早期B細胞的增生分化與骨髓造血微環境(hemopoietic inductive microenviroment,HIM)密切相關。如同T細胞在胸腺的發育過程,B前體細胞在骨髓中須經曆陽性選擇與陰性選擇過程,才能發育為成熟B細胞。
2.B細胞成熟過程中的陰性和陽性選擇
同T細胞一樣,B細胞在分化成熟過程中必須經曆選擇。不同的是,B細胞先在中樞免疫器官——骨髓中進行陰性選擇,成熟後(在外周)再進行陽性選擇。
前B細胞在骨髓中分化為未成熟B細胞後,表麵表達mIgM,此時能識別自身抗原的B克隆以其BCR(mIg M)與骨髓中出現的自身抗原發生結合,產生負信號,誘使成熟B細胞發生細胞凋亡。其生物學意義又類似於T細胞的陰性選擇,造成自身反應性B細胞克隆清除,產生自身耐受。隨後,在外周,成熟的B細胞受抗原刺激後,免疫球蛋白基因可發生體細胞高頻突變,再加上抗原的選擇,留下表達高親和力BCR的細胞克隆。此現象稱為親和力成熟,有人亦稱此B細胞的陽性選擇。
3.B細胞的表麵標誌
B細胞的表麵標誌也包括表麵受體和表麵抗原,它們參與抗原識別、免疫細胞間以及免疫細胞與免疫分子間的相互作用,也是分離和鑒定B細胞的重要依據。
(1)表麵受體
1)B細胞抗原受體(BCR)。BCR即SmIg,其主要為單體的IgM和IgD,也有部分B細胞同時表達IgM、IgD和IgG或IgA。SmIg是B細胞的特征性表麵標誌,其類別隨B細胞發育階段而不同:若僅表達IgM者為不成熟B細胞,同時表達IgM和IgD者為成熟B細胞。接受抗原刺激後,B細胞的SmIgD很快消失。記憶B細胞表麵不表達SmIgD。人SmIg與Ig-α/Ig-β異二聚體非共價結合,形成BCR複合體。在B細胞應答中,BCR特異性識別抗原分子中的B細胞表位,Ig-α和Ig-β負責將BCR的特異性識別信號傳遞至胞內。
2)細胞因子受體(CKR)。多種細胞因子可參與調節B細胞的活化、增生和分化。細胞因子通過B細胞表麵的相應受體結合而發揮調節作用。B細胞表麵表達的細胞因子受體主要有IL-1R、IL-2R、IL-4R、IL-5R、IL-6R、IL-7R及IFN-γR等。
3)補體受體。B細胞表達補體受體CR1(CD35)和CR2(CD21)。CR1主要見於成熟B細胞,在活化B細胞表麵CR1密度明顯增高,至活化晚期又下降。B細胞表麵CR與相應配體結合後,可促進B細胞的活化。另外,CR2也是B細胞的EB病毒受體,其與EB病毒選擇性感染B細胞有關。在體外可用EB病毒感染B細胞,使之轉化為B淋巴母細胞係,從而達到永生化(immortalized)。在免疫遺傳學研究中,采用這種轉化的B細胞係可排除疾病狀態或個體差異對實驗結果的幹擾,尤其能長期保存細胞而避免多次采樣,因而具有重要的應用價值。
4)Fc受體。大多數B細胞表麵表達IgG Fc受體Ⅱ(FcγRⅡ)可與IgG Fc段結合。活化細胞表麵此受體密度明顯增高,分化晚期又下降。FcγRⅡ可與免疫複合物結合,有利於B細胞對抗原的捕獲和結合,並促進B細胞的活化和抗體產生。B細胞表麵還表達FcαR和FcμR。近年發現,活化B細胞表麵可表達FcγRⅡ受體(CD23),它是一種B細胞生長因子受體,可能與B細胞分化增生密切相關。
5)絲裂原受體。B細胞還表達PWM、LPS、SPA等絲裂原受體。
(2)表麵抗原
1)MHC抗原。成熟B細胞表麵富含MHC-Ⅰ類和-Ⅱ類抗原。B細胞發育未成熟時已表達MHC-II類分子;活化B細胞表麵MHC-II類分子表達明顯增多。MHC-II類分子能增強B細胞和T細胞間的黏附作用,同時也是參與抗原遞呈的關鍵成分。MHC-II類分子的交聯過程參與信號傳導,可促進B細胞活化。
2)CD抗原。B細胞表達多種CD抗原,它們參與B細胞的活化、增生和分化。同時,在B細胞不同分化發育階段,CD分子的表達亦不完全相同。
4.B細胞亞群及功能
根據是否表達CD5(即小鼠LY-1抗原),可將B細胞分為B1(CD5+)細胞和B2(CD5-)細胞兩個亞群。B2細胞即通常能參與體液免疫應答的B細胞,而B1細胞在發生、分布、表型和功能等方麵具有不同於B2細胞的特點。
(1)B1細胞亞群:B1細胞在機體內出現較早,是由胚胎期或出生後早期的前體細胞分化而來,其發生不依賴於骨髓細胞。B1細胞產生後,成為具有自我更新能力的長壽細胞。B1細胞主要定居於腹腔、胸腔以及腸壁固有層(lamina propria),其產生的抗體具有兩個特點:①多為低親和力的IgM、IgA和IgG3,主要針對多種細菌成分(如多糖、脂質、蛋白質),參與抗細菌感染的黏膜免疫應答,尤其對防止腸道細菌感染有重要作用;②B1細胞能產生多種針對自身抗原(如變性紅細胞、Ig、ssDNA等)的抗體,與自身免疫性疾病相關。有關B1細胞的特征和功能見表
(2)B2細胞亞群:B2細胞即通常所稱的B細胞。它是由骨髓中多能造血幹細胞分化而來,為形態較小、比較成熟的B細胞,在體內出現較晚,定位於淋巴器官。成熟B細胞大多處於靜止期,在抗原刺激及TH細胞輔助下,被激活成為活化的B細胞,經曆細胞增生、抗原選擇、免疫球蛋白類型轉換和細胞表麵某些標誌的改變,以及體細胞突變,最終分化為漿細胞(PC),即抗體形成細胞。B2細胞產生高親和力抗體,行使體液免疫功能。此外,B2細胞還具有抗原遞呈和免疫調節功能。
(三)大顆粒淋巴細胞
除T細胞和B細胞外,體內還存在一類無T和B細胞特征性表麵標誌的淋巴細胞,其形態學特點為胞漿內有許多嗜苯胺顆粒,故又稱其為大顆粒淋巴細胞(large granular lymphocyte,LGL)。此類細胞以自然殺傷細胞(natural killer cell,NK細胞)為代表,某些學者把它們稱為與T和B細胞並列的第三類淋巴細胞。
1.NK細胞的一般特征