适应性免疫是免疫系统的组成部分,通过B细胞和T细胞的活动,针对特定抗原产生免疫应答。其主要特征包括高度多样化的抗原受体库、应答细胞的选择性增殖,以及免疫记忆。适应性免疫与固有免疫协同发挥作用,后者提供快速防御,并发出有助于启动适应性免疫应答的信号。初次适应性免疫应答通常需要数天才能形成,而再次遇到同一抗原时,则可产生更迅速、更有效的应答。(ncbi.nlm.nih.gov)
细胞与淋巴器官
B细胞和T细胞均起源于造血干细胞。在人体内,B细胞的早期发育发生在骨髓中,而T细胞前体则迁移至胸腺,并在那里成熟。在发育过程中,这两类细胞分别获得专门的抗原受体,并经历选择过程,从而形成各自的功能性受体库。已经成熟但尚未遇到相应抗原的细胞称为初始淋巴细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)
初始淋巴细胞在血液与淋巴系统的组织之间循环。免疫应答通常在次级淋巴器官中启动,包括淋巴结、脾脏和黏膜淋巴组织。这些器官使淋巴细胞能够接触抗原和抗原呈递细胞。树突状细胞对启动初始T细胞的应答尤为重要:它们在组织中摄取抗原,并在呈递抗原的同时提供激活信号。这种组织安排使数量相对稀少的抗原特异性淋巴细胞能够高效地遇到其识别的目标。(ncbi.nlm.nih.gov)
抗原识别与受体多样性
B细胞受体直接结合抗原上可接近的结构,包括称为表位的特定区域。这些受体是膜结合型免疫球蛋白,其对应的分泌形式就是抗体。相比之下,常规T细胞受体识别的是由主要组织相容性复合体(MHC)分子呈递的肽片段。因此,即使针对同一种微生物作出应答,B细胞和T细胞识别的抗原形式也不同。(ncbi.nlm.nih.gov)
受体多样性主要通过V(D)J重组产生。在淋巴细胞发育过程中,这一过程将彼此分离的基因片段组装成编码受体的序列。片段连接处的变异以及受体链的配对进一步扩大了受体库。这些变化发生在淋巴细胞而非生殖细胞中,因此不会遗传给后代。由此可见,初始受体库在接触抗原之前就已存在,而这些抗原随后会选择能够作出应答的细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)
激活与克隆选择
适应性免疫应答的基本原理是克隆选择。抗原识别过程会选择那些预先具有合适受体的淋巴细胞;适当的额外信号则刺激这些细胞增殖和分化。这种克隆扩增产生足够数量的抗原特异性细胞,使其能够发挥保护作用。抗原并不会指示免疫系统从零开始构建受体。(ncbi.nlm.nih.gov)
对于初始T细胞,识别肽–MHC复合物通常还必须伴随T细胞共刺激。细胞因子有助于引导细胞增殖,并分化为功能不同的细胞群。这些额外信号将适应性免疫的激活与固有免疫细胞检测到的状况联系起来,降低仅凭抗原识别就引发不恰当应答的可能性。许多B细胞应答同样需要已激活的辅助性T细胞提供帮助,不过某些抗原也能在没有这种帮助的情况下刺激B细胞。(ncbi.nlm.nih.gov)
体液免疫与细胞介导的免疫应答
体液免疫主要由浆细胞分泌的抗体介导;浆细胞是B细胞分化形成的细胞。抗体能够中和毒素,并阻止微生物附着于宿主细胞或进入宿主细胞。抗体还可标记靶标,促进吞噬作用,并能激活补体系统。因此,抗体识别会调动与固有免疫防御共用的机制,而不是作为一套完全独立的保护系统发挥作用。(ncbi.nlm.nih.gov)
在许多B细胞应答过程中,体细胞高频突变会使抗体可变区基因发生变化。受体与抗原结合能力更强的细胞被选择保留下来,从而产生亲和力成熟。类别转换重组改变抗体重链的恒定区,使具有相同抗原结合特异性的抗体能够发挥不同的生物学功能。这些过程不同于形成初始受体库的受体基因重排。(ncbi.nlm.nih.gov)
细胞介导的免疫涉及T细胞的效应功能。CD4辅助性T细胞协调其他免疫细胞的活动,包括B细胞和巨噬细胞。CD8细胞毒性T细胞识别相应的肽–MHC I类分子复合物,并能诱导受感染的靶细胞死亡。在同一次感染中,抗体介导和T细胞介导的应答常常相互配合,两者的相对贡献取决于病原体及其所在部位。(ncbi.nlm.nih.gov)
免疫记忆与疫苗接种
抗原被清除后,许多经扩增产生的效应淋巴细胞通过细胞凋亡死亡,而记忆细胞群则持续存在。再次接触抗原时,记忆B细胞和记忆T细胞可促进更强的应答;抗体的持续产生也有助于提供保护。保护作用的持续时间和有效性因抗原和感染而异,因此免疫记忆并不总能防止再次感染。(ncbi.nlm.nih.gov)
疫苗通过以受控形式使免疫系统接触抗原,诱导主动免疫。被动免疫则来自接受由其他来源产生的抗体,母体抗体的转移就是一例。被动免疫能够提供即时保护,但其本身不会使接受者建立抗原特异性的记忆应答。(cdc.gov)
免疫耐受与免疫功能障碍
免疫耐受限制针对机体自身成分的免疫应答。发育过程中的选择会清除或改变许多自身反应性淋巴细胞,而外周机制则使其他此类细胞失活、被清除或受到抑制。调节性T细胞参与这种抑制作用。这些调控机制失效可能导致自身免疫,而适应性免疫应答不足则可能促成免疫缺陷。适应性免疫识别还可能引发针对移植组织的有害应答,或参与过敏反应。(ncbi.nlm.nih.gov)