特異性免疫過程的相關(guān)問題探討和教學(xué)建議

占國忠 鄭 萍

（1.福建省莆田第一中學(xué) 福建莆田 351100）

（2.福建省莆田市教師進修學(xué)院 福建莆田 351100）

人教版高中生物學(xué)選擇性必修1教材（以下簡稱新教材）中關(guān)于特異性免疫過程的知識改動較大，如增加了抗原呈遞細胞（APC）的概念，明確APC將抗原信息呈遞給其他免疫細胞，將T細胞更具體地分為輔助性T細胞和細胞毒性T細胞，明確細胞免疫中也有輔助性T細胞的參與，將“淋巴因子”改為“細胞因子”等。在教學(xué)過程中，對各種免疫細胞的具體分析有助于學(xué)生深入理解各種免疫細胞的主要功能，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，提高科學(xué)探究能力。在教學(xué)過程中，由于新教材相對簡化，教師和學(xué)生容易對以下問題產(chǎn)生疑惑：體液免疫中APC傳遞給輔助性T細胞的抗原信息是什么？靶細胞和輔助性T細胞細胞膜表面分子發(fā)生的變化相同嗎？體液免疫和細胞免疫的輔助性T細胞及細胞因子相同嗎？下文將針對這些問題作出初步的回答。

1 體液免疫中APC傳遞給輔助性T細胞的抗原信息

教輔材料中經(jīng)常出現(xiàn)的“APC將抗原傳遞給輔助性T細胞”的說法其實并不準確。教材中的描述為“APC將抗原信息傳遞給輔助性T細胞”。那么，究竟什么是“抗原信息”？體液免疫中APC加工和處理的抗原是外源性抗原。外源性抗原指的是來自抗原呈遞細胞外的抗原，如細菌表面的蛋白質(zhì)抗原等。APC攝取外源性抗原在細胞內(nèi)形成吞噬體。吞噬體與溶酶體融合為吞噬溶酶體。APC細胞的核糖體合成MHCⅡ類分子后，經(jīng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體加工后形成MⅡC（MHC class II comportment），MⅡC會與吞噬溶酶體融合。MⅡC和吞噬溶酶體中的多種酶類在酸性環(huán)境下活化，將抗原降解為適合與MHCⅡ類分子結(jié)合的抗原肽。抗原肽與MHCⅡ結(jié)合形成抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物。接著，復(fù)合物被轉(zhuǎn)運至細胞膜表面，與輔助性T細胞表面的TCR和CD4特異性結(jié)合，從而將外源性抗原肽呈遞給輔助性T細胞。所以，這個抗原信息是指抗原肽-MHCⅡ類分子復(fù)合物。以上過程如圖1所示。

圖1 APC向輔助T細胞傳遞抗原信息的過程

2 靶細胞和輔助性T細胞細胞膜表面分子發(fā)生的變化

教材對特異性免疫細胞之間的信息傳遞有這樣的描述：“被病原體（如病毒）感染的宿主細胞（靶細胞）膜表面的某些分子發(fā)生變化，細胞毒性T細胞識別變化的信號”“輔助性T細胞表面的特定分子發(fā)生變化并與B細胞結(jié)合，這是激活B細胞的第二個信號”。這兩個膜表面的分子發(fā)生的變化一樣嗎？

實際上，這兩個變化差別很大。細胞免疫中靶細胞在此作為APC，它加工處理的抗原稱為內(nèi)源性抗原。內(nèi)源性抗原指在APC細胞內(nèi)新合成的抗原，比如病毒或者一些細菌侵入細胞后在細胞內(nèi)合成的蛋白質(zhì)，或者一些細胞突變后成為腫瘤細胞進而合成的腫瘤抗原等。內(nèi)源性抗原被靶細胞降解成抗原肽，再被轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的MHCI類分子結(jié)合，經(jīng)過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的進一步加工和轉(zhuǎn)運至細胞膜上，與細胞毒性T細胞表面的TCR和CD8特異性結(jié)合，激活細胞毒性T細胞。所以，靶細胞膜表面的分子發(fā)生變化指的是產(chǎn)生了抗原肽-MHCI類分子復(fù)合物，如圖2所示。

圖2 靶細胞膜表面的變化

輔助性T細胞表面的特定分子發(fā)生變化指的是輔助性T細胞接受APC傳遞的抗原等信息后被活化，表達多種膜分子。其中最重要的是CD40L，它與B細胞表面的CD40相互作用，向B細胞傳遞活化的第二信號。所以，輔助性T細胞膜表面的特定分子是指CD40L等傳遞B細胞活化第二信號的分子。

3 體液免疫和細胞免疫的輔助性T細胞及細胞因子

教材圖4-7講解細胞免疫時有注明：輔助性T細胞的活化及分泌細胞因子的過程見圖4-6。有些學(xué)生直接就認為參與細胞免疫的輔助性T細胞和分泌的細胞因子和參與體液免疫是一樣的。那么，一樣嗎？

輔助性T細胞簡稱為Th，未受抗原刺激的初始輔助性T細胞簡稱為Th0，Th0可以分化為Th1和Th2等多種輔助性T細胞。影響Th0分化的主要因素是抗原的性質(zhì)和細胞因子的種類等。在細胞免疫中，侵入宿主細胞的病原體產(chǎn)生的抗原和腫瘤抗原以及IL-12、IFN-γ等會誘導(dǎo)Th0向Thl分化。Th1主要分泌Th1型細胞因子，包括IFN-γ、TNF-α、IL-2等。它們除了具有促進細胞毒性T細胞增殖和分化的能力，還具備其他能力。而在體液免疫中，普通細菌和可溶性抗原以及IL-4會誘導(dǎo)Th0向Th2分化。Th2直接接觸B細胞提供其活化的第二信號，還能分泌Th2型細胞因子，包括IL-4、IL-5、IL-6、IL-10及IL-13等。這些細胞因子可促進B細胞的增殖、分化和抗體的生成。體液免疫和細胞免疫都有Th細胞依賴型和Th細胞非依賴型，Th細胞依賴型就需要輔助性T細胞的參與。綜上所述，體液免疫和細胞免疫過程中輔助性T細胞的活化過程類似，但是誘導(dǎo)分化的因素不同，分化的方向不同，產(chǎn)生的細胞因子也不同。具體區(qū)別見表1。

表1 Th1和Th2的主要區(qū)別