高中“免疫”教学常见问题释疑

张明明（蚌埠第二中学 安徽蚌埠 233000）

高中生物学教材“免疫”部分内容经典，但限于篇幅，内容有限，且免疫学发展迅速，难免使人发生误解，导致各种教辅和考试中出现错误，给教师教学和学生学习带来很多困惑。本文将常见疑问和解答进行归纳。

1 T 细胞是否能识别抗原？T 细胞和B 细胞是否都能直接识别抗原？

T 细胞（T lymphocyte）通过T 细胞的抗原识别受体（T cell receptor，TCR）识别抗原信号，B 细胞（B lymphocyte）通过B 细胞的抗原识别受体（B cell receptor，BCR）识别抗原信号；但与BCR 不同，TCR并不能直接识别抗原，只能特异性识别抗原提呈细胞（antigen－presenting cell，APC）或靶细胞表面提呈的抗原肽－MHC 分子复合物。T 细胞这种既要识别抗原肽，又要识别复合物中的自身主要组织相容性抗原（major histocompatibility antigen，MHC抗原）的特性称为MHC 限制性，即TCR 并非与抗原直接结合，而是与APC 表面的抗原肽－MHC分子复合物特异性结合，MHC 分子接纳抗原肽的结构，是位于该分子远膜端的抗原肽结合槽。其中MHCⅡ类分子的抗原肽结合槽两端开放，与之结合的最适抗原肽约含13～18 个氨基酸，MHCⅠ类分子的抗原肽结合槽两端封闭，接纳的抗原肽长度有限，为8～10 个氨基酸残基［1］。而B 细胞的BCR则主要由膜表面的IgM 和IgD 等免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）构成的。识别抗原时不需APC 的加工和提呈，亦无MHC 限制性，故能特异性识别完整抗原的天然构象（也能识别抗原降解所暴露表位的空间构象），且能识别蛋白质以外的多种抗原。由此可见，T 细胞不能直接识别抗原而B 细胞能直接识别抗原，主要是由BCR 和TCR 的结构和特点不同导致的；另一方面，从抗原表位分析，TCR 仅识别由APC 加工后与MHC 分子结合为复合物并表达于APC 表面的线性表位，可位于抗原分子的任意部位，而BCR 识别的表位，大多为位于抗原分子表面的构象表位（少数为线性表位），无需APC 加工和提呈即可直接激活B 细胞，故B细胞是可直接识别抗原的，T 细胞则不能。

2 什么是抗原提呈？抗原加工和提呈的过程是怎样的？

抗原提呈是表达于APC 表面的抗原肽－MHC分子复合物（peptide－MHC complex，pMHC）被T细胞识别，从而将抗原肽提呈给T 细胞，诱导T 细胞活化的过程。

在抗体介导的特异性免疫应答（体液免疫）中，以B 细胞加工和提呈抗原的过程为例（其他专职性APC 加工和提呈抗原的过程与B 细胞类似），BCR 首先与抗原特异性结合，之后，B 细胞主要通过受体介导的内吞作用摄取外源性抗原，摄取的抗原在胞内形成内体或吞噬溶酶体，再与富含MHCⅡ类分子，含有多种酶类且为酸性环境的MHCⅡ类小室（MHC classⅡcompartment，MIIC）融合，在MIIC 中抗原被降解为多肽，并逐步形成稳定的抗原肽－MHCⅡ类分子复合物，然后转运至B细胞膜表面，供Th 细胞识别，从而完成抗原提呈过程。

在T 淋巴细胞介导的特异性免疫应答（细胞免疫）中，宿主细胞的内源性蛋白抗原被蛋白酶体降解后，将8～12 个氨基酸的抗原肽选择性地转运至内质网内，与内质网内组装的MHCⅠ类分子的抗原肽结合槽结合形成抗原肽－MHCⅠ类分子复合物，再经高尔基体将此复合物转运至细胞膜上，供CTL 细胞识别，从而完成抗原提呈过程。

3 吞噬细胞是否是主要的抗原提呈细胞？T 细胞是否有加工和提呈抗原的能力？

目前已确认树突状细胞（dendritic cell，DC）是功能最强、唯一能直接激活初始T 细胞的专职性APC，是主要的抗原提呈细胞。无论是在体液免疫还是在细胞免疫中，DC 都扮演了极其重要的角色，即初始T 细胞的激活。单核／巨噬细胞和B 淋巴细胞同样作为典型的APC，也参与抗原的提呈，但与DC 不同，它们仅能刺激已活化的效应T 细胞或记忆T 细胞。DC 成熟后会迁移至淋巴结或脾脏，失去吞噬功能［2］，故DC 并不属于典型的吞噬细胞，且以单核/巨噬细胞为代表的吞噬细胞虽摄取和加工抗原的能力很强，但提呈抗原的能力较弱，故吞噬细胞并不是主要的抗原提呈细胞。

在体液免疫过程中，外源性抗原主要通过MHCⅡ类分子途径加工与提呈。主要由专职性APC（DC、单核／巨噬细胞和B 淋巴细胞）完成；在细胞免疫过程中，内源性抗原主要通过MHCⅠ类分子途径加工与提呈。由于所有有核细胞均表达MHCⅠ类分子，因此，所有有核细胞均具有通过MHCⅠ类分子途径加工和提呈抗原的能力。即在体液免疫中，T 细胞并没有加工和提呈抗原的能力，但在细胞免疫中，T 细胞作为靶细胞，与所有有核细胞一样，具有通过MHCⅠ类分子途径加工和提呈抗原的能力。

4 细胞免疫的概念及细胞免疫中T 细胞是如何被激活的？

在高中教材中，描述细胞免疫为T 细胞主要靠直接接触靶细胞“作战”，这种方式称为细胞免疫［3］。这种叙述偏重于CTL 的功能，而忽略了Th等T 细胞的作用。严格来说，从Th0 细胞向Th1细胞分化开始，就已经开始启动细胞免疫过程，即细胞免疫指T 淋巴细胞介导的适应性免疫应答；所以在学习细胞免疫概念时，关注CTL 功能的同时亦不要忽略Th 细胞特别是Th1 细胞的作用。

高中教材对体液免疫中B 细胞被激活的过程叙述较为完整，但对细胞免疫中T 细胞，特别是CTL被激活的过程则并未介绍。T 细胞的激活是从各器官组织摄取抗原并加工和表达pMHCⅡ的DC 进入外周免疫器官，与定居于胸腺依赖区的初始T 细胞的相遇开始的，二者短暂可逆接触后，能特异性识别抗原肽的T 细胞将进入下一阶段与APC 特异性结合，然后在抗原刺激信号和共刺激信号双信号及不同的细胞因子的作用下，活化的T 细胞进一步增殖分化为辅助T 细胞（helper T cell，Th）和细胞毒性T 细胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）等效应T 细胞。Th 的前体细胞在不同性质的抗原、不同的细胞因子和APC 表达的共刺激分子作用下，分别增殖分化为Th1 细胞和Th2 细胞。大部分情况下，CTL 前体细胞需要在APC（靶细胞）表面的pMHCⅠ的特异性活化信号和Th1 细胞分泌的细胞因子的作用下，增殖分化为CTL。简言之，DC 对初始T 细胞进行激活是细胞免疫中Th、CTL 激活的共有过程，而CTL 与体液免疫中B 细胞被激活的过程相似之处在于大部分情况下都需要Th 细胞分泌细胞因子促进该过程（Th1 细胞主要辅助CTL 的活化，Th2 细胞主要辅助B 细胞的活化），只是靶细胞替代B 淋巴细胞完成了后续的激活过程。

5 特异性免疫的各个阶段分别在哪里进行？

5.1 淋巴细胞接受抗原刺激的场所与刺激后的变化 以体液免疫为例，抗原在淋巴结内或组织中被DC 摄取，在淋巴结内将加工后的抗原肽提呈给初始T 细胞，使其活化并增殖分化为Th 细胞，通过T-B 细胞的相互作用，被相同抗原激活的B 细胞在淋巴结或脾内，大量增殖形成生发中心，并分化成浆细胞。即淋巴细胞接受抗原刺激发生在其定居的场所——外周免疫器官。浆细胞一部分留在淋巴结（或脾脏）中分泌抗体，但寿命较短，大部分则通过血液循环迁移至骨髓，长期持续性产生高亲和力抗体，故骨髓、淋巴结和脾是体内产生抗体的主要器官。与B 细胞主要定居于免疫器官不同，大部分已在外周淋巴器官定居的T 细胞还要参与淋巴细胞的再循环，这样既可增加淋巴细胞与抗原及抗原提呈细胞接触的机会，又可使体内的淋巴细胞在外周免疫器官和组织的分布更趋合理，有利于动员各种免疫细胞和效应细胞，迁移至病原体、肿瘤所在部位，从而增强整个机体的免疫功能。

5.2 再次免疫的场所 发生再次免疫的场所与初次免疫类似，例如记忆B 细胞在外周免疫器官受抗原再次刺激而被活化，随后经淋巴液和血液迁移至骨髓，在此分化为成熟浆细胞，持久地产生大量抗体，并释放至血液循环，是血清抗体的主要来源，而在外周免疫器官发生的再次免疫应答，其抗体产生速度快，但持续时间相对较短。记忆T 细胞则更易被激活，对抗原浓度和共刺激信号依赖更低，能产生更多的细胞因子且对细胞因子的敏感性也更高，以增强体液免疫和细胞免疫过程。大部分记忆B 细胞和记忆T 细胞形成后，离开外周免疫器官，进入血液中参与再循环。

现行高中生物学教材缺少免疫过程的完整介绍，使教师教学和学生学习出现碎片化，难以全面、系统、直观地理解整个免疫过程，希望本文能作为教材的有益补充，有助于“免疫”教学。