Transcript B Cell Recognition and Response to Antigens

B Cell Recognition and Response
to Antigens
指导老师：王家鑫
组员：金莉
魏津
何伯萍
刘晓丹
高峰
资料来自各免疫学网站及相关书籍
Response To T Cell-Dependent
Antigen
 Response To T Cell-Independent
Antigen
 General Rules Of Antibody
Production
 The production of antibodies and
their functions
 Mucosa-Associated Lymphoid Tissue

1. B cell recognition to TD antigens
B细胞由BCR识别抗原
2. 特异性B细胞的活化与增殖
Two Stimulatory Signals For
Activation of B Cells
第一活化信号经由 Igα/β传导入胞内
 Deprived
from the recognition
of BCR to antigen and
transduced by Igα-Igβ
 Igα和Igβ把第一信号传递到胞内，
协同受体辅助第一信号的传递。
Signaling By Coreceptors
 Includes
CD21,CD19 and CD81
 CD21 and CD19 work together
to enhance signaling by the
BCR-Igα\Igβ complex.
 CD32 provide a negative signal
in activated B cells
BCR and co-receptor complex
Second Stimulatory signal
Provided by the interaction between
Th cell and B cell
CD40-CD40L is the most important
Development And Differentiation
of B Cells In Germinal Centers
Formation Of Germinal Centers
通常情况下，免疫后的第一天，抗原
活化的B细胞迁移到外周淋巴组织的初级
滤泡。在此，抗原特异性B细胞迅速克隆
扩增导致形成生发中心(germinal
centre)。
生发中心发育成熟的B细胞转归
B细胞在被抗原激活时和在大多数有
T细胞辅助的情况下，在生发中心经历
增殖，突变与阳性选择，可分化为浆细
胞（plasma cell, PC）和记忆性B细胞
（memory B cell）
记忆B细胞：只产生在其表面表达的抗体，
并且加入抗原再次被引入，记忆B细胞仍可与
之应答。表达高亲和力的ＢＣＲ，寿命长，
是参与ＴＤ－Ａg的再次应答细胞，与静止Ｂ
细胞有明显的差别。
浆细胞：与记忆B细胞相反，浆细胞没有
细胞表面抗原受体，其作用是生产和分泌大
量与受刺激的亲本B细胞的抗原受体有同样特
异性的抗体的工厂
细胞分化和成熟的机制
1.体细胞高频突变（somatic hypermutation):
每次细胞分裂所产生的每个子代细胞的抗原受体会
有一个突变的氨基酸，这样就产生了IgV区的多样
性（CDR最易突变）。
2.抗体亲和力的成熟(affinity muturation)：
由低亲和力到高亲和力逐渐提高的现象。
3.Ig类别转换(class switch)：Ig类别的转换
和记忆性B细胞的产生。
4.抗原受体编辑（receptor editing):生发中
心内,某些自身反应性B细胞可发生基因重排，使其
BCR被修正为针对非自身抗原。此机制有助于清除
自身反应性B细胞，从而维持自身免疫耐受。
细胞对TD-Ag的应答特点
特点：1．需要Th的辅助
2．有Ig类别转换
3．可引起细胞免疫应答
4．可形成记忆细胞，有再次应答反应
返回
B cell response to TI
antigens
◇ B cell response to TI-1 antigens
◇ B cell response to TI-2 antigens
◇ TI -Ag (thymus independent antigen) :
这类抗原直接刺激B细胞产生抗体,不需要T细
胞的协助.如大肠杆菌脂多糖(LPS),肺炎双球
菌荚膜多糖(SSS),聚合鞭毛素(POL)和聚乙烯
吡咯烷酮(PVP)等.
◇TI-Ag typically fall into either of two
categories ,with different mechanistic
properties and the B cell responses to the
two types of TI antigens are different.
B cell response to TI-1 antigens
Most TI-1 antigens are polyclonal B-cell activators (mitogens);
that is, they are able to activate B cells regardless of
their antigenic specificity. At high concentrations, some TI-1
antigens will stimulate proliferation and antibody secretion
by as many as one third of all B cells. They also stimulate macrophages to
produce cytokines such as IL-1,TNF-α,which augment immune response.
At low concentrations, only those B cells specific for epitopes of the antigen will
be activated. These antigens can stimulate antibody production.
in nude mice (which lack a thymus and thus are greatly deficient in T cells), and
the response is not greatly
augmented by transferring T cells into these athymic mice,
indicating that TI-1 antigens are truly T-cell independent.
The prototypic TI-1 antigen is lipopolysaccharide (LPS), a
major component of the cell walls of gram-negative bacteria.
At low concentrations, LPS stimulates the production of
antibodies specific for LPS. At high concentrations, it is a
polyclonal B-cell activator.
—《kuby immunology》
TI-1抗原诱导的抗体应答
LPS作为TI-1抗原的代表，引发的抗体应答可以有
以下两种不同的机制。
1.抗原浓度高时，通过与B细胞表面LPS受体的结合，
激活多克隆B细胞，此即LPS所具有的多克隆激活剂
(polyclonal activator)功能，或称B细胞丝裂原(B
cell mitogen )活性。
2.低浓度时，其多糖类表位与特定BCR结合，其丝裂
原基团与丝裂原受体结合，可激活特异性的B细胞克
隆,而此时丝裂原参与第二信号的发送。
B cell response to TI-2 antigens
In contrast with TI-1 antigens ,TI-2
antigens do not have polyclonal B cell
activator properties, nor do they
activate macrophages.
 These antigens are generally highly
repetitive polymeric antigens such as
polysaccharides from bacterial cell
walls ,or polymeric protein structures
such as bacterial flagella.

TI-2通过其重复性抗原表位使BCR发生交联而激活B细
胞，使B细胞同时获取第一和第二信号。合适的表位密度对B细
胞活化是重要的。密度过低受体交联不足，不能有效激活B细胞；密度
过高使受体过度交联，可致B细胞无应答或无能。
针对TI-2抗原的应答一般只产生IgM抗体，不发生Ig类别
转换，也没有记忆B细胞生成。
有证据显示，T细胞的辅助可以增强对TI-2抗原的应答，并
诱导抗体类别转换。其机制认为与Th激活与细胞释放的某些细胞
因子有关，这些细胞因子作用于B细胞不仅增强抗体应答，并促进类别
转换。
另有实验揭示裸鼠外周缺乏αβT细胞但有γδT细胞，后者能间接辅
助B细胞对TI-2抗原发生应答。敲除TCRβ链和δ链基因的小鼠对TI-2
抗原不产生应答，若给这种小鼠输入少量T细胞，能使其应答回复。
婴儿或新生动物对TI-2抗原低应答与B1细胞发育尚不成熟有关。
------来自中美科技网
返回
The production of antibodies
and their functions
抗体介导的免疫效应
Neutralization:Antibodies can neutralize
toxins of
microorganisms(e.g.,diphtheria,tetanus,and
botulism) and inactivate their harmful effects.
Opsonization:It reacts with epitopes on
microorganisms via its Fab region;but it is the
Fc region that conters the opsonizing
property,since many phagocytic cells,including
macrophages and polymorphonuclear
phagocytes,bear receptors for the Fc region of
IgG(FcγR).Phagocytes utilize their FcγR to
enhance phagocytosis of antibody opsonized
microbes.
ADDC:NK cells also recognize antibodycoated target cells by their FcγRⅢ，a lowaffinity receptor for the Fc portions of IgG1
and IgG3 antibodies.As a result of this
recognition,NK cells kill target cells that have
been coated with antibody molecules.
Complement activation: Antigen
bound IgM and IgG(IgG1, IgG2, IgG3) can
initiate the classical pathway of complement
activation via their CH2 or CH3 domain.

第一次用适量抗原免疫动物，需经过
一定潜伏期才能在血液中出现抗体，
且含量低，维持时间短，很快下降。
这种现象称为初次免疫应答
（ primary immune response ）。

若抗体下降期间再给以相同的抗原刺
激，则抗体出现的潜伏期较初次应答
明显缩短（因有记忆细胞），抗体含
量大幅度上升，且维持时间长，这种
现象称为再次免疫应答（ secondary
immune response ）或回忆应答
（ anamnenstic response ）。
Primary And Secondary
Response
超敏反应

超敏反应（hypersensitivity）是指已被
抗原致敏的机体再次接触相同抗原所
发生的生理功能紊乱和组织损伤。

抗原诱导机体产生抗体引起三个类型
的超敏反应。
类型
Ⅰ型
反应的主要Ig
IgE
疾病举例
青霉素过敏性休克
Ⅱ型 IgG、IgM ABO血型不合的输血
Ⅲ型 IgG、IgM、IgA 类风湿性关节炎
返回
黏膜免疫系统及其在黏膜保护中的作用机制
The main sites of entry for microbes into the
body are through the epithelial surfaces
containing mucosal epithelial cells.It is therefore
not surprising that 50% of the lymphoid mass is
associated with these surface.These are
collectively called the mucosa-associated
lymphoid tissues(MALT).
黏膜免疫系统是机体抵抗环境病原体的首要防
线，它提供了一种良好的双重防御。
标题: Cross-section of the
mammal colon or large
intestine. From the lumen
outward are the mucosa,
submucosa, muscularis
externa, and the thin outer
serosa. The highly folded
layers are typical of an
empty organ. SEM X60.
图片编号: vis899245
版权类型: 特定使用范围版
权图片RM
摄影师: Dr Kessel & Dr
Kardon/Tissues & Organs
品牌: Visuals Unlimited
关键词: 生物学,生理学,电
子显微图,扫描显微镜,水平
构图,摄影,无人,粘液,附加
科学信息,外肌层,肠道,粘
膜下层,人体内部系统,人体
消化系统,影棚拍摄,横截面,
黑色,黑色背景,Mucosal,人
类肌肉,平滑肌,膜,浆膜,外
层浆膜,大肠,结肠
肖像权: 有模特肖像权和所
有物权
标题: Cross-section of
the mammal colon or
large intestine. From
the lumen outward
are the mucosa,
submucosa,
muscularis externa,
and the thin outer
serosa. sem x110
图片编号: vis89924 4
版权类型: 特定使用范
围版权图片RM
摄影师: Dr Kessel &
Dr Kardon/Tissues &
Organs
品牌: Visuals
Unlimited
关键词:生物学,生理学,
电子显微图,扫描显微
镜,水平构图,摄影,无人,
粘液,附加科学信息,外
肌层,肠道,粘膜下层,人
体内部系统,人体消化
系统,肠内腺,影棚拍摄,
横截面,黑色,黑色背
景,Mucosal,人类肌肉,
平滑肌,大肠,结肠
肖像权: 有模特肖像权
和所有物权
1. 黏膜免疫系统的组成及功能
粘膜免疫系统称粘膜相关淋巴样组织
(MALT),包括nasal-associated lymphoid
tissue(鼻相关淋巴组织NALT),gutassociated lymphoid tissue(肠道相关淋巴
组织GALT)以及bronchus-associated
lymphoid tissue(支气管相关淋巴组织
BALT)和lymphoid tissue associated with
the genitourinary system (泌尿生殖系统相
关淋巴组织)。
黏膜免疫往往由两大功能区构成：免疫诱导部位
及免疫效应部位．
黏膜免疫诱导部位往往是特异化的黏膜淋巴滤泡，
存在于扁桃体和气管及肠道等处。诱导部位在局
部免疫中起着主要作用，包括抗原提呈及信号传
导，淋巴细胞的产生及致敏。
免疫效应部位是指淋巴细胞在此分化为终末细胞
并发挥作用的场所。黏膜免疫应答的效应部位包
括消化道固有层内的淋巴样细胞、上呼吸道和生
殖道，以及分泌腺组织如乳腺、唾液腺和泪腺等。
2.黏膜免疫中的抗原摄取
在黏膜免疫组织中,M细胞、树突状细胞及肠
上皮细胞均具有抗原摄取功能。
M细胞是高度专业化的肠上皮细胞,拥有区
别于其他肠上皮的超微结构及组织学标志。
M细胞具有短的微绒毛,小型胞质膜载体,几
乎不含溶酶体,它在近肠腔的顶端处吞噬肠
腔内的可溶性及固化物质,它们可熟练的摄
取和转运腔内的抗原,同时M细胞也可为病原
体提供进入的通道。
3.黏膜免疫的产生
分泌型的IgA是在肠腔内抗原诱导下,由局
部黏膜免疫组织合成,并经上皮细胞分泌入
黏膜表面。 sIgA是自然状态下日分泌量最
高的抗体，保护庞大面积的黏膜表面，有
效中和阻断黏膜感染病原体，使病原体不
能跨过黏膜，易于被抗体快速清除。其合
成与抗原提呈,淋巴细胞归巢迁移,以及周
围环境中的细胞因子均有很大的关系。
Secretory Ig And Transcytosis
4.黏膜免疫疫苗
黏膜免疫接种通常通过口服或鼻内（呼
吸道）途径给予。
黏膜接种的优点在于此些方式给药可同
时引起黏膜和全身性免疫应答，这就为
宿主抗感染性疾病提供了双重保护作用。
绝大多数黏膜疫苗递送是模仿天然黏膜
感应部位与环境抗原和病原体相遇的方
式。
5.提高局部粘膜免疫的研究进展
局部分泌型IgA是保护粘膜、抑制肠内
菌的主要成份。经研究证实，分泌型抗
体对病毒 、肠腔内致病菌及条件致病菌
均有抑制作用。因此 ，如何提高局部分
泌IgA水平是目前研究的热点。
1.主动免疫
基因工程
重组疫苗的研制与使用是近
来提高粘膜免疫水平的主要方向之一。
它的方式可以通过将病毒的致病基因剔
除后，重组基因在宿主细胞内表达，合
成的蛋白质具有病毒的免疫原性而无致
病性。经口服进入到消化道可以刺激机
体产生高水平的黏膜免疫应答。
2.局部应用细胞因子
细胞因子在IgA合成中的关键作用，使人联想
到使用适当的细胞因子来选择性地提高IgA水
平 。选择适当的载体，将IL-4、IL-6等细胞
因子基因插入载体中，通过载体将细胞因子的
基因 选送至粘膜局部。通过载体对粘膜组织
的感染从而将细胞因子基因植入局部 免疫组
织中表达。
3. IgA抗体直接在粘膜表面的应用
在预防肠腔条件致病菌的机会感染方面，
国外有人将分泌型IgA应用到粘膜局部，
结果表明，IgA能有效地抑制细菌移位的
发生。此外，通过制备抗致病菌的IgA型
单 抗，然后将IgA型抗体用于粘膜局部，
可较好地预防肠道致病菌感染。