［免疫学概览］抗原递呈细胞之激活的树突状细胞(DC)

niwanmao

有关树突状细胞的故事十分有趣,因为直至数年前,人们对其还怀着一种好奇心,然而,当前的共识是:由于树突状细胞能通过激活原初T细胞（Naive T）而启动免疫应答,因此这些既往无名的细胞是最重要的抗原提呈细胞。其作用过程如下。




最先被描述的树突状细胞是海星状的“朗罕细胞”,这是一种仅发现于皮下组织的细胞,然而,随后发现树突状细胞定位于全身各部位。已清楚的是,树突状细胞作为哨兵细胞,守卫着上皮细胞屏障之下的部位。在正常组织中,树突状细 胞为重量级吞饮者,它们每小时可吸收 4 倍于其体积的细胞外液。通常,它们仅只是把细胞外液吞饮进去,然后将其吐出细胞外。在这一静息状态,树突状细胞表面表达有一些 B7 分子和相对低水平的 MHC 分子。因此,静息态树突状细胞不擅长于提呈抗原至 T 细胞,尤其不擅长于将抗原提呈至原初 T 细胞——提呈抗原至原初 T 细胞要求有MHC-多肽复合体及强有力的共刺激介导的大量受体交联。

一旦有微生物入侵,树突状细胞定居的组织将成为战场,这一“重量级吞饮 者”的生活方式因被激活而将发生显著的改变,这一情况发生于当树突状细胞表 面的受体识别微生物入侵者的特征性分子(如革兰氏阴性菌的 LPS)或能提供信号提示先天免疫系统正忙于战斗的细胞因子时。例如,当战斗性巨噬细胞所分 泌的 TNF 结合于树突状细胞表面的受体时,吞噬作用结束,随之发生的事情是 树突状细胞离开组织,经由淋巴系统迁移至最近的淋巴结。正是这种“一经战斗 信号刺激即游走”的能力使得树突状抗原提呈细胞如此特别。

在静息状态树突状细胞内有大量的 MHCII分子正等候着被装载。当静息树突状细胞被激活时,这些“储备”的 MHC II分子与来自战区的抗原装载。当树突状细胞抵达目的地时,这些装载抗原的 MHCII分子被展示于树突状细胞表面。 同时在游走过程中,树突状细胞上调 MHC I类分子的表达。因而,当树突状细胞在战区被病毒或寄生物感染时,由这些侵袭寄生物产生的蛋白片段可以在淋巴 结中由 MHCI类分子有效提呈,最后,在移行过程中,树突状细胞也增加 B7 共刺激蛋白产生。所以,当抵达淋巴结时,游走树突状细胞已具备激活原初 T 细胞所必需的一切条件——高水平的 MHC I类和II类分子及足够量的 B7 蛋白。

现在,你知道为什么树突状细胞在组织中大量获取抗原标本,而当它们开始 相淋巴迁移时即终止其“取样”会是一个好主意了吗?当然。树突状细胞以“快照” 形式抓拍正在前线发生的事情,并把这些音像带至淋巴结,在这里它们激活原初 T 细胞,而原初 T 细胞的受体可识别“照片”上的入侵者。由于淋巴结是 T 细胞经 常去的“约会酒吧”,游走的树突状细胞可以将从战区携带的可以带至原初 T 细胞 的聚集点,而诸如 TNF 等细胞因子可激发树突状细胞迁移至淋巴结,这一现象 同样也十分有意义。总而言之,只要战斗还在继续,机体就需要 DC 游走并提呈抗原。

当国家安全遭受威胁时,我们的国防部门必须作出回应,此时应遵从“相称反应原则”。例如,如果恐怖分子攻击我们的某个大使馆,我们不会反击投放原 子弹,我们会根据这一局限的攻击作出恰当的反应。同样地,免疫应答的强度要与遭受攻击的严重程度相称,这也是很重要的。幸运的是,免疫系统正是基于这 一原则设计出来并进行工作的。下面我来作一解释。

当细胞因子激活树突状细胞后,树突状细胞只迁移至临近的淋巴结。如果感 染严重,产生大量的细胞因子,就会有大量的树突状细胞开始迁移。而且,在离 开组织之前,树突状细胞产生特殊的细胞因子(亦称趋化因子)来影响前体细胞 (单核细胞),使其离开血液,进入组织,且成为树突状细胞。因而,激活的树 突状细胞可募集自身替代者。这些新抵达的树突状细胞继而被激活,并被派遣至 淋巴结,从而扩大了针对入侵的免疫应答。另一方面,如果攻击相对温和,则战斗性细胞因子的产生相对较少,相应地,也有较少的树突状细胞参与游走,替换 补充者也较少。由于在淋巴结中被激活的 B 细胞和 T 细胞的数量取决于携带有 战斗信息的树突状细胞,因此建立了一个“惩罚措施与犯罪行为相适应”的系统, 使免疫应答的强度取决于感染的严重性。


一旦激活(免疫学家通常称其为“成熟”)的树突状细胞抵达淋巴结,它们仅 存活数天,乍一看,这一短暂的寿命似乎不可思议,毕竟,几天的时间不足以使 树突状细胞较长时间地与原初 T 细胞会面(接触),而这些原初 T 细胞正循环于淋巴结之间,寻求其同源抗原。但是,这一短暂的“提呈”寿命确保了由树突状细 胞所携带的战斗“信息”总是最新的。实际上,由于树突状细胞募集自身替换者, 如果战斗持续进行,更多的树突状细胞将被激活,携带新的战斗信息至淋巴结。 而且,当入侵者被制服,DC 即结束游走,成熟树突状细胞的短暂寿命使得免疫 系统更容易回复到为应答状态。


因而,树突状细胞是组织中哨兵细胞,如果有入侵,DC 将被激活,并游走至最近的淋巴结。此处,它们通过将从战区收集到的抗原提呈给原初 T 细胞, 激发获得性免疫应答。激活的 DC 寿命很短,DC 快速更新确保其携带至淋巴结的“信息”是最新的。而且,从组织中派遣出来的树突状细胞和替换补充的树突状 细胞数量将取决于受攻击的严重程度。因而,针对入侵引发的危险,免疫系统能 够组织起相对应的应答水平,你还能想像出比这更精巧的抗原提呈系统吗?我想不能。