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Biology / memory-b-cell

记忆B细胞

记忆B细胞是曾接触抗原的长寿命淋巴细胞,能在再次遇到同一抗原时促成快速抗体应答。

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B细胞抗原适应性免疫免疫记忆抗体浆细胞生发中心体细胞高频突变记忆B细胞

记忆B细胞是曾接触抗原的B细胞,在免疫应答结束后仍能持续存在,并在再次遇到相关抗原时作出应答。这类细胞参与适应性免疫中的免疫记忆。与专门分泌抗体的浆细胞不同,静息记忆B细胞保留细胞表面的抗原受体,通常不会持续产生大量抗体。它们的主要作用是形成一个持久存在的细胞群体,在后续应答中生成新的抗体分泌细胞。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

形成与分子层面的发育过程

记忆B细胞由活化的B细胞经多种发育途径形成。其中许多通过生发中心途径形成;生发中心是免疫应答期间在淋巴组织中形成的一种特殊结构。另一些则通过生发中心以外的途径产生。因此,记忆B细胞并不具有单一的发育历程,广泛的受体突变和抗体类别转换也都不是成为记忆B细胞的必要条件。对人类B细胞亚群的研究,包括对CD40配体信号传导缺陷患者细胞的研究,证实了依赖生发中心和不依赖生发中心的两类形成途径。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

在生发中心内,B细胞增殖并发生体细胞高频突变,使编码其抗原受体可变区的基因发生变化。突变后经选择可产生亲和力成熟,增强抗原结合能力。然而,记忆细胞的形成并非只是保留亲和力最高的细胞。在小鼠中结合谱系示踪和抗体克隆开展的实验表明,与优先进入生发中心的细胞相比,记忆B细胞群体可包含亲和力分布范围更广的细胞。这保留了受体的多样性,而非仅保留一种经过优化的特异性。(nature.com)

部分记忆B细胞还会发生类别转换重组,在保留已重排的抗原结合可变区的同时,更换抗体重链恒定区。因此,它们可能表达免疫球蛋白G或免疫球蛋白A,而非免疫球蛋白M。其他记忆细胞则保留IgM,有时还同时表达IgD。类别转换与体细胞高频突变是不同的过程,因此,仅凭抗体类别无法判断一个细胞的完整发育历程。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

鉴定与多样性

研究人类记忆B细胞时,常使用流式细胞术,依据细胞表面分子的组合区分不同群体。CD19可用于识别大部分B细胞,而CD27、IgD和抗体同种型则有助于区分常见的记忆B细胞亚群。CD27阳性、IgD阴性的细胞包括许多经过类别转换的记忆细胞;保留IgM和IgD的CD27阳性细胞则构成另一个重要群体。这些分类是实用的操作性定义,并不代表彼此完全分离的生物学谱系。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

CD27并非普遍适用的记忆细胞标志物。人类CD27阴性的记忆细胞中,也存在表达已转换类别的抗体、且受体基因发生过突变的群体。反过来,仅凭CD27表达也不足以将所有表达该分子的细胞都判定为静息记忆B细胞,因为其他活化B细胞群体也可能表达CD27。因此,可靠的鉴定需要将多种标志物与受体序列信息、解剖位置及功能性应答结合起来。人类与小鼠的分类标准不能直接互用。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

记忆B细胞群体在受体特异性、突变数量、增殖经历和应答潜能方面也存在异质性。对人类免疫球蛋白基因的分析发现,不同亚群的增殖和成熟程度各不相同。因此,“记忆B细胞”指的是一类曾接触抗原、具有相关功能的细胞,而非具有单一、均一表型的细胞。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

持续存在与解剖分布

在最初的抗原暴露过去很久之后,记忆B细胞群体仍可能被检测到。2003年发表的一项人体研究在接种疫苗超过50年后,仍检测到了针对天花疫苗的特异性记忆B细胞。这类观察结果表明,抗原特异性细胞群体能够长期存在,但并不能证明其中每个细胞都存活了这么长时间。其持续存在的时间因抗原、免疫应答及所测细胞群体而异。(doi.org)

维持记忆B细胞并不总是需要最初用于免疫的抗原持续存在。在小鼠中,通过实验改变B细胞受体的特异性后发现,已形成的记忆细胞即使不再识别该抗原,也能持续存在。因此,应将免疫记忆与持续受刺激的免疫应答区分开来。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

记忆细胞存在于循环血液和淋巴组织中,包括淋巴系统内的各处,但也有一些驻留于局部组织的特定微环境。在小鼠流感实验中,肺驻留记忆B细胞保持局部定位,并不与循环中的细胞自由交换。这些细胞的建立需要在局部接触抗原,并在再次感染时参与应答。因此,血液样本只能反映机体记忆B细胞群体的一部分。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

再次应答与疫苗接种

再次接触抗原时,能够作出应答的记忆B细胞可增殖并分化为浆母细胞和浆细胞。其中一些还可参与新的生发中心反应。人类流感疫苗接种研究在参与应答的生发中心内,既发现了曾接触抗原的B细胞克隆,也发现了看似初始状态的B细胞克隆。因此,再次应答既能迅速调动已有的抗原特异性细胞,也提供了机会,招募识别其他表位的细胞,并改变参与应答的抗体谱。(nature.com)

记忆B细胞和长寿命浆细胞分别承担持久体液免疫的不同功能。浆细胞,包括维持于骨髓中的群体,支持循环抗体的持续存在;记忆细胞则为再次产生抗体提供储备。因此,血清抗体浓度与记忆B细胞数量是相关但并不等同的衡量指标。仅检测到记忆细胞,并不能证明机体在再次应答形成之前就能阻止此次暴露引发感染。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

实验研究

研究人员通过表面标志物分析、抗原结合探针、细胞培养,以及对免疫球蛋白基因进行DNA测序来研究记忆B细胞。相关的受体序列有助于识别克隆家族,并重建经突变产生多样性的过程。单细胞方法可将受体序列与基因表达谱联系起来,而重组单克隆抗体则可用于直接检验结合特异性和交叉反应性。由于采样部位和鉴定标准各不相同,解读研究报告中的记忆细胞比例时,必须结合所采用的方法。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)