在抗原的刺激下,免疫系统各部分协调合作,在抗体基因的控制下,最终由浆细胞分泌抗体的过程。自1900年以来,先后出现了侧锁学说、诱导学说、自然选择学说和克隆选择学说等关于抗体产生的学说。实验免疫学和分子生物学已从多方面证明,克隆选择学说是能解释多种免疫应答现象的唯一正确的抗体产生理论。
在抗原的刺激下,免疫系统各部分协调合作,在抗体基因的控制下,最终由浆细胞分泌抗体的过程。自1900年以来,先后出现了侧锁学说、诱导学说、自然选择学说和克隆选择学说等关于抗体产生的学说。实验免疫学和分子生物学已从多方面证明,克隆选择学说是能解释多种免疫应答现象的唯一正确的抗体产生理论。
浆细胞是体液免疫应答中产生抗体的效应细胞,由干细胞分化发育而来,中间经过囊前细胞、幼稚B细胞和成熟B细胞等阶段。上述发育阶段不依赖抗原的刺激。幼稚B细胞已完成Ig重链和轻链基因的重排,表面带有膜表面免疫球蛋白M(SIgM),具有克隆性。成熟B细胞表面除带有SIgM外,还有SIgD以及Ia抗原。成熟B细胞到浆细胞的分化、增殖和发育过程须有抗原刺激(图1)。
图1 B细胞的发育过程
除非胸腺依赖(TI)抗原外,B细胞与抗原接触时,其SIg只能识别并结合抗原中的半抗原决定簇,因而还不足以启动免疫应答,只有当吞噬细胞与辅助性T细胞(TH)等存在时才有可能(图2)。①巨噬细胞的加工。虽然所有巨噬细胞都吞噬抗原,但只有一部分能加工抗原并使之固定于细胞表面,向B细胞提交。这种细胞称为抗原提呈细胞,其特点是表面带有Ia抗原。结合于巨噬细胞表面经加工的抗原与其上的Ia联合,其刺激免疫应答的效应约为未结合抗原的104倍。在向B细胞提交抗原时,巨噬细胞还分泌白细胞介素1(IL-1)。IL-1为细胞膜的一部分,可进一步激活辅助性T细胞(TH)参与体液免疫应答。②在IL-1存在的情况下,TH通过抗原受体和Ia受体识别位于巨噬细胞上的Ia和外来抗原载体决定簇,经双识别和双信号(抗原为第一信号,IL-1为第二信号)作用后,TH才能将抗原信息传递给B细胞,同时分泌B细胞生长因子(BCGF)和白细胞介素2(IL-2)。③当B细胞接触TH时,其SIg与TH上的外来抗原半抗原决定簇结合,其Ia与TH的Ia受体结合,在BCGF和IL-2的刺激下而被激活,开始分裂、增殖,并在T细胞分泌的B细胞分化因子(BCDF)的影响下分化为形态和功能不同的两个群体:卵圆形、直径8~20微米的浆细胞和形态与抗原致敏B细胞相同的记忆细胞。浆细胞有大量细胞浆,含丰富的核糖体,无SIg,合成抗体的能力可达每秒钟300个分子。正常情况下,抗体形成后不久即通过反向胞饮作用分泌至胞外。充分分化的浆细胞一般在3~6天后死亡。记忆细胞具SIg,其抗原结合特异性与亲代B细胞完全相同,但其类从IgM和IgD变换为IgG、IgA或IgE。在第一次接触抗原后,这些记忆细胞可以存活几个月或几年。
图2 抗原刺激B细胞产生抗体的过程
机体初次接触抗原后的一定时间内查不到抗体或仅有少量抗体,这段时间称为潜伏期或诱导期。潜伏期的长短和抗体浓度的高低取决于抗原性质、剂量、进入途径和机体的状态等多种因素。细菌性抗原多经5~7天致血液中出现抗体,病毒性抗原可能更早些,但毒素或其他可溶性抗原则需2~3周。潜伏期之后为对数上升期,抗体浓度直线上升;此后为高峰持续期,抗体产生和排出相对平衡;最后为下降期。初次免疫后开始出现的抗体是IgM,几天后达到高峰,然后下降。抗原剂量较小时可能只出现IgM,如抗原量较大,则在IgM浓度达高峰时开始出现IgG。所以产生IgG的潜伏期比IgM长。IgG的高峰出现较晚,但下降缓慢,在较长时间内保持较高水平,可达数月或数年之久。当机体第二次接触相同抗原时,开始时抗体浓度略有下降,随即迅速上升,可比初次应答高几倍到几十倍,维持时间较长,此现象称再次应答。再次应答与初次应答相比,具有潜伏期短;产生抗体浓度高;大部分为IgG,IgM很少等特点。这与存在大量的抗原敏感记忆细胞有关。当循环抗体浓度下降到无法检测之时,还可能存有足够的记忆细胞,一旦再次接触相应抗原即可迅速引起回忆应答。
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