T细胞亚群的分类及功能
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T细胞是不均一的群体,按其抗原识别受体,可将T细胞分为二大类。一类是TCRαβ、T细胞,另一类是TCRγδ细胞(表8-2)。
表8-2 TCRαβ+T细胞与TCRγδT细胞的特性
TCRαβT细胞 | TCRγδT细胞 | |
分子结构 | 二硫键相连的异二聚体分子 | 二硫键相连的异二聚体分子 |
多样性 | 多 | 少 |
分布 | 周围血60%~70% | 周围血1%~10%表皮及肠粘膜上皮 |
表型 |
CD4+CD8+(DP)60%
CD4-CD8-(DN)35% CD2+100% CD5+>95% |
CD4-CD8-(DN)
CD2+
CD5- |
发育 | 胸腺(发生晚) | 胸腺(发生早)存在胸腺外途径 |
功能 |
识别与MHC分子结合的多肽复合
分子抗原 |
可能的作用
第一线防御细胞的原始受体 可识别MHC或MHC样分子 识别由MHC 样分子呈递的抗原 |
TCRαβT细胞也是不均一的群体,根据其表型( phenotype )即其细胞表面的特征性分子的不同,可将成熟T细胞分为二个亚类(subsets)即CD4+T细胞和CD8+细胞。
根据TCRαβT细胞的功能可将其分为二类。一类为调节性T细胞,可包括辅助性T细胞(helper T lymphocte,TH)和抑制性T细胞(suppressor T lymphocyte,Ts)。另一类为效应性T细胞(effector T cell),可包括杀伤性T细胞(eytolytie T cell,CTL,或TC)和迟发型超敏性T细胞(delayed type hypersensitivity T lymphoctye,TDTH)。
(一)TCRαβT细胞
二类T细胞表型分子均呈CD2+、CD3+阳性,但γδT细胞为CD4-、CD8-双阴性细胞(double negative cell,DN)或CD8+,而αβT细胞其表型为CD4+或CD8+单阳性细胞(single positive cell,SP)。
在末梢血主要为αβT细胞可占95%,而γδT细胞只占1%~10%。αβT细胞为主要参予免疫应答的T细胞,而对γδT细胞功能不十分了解,可能是具有原始受体的第一防线的防御细胞,与抗原感染有关。
(二)CD4+细胞
TCRαβTCD4+细胞(简称为CD4+细胞)的分子表型为CD2+、CD3+、CD4+、CD8-。其TCR识别抗原是MHCⅡ类分子限制性。CD4+T细胞也是不均一的细胞群,按其功能可包括二种T细胞,即辅助性T细胞(TH),和迟发型超敏性T细胞(TDTH)。前者为调节性T细胞,后者为效应性T细胞。
CD4+T细胞能促进B细胞、T细胞和其它免疫细胞的增殖与分化,协调免疫细胞间的相互作用。T细胞在静止状态不产生细胞因子,活化后才能产生。
近年来,根据建立的小鼠TH细胞克隆,分析其产生的细胞因子种类,发现具有不同的调节功能,可将TH细胞分为二类,即TH1和TH2(表8-3)。TH1与细胞免疫及迟发型超敏性炎症形成有关,故亦称为炎症性T细胞,相发于TDTH细胞。TDTH细胞。TH2可辅助B细胞分化为抗体分泌细胞,与体液免疫相关,相当于TH细胞。
表8-3 小鼠TH1及TH2特性
特性 |
TH1(炎症性T,Tinf) |
TH2(辅助性T,TH) |
功能 |
|
|
Ig产生 |
+ |
++ |
B细胞增殖 |
+ |
++ |
迟发型超敏性(DTH) |
++ |
- |
细胞毒性(CTL) |
++ |
- |
MФ活化 |
+ |
+ |
细胞因子 |
|
|
IL-2 |
++ |
- |
IFN-γ |
++ |
- |
TNF-β |
++ |
- |
IL-3 |
++ |
++ |
GM-CSF |
+ |
++ |
TNF-α |
+ |
++ |
IL-4 |
- |
++ |
IL-5 |
- |
++ |
IL-6 |
- |
++ |
IL-10 |
- |
++ |
细胞因子受体 |
|
|
IL-1 |
- |
++ |
IL-2 |
++ |
++ |
IL-4 |
+ |
++ |
近年一些学者在过敏性疾病的患者及健康人末硝血中也建立了人TH1和TH2克隆,也证实了在人也存在TH1和TH2细胞(表8-4)。这二类细胞是互相制约的,它们的失调与感染性疾病以及 自身免疫 性疾病相关。
(三)CD8+T细胞
CD8+T细胞也是不均一的细胞群,按其功能可包括抑制性T细胞(TS)和杀伤性T细胞(TC),前者为调节性T细胞,后者为效应性T细胞。
1.TC细胞 杀伤T细胞(TC)其分子表型为CD2+、CD3+、CD4+、CD8+。其TCRαβ只能识别自己MHCⅠ类分子与抗原肽片段结合的复合分子,所以是MHCⅠ类分子限制性。TC细胞主要识别存在于靶细胞表面上的MHCⅠ类分子与抗原结合的复合物,如被病毒感染的靶细胞或癌细胞等。因此,TC效应细胞与抗原病毒免疫、抗肿瘤免疫以及对移植物的移植排斥反应有关。
表8-4 人TH1及TH2特性
特性 | TH1 | TH2 |
细胞因子 | ||
IL-2 | + | ± |
IFN-γ- | + | - |
IL-4 | - | + |
IL-5 | - | + |
辅助功能 | ||
IgG/IgA/IgM产生 | + | ++ |
IgE产生 | - | + |
细胞毒性 | + | - |
抗原反应性 | ||
TT.PPD | + | - |
变应原 | - | + |
注:TT,破伤风类毒素;PPD:纯化结核菌素
2.Ts细胞 Ts细胞是一类与TH细胞和Tc细胞性质不同的淋巴细胞。Ts细胞是美国学者Gershon于70年代在小鼠体内证明它的存在。他是给小鼠经静脉注射大剂量抗原(羊红细胞)则小鼠呈现不应答状态即耐受状态。如果把这种耐受小鼠的淋巴细胞,注入正常同基因小鼠同素小鼠体内,可抑制其抗体产生。其后证明这种具有抑制作用的淋巴细胞是Thy-1+T细胞,故称这种细胞为Ts细胞。
现已证明,人Ts细胞的分子表型与Tc相同,也是CD2+、CD3+、CD4+、CD8+。它的功能是抑制免疫应答的活化期。Ts细胞的抑制作用是通过它所分泌的抑制因子(TSF)介导的,其作用的靶细胞是抗原特异的TH和或B细胞。
Ts细胞可发挥两种重要作用,首先它对在胸腺内不能形成自身耐受的自身反应性T细胞克隆有抑制作用,同时它对非已抗原透发的免疫应答也有抑制作用。实验证明,Ts细胞功能变化是引起各种免疫功能异常的重要原因之一。
由于对Ts细胞的研究进展缓慢,尚有许多疑问有待解决。这主要是因为尚不能获得较大量的纯化Ts细胞,对建立稳定的Ts细胞克隆以及建立具有特异抑制活性的Ts杂交瘤均未获成功。因此,对Ts细胞的一些基本问题,如Ts细胞抗原识别受体(TCR)的性质及其分泌的抑制因子(TSF)的特性等问题,均有待明确。故目前尚不能描述它们的分子结构及作用方式。
Ts细胞是否是一种独立的T细胞功能亚类,学者间还存在很大争论,今后必需证明它的TCR性质和找出其独特的表面标志,才能解决这一问题。
(四)CD45RA与CD45ROT细胞
近年应用单克隆抗体发现一组新的细胞膜表面分子,命名为CD45分子。它可广泛存在于造血系细胞膜表面,故也称之为白细胞共同抗原(leukocyte common antigen,LCA),分子量约为200KD的糖蛋白分子。根据其胞外区表位的不同已发现有6种异构体分子,在人已鉴定出3种异构体分子,即CD45RA、CD45RB和CD45RO。应用这种异构体分子可将T细胞分为二个新亚群。凡未经抗原刺激的T细胞可称之为原始T细胞(naive t cell,Tn)为CD45RA+T细胞群,而经抗原刺激分化为记忆T细胞(memory T cell,Tm)为CD45RO+细胞群,二群T细胞功能特性不同(表8-5)。
表8-5 Tn与Tm特性
特性 | Tn | Tm |
CD45 | CD45RA | CD45RO |
归巢受休表达 | 高水平 | 低水平 |
粘附分子表达 | 低水平 | 高水平 |
再循环 | 血流→淋巴组织 | 直接移行至抗原部位 |
寿命 | 短(数目) | 长(数月) |
再次抗原刺激 | - | +++ |
T细胞可随血流及淋巴分布于体内各部位,在正常情况下,T细胞在周围组织中的数目是相对稳定的。如在胸导管淋巴液中可占90%,在脾中约占30%,淋巴节中约占75%,末梢血中可占60%~80%。CD4+和CD8+细胞的比例,在周围各组织中大致相同,即CD4+约占60%,CD8+约占30%。CD8+的比值在正常人约为2,若其比值<1.0或>2.0可视调节细胞(TH/TS)比例异常,与临床一些疾病相关。可应用抗各种表型抗原的单克隆抗体检测全T细胞的数量及其亚类((TH/TS)的比值,常有助于疾病的诊断。