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B細胞

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B細胞
Human B Lymphocyte (28942386960).jpg
電子顯微鏡下的人類B細胞
Original antigenic sin.svg
B淋巴細胞是免疫系統細胞,形成記憶細胞,在未來的感染時,更快產生抗體
細節
系統免疫系統
識別標示
拉丁文lymphocytus B
MeSHD001402
FMAFMA:62869
Anatomical terms of microanatomy英語Anatomical terms of microanatomy
B細胞的一個3D演示

B細胞(英語:B cell),也稱B淋巴球B lymphocyte),是白血球中一種淋巴細胞的亞型[1]。B細胞屬於後天免疫系統體液免疫,作用為分泌抗體[1]。此外,B細胞能呈現抗原(也屬於抗原呈遞細胞)並分泌細胞激素[1]哺乳動物的B細胞在骨髓中成熟,骨髓位於多數骨骼的核心[2]鳥類的B細胞在腔上囊Bursa of Fabricius)中成熟,腔上囊是一種淋巴器官[2],「B」其實是指腔上囊,而不是一般認為的骨髓(Bone marrow)。

發育[編輯]

它來源於骨髓中的造血幹細胞[3],在骨髓中成熟,在體液免疫中產生抗體,起到重要作用。當遇到抗原時,會分化成核比例較大的漿細胞。漿細胞的細胞質中且會出現一些顆粒,這些顆粒容易被甲基藍等天青染料所染色,同時會出現抗體,表現在細胞膜或釋放出去。另一部分B細胞經過抗原激活後並不成為漿細胞,而是成為記憶B細胞。當再次遇到相同抗原時,記憶B細胞能迅速作出反應,大量分化增殖。

B細胞在骨髓中需要經過兩輪篩選才能夠發育為正常的B細胞。第一輪陽性選擇與抗原反應無關,是針對B細胞受體(BCR)以及其前體pre-BCR的。如果這些受體不能很好地結合它們的配體,B細胞就會停止發育。[4]第二輪陰性選擇則是檢查B細胞與自身抗原的結合力,如果結合力過強,B細胞就會凋亡[5]。陰性選擇確保了免疫耐受的狀態,使得B細胞不會對自體抗原發生免疫反應[6]

為了完成發育,非成熟B細胞需要從骨髓遷移到脾臟,完成過渡期。B細胞的過渡期分為T1和T2期[7]。從B細胞離開骨髓到它們遷入脾臟,這段時間的B細胞屬於T1期B細胞。而T1期B細胞將在脾臟中發育為T2期B細胞[8]。取決於它們通過BCR和其他受體接收到的信號,T2期B細胞既可以分化為濾泡(FO)B細胞,也可以分化為邊緣區(MZ)B細胞[9]。一旦分化完成,它們就被視為成熟(mature)B細胞,或者說初級(naive)B細胞[8]

活化[編輯]

B細胞活化發生在次級淋巴器官,例如脾臟和淋巴結[1]。在B細胞離開骨髓,隨着血流遷移到次級淋巴器官的過程中,會始終接收來自淋巴循環的抗原[10]。在次級淋巴器官內,當B細胞通過BCR結合抗原時,B細胞活化就開始了[11]。雖然B細胞活化的詳細機理尚未解明,但是有觀點認為其符合類似T細胞活化的動力學模型。即在靜息狀態下細胞膜上的BCR處於磷酸化和去磷酸化的平衡中,而B細胞與抗原呈遞細胞的接觸將使平衡往BCR磷酸化的方向傾斜,從而起始B細胞的活化。在3類B細胞中,濾泡B細胞更傾向於發生依賴T細胞的活化,而邊緣區B細胞和B1細胞更傾向於發生不依賴T細胞的活化[12]

細胞表面受體CD21英語Complement receptor 2CD19英語CD19CD81英語CD81可以組成B細胞共受體複合物,而CD21的表達可以增強B細胞的活化[13]。 當BCR結合了一個與C3補體蛋白片段的抗原時,CD21可以與C3補體結合,激活CD19和CD81的下游信號,從而使細胞更容易被活化[14]

依賴T細胞的活化[編輯]

包括蛋白質抗原的一部分抗原,必須依賴T細胞才能活化B細胞,這類抗原稱為T細胞依賴(TD)抗原。這類抗原無法在缺少T細胞的機體內引發體液免疫反應。這類抗原引發的免疫反應往往需要幾天時間,產生的抗體相對於不依賴T細胞的反應,親和力更高,功能也更廣泛[2]

TD抗原和BCR結合後,就會被B細胞胞吞進入細胞內。這些抗原被切割為片段後,以和MHC-II分子英語MHC class II結合的狀態回到細胞膜上[15]輔助T(TH)細胞,特別是濾泡輔助T(TFH)細胞,將會以自身的T細胞受體(TCR)識別B細胞表面結合了抗原片段的MHC-II分子[16]。TCR成功識別結合MHC-II分子後,T細胞將在細胞表面表達CD40L英語CD154蛋白質,並分泌白血球介素-4白血球介素-21英語Interleukin 21細胞激素。CD40L和B細胞表面CD40分子的結合對B細胞活化是必要的。這一過程將促進B細胞增殖、免疫球蛋白類型轉換體細胞超突變、以及T細胞發育和分化。來自T細胞的細胞因子也發揮類似的作用。一旦B細胞接受了上述來自T細胞的信號,這個B細胞就被認為是活化了[16]

活化後的B細胞將分化為提供快速保護的短壽命漿母細胞,以及提供長期保護的長壽漿細胞記憶細胞[12]。分化的第一步發生在淋巴結濾泡外的次級淋巴器官,在這一步分化中,活化B細胞增殖,可能發生免疫球蛋白類型轉換,最終分化成漿母細胞,分泌的抗體類型主要是結合力相對較弱的IgM[17]。第二步分化中,活化B細胞將進入淋巴結濾泡並形成生髮中心。生髮中心是專門適應B細胞增殖分化的微環境,B細胞在其中大量增殖,發生免疫球蛋白類型轉換,並在體細胞超突變中完成親和力成熟英語Affinity maturation[18]。生髮中心中的TFH細胞能加速這項工程,並最終產生具有高親和力和較長壽命的記憶細胞和漿細胞[12]。這些可以分泌大量抗體的漿細胞可能留在次級淋巴器官中,但更有可能會遷移回骨髓。

不依賴T細胞的活化[編輯]

包括外源多糖和未甲基化CpG DNA在內的T細胞非依賴抗原,即使在缺少T細胞的機體內也可以活化B細胞,引發體液免疫反應[12]。這樣的免疫反應相對來說更快速,但是產生的抗體親和力相對較低,功能也相對局限[2]

TI抗原也需要一些額外信號來完成對B細胞的活化,這些額外信號可能是B細胞上Toll樣受體對常見微生物組分的識別,也可能是細菌表面重複抗原表位造成的B細胞表面BCR廣泛交聯[2]。被TI抗原活化的B細胞將在濾泡外的次級淋巴器官中增殖,經過可能的免疫球蛋白類型轉換,最終分化為提供快速短時防護的漿母細胞,以及一部分長壽漿細胞[19]

記憶B細胞活化[編輯]

記憶B細胞在識別到特定抗原後活化,這一抗原的種類在其最初分化時就已決定[20]。一些記憶B細胞不需要T細胞的幫助就可以被活化,例如某些病毒特異性記憶B細胞;但是其他的記憶B細胞仍然需要T細胞的幫助才能活化[21]。和初次免疫反應類似,記憶B細胞的BCR結合特定抗原後,抗原就會被B細胞胞吞加入細胞內。這些抗原被切割為片段後,以和MHC-II分子結合的狀態回到細胞膜上。對同一個抗原有記憶的記憶輔助T(TH)細胞,特別是濾泡記憶輔助(TFH)細胞,將會以自身的TCR識別記憶B細胞表面結合了抗原片段的MHC-II分子。相似的,在此之後,經過接受T細胞的信號轉導,活化的記憶B細胞將在濾泡外增殖分化為漿母細胞和漿細胞,或者在生髮中心內分化成漿細胞和記憶細胞。在第二次免疫反應中,記憶B細胞是否會在生髮中心進行進一步的親和力增強尚不明確[20]

B細胞分類[編輯]

  • 漿母細胞:一種壽命較短,可增殖,可分泌抗體的B細胞。產生於免疫反應早期,其分泌的抗體相對於漿細胞而言親和力較低[2]
  • 漿細胞:一種壽命較長,不再增殖,可分泌抗體的B細胞。有證據表明,初級B細胞分化到漿細胞的過渡階段與漿母細胞類似。相對於漿母細胞,漿細胞由於在生髮中心中完成了親和力成熟過程,分泌的抗體親和力較高,分泌抗體的量也更多[12]
  • 淋巴漿細胞樣細胞:一種具有漿細胞特徵的B細胞。這種細胞類型出現於前期或惡性漿細胞惡病質英語Plasma cell dyscrasias,與IgM的過度分泌相關[22]
  • 記憶B細胞:一種壽命很長,處於休眠期的B細胞。它們在血液中循環,一旦遇到其原來分化來的B細胞曾識別的特定抗原,就可以起始快速而強力的免疫反應[23]
  • B-2細胞:
    • 濾泡(FO)B細胞:有時也稱為B-2細胞。最常見的一類B細胞,除了在血液中,主要存在於次級淋巴器官的濾泡內。免疫反應中高親和力的抗體主要是它們的功勞。
    • 邊緣區(MZ)B細胞:主要在脾臟的邊緣區被發現。由於脾臟的邊緣區的血流量很高,它們是對抗血源性病原體的第一道防線[24]。相對而言更容易發生不依賴T細胞的B細胞活化[12]
  • B-1細胞:發育途徑不同於濾泡B細胞和邊緣區B細胞。在小鼠體內,它們主要存在於胸膜腔和腹膜腔,生產天然抗體(在無感染的情況下產生的抗體),抵抗粘膜病原體,主要發生不依賴T細胞的B細胞活化。在人體內尚未找到和小鼠B-1細胞真正同源的細胞群,但是有和B-1細胞類似的細胞群存在[25]
  • 調節B細胞英語Regulatory B cell:一類免疫抑制細胞,通過分泌IL-10、IL-35和TGF-β來抑制病理性、促炎症淋巴細胞擴增。同時,它們也通過影響T細胞的分化,來促進調節T(Treg)細胞的產生。尚未有統一的Breg細胞特徵被闡明,但是多種具有類似功能的Breg細胞亞群已在人類和小鼠中被發現。關於這些Breg細胞亞群之間的關係,以及Breg細胞的分化途徑,現在仍然有待研究。[25]有證據表明任何類型的B細胞都可能在炎症信號的刺激下分化為Breg細胞[26]

相關疾病[編輯]

異常B細胞識別自身抗原,並分泌攻擊自身組分的抗體時,可能導致自體免疫病。與B細胞異常相關的自體免疫病包括硬皮病多發性硬化系統性紅斑狼瘡一型糖尿病類風濕性關節炎[27]

B細胞及其前體的惡性轉化可以引發癌症,包括B細胞慢性淋巴細胞白血病急性淋巴性白血病毛細胞白血病英語Hairy cell leukemia濾泡性淋巴瘤英語Follicular lymphoma非霍奇金淋巴瘤霍奇金淋巴瘤。漿細胞的惡性病變則包括多發性骨髓瘤華氏巨球蛋白血症英語Waldenström's macroglobulinemia、以及某些形式的澱粉樣變性[28]

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

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