《細(xì)胞和分子免疫學(xué)》 四、MHC對(duì)免疫應(yīng)答中免疫細(xì)胞相互作用的限制（約束）作用

MHC另一個(gè)重要的生物學(xué)功能是約束免疫應(yīng)答過程中各類免疫細(xì)胞的相互作用，又稱為MHC的約束性（MHc restriction），包括免疫應(yīng)答感應(yīng)階段Mφ-Th之間，反應(yīng)階段Th-B之間，以及效應(yīng)階段Tc-靶細(xì)胞之間的相互作用。MHc I類和Ⅱ類抗原分別對(duì)不同細(xì)胞起約束作用。

（一）Mφ、T、B細(xì)胞相互作用過程中的MHC約束性

Rosenthal和Shevach(1973)首先在豚鼠中觀察到T細(xì)胞只能被具有相同MHc I區(qū)基因（Ⅱ類基因）的抗原提呈細(xì)胞所激活（表6-13）。同年Katz等人也發(fā)現(xiàn)Th與B細(xì)胞相互作用時(shí)，只有在兩者M(jìn)Hc I區(qū)（Ⅱ類基因）相同的條件才會(huì)出現(xiàn)協(xié)作應(yīng)（表6-14）。

表6-13　豚鼠T細(xì)胞對(duì)胸腺信賴抗原的免疫應(yīng)答中Mφ提呈抗原與Ia抗原的關(guān)系

OVA預(yù)處理T細(xì)胞OVA加MφDNA合成的增加品系2品系2++++品系13品系13++++品系2品系13—品系13品系2—（2*13）F1品系2+++（2*13）F1品系13+++（2*13）F1（2*13）F1++++

注：豚鼠用卵清蛋白（OVA）加完全弗氏佐劑（CFA）免疫，腹腔滲出物分離的T細(xì)胞即為OVA預(yù)處理T細(xì)胞，在體 外與OVA加Mφ-起培養(yǎng)，用3H-胸腺嘧啶核苷摻入法作為T細(xì)胞特異性免疫應(yīng)答。品系2和13僅在MHC的I區(qū)不同

表6-14　小鼠T-B細(xì)胞協(xié)作中受I區(qū)基因限制

DNP-KLH抗原預(yù)致敏B細(xì)胞的品系BGG載體預(yù)致敏T細(xì)胞的品系受照射（a*b）F1受體對(duì)DNP-BGG抗體應(yīng)答再次反應(yīng)aa++++bb++++ab-ba-b(a*b)F1++++a(a*b)F1++++(a*b)F1a++++(a*b)F1b++++

注：（1）DNP-DLH：二硝基苯酚-鑰孔墄血蘭素；DGG：牛r球蛋白。

（2）DNP-KLH預(yù)致敏B細(xì)胞為DNP-KLH免疫小鼠的脾細(xì)胞經(jīng)抗Thy-1加補(bǔ)體處理去除T細(xì)胞而獲得。

（3）BGG免疫小鼠脾細(xì)胞除去B細(xì)胞后為BGG載體預(yù)致敏T細(xì)胞。

（4）將DNP-KLH預(yù)致敏B細(xì)胞和BGG預(yù)致敏T細(xì)胞輸入經(jīng)照射后（a*b）F1受體，再用DNP-BGG抗原刺激，檢測(cè)機(jī)體對(duì)DNP抗體應(yīng)答的再次反應(yīng)。

（二）MHC對(duì)Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞的約束

1.Zinkernagel-Doherty現(xiàn)象　Zinkernagel和Doherty(1974)道德證明受牛痘病毒感染的CBA（H-2k）小鼠中的Tc只能殺傷H-2單體型相同的病毒感染靶細(xì)胞，而不能殺死牛痘苗病毒感的H-2b細(xì)胞，稱為“Zinkernagel-Dohertyphenomenon”。1975年Doherty用淋巴細(xì)胞脈絡(luò)膜腦膜炎病毒（lymphocyte-choriomeningitis virus,LCM病毒）感染H-2d小鼠，取出Tc在體外只能殺傷LCM病毒感染的H-2d單體型細(xì)胞，不能殺傷LCM病毒感染的H-2k細(xì)胞（見圖6-18）。上述實(shí)驗(yàn)表明，Tc對(duì)于只具有MHC抗原或病毒抗原中單獨(dú)一種抗原的靶細(xì)胞都不起殺傷作用。

圖6-18　MHC對(duì)Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞的約束作用

2. MHC I類抗原對(duì)Tc殺傷靶細(xì)胞的限制作用 參與免疫應(yīng)答殺傷相（效應(yīng)相）的H-2抗原是由K、D區(qū)決定的，I區(qū)并不參與，這不同于前述的免疫應(yīng)答感應(yīng)階段中Mφ-Th，Th-B細(xì)胞之間相互作用受I區(qū)控制（表6-15）。

用三硝基苯（TNP）修飾自體的脾細(xì)胞為靶細(xì)胞也同樣證實(shí)了MHC對(duì)Tc殺傷TNP修飾靶細(xì)胞的約束現(xiàn)象。在人類殺傷病毒感染或半抗原修飾的靶細(xì)胞也同樣受到I類抗原的約束，如McMicheal等（1977）發(fā)現(xiàn)殺傷流感病毒感染的靶細(xì)胞主要受HLA-B位點(diǎn)抗原的約束，Dickmeiss(1977)實(shí)驗(yàn)表明殺傷DNFB致敏淋巴細(xì)胞誘導(dǎo)Tc殺傷靶細(xì)胞中，HLA-A抗原必須一致。

由于自身MHC約束Tc細(xì)胞殺傷靶細(xì)胞的特異性，使體內(nèi)受病毒感染或癌腫惡變的靶細(xì)胞得以迅速有效地清除，從這個(gè)意義上來講，MHC參與機(jī)體抗感染及免疫監(jiān)視功能。

Tc對(duì)同種異體靶細(xì)胞的殺傷作用不受自身MHC的約束，Longo(1982)認(rèn)為體內(nèi)存在著兩類不同的T應(yīng)答細(xì)胞：一類針對(duì)外來抗原+自身MHC抗原發(fā)生免疫應(yīng)答；另一類對(duì)同種異體細(xì)胞發(fā)生免疫應(yīng)答。

表6-15　小鼠特異性Tc細(xì)胞的殺傷作用與靶細(xì)胞H-2的關(guān)系

靶細(xì)胞感染的病毒靶細(xì)胞H-2遺傳背景殺傷作用KIDLCMskd+LCMqpq-LCMsss+LCMddd+LCMkkk-仙臺(tái)病毒skd-

注：小鼠特異性Tc細(xì)胞取自受LCM病毒致敏、H-2型別為KsIkDd小鼠的脾臟

八十年代初，采用基因轉(zhuǎn)染技術(shù)，將H-2b及H-2d的I類基因轉(zhuǎn)染小鼠白血病細(xì)胞系（L細(xì)胞系）。這些受I類基因轉(zhuǎn)染的細(xì)胞表面有I類抗原的表達(dá)。特異性Tc不能殺傷未經(jīng)I類基因轉(zhuǎn)染的病毒感染L細(xì)胞，但可殺傷經(jīng)I類基因轉(zhuǎn)染的病毒感染L細(xì)胞，表明轉(zhuǎn)染后所表達(dá)的I類抗原起約束作用。Ozato等切割I(lǐng)類基因的不同片斷進(jìn)行基因雜交，并將其轉(zhuǎn)染到L細(xì)胞系，成功地得到嵌合I類抗原分子，如α1及α2結(jié)構(gòu)域取自與殺傷細(xì)胞I類基因相同的基因片段，而α3、穿膜及胞漿區(qū)取自與殺傷細(xì)胞I類基因不同基因片段，則殺傷細(xì)胞可殺傷病毒感染的靶細(xì)胞，所之則不然。上述試驗(yàn)證明，α1及α2結(jié)構(gòu)域是參與殺傷和約束的有效部位。

利用突變品系小鼠研究發(fā)現(xiàn)靶細(xì)胞I類抗原突變分子的微小變化便能改變Tc細(xì)胞對(duì)它的識(shí)別。使如H-2kbml突變株（b為單倍體，m為突變）來自H-2Kb突變品系，只有個(gè)別氨基酸的差異，Kb約束病毒抗原特異性的CTL就不能識(shí)別和裂解多種病毒感染的Kb突變的bm1靶細(xì)胞，表明1～3個(gè)氨基酸的變化足以使I類抗原失去原有的約束作用（表6-16）。

3.MHC對(duì)Tc殺傷病毒感染靶細(xì)胞約束的機(jī)制　目前關(guān)于MHC對(duì)Tc細(xì)胞殺傷病毒感染靶細(xì)胞約束的機(jī)制一般認(rèn)為是通過聯(lián)合識(shí)別（associativerecognition）,即Tc表面一個(gè)受體識(shí)別MHC編碼的抗原與病毒抗原的復(fù)合物。

Benacerraf認(rèn)為MHC I類Ⅱ類抗耕牛具有雙重功能，在誘導(dǎo)階段通過其結(jié)合部位選擇抗原決定基，激活Th、Ts、Tc等效應(yīng)細(xì)胞；在效應(yīng)階段，靶細(xì)胞上的I類和Ⅱ類抗原又約束Th、Ts、Tc發(fā)揮效應(yīng)。

（三）載體效應(yīng)（cerriereffect）

Benacerraf認(rèn)為載體不是單純起運(yùn)載半抗原的作用，還具有載體特異性。載體處于耐受狀態(tài)的動(dòng)物，雖給予半抗原載體復(fù)合物，也不能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗半抗原的抗體。對(duì)半抗原再次應(yīng)答的發(fā)生有賴于對(duì)半原記憶的B細(xì)胞和對(duì)載體記憶T細(xì)胞同時(shí)存在時(shí)才能發(fā)生（圖6-19）。

表6-16　K(b)-約束的CTL(a)對(duì)Kb(b)突靶細(xì)胞上抗原的識(shí)別

CTL針對(duì)病毒抗原對(duì)Kb突變靶細(xì)胞的裂解bm5（1)（c)bm6(2)bm9(3)bm3(2)bm8(3)bm11(1)bm1(3)LCM病毒+++++++-小鼠脫腳病病毒±++-SV40++++++-Moloney氏病毒++++++++-++-Seudai病毒++++++++--痘苗病毒++++-VSV++（+）+-甲型流感病毒++（+）--

注：（a）CTL是Tc細(xì)胞，取自各種病毒致敏的小鼠脾，其本身的H-2型別為Kb；

（b）所有品系自B6突變而來，b為單倍型，m為突變；

（c）突變后氨基酸結(jié)構(gòu)改變的數(shù)目

圖6-19　載體效應(yīng)

注：①第二次注射與第一次相同的半抗原（DNP）和載體（牛血清白蛋白BSA）　，結(jié)果產(chǎn)生對(duì)DNP的再次反應(yīng)。

②第二次反注射的抗原中，半抗原與第一次相同，載體（卵白蛋白o(hù)valbumin）與第一次注射抗原的載體不同，結(jié)果不產(chǎn)生再次反應(yīng)；

③第一次注射后，單獨(dú)注射卵白蛋白，經(jīng)過一定時(shí)間后再注射載體為卵白蛋白、半抗原為DNP的抗原，結(jié)果產(chǎn)生再次反應(yīng)。

Mitchison等載體效應(yīng)的過繼轉(zhuǎn)移（adoptive transfer of carrier effect）試驗(yàn)，證實(shí)了上述關(guān)于載體效應(yīng)的結(jié)論（圖6-20）。

圖6-20　載體效應(yīng)的過繼轉(zhuǎn)移試驗(yàn)（Mitchison）

Raff等載體效應(yīng)阻斷實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)T細(xì)胞是載體特異的載體反應(yīng)細(xì)胞（carrier-reactivecell）,B細(xì)胞是半抗原反應(yīng)細(xì)胞（hapten-reactivecell）（圖6-21）。

圖6-21　半抗原、載體反應(yīng)淋巴細(xì)胞的鑒定（Raff等）