11 体液免疫应答
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浆细胞大部分迁入骨髓,长时间持续 产生抗体。
48
四、记忆性B细胞的产生
生发中心的B细胞绝大多数发 生凋亡,存活下来的分化发育 为浆细胞或Bm,Bm离开生 发中心,进入血液,参与再循 环。 不产生Ig,再次遇到同一抗原, 可迅速活化,产生大量抗原特 异性Ab。
49
50
51
第二节 B细胞对TI抗原的免疫应答
36
2、亲和力成熟 (Affinity Maturation):在B细胞扩增过 程中,由于Ig基因V(D)J的高频突变, 使得宿主体内的抗原特异性抗体与抗原的 亲和力随着时间推移而逐渐增高的现象。
37
背景知识 (background)
亲和力(affinity):单效价分子之间的结合稳定性。 亲合力(avidity):多效价复合大分子之间结合的
效应: 吞噬和杀伤胞内微生物。
5
2、Th2的效应
IL-4,5,10,13:协助和促进B细胞增殖、分化为浆细胞, 产生Ab;
IL-4,13:促进IgE产生,与Eos和MC表面的Fcε结合,参与 I型超敏反应;促进Eos、MC等大量释放入血,刺激其生 长、分化,杀伤MØ不能杀伤的寄生虫;
CD40L:为B细胞活化提供第二信号; IL-10:抑制Th1应答。
低浓度时,诱导抗原特异性B细胞活化。
53
B细胞对TI-1抗原的应答
54
(二)B细胞对TI-2抗原的应答
1、具有适当间隔、高度重复的B细胞表位,可导致 BCR交联,多为细菌胞壁和荚膜多糖;
2、TI-2抗原表位密度过低,不足以激活;密度过 高,耐受;
3、仅激活成熟B细胞,主要是B-1细胞; 4、主要产生IgM抗体; 5、细胞因子可增强其应答,并发生IgM IgG类别转
效应: 吞噬和杀伤胞外寄生菌、寄生虫, 参与I型超敏反应。
6
3、Th17的效应
分泌IL-17,刺激上皮、内皮等细胞产生: (1)CXCL8/IL-8、CCL2/MCP-1:趋化Neu、Mo; (2)G-CSF、GM-CSF:活化并刺激骨髓产生更多Neu、Mo; (3)IL-1β、IL-6、TNF-α、PGE2:诱导局部炎症反应。
FDC B Cells
21
(五)TI抗原和TD抗原
TI Antigen and TD Antigen
• TI 抗原:不依赖Th细胞即产生抗体;
– TI-1:高浓度时,同时与BCR和丝裂原受体; – TI-2:适当间隔、高度重复的B细胞表位,造成
BCR交联。
• TD抗原:产生抗体时,依赖Th细胞帮助。
进入途径、佐剂及机体状态; 早期为低亲和力的IgM,后期以IgG为主; 抗体的高峰浓度低,维持时间短。
58
二、再次免疫应答(secondary response )
概念:初次应答所形成的记忆淋巴细胞再次接触相同 抗原后产生的迅速、高效、持久的应答。
特点:潜伏期短,约为初次免疫应答的一半; 所需抗原剂量低; 抗体浓度升高快; 高峰浓度高,维持时间长; 以高亲和力的IgG为主。
7
14
21
28
35
42
天数
63
三、体液免疫应答的效应
Effect of Humoral Immune Responses
产生大量的Ab产生细胞(即浆细胞);
15
B2 B细胞
• CD5-, sIgM+, sIgD+,通常所指的B细胞; • 占外周血淋巴细胞总数的30%; • 主要位于周围免疫器官的淋巴滤泡中; • 参与适应性免疫应答。
16
17
MHC Ⅱ
mitogen receptor
18
B2 细胞表面重要的膜分子
19 19
一、体液免疫应答简介
Humoral Immune Response
(一)概念:
外来抗原进入机体后,诱导抗原特异性B细胞活化、 增殖、分化为浆细胞,产生特异性抗体,存在于体液中, 发挥重要的免疫效应的过程。
(二)参与细胞:
抗体产生细胞:B1, B2; 多数情况下需要Th细胞辅助;
(三)发生部位:
淋巴结、脾脏、粘膜下淋巴组织。
20
(四)B细胞接触抗原的方式:
游离的抗原; 淋巴滤泡中的FDC通过Fc受体和补体受体捕获抗原, 长时间置于细胞表面,致敏B细胞。
7
4、Treg的效应及作用机制
8
Tc细胞活化的双信号
TCR+MHC I-Peptide complex (Signal 1) CD28+B7 or IL-2+IL-2R (Signal 2)
9
CTL的效应及杀伤机制
效应:杀伤病毒感染细胞、肿瘤细胞等。
机制: 1、穿孔素:打孔; 2、颗粒酶(丝氨酸蛋白酶):促发靶细胞凋亡; 3、FasL:启动靶细胞凋亡; 4、产生TNF等多种细胞因子:杀伤靶细胞; 5、产生多种趋化因子,吸引天然免疫细胞,杀伤 靶细胞。
22
TI 与 TD 抗原
TI-1 抗原 12
B1 细胞
TD 抗原
CD4
1 2
B2 细胞
CD40/CD40L
Th细胞
23
第一节 B细胞对TD抗原的免疫应答
一、B细胞对TD抗原的识别:
• BCR介导; • 抗原性质:蛋白质、多肽、核酸、多糖、小分子化合物 等;游离抗原,不需APC呈递,无MHC限制性。
1
细胞免疫应答由T细胞介导; T细胞不能识别游离抗原,而仅识别由APC 提呈的与特定分子结合的抗原肽。
2
细胞免疫应答的过程
(1)T细胞特异性识别抗原阶段; (2)T细胞活化、增殖和分化阶段; (3)效应性T细胞的产生及效应阶段。
3
Th细胞活化的三信号
• TCR+ MHCⅡ-Peptide complex (Signal 1) • CD28+B7 (Signal 2) • Cytokines+receptors (Signal 3) • CTLA-4(CD152)+B7 (negative regulation) • Th细胞的效应: Th1,Th2,Th17, Treg
4
1、Th1的效应
IL-2: 促进抗原特异性Th、CTL细胞活化;为部 分CTL活化提供第二信号;
IFN-γ: 活化MØ; 刺激B细胞产生IgG2a、 IgG3 (可以与三 种Fc γ 受体结合,有很强的免疫调理作用); 抑制Th2活化;
IL-3 、 GM-CSF:诱生、募集Mo/MØ; LT-α、TNF-α:活化Neu。
适应性免疫应答(Adaptive Immune Responses ):
T和B淋巴细胞因对抗原的特异识别而活化、增殖、分 化,形成效应细胞,通过其所分泌的抗体或者细胞因 子表现出一定生物学效应的过程。
– 细胞免疫应答(Cellular Immune Responses ): T细胞介导;
– 体液免疫应答(Humoral Immune Responses ): B细胞介导;抗体为主要效应分子。
24
BCR复合物(BCR complex)
抗原
抗原
25
二、B细胞活化的双信号模型
Two-signal model for B cell activation
第1信号
没有Th
B
细胞的帮助
IFN-γ, IL-4, IL-5
活性封闭
B
Th
活化
第1信号
第2信号
BCR /抗原
CD40/CD40L
26
(一)第一信号
稳定性。
38
亲和力与亲合力 Affinity and avidity
Ab1
Ab1
39
3、亲和力成熟的机制
(1)DNA复制中,Ig基因V(D)J外显子的超高频点突变; (2)抗原驱动的选择: B细胞增殖依赖于抗原刺激,亲和力
成熟程度与抗原量成负相关; (3)具有较高亲和力受体的突变克隆的扩增。
40
59
初次与再次体液免疫应答(1)
60
初次与再次体液免疫应答(2)
61
62
TI 抗原诱导的体液免疫应答 Humoral Response induced by TI antigen
抗 原
100000
特 异
10000
性
血 1000
清
抗 100
体
滴
10
度
(
1
初Baidu Nhomakorabea免疫
再次免疫
IgM
IgM
Log
)
0
0
换;产生的IgG具有调理作用,对抵御胞外菌感染 至关重要。
55
B细胞对TI-2抗原的应答
56
TD、TI抗原诱导抗体产生的异同
57
第三节 体液免疫应答抗体产生的一般规律
一、初次免疫应答(primary response)
概念:特定抗原初次刺激机体所引发的应答。 过程:潜伏期、对数期、平台期、下降期。 特点: 潜伏期为数小时-数周,具体取决于抗原性质、
1、BCR识别抗原, Igа和Igβ传递信号: 其ITAM活化,招募Syk,活化信号转导的级联反应。
27
BCR介导的胞内信号转导
28
2、 CD19/21/81——活化共受体
CD19:胞质富含酪氨酸,招募有SH2结构域的信号分子,加 强BCR复合物传导的信号,降低抗原激活B细胞的阈值;
CD21:通过C3d结合抗原; CD81:四次跨膜分子,稳定此复合物。
三、B细胞的增殖、分化成熟
• 在B细胞激活、增殖、分化过程中均需要Th辅 助,此作用发生于周围免疫器官的T细胞区和 生发中心;
• 抗原特异性T、B细胞在T细胞区相遇,活化B 细胞进入淋巴小结,进一步分裂增殖,形成生 发中心。
33
生发中心
B细胞活化,淋巴小结成为生发中心。 明区:较多的网状细胞、MØ、FDC; 暗区:淋巴母细胞。
(二)Ig的类别转换
(Ig Class Switching)
1、类别转换/同种型转换
(Class Switching/isotype switching):
在B淋巴细胞的扩增过程中,其所合成的抗体分子
重链的恒定区发生改变,但V(D)J和轻链不变, 从而保持抗原特异性不变的现象。
41
2、机制
(1)Ig基因二次重排
(second rearrangement of Ig gene)
42
(2) mRNA的替代剪切
(alternative splicing of mRNA)
43
3、条件
(1) CD40L-CD40(Th细胞表达CD40L,若该基 因缺陷导致高IgM血症);
(2)细胞因子: Il-2:维持IgM的产生; IFN-γ: 向IgG2a,IgG3转换; IL-4: 向IgE,IgG1转换。
14 14
B-1 B 细胞
• CD5+, sIgM+, sIgD-; • 固有免疫细胞; • 活化不依赖Th的帮助; • B-1B细胞接受抗原刺激后48h即可产生产生IgM、IgA为
主的抗体,参与抗细菌感染的黏膜免疫应答,可产生自身抗 体; • 不发生类别转换和记忆; • 易发生交叉反应; • 天然抗体的主要产生细胞。
树突细胞
初级淋巴 小结
明区 暗区
早期生 发中心
B记忆 细胞
生发 中心 浆细胞
34
(一)体细胞高频突变和Ig亲和力成熟 1、体细胞高频突变 (Somatic hypermutation):生发中心 淋巴母细胞的轻链和重链V基因发生的高 频率点突变。
35
体细胞高频突变
(Somatic hypermutation)
10
细胞免疫的效应
11
MHC限制性:指аβ- T细胞只能识别由宿主 MHC分子所呈递的抗原肽的 现象。 阳性选择的结果,具有相对性。
12
B淋巴细胞介导的 体液免疫应答
(Humoral Immune Responses)
p127-135
13
• B细胞亚类
分为B1细胞和B2细胞
• B1细胞:CD5阳性 • B2细胞:CD5阴性
B细胞通过亲和力成熟微调Ig的Fab段,类别转换 改变其Fc段,以适应机体的需要。
44
45
B 细胞合成抗体的类别转换
46
47
(三)浆细胞的形成
抗体形成细胞(Antibody forming cell,AFC):又称浆细胞,B细胞分 化的终末细胞,胞质内出现大量粗面 内质网,合成和分泌大量特异性抗体。 sIg减少,不能与Ag反应;不再表达 BCR和MHC Ⅱ类分子,失去与Th相 互作用的能力。
29
(二)第二信号
CD40/CD40L为代表的多对粘附分子; CD40:B、Mo、DC表达; CD40L:活化T细胞表达。
30
(三)T、B细胞相互作用与B细胞免疫应答
TD抗原诱导免疫应答的关键: • 选择性活化抗原特异性Th和B细胞 • 相互作用的Th和B细胞所识别的抗原表位位于同一抗原上
31
32
TI 抗原:不依赖Th细胞辅助即能激活初始B细胞 的抗原,包括TI-1和 TI-2。
52
(一)B细胞对TI-1抗原的应答
1、同时与BCR和丝裂原受体结合,又被称为B细胞 丝裂原,如:LPS;
2、可激活未成熟及成熟B细胞,产生IgM; 3、不产生Ig类别转换、亲和力成熟,无Bm产生; 4、高浓度时,诱导多克隆B细胞活化;
48
四、记忆性B细胞的产生
生发中心的B细胞绝大多数发 生凋亡,存活下来的分化发育 为浆细胞或Bm,Bm离开生 发中心,进入血液,参与再循 环。 不产生Ig,再次遇到同一抗原, 可迅速活化,产生大量抗原特 异性Ab。
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第二节 B细胞对TI抗原的免疫应答
36
2、亲和力成熟 (Affinity Maturation):在B细胞扩增过 程中,由于Ig基因V(D)J的高频突变, 使得宿主体内的抗原特异性抗体与抗原的 亲和力随着时间推移而逐渐增高的现象。
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背景知识 (background)
亲和力(affinity):单效价分子之间的结合稳定性。 亲合力(avidity):多效价复合大分子之间结合的
效应: 吞噬和杀伤胞内微生物。
5
2、Th2的效应
IL-4,5,10,13:协助和促进B细胞增殖、分化为浆细胞, 产生Ab;
IL-4,13:促进IgE产生,与Eos和MC表面的Fcε结合,参与 I型超敏反应;促进Eos、MC等大量释放入血,刺激其生 长、分化,杀伤MØ不能杀伤的寄生虫;
CD40L:为B细胞活化提供第二信号; IL-10:抑制Th1应答。
低浓度时,诱导抗原特异性B细胞活化。
53
B细胞对TI-1抗原的应答
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(二)B细胞对TI-2抗原的应答
1、具有适当间隔、高度重复的B细胞表位,可导致 BCR交联,多为细菌胞壁和荚膜多糖;
2、TI-2抗原表位密度过低,不足以激活;密度过 高,耐受;
3、仅激活成熟B细胞,主要是B-1细胞; 4、主要产生IgM抗体; 5、细胞因子可增强其应答,并发生IgM IgG类别转
效应: 吞噬和杀伤胞外寄生菌、寄生虫, 参与I型超敏反应。
6
3、Th17的效应
分泌IL-17,刺激上皮、内皮等细胞产生: (1)CXCL8/IL-8、CCL2/MCP-1:趋化Neu、Mo; (2)G-CSF、GM-CSF:活化并刺激骨髓产生更多Neu、Mo; (3)IL-1β、IL-6、TNF-α、PGE2:诱导局部炎症反应。
FDC B Cells
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(五)TI抗原和TD抗原
TI Antigen and TD Antigen
• TI 抗原:不依赖Th细胞即产生抗体;
– TI-1:高浓度时,同时与BCR和丝裂原受体; – TI-2:适当间隔、高度重复的B细胞表位,造成
BCR交联。
• TD抗原:产生抗体时,依赖Th细胞帮助。
进入途径、佐剂及机体状态; 早期为低亲和力的IgM,后期以IgG为主; 抗体的高峰浓度低,维持时间短。
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二、再次免疫应答(secondary response )
概念:初次应答所形成的记忆淋巴细胞再次接触相同 抗原后产生的迅速、高效、持久的应答。
特点:潜伏期短,约为初次免疫应答的一半; 所需抗原剂量低; 抗体浓度升高快; 高峰浓度高,维持时间长; 以高亲和力的IgG为主。
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天数
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三、体液免疫应答的效应
Effect of Humoral Immune Responses
产生大量的Ab产生细胞(即浆细胞);
15
B2 B细胞
• CD5-, sIgM+, sIgD+,通常所指的B细胞; • 占外周血淋巴细胞总数的30%; • 主要位于周围免疫器官的淋巴滤泡中; • 参与适应性免疫应答。
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MHC Ⅱ
mitogen receptor
18
B2 细胞表面重要的膜分子
19 19
一、体液免疫应答简介
Humoral Immune Response
(一)概念:
外来抗原进入机体后,诱导抗原特异性B细胞活化、 增殖、分化为浆细胞,产生特异性抗体,存在于体液中, 发挥重要的免疫效应的过程。
(二)参与细胞:
抗体产生细胞:B1, B2; 多数情况下需要Th细胞辅助;
(三)发生部位:
淋巴结、脾脏、粘膜下淋巴组织。
20
(四)B细胞接触抗原的方式:
游离的抗原; 淋巴滤泡中的FDC通过Fc受体和补体受体捕获抗原, 长时间置于细胞表面,致敏B细胞。
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4、Treg的效应及作用机制
8
Tc细胞活化的双信号
TCR+MHC I-Peptide complex (Signal 1) CD28+B7 or IL-2+IL-2R (Signal 2)
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CTL的效应及杀伤机制
效应:杀伤病毒感染细胞、肿瘤细胞等。
机制: 1、穿孔素:打孔; 2、颗粒酶(丝氨酸蛋白酶):促发靶细胞凋亡; 3、FasL:启动靶细胞凋亡; 4、产生TNF等多种细胞因子:杀伤靶细胞; 5、产生多种趋化因子,吸引天然免疫细胞,杀伤 靶细胞。
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TI 与 TD 抗原
TI-1 抗原 12
B1 细胞
TD 抗原
CD4
1 2
B2 细胞
CD40/CD40L
Th细胞
23
第一节 B细胞对TD抗原的免疫应答
一、B细胞对TD抗原的识别:
• BCR介导; • 抗原性质:蛋白质、多肽、核酸、多糖、小分子化合物 等;游离抗原,不需APC呈递,无MHC限制性。
1
细胞免疫应答由T细胞介导; T细胞不能识别游离抗原,而仅识别由APC 提呈的与特定分子结合的抗原肽。
2
细胞免疫应答的过程
(1)T细胞特异性识别抗原阶段; (2)T细胞活化、增殖和分化阶段; (3)效应性T细胞的产生及效应阶段。
3
Th细胞活化的三信号
• TCR+ MHCⅡ-Peptide complex (Signal 1) • CD28+B7 (Signal 2) • Cytokines+receptors (Signal 3) • CTLA-4(CD152)+B7 (negative regulation) • Th细胞的效应: Th1,Th2,Th17, Treg
4
1、Th1的效应
IL-2: 促进抗原特异性Th、CTL细胞活化;为部 分CTL活化提供第二信号;
IFN-γ: 活化MØ; 刺激B细胞产生IgG2a、 IgG3 (可以与三 种Fc γ 受体结合,有很强的免疫调理作用); 抑制Th2活化;
IL-3 、 GM-CSF:诱生、募集Mo/MØ; LT-α、TNF-α:活化Neu。
适应性免疫应答(Adaptive Immune Responses ):
T和B淋巴细胞因对抗原的特异识别而活化、增殖、分 化,形成效应细胞,通过其所分泌的抗体或者细胞因 子表现出一定生物学效应的过程。
– 细胞免疫应答(Cellular Immune Responses ): T细胞介导;
– 体液免疫应答(Humoral Immune Responses ): B细胞介导;抗体为主要效应分子。
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BCR复合物(BCR complex)
抗原
抗原
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二、B细胞活化的双信号模型
Two-signal model for B cell activation
第1信号
没有Th
B
细胞的帮助
IFN-γ, IL-4, IL-5
活性封闭
B
Th
活化
第1信号
第2信号
BCR /抗原
CD40/CD40L
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(一)第一信号
稳定性。
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亲和力与亲合力 Affinity and avidity
Ab1
Ab1
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3、亲和力成熟的机制
(1)DNA复制中,Ig基因V(D)J外显子的超高频点突变; (2)抗原驱动的选择: B细胞增殖依赖于抗原刺激,亲和力
成熟程度与抗原量成负相关; (3)具有较高亲和力受体的突变克隆的扩增。
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初次与再次体液免疫应答(1)
60
初次与再次体液免疫应答(2)
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TI 抗原诱导的体液免疫应答 Humoral Response induced by TI antigen
抗 原
100000
特 异
10000
性
血 1000
清
抗 100
体
滴
10
度
(
1
初Baidu Nhomakorabea免疫
再次免疫
IgM
IgM
Log
)
0
0
换;产生的IgG具有调理作用,对抵御胞外菌感染 至关重要。
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B细胞对TI-2抗原的应答
56
TD、TI抗原诱导抗体产生的异同
57
第三节 体液免疫应答抗体产生的一般规律
一、初次免疫应答(primary response)
概念:特定抗原初次刺激机体所引发的应答。 过程:潜伏期、对数期、平台期、下降期。 特点: 潜伏期为数小时-数周,具体取决于抗原性质、
1、BCR识别抗原, Igа和Igβ传递信号: 其ITAM活化,招募Syk,活化信号转导的级联反应。
27
BCR介导的胞内信号转导
28
2、 CD19/21/81——活化共受体
CD19:胞质富含酪氨酸,招募有SH2结构域的信号分子,加 强BCR复合物传导的信号,降低抗原激活B细胞的阈值;
CD21:通过C3d结合抗原; CD81:四次跨膜分子,稳定此复合物。
三、B细胞的增殖、分化成熟
• 在B细胞激活、增殖、分化过程中均需要Th辅 助,此作用发生于周围免疫器官的T细胞区和 生发中心;
• 抗原特异性T、B细胞在T细胞区相遇,活化B 细胞进入淋巴小结,进一步分裂增殖,形成生 发中心。
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生发中心
B细胞活化,淋巴小结成为生发中心。 明区:较多的网状细胞、MØ、FDC; 暗区:淋巴母细胞。
(二)Ig的类别转换
(Ig Class Switching)
1、类别转换/同种型转换
(Class Switching/isotype switching):
在B淋巴细胞的扩增过程中,其所合成的抗体分子
重链的恒定区发生改变,但V(D)J和轻链不变, 从而保持抗原特异性不变的现象。
41
2、机制
(1)Ig基因二次重排
(second rearrangement of Ig gene)
42
(2) mRNA的替代剪切
(alternative splicing of mRNA)
43
3、条件
(1) CD40L-CD40(Th细胞表达CD40L,若该基 因缺陷导致高IgM血症);
(2)细胞因子: Il-2:维持IgM的产生; IFN-γ: 向IgG2a,IgG3转换; IL-4: 向IgE,IgG1转换。
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B-1 B 细胞
• CD5+, sIgM+, sIgD-; • 固有免疫细胞; • 活化不依赖Th的帮助; • B-1B细胞接受抗原刺激后48h即可产生产生IgM、IgA为
主的抗体,参与抗细菌感染的黏膜免疫应答,可产生自身抗 体; • 不发生类别转换和记忆; • 易发生交叉反应; • 天然抗体的主要产生细胞。
树突细胞
初级淋巴 小结
明区 暗区
早期生 发中心
B记忆 细胞
生发 中心 浆细胞
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(一)体细胞高频突变和Ig亲和力成熟 1、体细胞高频突变 (Somatic hypermutation):生发中心 淋巴母细胞的轻链和重链V基因发生的高 频率点突变。
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体细胞高频突变
(Somatic hypermutation)
10
细胞免疫的效应
11
MHC限制性:指аβ- T细胞只能识别由宿主 MHC分子所呈递的抗原肽的 现象。 阳性选择的结果,具有相对性。
12
B淋巴细胞介导的 体液免疫应答
(Humoral Immune Responses)
p127-135
13
• B细胞亚类
分为B1细胞和B2细胞
• B1细胞:CD5阳性 • B2细胞:CD5阴性
B细胞通过亲和力成熟微调Ig的Fab段,类别转换 改变其Fc段,以适应机体的需要。
44
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B 细胞合成抗体的类别转换
46
47
(三)浆细胞的形成
抗体形成细胞(Antibody forming cell,AFC):又称浆细胞,B细胞分 化的终末细胞,胞质内出现大量粗面 内质网,合成和分泌大量特异性抗体。 sIg减少,不能与Ag反应;不再表达 BCR和MHC Ⅱ类分子,失去与Th相 互作用的能力。
29
(二)第二信号
CD40/CD40L为代表的多对粘附分子; CD40:B、Mo、DC表达; CD40L:活化T细胞表达。
30
(三)T、B细胞相互作用与B细胞免疫应答
TD抗原诱导免疫应答的关键: • 选择性活化抗原特异性Th和B细胞 • 相互作用的Th和B细胞所识别的抗原表位位于同一抗原上
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TI 抗原:不依赖Th细胞辅助即能激活初始B细胞 的抗原,包括TI-1和 TI-2。
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(一)B细胞对TI-1抗原的应答
1、同时与BCR和丝裂原受体结合,又被称为B细胞 丝裂原,如:LPS;
2、可激活未成熟及成熟B细胞,产生IgM; 3、不产生Ig类别转换、亲和力成熟,无Bm产生; 4、高浓度时,诱导多克隆B细胞活化;