①穿孔素(perforin):又稱成孔蛋白(pore-foming protein,PFP)、C9相關蛋白(C9 related protein)或溶細胞素(cytolysin),貯存于電子稠密胞漿顆粒(electron-densecytoplasmic granules),成熟的穿孔素分子由534個氨基酸殘基組成,分子量為56-75kDa,IP為6.4,穿孔素分子中央部位170-390之間的氨基酸序列與C9328-560氨酸酸序列約有20%同源性,這個區(qū)域與穿孔素和C9的多聚化和以管狀形式插入到細胞膜有關。在殺傷相時,CTL細胞脫顆粒,穿孔素從顆粒中釋放,在Ca2+存在下,插入靶細胞膜上,并多聚化形成管狀的多聚穿孔素(polyperforin),約含12-16個穿孔素分子,分子量可達1000kDa。多聚穿孔素在靶細胞膜上形成穿膜的管狀結構,內(nèi)徑平均16nm。這種異常的通道使Na+、水分進入靶細胞內(nèi),K+及大分子物質(如蛋白質)從靶細胞內(nèi)流出,改變細胞滲透壓,最終導致細胞溶解。此過程與補體介導的溶細胞過程類似,溶解細胞過程比較迅速。CTL本身可能釋放A型硫酸軟骨素蛋白聚糖(proteoglycans of chondroitinsulphate A type)、硫酸軟骨素A限制因子(homologous restriction factor,HRF),因此可避免穿孔素對CTL自身細胞的攻擊。
(2)Ts細胞的亞群:Ts細胞還可分為Ts1、Ts2和Ts3不同亞群,分別起著誘導抑制、轉導抑制和發(fā)揮抑制效應的作用。它們之間相互作用的確切機理還不十分清楚,可能是通過釋放可溶性介質相互作用的。Ts1(Tsi,抗原特異性抑制性T細胞)分泌TsF1(TsiF,抑制誘導因子)→作用于Ts2(Tst,抑制轉導細胞),分泌TsF2(Tst F)→作用于Ts3(Tse,抑制效應細胞),分泌Ts3F(TseF),作用于Th細胞,通過對Th的抑制作用,從而對各種免疫功能起負調節(jié)作用。Ts細胞群具有高度異質性,除Ts1、Ts2、Ts3亞群外,還有一群反抑制性T細胞亞群(contra-suppressor T cel,Tcsl)。Tcs活化后分泌反抑制性T細胞因子TcsF,直接作用于Th細胞,解除Ts細胞的抑制作用,使Th細胞恢復輔助活性。
根據(jù)CD28陽性或陰性可將CD8+細胞分為細胞毒性T細胞(CD8+CD28+)和抑制性T細胞(CD28+CD28-)。CD28McAb能與60-80%T細胞發(fā)生反應,包括全部CD4細胞和部分CD8細胞。
1.Tc(CTL) 在人類CTL表型為CD3+CD4-8+CD28+。小鼠CTL表型為Thy-1+、Lyt-1+、Lyt-2+/Lyt-3+。
(1)CTL的分化:靜止的CTL以前體細胞(precursor)(CTL-P)形式存在,外來抗原進入機體被抗原提呈細胞(APC)加工處理,形成外來抗原與APC自身MHc I類抗原的復合物,被相應CTL克隆細胞膜表面TCR/CD3所識別,抗原刺激信號和APC釋放IL-1共同存在的條件下,CTL-p被活化,并表達IL-2R、IL-4R、IL-6R等多種細胞因子受體,在IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ等細胞因子誘導下,迅速增殖,并分化為成熟的效應殺傷性T細胞(effector CTL)。CTL具有識別抗原的特異性,即能殺傷具有特定的外來抗原(如病毒感染靶細胞膜表面的病毒抗原)與自身MHc I類抗原結合的復合物的靶細胞。有關CTL殺傷靶細胞受到MHC I類抗原的限制,參見第五章“主要組織相容性復合體”第四節(jié)。從腫瘤組織周圍分離獲得的CTL稱為腫瘤浸潤淋巴細胞(tumor infiltrating lymphocyte , TIL)。TIL在體外加IL-2培養(yǎng)后,具有很高的殺傷腫瘤作用,目前已用于臨床的腫瘤治療。
(2)CTL的識別機制:多種粘附分子參與CTL對靶細胞的識別和粘附,主要有:①LFA-1/ICAM-1、ICAM-2、ICAM-3,可溶性ICAM-1(sICAM-1)可抑制CTL殺傷腫瘤細胞;②CD2/LFA-3(CD58),抗CD2McAb或抗CD58McAb均可抑制CTL效應細胞對靶細胞的殺傷;③CD8/MHcI類抗原的非多態(tài)性結構域。
(3)CTL的殺傷機制:TCL殺傷靶細胞的機理目前認為主要通過釋放多種的介質和因子介導的。
①穿孔素(perforin):又稱成孔蛋白(pore-foming protein,PFP)、C9相關蛋白(C9 related protein)或溶細胞素(cytolysin),貯存于電子稠密胞漿顆粒(electron-densecytoplasmic granules),成熟的穿孔素分子由534個氨基酸殘基組成,分子量為56-75kDa,IP為6.4,穿孔素分子中央部位170-390之間的氨基酸序列與C9328-560氨酸酸序列約有20%同源性,這個區(qū)域與穿孔素和C9的多聚化和以管狀形式插入到細胞膜有關。在殺傷相時,CTL細胞脫顆粒,穿孔素從顆粒中釋放,在Ca2+存在下,插入靶細胞膜上,并多聚化形成管狀的多聚穿孔素(polyperforin),約含12-16個穿孔素分子,分子量可達1000kDa。多聚穿孔素在靶細胞膜上形成穿膜的管狀結構,內(nèi)徑平均16nm。這種異常的通道使Na+、水分進入靶細胞內(nèi),K+及大分子物質(如蛋白質)從靶細胞內(nèi)流出,改變細胞滲透壓,最終導致細胞溶解。此過程與補體介導的溶細胞過程類似,溶解細胞過程比較迅速。CTL本身可能釋放A型硫酸軟骨素蛋白聚糖(proteoglycans of chondroitinsulphate A type)、硫酸軟骨素A限制因子(homologous restriction factor,HRF),因此可避免穿孔素對CTL自身細胞的攻擊。
圖7-3 CTL釋放穿孔素殺傷靶細胞機理示意圖
②絲氨酸酯酶(serine estersse):活化CTL釋放多種絲氨酸酯酶,如CTLA-1(又稱CCP1或granzyme B)、CTLA-3(又稱H因子或granzyme A),其作用可能類似補體激活過程中的酯酶作用,通過活化穿孔素而促進殺傷作用。
③淋巴毒素(lymphotoxin,LT):又稱腫瘤壞死因子-β(TNF-β),LT可直接殺傷靶細胞,但殺傷過程較慢,其殺傷機理參見第四章“細胞因子及其受體”第二節(jié)中腫瘤壞死因子。
2.Ts和Ts亞群 抑制性T細胞(suppressor T lymphocyte,Ts)對免疫應答有重要的負調節(jié)功能,抑制性T細胞功能的異常,常與T自身免疫性疾病、第I型超敏反應等疾病發(fā)生有關。
(1)抑制性T細胞的證實:綿羊紅細胞(sheep red blood cell , SRBC)對于小鼠是良好的免疫原,合適劑量的SRBC可誘導小鼠產(chǎn)生高效價的抗SRBC抗體。當過高劑量SRBC免疫小鼠時,則抗體合成水平反而明顯下降,稱為高劑量免疫耐受。動物實驗研究發(fā)現(xiàn),將高劑量免疫耐受小鼠脾細胞轉移到免疫原劑量刺激的小鼠體內(nèi)時,則小鼠抗體應答水平明顯下降。如高劑量免疫耐受小鼠脾細胞經(jīng)抗Thy-1和補體處理后再轉移到免疫原劑量免疫的小鼠體內(nèi),則高劑量免疫耐受小鼠脾細胞的抑制作用消失。實驗證明了在高劑量免疫耐受小鼠的脾細胞中存在有抑制作用的T細胞。
表7-9 抑制性T細胞的證實
(1)免疫原劑量---→抗體應答+++SRBS免疫小鼠(2)高劑量SRBC---------------------------------→抗體應答+免疫耐受小鼠(3)高劑量免疫-→轉移未處理脾細胞-→免疫原劑量-→抗體應答+耐受小鼠 免疫小鼠(4)高劑量免疫-→轉移抗Thy-1+ ----→免疫原劑量-→抗體應答+++耐受小鼠 補體處理脾細胞 免疫小鼠進一步研究證明,這種抑制細胞的表型為CD3+CD4-CD8+(小鼠CD8單抗常用Lyt-2)。人的抑制性T細胞表型為CD3+CD4-CD8+CD28-。Ts細胞不僅對B細胞合成和分泌抗體有抑制作用,而且對Th輔助作用、遲發(fā)型超敏反應以及Tc介導的細胞毒作用都有負調節(jié)作用。
(2)Ts細胞的亞群:Ts細胞還可分為Ts1、Ts2和Ts3不同亞群,分別起著誘導抑制、轉導抑制和發(fā)揮抑制效應的作用。它們之間相互作用的確切機理還不十分清楚,可能是通過釋放可溶性介質相互作用的。Ts1(Tsi,抗原特異性抑制性T細胞)分泌TsF1(TsiF,抑制誘導因子)→作用于Ts2(Tst,抑制轉導細胞),分泌TsF2(Tst F)→作用于Ts3(Tse,抑制效應細胞),分泌Ts3F(TseF),作用于Th細胞,通過對Th的抑制作用,從而對各種免疫功能起負調節(jié)作用。Ts細胞群具有高度異質性,除Ts1、Ts2、Ts3亞群外,還有一群反抑制性T細胞亞群(contra-suppressor T cel,Tcsl)。Tcs活化后分泌反抑制性T細胞因子TcsF,直接作用于Th細胞,解除Ts細胞的抑制作用,使Th細胞恢復輔助活性。