本文原創(chuàng):Bicycle 來(lái)源于:Glyco-Immunology
B細(xì)胞,(B lymphocytes)
B細(xì)胞(B lymphocytes)是哺乳動(dòng)物體內(nèi)適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分,負(fù)責(zé)介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)。它們通過(guò)產(chǎn)生抗體,識(shí)別并清除外來(lái)病原體如病毒和細(xì)菌,在免疫記憶和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。
一、B細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)與命名
B細(xì)胞最早在鳥(niǎo)類(lèi)的一個(gè)特殊器官——法氏囊(Bursa of Fabricius)中被發(fā)現(xiàn),并因此得名。
在哺乳動(dòng)物中,B細(xì)胞主要在骨髓中發(fā)育和成熟。
二、B細(xì)胞分類(lèi)
1. 初始B細(xì)胞(Naive B cells)
特征: 未接觸過(guò)抗原。
表面表達(dá)未經(jīng)歷體細(xì)胞超突變的IgM和IgD抗體(B細(xì)胞受體,BCR)。
功能: 在遇到抗原后,通過(guò)活化、增殖和分化產(chǎn)生效應(yīng)B細(xì)胞或記憶B細(xì)胞。
2. 效應(yīng)B細(xì)胞(Effector B cells, Plasma cells)
特征: 由初始B細(xì)胞活化分化而來(lái)。丟失了表面BCR,專(zhuān)注于分泌抗體。
功能: 大量分泌抗體(如IgG、IgA、IgE)以中和病原體或標(biāo)記其被清除。是體液免疫的核心執(zhí)行者。
3. 記憶B細(xì)胞(Memory B cells)
特征: 由初始B細(xì)胞活化后分化形成。
表面表達(dá)高親和力的BCR(通常是IgG、IgA或IgE)。
長(zhǎng)壽命,駐留在體內(nèi)以快速應(yīng)對(duì)同一病原體的二次感染。
功能: 在再次接觸抗原時(shí)快速活化并分化為效應(yīng)B細(xì)胞。
4. 胚系中心B細(xì)胞(Germinal Center B cells)
特征: 位于次級(jí)淋巴器官(如淋巴結(jié)和脾臟)的胚系中心。參與體細(xì)胞超突變(Somatic Hypermutation)和親和力成熟(Affinity Maturation)。
功能: 提高抗體對(duì)抗原的親和力。決定B細(xì)胞分化為記憶B細(xì)胞或效應(yīng)B細(xì)胞。
5. 調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Regulatory B cells, Bregs)
特征: 占B細(xì)胞總數(shù)的一小部分。分泌免疫抑制性細(xì)胞因子(如IL-10、TGF-β)。
功能: 抑制過(guò)度的免疫反應(yīng)。調(diào)節(jié)自身免疫和炎癥反應(yīng)。
6. 邊緣區(qū)B細(xì)胞(Marginal Zone B cells)
特征: 位于脾臟邊緣區(qū)。能快速對(duì)抗原作出反應(yīng)。
功能: 負(fù)責(zé)非T細(xì)胞依賴(lài)性抗原的快速應(yīng)答。
主要產(chǎn)生IgM。
7. B1細(xì)胞
特征: 存在于胚胎時(shí)期,主要分布在腹腔和胸腔。表面標(biāo)志包括CD5。
功能: 生成天然抗體(如IgM)。對(duì)某些病原體提供快速免疫防御。
8. B2細(xì)胞
特征: 成人骨髓產(chǎn)生的主要B細(xì)胞類(lèi)型。
包括初始B細(xì)胞、效應(yīng)B細(xì)胞和記憶B細(xì)胞。
功能: 參與典型的T細(xì)胞依賴(lài)性抗原應(yīng)答。
9. 濾泡B細(xì)胞(Follicular B cells, FO B cells)
特征: 位于淋巴結(jié)或脾臟的B細(xì)胞濾泡中。需要T細(xì)胞的幫助完成活化。
功能: 產(chǎn)生高親和力抗體(如IgG)。參與胚系中心反應(yīng)。
三、B細(xì)胞的發(fā)育與成熟
B細(xì)胞的發(fā)育和成熟主要發(fā)生在骨髓,包括以下幾個(gè)階段:
1.前體B細(xì)胞(Pro-B cell)
起始階段,來(lái)自造血干細(xì)胞。開(kāi)始重鏈(IgH)基因重排。
2.早期B細(xì)胞(Pre-B cell)
成功完成重鏈基因重排并表達(dá)μ重鏈。開(kāi)始輕鏈(IgL)基因重排。
3.未成熟B細(xì)胞(Immature B cell)
表面表達(dá)完整的IgM型B細(xì)胞受體(BCR)。通過(guò)中央耐受機(jī)制(如克隆清除)排除對(duì)自身抗原反應(yīng)的B細(xì)胞。
4.成熟B細(xì)胞(Mature B cell)
表面同時(shí)表達(dá)IgM和IgD型BCR,具備完全功能。離開(kāi)骨髓,遷移到外周淋巴器官(如淋巴結(jié)、脾臟)。
四、B細(xì)胞的活化機(jī)制
B細(xì)胞的活化需要抗原的刺激,并可分為兩種方式:
1.T細(xì)胞依賴(lài)性活化(T cell-dependent activation)
需要輔助性T細(xì)胞(CD4⁺ T細(xì)胞)的幫助。
典型過(guò)程: 抗原通過(guò)BCR被識(shí)別并內(nèi)吞?乖惶幚砗蟪蔬f在MHC-II分子上。T細(xì)胞通過(guò)TCR識(shí)別MHC-II-抗原復(fù)合物,同時(shí)提供共刺激信號(hào)(如CD40-CD40L結(jié)合)。
結(jié)果: B細(xì)胞增殖、分化為漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞,并經(jīng)歷胚系中心反應(yīng)(包括體細(xì)胞超突變和親和力成熟)。
2.T細(xì)胞非依賴(lài)性活化(T cell-independent activation)
不需要T細(xì)胞幫助。多見(jiàn)于簡(jiǎn)單的、重復(fù)性抗原(如多糖、脂多糖)。
結(jié)果:主要產(chǎn)生IgM抗體,免疫記憶較弱。
五、B細(xì)胞的主要功能
1.抗體生成
漿細(xì)胞分泌抗體,用于中和病原體、激活補(bǔ)體系統(tǒng)或通過(guò)抗體依賴(lài)性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性(ADCC)機(jī)制清除病原體。
2.抗原呈遞
B細(xì)胞通過(guò)MHC-II分子向T細(xì)胞呈遞抗原,促進(jìn)T細(xì)胞的活化。
3.免疫調(diào)節(jié)
調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Bregs)分泌抑制性細(xì)胞因子(如IL-10、TGF-β),抑制過(guò)度的免疫反應(yīng),維持免疫穩(wěn)態(tài)。
4.免疫記憶
記憶B細(xì)胞在二次免疫中快速應(yīng)答,提高免疫效率。
六、B細(xì)胞受體(BCR)與抗體
1.B細(xì)胞受體(BCR):
每個(gè)B細(xì)胞表面表達(dá)特異性BCR,用于識(shí)別特定抗原。
由兩條重鏈和兩條輕鏈組成,可與抗原結(jié)合。
2.抗體(Immunoglobulin, Ig):
分泌型的BCR。
包括五類(lèi):IgM、IgG、IgA、IgE、IgD,分別具有不同功能。
七、B細(xì)胞在疾病中的作用
1.感染防御
B細(xì)胞通過(guò)抗體中和病原體或毒素。
2.自身免疫疾病
異;罨腂細(xì)胞可能導(dǎo)致自身抗體的產(chǎn)生(如系統(tǒng)性紅斑狼瘡中的抗dsDNA抗體)。
3.免疫缺陷
B細(xì)胞功能缺陷(如Bruton氏無(wú)丙種球蛋白血癥)會(huì)導(dǎo)致抗體生成減少,增加感染風(fēng)險(xiǎn)。
4.癌癥
B細(xì)胞淋巴瘤(如霍奇金淋巴瘤、非霍奇金淋巴瘤)源自B細(xì)胞的異常增殖。
八、治療應(yīng)用
B細(xì)胞在治療中的應(yīng)用涵蓋了多種疾病,包括癌癥、傳染病、自身免疫疾病和移植排斥反應(yīng)等領(lǐng)域。
1. 單克隆抗體療法
單克隆抗體(Monoclonal Antibodies, mAbs)是由B細(xì)胞衍生的工具,可特異性識(shí)別目標(biāo)分子,用于多種疾病的治療。
腫瘤治療:靶向腫瘤相關(guān)抗原(如CD20、HER2)。
例:
利妥昔單抗(Rituximab): 針對(duì)CD20,用于B細(xì)胞淋巴瘤和白血病。
曲妥珠單抗(Herceptin): 靶向HER2,用于乳腺癌和胃癌。
自身免疫疾病:調(diào)節(jié)過(guò)度的免疫反應(yīng)。
例:
貝利尤單抗(Belimumab): 抑制B細(xì)胞活化因子(BAFF),用于系統(tǒng)性紅斑狼瘡。
傳染病:中和病毒。
例:
抗新冠病毒單抗,如貝特魯維單抗(Bebtelovimab)。
2. 抗體藥物偶聯(lián)物(Antibody-Drug Conjugates, ADCs)
利用抗體特異性靶向腫瘤細(xì)胞,將化療藥物遞送至目標(biāo)細(xì)胞,減少對(duì)正常組織的損傷。
腫瘤治療:
例:
恩美曲妥珠單抗(Enhertu): 用于HER2陽(yáng)性乳腺癌和胃癌。
Brentuximab vedotin: 靶向CD30,用于霍奇金淋巴瘤。
3. CAR-T細(xì)胞療法
通過(guò)基因工程改造T細(xì)胞,使其表達(dá)靶向B細(xì)胞相關(guān)抗原(如CD19)的嵌合抗原受體(CAR)。
B細(xì)胞腫瘤:
靶向CD19,治療急性淋巴細(xì)胞白血。ˋLL)和彌漫性大B細(xì)胞淋巴瘤(DLBCL)。
例:
Kymriah(Tisagenlecleucel)
Yescarta(Axicabtagene Ciloleucel)
參考文獻(xiàn):
Nature Reviews Immunology, 2020, 20, 229–238
Front. Immunol.2023, 14,1322546.