抗原呈递(Antigen presentation)是免疫反应中占据中心地位的生物过程,是非特异和特异免疫之间的纽带,是激活特异免疫系统的唯一机制。解释特异免疫之前,必须先搞清楚抗原呈递是什么。
什么是抗原呈递?抗原呈递就是细胞甲把搜集来的病菌抗原信息展示给细胞乙看,并在合适条件下激活细胞乙的过程。
在这个过程中,细胞甲叫做抗原呈递细胞(Antigen presenting cell,简称APC),体内共有三种抗原呈递细胞:树突细胞(dendritic cell),巨噬细胞和B细胞。
细胞乙就是T细胞,特异免疫系统的主力部队。
这三种抗原呈递细胞中,树突细胞是最强大最专一和最常见的呈递细胞,它没啥别的功能,一心一意呈递抗原。而对于巨噬细胞和B细胞来说,抗原呈递只是附加功能。所以我们就重点用树突细胞来描述抗原呈递过程。
为什么要呈递抗原?抗原呈递的目的是激活T细胞,T细胞是特异免疫系统的主力,所以抗原呈递就是特异免疫系统的激活机制。
和非特异免疫系统辨认的有限的病菌模式不同,病菌抗原五花八门,可以是病菌身上任何蛋白的任何一截。你如果想认得所有随机出现的英语单词,就必须有极大的词汇量作为基础。同样,特异免疫系统也必须有极其多样的辨别能力,才有可能被任何随机的抗原激活,这是特异免疫和非特异免疫的最大差别。
抗原呈递一旦成功,特异免疫系统就将正式进入战场!
让我们先来认识一下抗原呈递中起重要作用的细胞类型。巨噬细胞我们已经很熟了,就从树突细胞说起。
树突细胞,和巨噬细胞一样都来自于骨髓前体细胞,它携带可以辨别病菌普遍特征的受体,因而隶属非特异免疫系统,然而它却在特异免疫系统这里领工资,因为它的唯一功能就是携带病菌的抗原信息,长途跋涉从器官组织来到淋巴结,把信息呈递给特异免疫系统,并将它激活。
而免疫系统正规军,特异免疫系统,由两种细胞组成,T细胞和B细胞。二者分工协作,双剑合璧,旨在将细胞内外异物一网打尽。
T细胞,生于骨髓,长于胸腺,在脾脏和淋巴结驻军,通过血液和淋巴液运输。T细胞又分两大类,CD4和CD8 T细胞,功能各自不同。CD8 T细胞是体内的特种兵兼职业杀手,剑锋直指侵入细胞内部的病菌,其主导的免疫机制又称作细胞免疫。CD4 T细胞是免疫战略总设计师,决定战争的走向,刺激多种免疫细胞的活性。
B细胞,骨髓中出生成熟,和T细胞一样驻扎于体内的免疫器官脾脏和淋巴结,通过血液和淋巴液运输,是体内的抗体制造机器,专门负责肃清处于细胞外部的异物,其主导的免疫机制因此称作体液免疫。
说到抗原呈递,就必须复习一下我们已经聊过的细胞表面多肽抗原指纹和MHC蛋白。
抗原呈递细胞的表面就布满了MHC/多肽抗原指纹。
而在T细胞表面有一个T细胞受体(T cell receptor,TCR),它的任务就是和抗原呈递细胞表面的MHC/多肽复合物结合。
抗原呈递:图中左边T细胞的TCR和右边抗原呈递细胞的MHC/抗原复合物结合。
下面就是问题的关键了,每一个不同的T细胞都携带不同的T细胞受体,可以结合不同的MHC/多肽复合物。因此,体内有多少不同T细胞就决定了你能对多少病菌抗原产生免疫,T细胞库的数量和复杂性决定了一个个体的免疫能力。
一个特殊的病菌多肽很可能只激活亿万T细胞中的一个,但是一个就够了,因为它可以分裂增殖,一分为二,二分为四,,,直至无穷。
所以整个抗原呈递过程从粗线条看起来是这样的:病菌入侵以后,抗原呈递细胞将病菌吞入,然后在表面形成MHC/病菌多肽复合物,抗原呈递细胞顺着淋巴液迁移至引流淋巴结,在这里寻找携带可以辨认该病菌抗原的T细胞受体,一旦发现,就把该T细胞激活,这个细胞开始繁殖,形成大量后代,并进一步引发下游特异免疫反应。
来源:暮色仍苍茫 2020-06-01
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