第二节淋巴细胞

http://www.100md.com 《免疫学和免疫学检验》

参与应答的细胞（免疫细胞）可以分为三大类：第一类是指在免疫应答过程中起核心作用的免疫活性细胞，即淋巴细胞；第二类是指在免疫应答过程中起辅佐作用的单核－巨噬细胞；第三类是指单纯参与免疫效应的其他免疫细胞。由于免疫细胞的种类较多。为便于初学者掌握，将常用的细胞简称和略语列于表4-3。

淋巴细胞（lymphocyte）是受免疫系统的主要细胞，按其形成大小可分为大（11～18μm）、中（7～11μm）、小（4～7μm）三类；按其性质和功能可分为T细胞、B细胞和NK细胞。不同类型的淋巴细胞很难从形态学上分辨，只能通过其不同的表面标志和不同的反应性进行区分。

一、T细胞 T细胞是在胸腺中成熟的淋巴细胞，故称胸腺依赖性淋巴细胞（thymus-dependent lymphocyte），简称T淋巴细胞或T细胞，是血液和再循环中的主要淋巴细胞。

（一）T细胞的表面标志

在T细胞发育的不同阶段，细胞表面可表达不同种类的分子，这些分子与细胞功能有关，也可作为签别T细胞甩其活化状态的表面标志。

1．T细胞受体（T cell receptor，TCR） 又称T细胞抗原受体，可表达于所有成熟T细胞表面，是T细胞识别外来抗原并与之结合的特异受体。TCR由α和β两个肽链组成，两肽链之间由二硫键连接，其结构和功能均类似IgG分子的一个Fab段。α链与IgG的轻链相似，由V、J和C区3个基因片段重组的基因进行编码；β链类似于IgG重链的V区和CH1区，由V、D、J和C区4个基因片段重组的基因进行编码。在T细胞发育过程中，编码α及β链的基因经历突变和重排，因此TCR具有高度的多态性，以适应千变万化的抗原分子。

与B细胞表面的Ig分子一样，TCR能特异性地与抗原结合。与Ig分子不同的是，TCR一般只结合与MHC分子连接的抗原，这是由于TCR与抗原的结合力较弱，并且常常只有α链或β链单独表达的缘故。TCR识别抗原的这种特点构成了MHC限制性的基础。TCR与抗原结合后不能直接活化T细胞，而是依赖与其邻接的CD3分子向细胞内部传递活化信息；CD4和CD8分子能够协同和加强这种作用。

一小部分成熟T细胞的表面TCR不是由α/β链组成，而是由γ/δ链组成；γ/δ链与α/β链有高度同源性，而且δ基因正好位于α基因的位点上，其意义仍然不甚明确。

2．簇分化抗原（cluster of differentiation，CD） T细胞在分化成熟过程中，不同的发育阶段和不同亚类的淋巴细胞可表达不同的分化抗原，这是区分淋巴细胞的重要标志。所以1986年世界卫生组织命名委员会建议应用CD系列来统一命名白细胞分化抗原，包括淋巴细胞和其它白细胞。目前已经鉴定出CD抗原70余种，部分重要CD抗原列在表4-1。

表4-1 部分CD抗原及其分布和性质

抗原

别名

分布细胞

主要性质和功能 CD2 T1,E受体 T,NK

结合CD58,转递信号 CD3 T3,Leu4 T T系标志,转导信号 CD4 T4,Leu3a TH,Mφ等EBV转化的B MHCⅡ类分子受体,HIV受体传递信号,TH标志 CD5 T1 T,部分B

结合CD72,部分B标志 CD7 Leu9 T,NK及前体

传递信号 CD8 T8,Leu2a Tc I类分子受体,Tc标志 CD10 CALLA B前体

内肽酶,急性淋巴细胞白血病的标志 CD11a LFA-1α T,B,NK,M

整全素,介导细胞粘附 CD16 FcγRⅢ NK,Mφ,N

低亲和IgG Fc受体,NK标志 CD19 B4 B

传递信号 CD21 CR2,B2 B C3d、CD23和EBV受体 CD22 B

结合CD45RO,传递信号 CD23 FcεRⅡ

活化B,Mφ等

低亲和IgE Fc受体,CD21配体 CD25 IL-2Rα

活化T,B；M

低亲和IL-2R,L-C活化标志 CD28

活化TH

结合B7,介导协同刺激信号 CD32 FcγRⅡ B,Mφ,N,Eo

中亲和IgG Fc受体,传递信号 CD35 CR1 B,M,N,NK C3b受体 CD40 B

结合CD40,传递TH辅助信号 CD45 WBC-Ag

全部WBC PTP,传递TCR信号 CD54 ICAM-1

活化L-c

结合LFA-1或CD23 CD56 N-CAM NK NK标志,NK粘附作用 CD64 FcγRⅠ M,Mφ

高亲和性IgG Fc受体 T细胞主要的CD抗原有以下几类。

（1）CD2：分子量约49kD的糖蛋白，表达于全部人T细胞和NK细胞表面；由3种抗原性不同的分子（CD2-1，CD2-2，CD2-3）组成。CD2-1及CD2-2表达于静止细胞表面，CD2-3表达于活化的T细胞表面。应用抗CD2-2及抗CD2-3可直接活化静止的T细胞，这是成熟T细胞活化的旁路途径。CD2是粘附分子之一,顺抗原递呈过程中起辅助作用。CD2分子还可与绵羊红细胞（SRBC）结合，又称绵羊红细胞受体。在一定条件下，将外周血淋巴细胞与SRBC混合，则血T细胞能结合若干SRBC，染色后在显微镜下观察呈玫瑰花环状，故称E花环形成试验；临床上可用于测定外周血T细胞总数。

（2）CD3：为6肽复合分子，表达在全部T细胞表面，是T细胞共同的表面标志。CD3分子与TCR分子紧密连接，但CD3分子的肽链伸入胞浆的部分比TCR长得多，所以CD3可将TCR与抗原结合所产生的活化信号传递到细胞内部并激活细胞；因此应用抗CD3单克隆抗体也可直接活化T细胞。CD3与TCR的关系见图4-5。

（3）CD4/CD8：是相互关联、但意义不同的2个分子，是T细胞亚群的表面标志。表达CD4的主要是辅助性T细胞，表达CD8的主要是细胞毒性T细胞。CD4和CD8分子可增强CD3-TCR对MHC抗原的亲和力，CD4分子增强对MHCⅡ类抗原的结合，CD8分子则增强对MHCⅠ类抗原的结合。在再次免疫应答中，由于TCR-CD3与外来抗原-MHC复合分子结合的亲和力提高，即使细胞表面的CD4或CD8分子丢失，亦可发生免疫应答。

图4-5 TCR与CD3结构及相关性示意图

（4）其他CD分子：CD7也是T细胞的共同标志，而且较早地出现在细胞表面，还可发现在NK细胞和少数其他淋巴样细胞前体上。某些T细胞亚群（TH）表达CD28，该分子可传递同刺激信号，与细胞活化相关。

3．其他表面标志 主要包括以下几类：

（1）组织相容性抗原：T细胞主要表达MHCⅠ类抗原，个别活化的T细胞可表达MHCⅡ类抗原；MHC及其意义见第六章。

（2）致有丝分裂原受体：致有丝分裂原（mitogen）简称丝裂原，可通过相应受体刺激静止期淋巴细胞转化为淋巴母细胞，发生有丝分裂而增殖。丝裂原种类很多，常见的有植物血凝素（phytohemagglutinin，PHA）、刀豆素A（concanavalin A，Con A）等。因此可利用PHA和Con A等活化T细胞，也可借此进行淋巴细胞转化试验，判断细胞免疫的功能状态。

（3）病毒受体：淋巴细胞表面还存在病毒受体，例如麻疹病毒受体和人类免疫缺陷病毒（HIV）受体等，通过这类受体，病毒可以选择性地感染某个T细胞亚群；例如HIV可以通过CD4感染辅助性T细胞引起艾滋病。

另外，T细胞表面尚有多种白细胞介素受体（见第五章）、绵羊红细胞受体（CD2）、整合素（integrin）受体、转铁蛋白（transferrin）受体等；还有多种粘附分子，例如LFA-1和CD2等；这些均与T细胞活化有一定的相关性。

（二）T细胞的亚群及其功能

虽然T细胞有表达TCR和CD2、CD3、CD7等共性，但这是一个非均一性的复杂群体；可以分化为表达不同CD分子、具有不同免疫活性的亚群（subset），其中较为明确的两个亚群是辅助性T细胞

和细胞毒性T细胞。T细胞的这种分化是不可逆的。

1．辅助性T细胞（help T cell，TH） 是能够帮助B细胞分化成抗体产生细胞和放大细胞免疫应答的一个细胞群，表达CD4但不表达CD8。TH活化后可释放细胞因子，可以调节T细胞、B细胞、单核－巨噬细胞和其他免疫细胞的活性。TH表面的CD4分子主要是与MHCⅡ类分子相关，而不是与辅助功能相关；因此部分CD4+细胞有细胞毒活性，而某些CD8+细胞有辅助作用。

根据产生细胞因子的不同，TH可被分成3型：TH1，TH2和TH0。TH1产生IL-2和IFNγ，可以增强细胞免疫应答，促进B细胞合成IgM和IgG2，活化巨噬细胞；TH2产生IL-4和IL-5，增强IgG1和IgE的合成，增加局部和循环中嗜酸性粒细胞的数量；TH0产生中述4类细胞因子，兼具TH1和TH2的生物活性。不同的抗原诱导的免疫应答可以由不同类型的TH控制，例如蠕虫感染的免疫应答由TH2控制，导致IgE血清水平升高和嗜酸性粒细胞数量增加；而原虫（如利什曼原虫）感染的免疫应答则由TH1控制，产生细胞免疫应答和清除原虫的感染。

免疫应答的控制选择和TH类型分化的机制目前尚不清楚，但细胞发育过程中的局部环境可影响细胞的分化，例如已经证明IL-4可促进TH2应答，而IFNγ可抑制TH2型应答。

2．细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell，Tc或CTL）

能特异性溶解靶细胞的一个细胞亚群，表达CD8但不表达CD4。Tc能够杀伤所有表达MHCⅠ类分子并向其递呈抗原的靶细胞；这种杀伤是抗原特异性的、NHCⅠ类分子限制性的和卓有成效的。Tc细胞在杀伤一个细胞后，可以转向另一个靶细胞，反复行使这种杀伤功能。因此Tc细胞在抗病毒感染、抗肿瘤免疫、移植排斥反应和某些自身免疫病中起重要作用。

3．其他T细胞亚群 以往的免疫学文献曾描写过其他重要的T细胞亚群，但随着免疫学技术的进步，这些亚群很难得到证实或者已证明是别的亚群。

（1）抑制性T细胞（suppressor T cell，Ts）：被描述为专门行使免疫抑制作用的T细胞亚群。当1960年首次报道某些淋巴细胞有免疫抑制作用以后，30多年来有大量的文献描述了Ts的活性，但至今没有人分离出只有免疫抑制作用的特征性T细胞群。所以目前认为：所谓抑制性T细胞，可能就是TH1，因为TH1除了能引起细胞免疫应答外，它分泌的IFNγ还可抑制IgG1的产生。

（2）迟发型超敏反应性T细胞（delayed-type hypersensitivity T cell，TDTH）：被描述为可引起迟发型超敏反应的T细胞。有关喧个亚群的文献资料相对少些，更无人证明存在专门诱导迟发型超敏反应的T细胞群。实际上，迟发型超敏反应就是由TH和Tc所引起的。

（3）γ/δT细胞：表面TCR由γ和δ链组成、而非通常α/β链的细胞群。这群细胞数量很少，不超过T细胞总数的5％；它们可以是CD4－/CD8－，也可以是CD4－/CD8+；具有细胞毒活性，也能释放细胞因子；在皮肤中存在较多，其意义有待进一步证明。

（三）T细胞的发育与分布 T细胞来源于骨髓干细胞，在胸腺内发育成熟。迁移至胸腺的初期，这些胸腺细胞只表达T细胞系的早期特征CD2和CD7，不表达CD4或CD8，称为双阴性胸腺细胞。在此期间，TCR基因开始重排；当重排的结果产生了α和β链时，TCR和CD3便开始低水平地协同表达在细胞表面。这时CD4和CD8也开始表达，并且同时出现在细胞膜上，这样的细胞称为双阳性胸腺细胞。

因双阳性胸腺细胞已经表达TCR和CD3，故能够识别与自身MHC连接的抗原；但是这时的TCR刺激不是诱导细胞增殖，而是诱导细胞凋亡（见第七章）。由于在此期间能遇到的抗原通常都是自身物质，所以死亡的细胞基本上都是自身反应细胞。这种现象称为阴性选择（negative selection）。另一方面，能识别非自身抗原的双阳性细胞得以继续发育，其TCR和CD3分子的表达增强，并且丢失CD4或CD8分子中的一个，分化为只表达CD4或CD8的单阳性胸腺细胞，即成熟的T细胞。这种选择称为阳性选择（positive selection）。T细胞在胸腺内的主要发育特点见图4-6。难以理解的是，阳性选择时并没有外来抗原与TCR结合，而且所选择的非自身反应性细胞却也能识别自身的MHC。

图4-6 T细胞在胸腺内的发育过程

成熟的T细胞离开胸腺进入血循环，分布于外周免疫器官的胸腺依赖区，例如淋巴结的副皮质区等，受抗原刺激后参与免疫应答。T细胞是淋巴细胞再循环的主要细胞，在血液中约占60％～70％，在淋巴结约占65％～85％，在胸导管中占90％以上。当胸腺发育不全时，T细胞发育受阻，外周血淋巴细胞显著减少，外周淋巴器官的胸腺依赖区萎缩。

二、B细胞 B细胞是在鸟类法氏囊或其同功器官（骨髓）内发育成熟的细胞，因此称为法氏囊或骨髓依赖的淋巴细胞（bursa or bone marrow dependent lymphocyte），简称B淋巴细胞或B细胞。B细胞受抗原刺激后可产生抗体的浆细胞。

（一）B细胞的表面标志

1．表面免疫球蛋白（surface immunoglobulin，SLg） 是B细胞最具特征性的表面标志。成熟B细胞膜表面表达SIgM和SigD，早期B细胞只表达SIgM分子；SIg的肽链结构与Ig相同，但SIgM是单体分子。一个B细胞表面可有上万个SIg分子，其特异性都与细胞分泌的Ig分子相同。由于细胞在分化过程中基因突变和Ig基因重排的结果，一个正常人体内至少有3×106个可产生不同抗体分子的细胞克隆。SIg的功能是为B细胞表面的抗原受体，可与相应抗原特异性结合，并将抗原作内摄处理。这种受体介导的结合是B细胞捕获抗原的主要方式。 SIgM或SIgD分子的羧基端插入细胞膜，但只有几个氨基酸的深度；所以象TCR一样，SIg自身不能独立地向细胞内传递刺激信号，必须依赖与其紧密相关的其他两种跨膜糖蛋白棗Ig-α和Ig-β。这两种蛋白靠二硫键连在一起，各有一个大的肽段伸入细胞浆，因此可以象T细胞表面的CD3协同TCR一样辅助SIg向细胞内传递刺激信号。

2．MHC和CD抗原 成熟的B细胞表面表达MHCⅡ类分子，这可使B细胞作为抗原递呈细胞，与其免疫活性相关（详见第七章）。 B细胞在分化成熟过程中可表达不同的CD分子，其中某些可作为B细胞的标志，某些还与细胞功能相关。CD10只出现在B前体细胞，CD19从原始至成熟的B细胞都存在，而CD22只在成熟B细胞表达，都是经常检测的标志；CD21和CD35是补体受体；CD23和CD32则是Ig的Fc受体；CD40可与TH细胞上的配体相结合，从而接受TH的辅助作用。

3．其他标志及作用

（1）Fc受体：B细胞表面有IgG的Fc受体（CD32），与B细胞活性有关。Fc受体还可与抗体包被的红细胞相结合形成EAC玫瑰花环，是鉴别B细胞的传统方法之一。

（2）补体受体：CR表达于成熟B细胞的表面，CR1可与C3b和C4b结合，促进B细胞活化或抑制补体活化；CR2受体（CD21）可与C3d结合，同时也是EB病毒的受体。

（3）丝裂受体：B细胞的致有丝分裂原主要是脂多糖（LPS），受丝裂原活化后B细胞也可以分化增殖。

另外，B细胞表面还有多种细胞因子（如IL-1，IL-2，IL-4，和IFNγ等）的受体，与不同细胞因子的结合可使B细胞产生相应的生物活性。B细胞与T细胞的比较见表4-2。

表4-2 T细胞、B细胞与NK细胞的性状比较

性 状 T细胞 B细胞 NK细胞

分化成熟部位

胸腺

骨髓

?

表面标志

表面膜Ig

－

＋

－ TCR

＋

－

－ HLAⅡ类抗原

极少数

＋

－ CD2

＋

－

＋ CD3

＋

－

－ CD19，CD20

－

＋

－ CD16，CD56

－

－

＋ CR

－

＋

部分 FCγR

－

＋

＋

细胞分布（％）

外周血

60～70

20～30

10～15

骨髓

＜5

＞95

极少

胸导管

90

10

少见

脾

30～50

50～60

少见

淋巴结

65～85

15～35

少见

（二）B细胞的分化成熟

人和哺乳动物B细胞的产生、发育和成熟均在骨髓中完成，这个过程伴随着一系列的胞内基因和表面标志的变化（图4-7）。

图 4-7 B细胞发育过程及表面特征 B祖细胞（pro-B cell）只表达CD10、CD19的末端脱氧核苷转移酶（TdT），这个时期的主要变化是重链基因重排；重排的失败率占50％，不成功的重排导致细胞死亡。成功的重排可导致产生重链μm，存放于粗面内质网中；重链μm可与未重排轻链基因产物化替轻链（surrogate light chains）相结合，所形成的临时复合物能转移到细胞膜上；这种转移产生的信号使重链基因重排停止，表面临时复合物消失，细胞发育进入下一阶段。 B前体细胞（pre-B cell）在进入成熟前不再分裂增殖，这时期的主要变化是轻链基因重排。重排的基因产生κ或λ链，与已有的重链结合形成4肽的IgM单体，并转移到细胞膜上。这一信号使细胞进入成熟期，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细胞均产生与SIg同样特异性的抗体分子。成熟B细胞还表达其他表面标志。例如IgD、归巢受体、MHCⅡ类分子、CD22、CD23和CD40等。

（三）B细胞的亚群和分布

不同克隆的成熟B细胞表达不同特异性的抗原受体，自然地体现了它们之间的差别，但是很难找到其他的显著标志（例如象T细胞的CD4和CD8那样）将B细胞分成几个亚群。近年来发现一小部分成熟B细胞表达CD5，这些细胞多与自身反应（产生自身抗体）相关；CD5还发现在几乎所有慢性淋巴性白血病细胞上。

未成熟B细胞都在骨髓内，成熟初期仍留在骨髓2～3天，待表面标志表达完全后便离开骨髓进入血循环，分布到外周免疫器官的非胸腺依赖区。B细胞在血液中约占20％～30％，在胸导管中不超过10％，在淋巴结中约占15％～35％，在脾中数量最多，可达60％。B细胞受抗原刺激后可在外周免疫器官中继续增殖分化为浆细胞，分泌抗体（详见第七章）。

三、自然杀伤细胞

自然杀伤细胞（natural killer，NK）可非特异性杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞的淋巴样细胞。目前对NK细胞的了解尚不甚清楚，但其免疫学潜能值得进一步探讨。

（一）NK细胞的一般特征 NK细胞形体较大，含有胞浆颗粒，在形态上独具特色。NK细胞表面没有TCR和CD3等T细胞标志，也没有SIg和CD40等B细胞标志，因此曾被称为无标志细胞或裸细胞(null cell)。NK细胞表达CD56，可作为细胞的系统标志；与单核－巨噬细胞一样表达CD16等分子，与其杀伤功能相关。 NK细胞也来源于骨髓前体细胞，其发育地点和分化过程尚不明确；但其发育环境和分化显然不同于T细胞和B细胞，因为T和B细胞联合免疫缺陷时NK细胞可正常；而T和B细胞正常时可有NK细胞缺陷。 NK细胞的数量较少，在外周血中约占淋巴细胞总数的15％，在脾中约3％～4％，也可发现在肺、肝和肠粘膜；但在胸腺、淋巴结和胸导管中罕见。

（二）NK细胞的活性和功能

1．自然杀伤活性 NK细胞的主要活性是杀伤肿瘤细胞和病毒感染细胞；与Tc细胞不同，这种杀伤不需要TCR识别靶细胞上的抗原，也不需要识别靶细胞上的MHC分子，因此可以在靶细胞暴露的早期行使杀伤功能，不需要事先的抗原致敏，所以称为自然杀伤。

自然杀伤的识别机制尚不清楚。一种重要的观点是NK细胞表面可表达两型受体：一为刺激型，可传递信号使细胞释放IFNγ和THFα等细胞因子，从而杀伤细胞；另一为相反作用的抑制型。当NK细胞只表达刺激型受体时才有杀伤作用。现已知抑制型受体是一种称为Ly-49的膜表面分子，它的配体是MHCⅠ类分子；当细胞表达Ⅰ类分子旺盛时，NK细胞便失去自然杀伤的能力。

2．细胞因子活化的杀伤作用 NK细胞的杀伤活性可通过某些细胞因子（例如IL-2）的诱导而显著增强，这样的细胞称为淋巴因子活化的杀伤细胞（lymphokine-activated killer，LAK）。外周血单个核细胞在含IL-2的培养基中孵育便可得到LAK细胞，NK细胞是其主要成分。用LAK细胞治疗肿瘤是颇有潜力的一种生物疗法。

3．抗体依赖的杀伤作用 NK细胞表面有IgG的Fc受体（CD16），因此亦可通过抗体的媒介活化NK细胞，杀伤抗体包被的靶细胞，这种特殊的活性称为抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）。在这种情况下，对靶细胞的识别选择取决于特异性抗体。

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