树突状细胞与抗原加工

第6章树突状细胞与抗原加工

树突状细胞狗

来源猫

结构牛

亚群羊

不成熟的树突状细胞鼠

成熟的树突状细胞其他抗原加工细胞

耐受诱导巨噬细胞

DC1和DC2细胞B细胞

其他树突状细胞群其他细胞

胸腺树突状细胞外源抗原的加工

滤泡树突状细胞内源性抗原的加工

产生干扰素的树突状细胞交叉反应的启动（priming）

家畜体内的树突状细胞组织细胞增多症和组织细胞瘤

猪

先天性免疫可破坏侵入的微生物。当入侵的微生物流行性特别低时，先天性免疫能发挥很好的作用，并能很快将其从体内清除掉。但是，当组织不适或组织受损时，炎症就不是一个安全的过程。如果机体要进行有效的防御，动物必须有一个防御体系，可以自动检测并清除侵入的生物，而不损伤组织和产生不适的相关炎症。同样需要保证消灭所有侵入的微生物。这就是获得性免疫系统的任务。

为了激发机体产生获得性免疫反应，外源物应首先被捕获、加工并以正确的方式提呈给可识别的细胞。在这一过程中，第一步反应就是抗原加工细胞的责任。

抗原加工细胞被吸引至炎性部位，并被引发炎症的同一刺激原激活。的确，树突状细胞和巨噬细胞都是先天性免疫的哨兵（sentinel）细胞和有效的抗原加工细胞。这就意味着抗原加工过程与先天性防御清除侵入微生物的过程可同时进行。当侵入的微生物被清除后，机体若受到相同微生物的第二次攻击，免疫防御得到加强。

抗原加工包括将抗原分子分解为小的多肽片段。然后，这些多肽随后黏附到特异的抗原提呈分子（MHC分子）上。抗原－MHC复合物被输送到细胞表面，其可被淋巴细胞识别。有两种不同的MHC 分子－MHC1和MHC2，其分别结合不同类型的抗原。当抗原片段结合了淋巴细胞的特定受体后，刺激机体产生获得性免疫反应（特异性免疫反应）。一些淋巴细胞（称为T细胞）只对正确加工的抗原片段反应。这是因为T细胞必须受到源于抗原加工细胞的信号刺激。

引发机体产生获得性免疫的微生物有两种截然不同的类型。首先，外源微生物如细菌从外界进入机体，并在组织和细胞外液中生长繁殖。这样的抗原称为外源性抗原，且由特异性的抗原加工细胞对其进行加工。第二种类型的侵入生物是在细胞内生长繁殖，例如，病毒侵入细胞后，迫使细胞合成新的病毒蛋白。合成新病毒蛋白的细胞将这些内源性抗原加工、并提呈给致敏细胞。

有三种细胞可提呈、加工外源性抗原，分别是树突状细胞、巨噬细胞和B细胞，其中最为有效的是树突状细胞（图6－1）。

图6－1 三种主要的抗原加工细胞：B细胞、树突状细胞和巨噬细胞。其中只有树突状细胞可活化幼稚性辅助性T细胞，并激发免疫反应。（B细胞、抗原、巨噬细胞、树突状细胞、幼稚辅助性T 细胞、致敏的辅助性T细胞、细胞活化并产生细胞因子）

树突状细胞

树突状细胞是一个细胞家族，可向T细胞提呈抗原，还不清楚是否具有其他的功能。确实，在这种作用中，树突状细胞比巨噬细胞和B细胞至少多出现100次。树突状细胞可吸收多种不同抗原，包括死的微生物、组织液当中的可溶性抗原、将死细胞释放的抗原，并将其提呈给免疫细胞。树突状细

胞是唯一种可激活从未接触过抗原的T细胞（幼稚性T细胞）的抗原加工细胞，是激活初次免疫反应所必须的。

起源

树突状细胞（DCs）是由髓样干细胞产生（图6－2）。未成熟的DC迁移至全身，在每一种组织形成格子样网。除了大脑、眼睛、睾丸外，其他器官都发现有DCs。特别是DCs可永久性存在于能遇到侵入微生物的淋巴结、皮肤、黏膜表面等地方，如果没有遇到抗原，则在2－4天内死亡。

图6－2 树突状细胞的起源。所有的树突状细胞都是从骨髓干细胞分化而来，但其又可从骨髓和淋巴样祖细胞分化而来。这两种主要的DC亚群具有不同的性质和作用。（骨髓干细胞、淋巴样先祖细胞、髓样先祖淋巴细胞、B细胞、T细胞、NK细胞、淋巴样树突状细胞、单核细胞、粒性白细胞、骨髓样DC）

结构

DC的主要特征是有相对较小的细胞体和长的伪足。伪足要比细胞本身长很多倍，称为树突（图6－3）。人们认为树突增加抗原捕获的能力，也使DC与其他细胞的接触面最大。

图6－3 小猪淋巴结中的一个树突状细胞的电子扫描照片。有相对小的细胞体和大量的长的树突（×4000）。

亚群

依据DC起源、定位和功能的不同将其分群。人类有两个主要的DC亚群――髓样DC和淋巴样DC（图6－2和6－4）。髓源DC包括朗格罕氏细胞（上皮DCs）和其他组织中的树突状细胞，都是由血单核细胞转变而来。血液和淋巴器官中的是淋巴样DCs。

图6－4树突状细胞起源于两种不同的祖细胞，且其特性取决于在体内分布的位置。两个主要的功能亚群是DC1和DC2细胞。（骨髓干细胞、淋巴样祖细胞、髓样祖细胞、细胞质细胞、DC2、单核细胞、DC1、小肠内DC、朗格罕氏细胞）。

鼠类至少有三个DC亚群：髓样DCs、淋巴样DCs和朗格罕氏细胞。髓样DCs、中性粒细胞和单核细胞起源于同一祖细胞，而淋巴样DCs是由淋巴样干细胞分化而来。两个不同种类的细胞亚群有不同的细胞表面标志、分泌不同的细胞因子和行使不同的功能。

朗格罕氏细胞是上皮内的特异性树突状细胞，捕获、加工渗入皮肤的抗原（图6－5），包括毒性常春藤树脂或由静脉注入的抗原如蚊子的唾液。朗格罕氏细胞影响皮肤免疫反应的发生，如迟发性超敏反应和过敏接触性皮炎（第29章）。朗格罕氏细胞含有特异性的颗粒――称为birbeck颗粒。

图6－5 位于狗上皮中层内的红染细胞是朗格罕氏细胞，波形蛋白强染。其树突延伸至上皮细胞之间。

血单核细胞是组织巨噬细胞和髓样DCs的祖细胞。产生那种细胞类型取决于单核细胞成熟时所遇到的细胞因子以及细胞间的相互作用。在分化后期之前，每一种细胞类型可转变为其他类型的细胞。家畜的髓源（单核细胞）猪、牛、马、鸡和狗都有其特征性的树突状细胞，并具体描述了猪、牛、狗和猫的朗格罕氏细胞。在鼠身上，只描述过淋巴样树突状细胞。

树突状细胞有不同的亚群，而最重要的分类则依据其成熟时的状态（图6－6）。不成熟的树突状细胞是专职、高效的抗原捕获细胞。当成熟后，树突状细胞就改变其作用特性，成为高度专业的且高效的抗原加工细胞。

图6－6 当树突状细胞成熟后，其功能发生了改变。不成熟的DC是专职的抗原捕获细胞。成熟的DC是抗原加工细胞。（髓样树突状细胞前体、不成熟的树突状细胞、细菌产物、炎性介质、细胞因子、淋巴器官、抗原提呈、高表达MHC分子、低FcR、高CD40/CD80/CD86/IL-12、成熟的DC、组织抗原吸收、加工、低MHCⅡ、高FcR、低CD40/CD80/CD86/IL-12）

不成熟的DC

许多新产生的DC从骨髓经血液进入淋巴，最终到达淋巴结或组织。在此的DC作为“前哨”细胞，其作用就是捕获侵入机体的微生物。在其短暂的一生中，被认为是可任意使用的抗原捕获细胞。