量

一般而言，小分子、可溶性、单体蛋白易诱导产生免疫耐受，如多糖、脂多糖和人丙种球蛋白等多为耐受原；诱导耐受所需抗原剂量根据抗原的种类、耐受细胞类型、生物种属等因素有所不同。小剂量抗原和大剂量抗原均可诱导免疫耐受，但也存在差异，如TD抗原无论剂量高低均可诱导T细胞产生耐受。高剂量TI抗原才能诱导B细胞产生耐受。

（二）抗原进入机体的途径

一般认为，口服或经门静脉进入机体的抗原易诱发免疫耐受，腹腔注射次之，皮下和肌肉注射最难。

（三）免疫系统的成熟程度

机体在胚胎期或新生儿期因免疫系统发育不成熟，易建立免疫耐受。成年期使用免疫抑制剂使免疫系统处于抑制状态时，易形成免疫耐受，但经一定时期后免疫耐受状态可消失。

二、免疫耐受的意义

正常机体对自身组织不发生排斥，这种自身免疫耐受使机体免疫系统形成稳态及维持正常生理机能。若自身免疫耐受被破坏，将导致自身免疫病；若对肿瘤细胞、病原微生物等产生免疫耐受，则会导致机体抗肿瘤、抗感染免疫功能低下，易患肿瘤和持续感染。在实践中若能诱导机体对移植组织或变应原产生免疫耐受，则可防止移植排斥反应和超敏反应。因此，研究免疫耐受的形成对认识疾病和控制疾病具有重要意义。

思考题

1．说出免疫应答的概念、免疫应答各阶段的特点。

2．何谓细胞免疫和体液免疫及免疫耐受？

3．简述抗体产生的一般规律及其意义。

（徐芳）