第十五章免疫耐受.doc

第十五章 免疫耐受在生理条件下，机体免疫系统对外来抗原进行“免疫正应答”，以清除病原；对体内组织细胞表达的自身抗原，却表现为“免疫不应答”（unresponsiveness）或“免疫负应答”，不引起自身免疫病这种对抗原特异应答的T细胞与B细胞，在抗原刺激下，不能被激活，不能产生特异免疫效应细胞及/或特异性抗体，从而不能执行正免疫应答的现象，称为免疫耐受（immunological tolerance）诱导免疫耐受的抗原称耐受原（toleragen）免疫耐受具有免疫特异性，即只对特定的抗原不应答，对不引起耐受的抗原，仍能进行良好的免疫应答因而，在一般情况下，不影响适应性免疫应答的整体功能，这不同于免疫抑制药物引起的对免疫系统的普遍的抑制作用免疫耐受和免疫正应答两者均是免疫系统的重要功能，一方面对自身抗原的耐受，避免发生自身免疫病；另一方面，免疫系统对外来抗原或内源新生抗原应答，执行抗感染、抗肿瘤的防卫功能免疫应答与免疫耐受的平衡实际上是“阴”与“阳”的平衡，保持免疫系统的自身（内环境）稳定（homeostasis）第一节 免疫耐受的形成及表现在胚胎发育期，不成熟的T及B淋巴细胞接触抗原，不论是自身抗原或外来抗原，都会形成对所接触抗原的免疫耐受，出生后如再遇相同抗原，免疫系统不予应答，或不易应答。

原则上，这种免疫耐受长期持续，不会轻易被打破在后天过程中，原本对抗原应答的T及B细胞克隆，受多种因素影响，也会发生免疫耐受，这类耐受能持续一段时间，部分耐受可能随诱导因素的消失而逐渐解除，重新恢复对相应抗原的免疫应答能力一、 胚胎期及新生期接触抗原所致的免疫耐受1．胚胎期嵌合体形成中的耐受 Owen于1945年首先报道了在胚胎期接触同种异型抗原所致免疫耐受的现象他观察到异卵双胎小牛的胎盘血管相互融合，血液自由交流出生后，两头小牛体内均存在两种不同血型抗原的红细胞，构成红细胞嵌合体（chimeras），互不排斥（图15-1A）且将一头小牛的皮肤移植给其孪生小牛，亦不产生排斥然而，将无关小牛的皮肤移植给此小牛，则被排斥，故这种耐受具有抗原特异性，是在胚胎期接触同种异型抗原所致的免疫耐受2．在胚胎期人工诱导的免疫耐受 根据Owen的观察，Medawar等设想，可能是在胚胎期接触同种异型抗原诱导了免疫耐受的产生Medawar等将CBA（H-2k）品系小鼠的骨髓输给新生期的A品系（H-2a）的小鼠在A系小鼠出生8周后，移植以CBA系鼠的皮肤，此移植的皮肤能长期存活，不被排斥，但移植无关品系Balb/c小鼠（H-2d）的皮肤，则被排斥（图15-1B）。

Medawa等的实验不仅证实了Owen的观察，而且揭示当体内的免疫细胞处于早期发育阶段，而尚未成熟时，可人工诱导其对“非己”抗原产生免疫耐受Medawar等的实验,证实了Burnet的推测，即在胚胎发育期，不成熟的自身免疫应答细胞接触自身抗原后，会发生克隆清除，从而形成对自身抗原的耐受故Burnet和Medawar于1960年共同获得诺贝尔生理学或医学奖二、后天接触抗原导致的免疫耐受同一种抗原，因条件不同，既可是免疫原，即在适宜的共刺激活化信号的协同作用下，可使T细胞和B细胞发生活化，产生特异性免疫应答；但不适宜的抗原量及抗原表位的变异，亦可使抗原成为耐受原，导致T细胞和B细胞发生免疫耐受T细胞须接受双信号，才能活化T细胞即使接触适宜的抗原，若缺乏第二信号，亦不能充分活化；B细胞除接受抗原刺激外，亦须有辅助活化信号，缺乏任一活化信号，细胞均不能活化若缺乏生长因子及分化因子，活化的T及B细胞则不能进行克隆扩增，不能分化为效应细胞，表现为免疫耐受现象再则，在胚胎发育期，并非所有自身应答细胞均被清除，这些未被清除的自身应答细胞，以免疫耐受状态存在于外周淋巴组织中 （一）抗原因素1．抗原剂量 抗原剂量与免疫耐受的关系首先由Mitchison于1964年报导，他给小鼠注射不同剂量的牛血清白蛋白（BSA），观察Ab产生， 发现注射低剂量（10-8M）及高剂量（10-5M）牛血清白蛋白（BSA）均不引起Ab产生，只有注射适宜剂量BSA（10-7M）才致高水平的Ab产生。

Mitchison将抗原剂量太低及太高引起的免疫耐受，分别称为低带（low-zone）及高带（high-zone）耐受抗原剂量过低，不足以激活T及B细胞，不能诱导免疫应答，致（抗原）低带耐受以T细胞活化为例，抗原提呈细胞（APC）表面必须有10~100个相同的抗原肽-MHC分子复合物，与相应数目的TCR结合后，才能使T细胞活化，低于此数目，不足以使T细胞活化抗原剂量太高，则诱导应答细胞凋亡，或可能诱导抑制性T细胞活化，抑制免疫应答，呈现为特异负应答状态，致高带耐受T与B细胞一旦形成耐受，会持续一段时间通常T细胞耐受易于诱导，所需抗原量低，耐受持续时间长（数月~数年）；而诱导B细胞耐受，需要较大剂量的抗原，B细胞耐受持续时间较短（数周）2．抗原类型及剂型 天然可溶性蛋白中存在有单体（monomer）分子及聚体（aggregates）分子以BSA免疫小鼠，可产生Ab若将BSA先经高速离心，去除其中的聚体，再行免疫小鼠，则致耐受，不产生Ab其原因是蛋白单体不易被巨噬细胞（Mf）吞噬处理，不能被APC提呈，T细胞不能被活化蛋白聚合体则易被Mf吞噬处理和提呈，在Th的辅助下，B细胞产生相应 Ab。

注射可溶性抗原，不能活化APC，易被降解排泄，不易诱发免疫应答；若抗原联合佐剂使用，可活化APC，可诱导正免疫应答3．抗原免疫途径 静脉注射及口服易致全身耐受口服抗原，经胃肠道诱导派氏集合淋巴结及小肠固有层B细胞，产生分泌型IgA，发挥局部黏膜免疫效应，但却致全身的免疫耐受这种“耐受分离”(split tolerance)现象有其实用意义（见第三节）抗原经皮内或皮下免疫，会活化APC，激活特异T细胞的免疫应答4. 抗原持续存在 在无活化的APC提供的共刺激信号下，单纯被自身抗原反复刺激的特异应答T细胞，易发生活化后凋亡，致对自身抗原的特异耐受5. 抗原表位特点 以鸡卵溶菌酶 (HEL)蛋白免疫H-2b小鼠，致免疫耐受，现知HEL的N端氨基酸构成的表位能诱导调节性T细胞（Treg）活化，而其C端氨基酸构成的表位，则诱导Th细胞活化，用天然HEL免疫，因Treg细胞活化，抑制Th细胞功能，致免疫耐受，不能产生 Ab；如去除HEL的N端的3个氨基酸，则去除其活化Treg细胞的表位，而使Th细胞活化，Th-B细胞协同，B细胞应答产生 Ab这种能诱导Treg细胞活化的抗原表位，称为耐受原表位（tolerogenic epitope）。

6. 抗原变异 在易发生变异的病原体感染中，如人类免疫缺陷病毒（HIV）,丙型肝炎病毒（HCV）等病原体发生抗原变异后，不仅使机体原有免疫力失效，亦会因变异而产生模拟抗原，这类抗原能与一特异应答的T及B细胞表达的受体结合，却不能产生使细胞活化的第一信号，使细胞处于免疫耐受状态二）机体方面的因素 每个个体的免疫应答状态受客观环境因素的影响，呈动态变化可根据个体所处的环境分析免疫应答程度和耐受程度第二节 免疫耐受机制免疫耐受按其形成时期的不同，分为中枢耐受及外周耐受中枢耐受(central tolerance)是指在胚胎期及出生后T与B细胞发育的过程中，遇自身抗原所形成的耐受外周耐受（peripheral tolerance）是指成熟的T及B细胞，遇内源性或外源性抗原，不产生正免疫应答，而显示免疫耐受两类耐受诱因及形成机制有所不同一、中枢耐受当T细胞在胸腺微环境中发育，编码TCR的V区基因片段（β链V区为V、D、J基因片段；α链V区为V、J基因片段）发生随机重排，会产生识别自身抗原的TCR，发育至表达功能性抗原识别受体（TCR-CD3）阶段，这类TCR与微环境基质细胞表面表达的自身抗原肽-MHC分子复合物呈高亲和力结合可启动凋亡程序被清除而发生阴性选择，致克隆消除。

B细胞发育到不成熟B细胞阶段，其细胞表达mIgM-Igα/Igβ BCR复合物，当它们在骨髓及末梢中与自身抗原呈高亲和力结合时，亦被克隆消除表达对自身抗原识别的B细胞受体（BCR）的克隆，亦可因受体编辑（receptor editing），形成新的BCR的B细胞克隆，不再对自身抗原应答T及B细胞发育阶段经受的克隆消除，显著减少生后的自身免疫病的发生 诱导胸腺及骨髓中克隆消除的自身抗原有两类：一类是体内各组织细胞普遍存在的自身抗原(ubiquitous self-antigen)，它们亦表达于胸腺及骨髓基质细胞，诱导克隆消除。

另一类为组织特异抗原（tissue-specific antigens）近来研究发现，部分内分泌相关蛋白，如胰岛素及甲状腺球蛋白，可表达于胸腺髓质区上皮细胞，这类蛋白虽为组织特异性，由于受自身免疫调节基因（autoimmune regulator gene, AIRE）编码蛋白调控，亦可在胸腺髓质上皮细胞的表达，从而发生针对组织特异性抗原T细胞克隆的消除若AIRE基因缺陷，这些蛋白不能在胸腺髓质上皮细胞表达，相应自身反应性T细胞可能逃逸阴性选择而进入外周血，可引起多器官特异自身免疫病在胸腺内，若Foxp3基因突变，则不能产生Treg细胞，易致自身免疫病，显示为免疫调节障碍有些体内外周器官表达的组织特异性抗原，并不在胸腺及骨髓基质细胞表达，对这些组织特异性自身抗原应答的T及B细胞克隆不被消除，它们发育成熟，输至外周，但处于克隆无能（clonal anergy）或克隆不活化（clonal inactivation）状态这些自身应答性T及B细胞有致自身免疫病潜在危险二、外周耐受诱导外周T及B细胞发生免疫耐受的抗原，分自身抗原及非自身抗原两类，其耐受形成机制不尽相同　　（一）克隆清除及免疫忽视对外周组织特异性自身抗原应答的T及B细胞克隆，不能均在胸腺/骨髓中被消除，它们离开胸腺后，存在于外周淋巴器官及组织中，有机会接触自身抗原。

如T细胞克隆的TCR对组织特异自身抗原具有高亲和。