細(xì)胞和分子免疫學(xué):第四節(jié)　MHC的生物學(xué)功能

MHC具有重要的生物學(xué)功能，主要包括參與胸腺對胸腺細(xì)胞的選擇作用，對機(jī)體免疫應(yīng)答的遺傳控制，參與免疫細(xì)胞相互識別，對免疫細(xì)胞相互作用的遺傳限制等。有關(guān)Ⅲ類抗原C2、C4和B因子的功能請參見有關(guān)補(bǔ)體系統(tǒng)的內(nèi)容。

一、MHC與胸腺對胸腺細(xì)胞的選擇作用

成熟的、有功能的T細(xì)胞必須經(jīng)過在胸腺中陽性選擇和陰性選擇，MHC在這兩種選擇中起關(guān)鍵作用。

（一)陽性選擇過程（positive selection)

早期的胸腺細(xì)胞前體（prothymocyte)不足3%，為CD4-CD8-雙陰性細(xì)胞（double negative cells)，隨后發(fā)CD4+CD8+雙陽性細(xì)胞（double positive cells)，并受一以嚴(yán)格的選擇。假如一個雙陽性細(xì)胞表面能與胸腺皮質(zhì)上皮細(xì)胞表面MHc I類或Ⅱ類分子發(fā)生有效結(jié)合，就可被選擇而繼續(xù)發(fā)育，否則會發(fā)生程序性的細(xì)胞死亡（programmed cell death)。MHC I類分子選擇CD8復(fù)合受體（coreceptor)，而使雙陽性細(xì)胞表面CD4復(fù)合受體減少；MHCⅡ類分子選擇CD4復(fù)合受體，而使CD8復(fù)合受體減少。這種選擇過程賦于成熟CD8+CD4-T細(xì)胞具有識別抗原與自身MHc I類分子復(fù)合物的能力，CD4+CD8-T細(xì)胞具有識別抗原與自身MHCⅡ類分子復(fù)合物的能力，成為T細(xì)胞MHC限制現(xiàn)象的基礎(chǔ)。

(二)陰性選擇過程（negativeselection)

經(jīng)過陽性選擇后的T細(xì)胞還必須經(jīng)過一個陰性選擇過程，才能成為成熟的、具有識別外來抗原能力的T細(xì)胞。位于皮質(zhì)與髓質(zhì)交界外的樹突狀細(xì)胞（DC)和巨噬細(xì)胞（Mφ)表達(dá)高水平的MHc I類抗原和Ⅱ類抗原，在胚胎發(fā)育過程中，機(jī)體自身抗原成分與DC或Mφ表面MHc I類、Ⅱ類抗原形成復(fù)合物。經(jīng)過陽性選擇后的胸腺細(xì)胞如能識別DC或Mφ細(xì)胞表面自身抗原與MHC抗原復(fù)合物，即發(fā)生自身耐受（self tolerance)而停止發(fā)育，而不發(fā)生結(jié)合的胸腺細(xì)胞才能繼續(xù)發(fā)育為識別外來抗原CD4+CD8-或CD4-CD8+單陽性細(xì)胞，遷移到外周血液中去（圖6-13)。

二、MHC對免疫應(yīng)答的遺傳控制

人們早已觀察到各種不同品系動物的免疫應(yīng)答是由遺傳控制的，如豚鼠對白喉毒素結(jié)核菌素的易感性在不同品系間有很大差異人類變態(tài)反應(yīng)性疾病的發(fā)生與遺傳因素有關(guān)。但對這一問題的深入研究主要?dú)w功于60年代后免疫化學(xué)研究中合成多肽抗原的應(yīng)用，對H-2的深入了解以及同類系和H-2內(nèi)重組株小鼠的建立。

（一)MHC對免疫應(yīng)答遺傳控制研究的基本條件

1.人工合成多肽抗原 化學(xué)合成多肽抗原主要有以下兩類：

（1)合成分枝多肽抗原：它是以線狀的多聚賴氨酸（L)聯(lián)上多聚丙氨酸（A)的側(cè)鏈，形成A-L骨架結(jié)構(gòu)，然后再在丙氨酸鏈上偶聯(lián)不同的氨基酸，形成具有不同抗原特異性的分枝多肽抗原。最常用的是（T，G)-A-L，（H，G)-A-L和（φ，G)-A-L等（圖6-14)�？乖�特異性由末端氨基酸所決定，側(cè)枝和主干起載體的作用。

圖6-13　MHC與胸腺的選擇作用

（2)線狀多肽抗原：這是幾種氨基酸按不同比例和數(shù)量結(jié)合而成的線狀多肽，具有較強(qiáng)的抗原性，如GLφ等。單種氨基酸組成的均一多肽抗原性很弱，但偶聯(lián)上半抗原后則是很好的免疫原，例如多聚賴氨酸（PLL)與DNP偶聯(lián)形成的DNP-PLL被廣泛用于豚鼠免疫應(yīng)答遺傳控制的研究。

2.同類系小鼠（congenic mice)是遺傳北景完合相同，只是所需研究的那個基因不同的小鼠。建立同類系小鼠是諾貝爾獲得者Snell對免疫遺傳學(xué)作用出的突出貢獻(xiàn)。有了同類系小鼠和人工合成多肽抗原，就可以深入研究免疫應(yīng)答的基因控制以及與MHC的關(guān)系。同類系小鼠的培育的方法見圖6-15。

首先近交系（inbredstrain)A品系小鼠與另一個近交系B品系小鼠進(jìn)行交配，A品系MHC是a/a純合（homozygous)的，B品系MHC是b/b純合的。A與B品系雜交的子一代（F1)全部是a/b雜合狀態(tài)的。然后將F1小鼠與親本A品系進(jìn)行回交（backcross)，其子代一半為a/a，另一半為a/b,a/b雜合狀態(tài)小鼠的皮片移植到A品系小鼠后迅速被排斥，而a/a子代小鼠的皮片移植到A品系小鼠后并不迅速被排斥。將通過皮片移植后發(fā)生迅速排所鑒定的a/b雜合小鼠又與A品系小鼠進(jìn)行回交，其子代一半為a/a，另一半為a/b，再用上述皮片移植排斥反應(yīng)的方法鑒定出a/a或a/b，將a/b雜合不再與A品系小鼠進(jìn)行回交。如此繼續(xù)20代后，a/b雜合小b等位基因仍然保留，但原來B品系小鼠中其它的遺傳座位都消失了，正如連續(xù)稀釋（serial dilution)一樣，F(xiàn)1小鼠保留了B品系基因的50%，回交后第一代平均只保留了B品系基因的25%，這樣經(jīng)過20次回交后除了保留B品系的MHC等位基因（b)以外，其余B品系的基因（非MHC基因)都消失。也就是說，經(jīng)過如此20代回交后a/b小鼠，除了第17號染色體上的MHC是a/b雜合以外，其余的遺傳背景（除17號染色體MHC以外和其余39對染色體)均與A品系相同。將經(jīng)過20代回交的a/b小鼠進(jìn)行品種間雜交（interbreed)或稱史妹交配，其子代的MHC基因25%是a/a純合，25%是b/b純合，50%是a/b雜合的。其中b/b純合小鼠皮片移植的A品系小鼠后即發(fā)生迅速的排斥。用b/b純合小鼠進(jìn)行品種間雜交，培育出一個新的品系即MHC基因位點(diǎn)上與B品系相同，而其它所有的遺傳背景與A品系相同，我們可稱作這個品系小鼠與A品系是同類系（congenic to strain A),或者叫做在A遺傳背景的B MHC。常用同類系小鼠單體型見表6-7。

圖6-14　合成分枝多肽抗原示意

注：（T，G)-A--L：（多聚酪氨酸，多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸

（H，G)-A--L：（多聚酪氨酸，多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸

（φ，G)-A--L：（多聚酪氨酸，多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多聚賴氨酸

L：L型，D：D型

3.H-2內(nèi)重組株　通過不同的同類系雜交，根據(jù)交換重組定律，在雜交后代中選擇新的H-2內(nèi)重組體（interH-2recombinants)。不同的重組株在H-2內(nèi)的一些基因位點(diǎn)具有不同的等位基因，即H-2單體型（haplotype)不同。

例如品系A(chǔ)，B10.A單體型為a，它是由H-2k和H-2d兩個雙親單體型的I-E亞區(qū)和S區(qū)之間發(fā)生交換重組而產(chǎn)生（表6-8)。H-2內(nèi)重組株（舉例)參見表6-9。

表6-7　常用同類系小鼠的單體型（標(biāo)準(zhǔn)品系，type strains)

圖6-15　同類系小鼠培育的方法

表6-8　A.B10.AH-2內(nèi)重組株的產(chǎn)生

表6-9 H-2內(nèi)重組株（舉例)

（二)Ir基因

1.免疫應(yīng)答基因的發(fā)現(xiàn) Benacerraf等（1963)首先證實(shí)豚鼠對人工合成抗原PLL（聚-L-賴氨酸)等的抗體應(yīng)答能力受單個常染色體顯性基因（單基因)的控制（表6-10)。實(shí)驗(yàn)表明，2和13兩個品系豚鼠對不同人工合成抗原的應(yīng)答能力不同。兩個品系雜交的子一代（F1)對三種抗原全部有應(yīng)答能力，說明應(yīng)答基因?yàn)轱@性。再將F1和隱性親本進(jìn)行回交，所得下一代對抗原的應(yīng)答表現(xiàn)出孟德爾定律的分離現(xiàn)象，應(yīng)答與無應(yīng)答個體呈1：1之比，說明遺傳是由單基因控制的。F1代與顯性親本進(jìn)行回交，下一代中全部對抗原發(fā)生應(yīng)答。Benacerraf將控制免疫應(yīng)答的基因稱為免疫應(yīng)答基因（immune responesgene ,Ir基因)。具有Ir基因的動物對相應(yīng)抗原呈高應(yīng)答者（responder),缺乏核基因者呈無應(yīng)答或低應(yīng)答者（non-responder)。

表6-10　豚鼠免疫應(yīng)答基因的發(fā)現(xiàn)

注：DNP-PLL：二硝基苯—多聚賴氨酸　GA：谷氨酰丙氨酸多聚體 CT：谷氨酰酪氨酸多聚體

2.小鼠Ir基因位一地H-2　I區(qū)內(nèi)

（1)小鼠Ir-1基因與MHC連鎖基因：60年代中期，McDevitt和Sela等發(fā)現(xiàn)小鼠有類似針對合成分枝多肽（T，G)-A-L抗原的基因，稱Ir-1基因，并證明該基因與MHC存在著連鎖關(guān)系；如C57BL小鼠對（T，G)-A-L有高抗體應(yīng)答，而CBA小鼠則為低應(yīng)答；對（H，G)-A-L的反應(yīng)則CBA小鼠為高應(yīng)答，而C57BL為低應(yīng)答。以后又檢了一系列對特定抗原高應(yīng)答、中應(yīng)答或低應(yīng)答的小鼠品系（表6-11)。并用回交試驗(yàn)證實(shí)小鼠Ir基因?yàn)閱蝹�常染色體顯性遺傳（圖6-16)。

表6-11 不同品系小鼠對三種人工合成抗原的抗體應(yīng)答

（2)Ir-1基因定位于H-2 I區(qū)內(nèi)：70年代初，McDevitt等又利用同類系和H-2內(nèi)重組系小鼠，將1r-1基因定位于H-2 I區(qū)內(nèi)（表6-12)。

Milich等（1982)應(yīng)用同類系小鼠證實(shí)對HBsAg a和d決定簇的體液免疫應(yīng)答也受MHC內(nèi)的基因所調(diào)節(jié)。單倍H-2^q產(chǎn)生高應(yīng)答，H-2^s.f產(chǎn)生低或無應(yīng)答，H-2^a.b.d.k單倍型為中等應(yīng)答。進(jìn)一步用H-2內(nèi)重組系小鼠的實(shí)驗(yàn)表明，控制上述體液免疫應(yīng)答的基因可能位于K區(qū)和I-A亞區(qū)。

圖6-16 應(yīng)用回交試驗(yàn)證實(shí)小鼠對（多聚苯丙氨酸，多聚谷氨酸)-多聚丙氨酸-多降賴氨酸[φG)-A-L]應(yīng)答的Ir基因?yàn)閱蝹�常染色體顯性遺傳

表6-12 位H-2 I區(qū)內(nèi)Ir基因位置（舉例)

注：T酪氨酸　G-谷氨酸　A-丙氨酸

L賴氨酸　H-組氨酸　Pro-脯氨酸

Leu-亮氨酸　Phe-苯丙氨酸

（3)H-2對DHR的遺傳控制：對人工合成抗原誘導(dǎo)的遲發(fā)型超敏應(yīng)答（DHR)同樣受MHC的遺傳控制。H-2^{a.b.d.f.j.k.r.u.v}單倍單倍型小鼠對多聚體GAT（谷氨酸⁶⁰-丙氨酸⁹⁰-酪氨酸¹⁰)的刺激表現(xiàn)為DHR應(yīng)答品系（R)，H-2^n.p.q.s單倍型屬于無應(yīng)答品系（NR)。R品系與NR品系雜交，F(xiàn)1為R品系，F(xiàn)1與NR回交，后代1/2為R，1/2為NR，符合單個常染色體顯性遺傳的規(guī)律。DHR可以通過致敏T細(xì)胞傳遞給同基因小鼠，而不能傳遞給不同基因之小鼠，DHR也可傳遞給有一個單體型相同之小鼠，如雜交子一代，但超敏反應(yīng)程度介于前兩者之間。雜交子一代的致敏T細(xì)胞亦可把DHR傳遞給親代。Miller等又進(jìn)一步證明，對GAT遲發(fā)型超敏應(yīng)答的補(bǔ)動傳遞不要求供體與受體基因型完全相同，而只有I-A亞區(qū)相同。

3.人的免疫應(yīng)答基因 　胡蜀山等（1985)請用³H-TdR法，以體外誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞增殖刺激指數(shù)為指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)在無關(guān)志愿者中對（H，G)-A-L、（T、G)-A-L、（Phe、G)-A-L、GLPhe和GAT抗原應(yīng)答的百分率分別為64%、54%、30%、36%和76%。通過家系調(diào)查表明：（1)人類對人工合成抗原泊應(yīng)答也符合孟德爾單染色體顯性遺傳的規(guī)律；（2)控制（T、G)-A-L和（H，G)-A-L和Ir基因是不同的；（3)通過HLA內(nèi)重組家系的HLA抗原的分析，提示控制（T、G)-A-L和（H、G)-A-L的Ir基因Ir-TGAL和Ir-HGAL位于HLA-A與B位點(diǎn)之間而與D/DR無關(guān)。

Ir基因與MHC連鎖的現(xiàn)象，除豚鼠、小鼠和人外，也見于大鼠、恒河猴等多種動物，表明這種現(xiàn)象具有普遍的生物學(xué)意義。

4.免疫應(yīng)答基因的作用模式 　對某些抗原不起應(yīng)答或呈低免疫應(yīng)答，可能是由于Ir基因缺陷，Ir基因所編碼的Ia抗原不能與該抗原結(jié)合，或?qū)�抗原的提呈能力低，不能激活Th，或只能引起低免疫應(yīng)答。有關(guān)Ir基因通過其基因產(chǎn)物Ia抗原在Mφ與Th間傳遞抗原的水平上起作用的模式主要有Benacerraf(1978)提出的決定基選擇模型（determinant selectionmodel)(圖6-17)，該模式認(rèn)為的Mφ表面的Ir基因產(chǎn)物有數(shù)量不限的特異性結(jié)合點(diǎn)，能特異地與一定的氨基酸順序結(jié)合，這些特異的氨基酸順序約由3～4個氨基酸組成，使一個復(fù)雜的外來抗原物。T細(xì)胞抗原受體（TCR)只能識別復(fù)合物分子才發(fā)生免疫應(yīng)答反應(yīng)。如果某個外來抗原結(jié)構(gòu)中不具備這種特定的氨基酸順序，或Mφ表面Ir基因產(chǎn)物不能與外來抗原特定的決定簇結(jié)合，都不能被TCR所識別，表現(xiàn)出對這種抗原的無應(yīng)答狀態(tài)。

5.Is基因和Ts細(xì)胞　Debre（1975)發(fā)現(xiàn)GT抗原可在某些小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)Ts細(xì)胞而抑制對GT-MBSA（甲基化的牛血清白蛋白)的免疫應(yīng)答。這種控制抑制誘導(dǎo)的基因是顯性遺傳的，與H-2基因復(fù)合體有關(guān)。為了與位于H-2的Ir基因相區(qū)別，Debre等稱之為Is基因。開始有人認(rèn)為Is基因位于I-J亞區(qū)，最近www.med126.com的研究表明，Is基因可能位于I-A亞區(qū)內(nèi)，而目前I-J亞區(qū)并未得到證實(shí)。某些小鼠對一些抗原（如CT，GAT)的無應(yīng)答性是由于這些抗原誘導(dǎo)產(chǎn)生了Ts細(xì)胞的結(jié)果，小鼠接受這些抗原誘導(dǎo)的能力受Is基因控制。如選擇性地除去Ts細(xì)胞后，無應(yīng)答者可變不應(yīng)答者。

圖6-17　決定基選擇模型

免疫應(yīng)答基因已逐漸超出原來的概念：一是在MHC內(nèi)除與Ⅱ類基因有關(guān)外，還與I類基因有關(guān)，如流感病與HLA-B7親和性高，DNFB與HLA-A2親和性高，HLA-B34、B22者對風(fēng)疹疫苗接種所產(chǎn)生的抗體效價較高，而HLA-B16者對流感疫苗無免疫應(yīng)答。雜合個體比純合個體有更多可能性對多種抗原發(fā)生應(yīng)答，即有更強(qiáng)的抗感染能力，稱之為“雜交優(yōu)勢”。二是Ir基因還可能與非MHC基因相連鎖，如免疫球蛋白V_H基因、X染色體以及其它基因等。

三、MHC參與免疫細(xì)胞識別抗原

（一)抗原/MHC復(fù)合物的形成

外源性蛋白質(zhì)被APC攝入細(xì)胞內(nèi)，在溶酶體內(nèi)被水解成肽段。同時，MHc Ⅱ類分子在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中裝配成αβ異二聚體，由高爾基器轉(zhuǎn)送到溶酶體，與該處帶有免疫原性或主導(dǎo)師決定簇的抗原肽相結(jié)合形成抗原肽/MHC復(fù)合物，補(bǔ)轉(zhuǎn)送到APC表面，被CD4+T細(xì)胞所識別。

內(nèi)源性抗原以病毒抗原為例。病毒DNA整合到細(xì)胞核DNA中，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，在胞漿內(nèi)生成特異的病毒蛋白質(zhì)抗原，繼而被蛋白酶體（proteasome)攝取并酶解成肽段。與此同時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔中合成MHc I類抗原及β2微球蛋白。加工處理后的肽段進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔與MHc I類抗原結(jié)合形成穩(wěn)定的聚合體之后，被高爾基器運(yùn)往細(xì)胞表面，被CD8+T細(xì)胞所識別。HLa Ⅱ類基因DQ和DP之間的蛋白酶體相關(guān)基因（proteasome-relatedgenes,)和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)物基因（ABCtransporter genes)基因產(chǎn)物參與內(nèi)源性抗原的處理和抗原片段的轉(zhuǎn)運(yùn)。

（二)T細(xì)胞識別抗原/MHC復(fù)合物

T細(xì)胞是一類重要的免疫活性細(xì)胞。T細(xì)胞本身的活化及效應(yīng)功能的發(fā)揮，不僅與外來抗原和絲裂原和絲裂刺激和多種細(xì)胞因子的調(diào)節(jié)密切相關(guān)，而且有賴于T細(xì)胞與抗原提呈細(xì)胞（APC)之間、不同T細(xì)胞亞群相互之間以及T細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的直接接觸。CD4+陽性T細(xì)胞TCR/CD3識別外來抗原與MHc Ⅱ類抗原（多態(tài)部分)的復(fù)合物，CD8+T細(xì)胞TCR/CD3識別外來抗原與MHc I類抗原（多態(tài)部分)復(fù)合物。此外在T細(xì)胞識別過程中還有賴于多種細(xì)胞表面分子的輔助，這些分子包括CD4、CD8、MHc I類、Ⅱ類抗原，LFA-1（CD11a/CD18)、ICAM-1（CD54)、LFA-2（CD2)和LFA-3（CD58)等。其中CD4和CD8分子分別與MHCⅡ類抗原和I類抗原的非多態(tài)部分（即Ⅱ類分子上α2和β2結(jié)構(gòu)和I類分子上重鏈α3結(jié)構(gòu)域)結(jié)合。有關(guān)內(nèi)容請參考“白細(xì)胞分化抗原”和“粘附分子”兩章。

四、MHC對免疫應(yīng)答中免疫細(xì)胞相互作用的限制（約束)作用

MHC另一個重要的生物學(xué)功能是約束免疫應(yīng)答過程中各類免疫細(xì)胞的相互作用，又稱為MHC的約束性（MHc restriction)，包括免疫應(yīng)答感應(yīng)階段Mφ-Th之間，反應(yīng)階段Th-B之間，以及效應(yīng)階段Tc-靶細(xì)胞之間的相互作用。MHc I類和Ⅱ類抗原分別對不同細(xì)胞起約束作用。

（一)Mφ、T、B細(xì)胞相互作用過程中的MHC約束性

Rosenthal和Shevach(1973)首先在豚鼠中觀察到T細(xì)胞只能被具有相同MHc I區(qū)基因（Ⅱ類基因)的抗原提呈細(xì)胞所激活（表6-13)。同年Katz等人也發(fā)現(xiàn)Th與B細(xì)胞相互作用時，只有在兩者M(jìn)Hc I區(qū)（Ⅱ類基因)相同的條件才會出現(xiàn)協(xié)作應(yīng)（表6-14)。

表6-13　豚鼠T細(xì)胞對胸腺信賴抗原的免疫應(yīng)答中Mφ提呈抗原與Ia抗原的關(guān)系

^{注：豚鼠用卵清蛋白（OVA)加完全弗氏佐劑（CFA)免疫，腹腔滲出物分離的T細(xì)胞即為OVA預(yù)處理T細(xì)胞，在體 外與OVA加Mφ-起培養(yǎng)，用3H-胸腺嘧啶核苷摻入法作為T細(xì)胞特異性免疫應(yīng)答。品系2和13僅在MHC的I區(qū)不同}

^{表6-14　小鼠T-B細(xì)胞協(xié)作中受I區(qū)基因限制}

注：（1)DNP-DLH：二硝基苯酚-鑰孔墄血蘭素；DGG：牛r球蛋白。

（2)DNP-KLH預(yù)致敏B細(xì)胞為DNP-KLH免疫小鼠的脾細(xì)胞經(jīng)抗Thy-1加補(bǔ)體處理去除T細(xì)胞而獲得。

（3)BGG免疫小鼠脾細(xì)胞除去B細(xì)胞后為BGG載體預(yù)致敏T細(xì)胞。

（4)將DNP-KLH預(yù)致敏B細(xì)胞和BGG預(yù)致敏T細(xì)胞輸入經(jīng)照射后（a*b)F1受體，再用DNP-BGG抗原刺激，檢測機(jī)體對DNP抗體應(yīng)答的再次反應(yīng)。

（二)MHC對Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞的約束

1.Zinkernagel-Doherty現(xiàn)象　Zinkernagel和Doherty(1974)道德證明受牛痘病毒感染的CBA（H-2^k)小鼠中的Tc只能殺傷H-2單體型相同的病毒感染靶細(xì)胞，而不能殺死牛痘苗病毒感的H-2^b細(xì)胞，稱為“Zinkernagel-Dohertyphenomenon”。1975年Doherty用淋巴細(xì)胞脈絡(luò)膜腦膜炎病毒（lymphocyte-choriomeningitis virus,LCM病毒)感染H-2^d小鼠，取出Tc在體外只能殺傷LCM病毒感染的H-2^d單體型細(xì)胞，不能殺傷LCM病毒感染的H-2^k細(xì)胞（見圖6-18)。上述實(shí)驗(yàn)表明，Tc對于只具有MHC抗原或病毒抗原中單獨(dú)一種抗原的靶細(xì)胞都不起殺傷作用。

圖6-18　MHC對Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞的約束作用

2. MHC I類抗原對Tc殺傷靶細(xì)胞的限制作用 參與免疫應(yīng)答殺傷相（效應(yīng)相)的H-2抗原是由K、D區(qū)決定的，I區(qū)并不參與，這不同于前述的免疫應(yīng)答感應(yīng)階段中Mφ-Th，Th-B細(xì)胞之間相互作用受I區(qū)控制（表6-15)。

用三硝基苯（TNP)修飾自體的脾細(xì)胞為靶細(xì)胞也同樣證實(shí)了MHC對Tc殺傷TNP修飾靶細(xì)胞的約束現(xiàn)象。在人類殺傷病毒感染或半抗原修飾的靶細(xì)胞也同樣受到I類抗原的約束，如McMicheal等（1977)發(fā)現(xiàn)殺傷流感病毒感染的靶細(xì)胞主要受HLA-B位點(diǎn)抗原的約束，Dickmeiss(1977)實(shí)驗(yàn)表明殺傷DNFB致敏淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)Tc殺傷靶細(xì)胞中，HLA-A抗原必須一致。

由于自身MHC約束Tc細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的特異性，使體內(nèi)受病毒感染或癌腫惡變的靶細(xì)胞得以迅速有效地清除，從這個意義上來講，MHC參與機(jī)體抗感染及免疫監(jiān)視功能。

Tc對同種異體靶細(xì)胞的殺傷作用不受自身MHC的約束，Longo(1982)認(rèn)為體內(nèi)存在著兩類不同的T應(yīng)答細(xì)胞：一類針對外來抗原+自身MHC抗原發(fā)生免疫應(yīng)答；另一類對同種異體細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答。

表6-15　小鼠特異性Tc細(xì)胞的殺傷作用與靶細(xì)胞H-2的關(guān)系

注：小鼠特異性Tc細(xì)胞取自受LCM病毒致敏、H-2型別為K^sI^kD^d小鼠的脾臟

八十年代初，采用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)，將H-2^b及H-2^d的I類基因轉(zhuǎn)染小鼠白血病細(xì)胞系（L細(xì)胞系)。這些受I類基因轉(zhuǎn)染的細(xì)胞表面有I類抗原的表達(dá)。特異性Tc不能殺傷未經(jīng)I類基因轉(zhuǎn)染的病毒感染L細(xì)胞，但可殺傷經(jīng)I類基因轉(zhuǎn)染的病毒感染L細(xì)胞，表明轉(zhuǎn)染后所表達(dá)的I類抗原起約束作用。Ozato等切割I(lǐng)類基因的不同片斷進(jìn)行基因雜交，并將其轉(zhuǎn)染到L細(xì)胞系，成功地得到嵌合I類抗原分子，如α1及α2結(jié)構(gòu)域取自與殺傷細(xì)胞I類基因相同的基因片段，而α3、穿膜及胞漿區(qū)取自與殺傷細(xì)胞I類基因不同基因片段，則殺傷細(xì)胞可殺傷病毒感染的靶細(xì)胞，所之則不然。上述試驗(yàn)證明，α1及α2結(jié)構(gòu)域是參與殺傷和約束的有效部位。

利用突變品系小鼠研究發(fā)現(xiàn)靶細(xì)胞I類抗原突變分子的微小變化便能改變Tc細(xì)胞對它的識別。使如H-2^kbml突變株（b為單倍體，m為突變)來自H-2K^b突變品系，只有個別氨基酸的差異，K^b約束病毒抗原特異性的CTL就不能識別和裂解多種病毒感染的K^b突變的bm1靶細(xì)胞，表明1～3個氨基酸的變化足以使I類抗原失去原有的約束作用（表6-16)。

3.MHC對Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞約束的機(jī)制　目前關(guān)于MHC對Tc細(xì)胞殺傷病毒感染靶細(xì)胞約束的機(jī)制一般認(rèn)為是通過聯(lián)合識別（associativerecognition),即Tc表面一個受體識別MHC編碼的抗原與病毒抗原的復(fù)合物。

Benacerraf認(rèn)為MHC I類Ⅱ類抗耕牛具有雙重功能，在誘導(dǎo)階段通過其結(jié)合部位選擇抗原決定基，激活Th、Ts、Tc等效應(yīng)細(xì)胞；在效應(yīng)階段，靶細(xì)胞上的I類和Ⅱ類抗原又約束Th、Ts、Tc發(fā)揮效應(yīng)。

（三)載體效應(yīng)（cerriereffect)

Benacerraf認(rèn)為載體不是單純起運(yùn)載半抗原的作用，還具有載體特異性。載體處于耐受狀態(tài)的動物，雖給予半抗原載體復(fù)合物，也不能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗半抗原的抗體。對半抗原再次應(yīng)答的發(fā)生有賴于對半原記憶的B細(xì)胞和對載體記憶T細(xì)胞同時存在時才能發(fā)生（圖6-19)。

表6-16　K^(b)-約束的CTL^(a)對K^b(b)突靶細(xì)胞上抗原的識別

注：（a)CTL是Tc細(xì)胞，取自各種病毒致敏的小鼠脾，其本身的H-2型別為K^b；

（b)所有品系自B6突變而來，b為單倍型，m為突變；

（c)突變后氨基酸結(jié)構(gòu)改變的數(shù)目

圖6-19　載體效應(yīng)

注：①第二次注射與第一次相同的半抗原（DNP)和載體（牛血清白蛋白BSA)　，結(jié)果產(chǎn)生對DNP的再次反應(yīng)。

②第二次反注射的抗原中，半抗原與第一次相同，載體（卵白蛋白o(hù)valbumin)與第一次注射抗原的載體不同，結(jié)果不產(chǎn)生再次反應(yīng)；

③第一次注射后，單獨(dú)注射卵白蛋白，經(jīng)過一定時間后再注射載體為卵白蛋白、半抗原為DNP的抗原，結(jié)果產(chǎn)生再次反應(yīng)。

Mitchison等載體效應(yīng)的過繼轉(zhuǎn)移（adoptive transfer of carrier effect)試驗(yàn)，證實(shí)了上述關(guān)于載體效應(yīng)的結(jié)論（圖6-20)。

圖6-20　載體效應(yīng)的過繼轉(zhuǎn)移試驗(yàn)（Mitchison)

Raff等載體效應(yīng)阻斷實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)T細(xì)胞是載體特異的載體反應(yīng)細(xì)胞（carrier-reactivecell),B細(xì)胞是半抗原反應(yīng)細(xì)胞（hapten-reactivecgydjdsj.org.cn/sanji/ell)（圖6-21)。

圖6-21　半抗原、載體反應(yīng)淋巴細(xì)胞的鑒定（Raff等)