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免疫细胞

免疫细胞(英文名:immune cell),是指参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞,也特指能识别抗原并产生特异性免疫应答的淋巴细胞等,主要包括淋巴细胞、树突状细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等。

2022年11月10日,英国《自然》杂志发表了一项关于非病毒工程改造的免疫细胞可用于个性化治疗癌症的研究成果。2023年,中国研究人员首次成功构建出覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人体免疫系统发育图谱,并发现免疫细胞“新类型”——类小胶质细胞。

相关概念

免疫细胞

免疫细胞是指参与免疫应答或与免疫应答有关的细胞及其前体细胞,也特指能识别抗原并产生特异性免疫应答的淋巴细胞等,主要包括淋巴细胞、树突状细胞、单核/巨噬细胞、粒细胞、肥大细胞等。

免疫系统

免疫系统是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。免疫应答分为固有免疫和适应性免疫两种类型,其中适应性免疫又分为体液免疫和细胞免疫。免疫系统由免疫器官、免疫细胞、免疫分子组成。其中,是人体最大的免疫器官,占全身淋巴组织总量的25%,含有大量的淋巴细胞和巨细胞,是机体细胞免疫和体液免疫的中心。

免疫器官

免疫器官是免疫细胞发生、分化、成熟、定居、增殖和产生免疫应答的场所。根据免疫器官的功能不同,可分为中枢免疫器官和外周免疫器官,二者通过血液循环和淋巴循环互相联系构成免疫系统的完整网络。其中,中枢免疫器官包括骨髓和胸腺,外周免疫器官包括淋巴结、脾和黏膜相关淋巴组织。

细胞种类

淋巴细胞

T淋巴细胞

T细胞在特异性免疫应答中起到关键作用,不仅负责细胞免疫,而且对B细胞参与的体液免疫也起辅助和调节作用。

T细胞的膜表面分子 T 细胞表面的膜表面分子主要有TCR、CD3、CD4或CD8、CD28、CD2等。

T细胞抗原受体(TCR)和TCR-CD3复合体:所有T细胞表面均具有的,能结合特异性抗原的膜分子称为T细胞抗原受体(Tcell 抗原 receptor,TCR),TCR大多由a链和B链组成,又称TCR2,每条链又分为V区和C区。V区在细胞外侧,是与抗原肽MHC分子配位化合物结合的部位,C区与细胞膜相连,其羧基末端伸入胞浆中。TCR的基因编码由多个基因群控制,在T细胞的成熟的过程中,通过重排可形成百万种以上的不同基因序列,编码相应数量的不同特异性TCR分子,以适应对外界各种各样的特异性抗原的识别。

少数T细胞的TCR由y和8链组成,被称为TCRI。y8T在固有免疫应答中发挥作用。TCR-CD3复合体是由TCR与CD3分子以非共价键结合而形成的复合体。CD3为T细胞所特有的膜表面分子,分子的肽链胞内区均含有免疫受体酪氨酸活化基序(immunereceptor tyrosine activation motif,ITAM),可将TCR结合抗原的信号传递到细胞浆内,使T细胞开始活化。

CD4和CD8:CD4分子为单体,CD8分子为二聚体,分别出现在不同的成熟T细胞表面。CD4和CD8分子能与MHC分子的非多态部位结合,以协同TCR与抗原肽MHC分子配位化合物的结合,故称为TCR的协同受体。其中,CD4分子能与MHCII类分子结合,CD8与MHCI类分子结合。CD4和CD8分子在T细胞的活化过程中亦有传导抗原刺激信号的作用。此外,CD4还是人类免疫缺陷病毒(HIV)的受体。

CD28:TCR复合体接受的抗原刺激信号为第一信号,可使T细胞初步活化。但如果没有进一步的协同刺激信号(又称第二信号),初步活化的T细胞将不能充分活化增殖而进入无能(anergy)状态。CD28是重要的协同刺激受体,可与B细胞或APC细胞表面的B7结合,产生协同刺激信号(第二信号)。

CD2:CD2也称为淋巴细胞功能相关抗原2(LFA2),它的配体分子为APC表面的CD58(LFA3)。两者的结合有利于T细胞的活化。人T细胞表面的CD2可与绵羊的红细胞(erythrocyte)结合,故义称为E受体。体外试验时,将人的淋巴细胞与绵羊红细胞混合,可见T细胞周围结合多个绵羊红细胞,形似玫瑰花。该试验称E花结试验,常用于检测人外周血中的T细胞数,以协助判断细胞免疫功能。

丝裂原受体:有些物质能非特异地激活淋巴细胞,称为丝裂原。淋巴细胞表面存在相应的丝裂原受体。可刺激T 细胞活化的丝裂原有植物血凝素(PHA)、刀豆蛋白A(ConA)和美洲商陆丝裂原(Pokeweed mitogen,PWM)。丝裂原常在免疫试验研究中代替抗原刺激淋巴细胞。

其他膜表面分子:T淋巴细胞表面还存在细胞因子受体、激素受体、MHC分子等,均对T细胞的活化、信号传递等有重要作用。2.T淋巴细胞亚群 T淋巴细胞是一个不均一的群体。根据TCR种类可将其分为两类:y8T细胞,又称TCRIT细胞:aBT细胞,又称TCR2T细胞。aBT细胞占外周血T细胞的95%以上,负责细胞免疫功能的主要部分。目前认为y8T细胞执行的是非特异性免疫功能。根据表面分子又可将aBT细胞分为两大群:CD4'T细胞和CD8'T细胞。

CD4'T细胞是MHCII类分子限制性T细胞,按功能可分为:辅助性T(Th)细胞,具有协助B 细胞和其他T细胞活化的功能。研究表明,Th细胞可根据其产生淋巴因子的种类分为Thl、Th2两个亚群,其特征见表11-1。迟发型超敏反应T(Td)细胞,在免疫应答的效应阶段和迟发型超敏反应中能释放淋巴因子导致炎症反应,发挥排除抗原的作用。目前多认为Thl细胞即具有Td细胞的功能。CD8'T细胞是MHCI类分子限制性的T细胞,根据功能可分为:细胞毒性T(Tc或CTL)细胞,在免疫效应阶段,识别带有特异性抗原MHCI类分子配位化合物的靶细胞,并释放胞内颗粒,使靶细胞死亡。抑制性T(Ts)细胞,具有抑制体液免疫和细胞免疫的功能。目前认为,Ts是功能上的命名,可能包括某些具有抑制活性的CD4'T细胞和CD8'T细胞。

B淋巴细胞

B淋巴细胞的主要功能是产生抗体,负责体液免疫,但对T细胞的功能也有重要作用。特别在抗原识别过程中,能将处理的抗原递呈给T细胞,并提供协同刺激分子使T细胞充分活化。

B细胞的膜表面分子

B细胞抗原受体(BCR):B 细胞的BCR 为镶嵌在细胞膜表面的膜表面免疫球蛋白(surface membrane immunoglobulin,mlg),其类型多为单体的mlgM和mlgD,可识别特异性的抗原。mlg是B 细胞的特征性标志。

其他膜表面分子:B 细胞许多膜表面分子与T细胞的膜表面分子具有相似功能。如CD19、CD21和CD81组成的复合体是B细胞协同受体,可通过补体C3dg(C3分子逐级水解的产物)成分与抗原结合,起到类似CD4和CD8的功能。CD40为B细胞的协同刺激受体,其配体是Th表面的CD40L。

B细胞表面具有免疫球蛋白的Fc受体和补体受体,可通过与抗原抗体配位化合物或抗原抗体补体复合物结合,辅助B细胞捕获抗原。

B细胞表面的丝裂原受体识别的丝裂原与T细胞不完全相同,主要有脂多糖(针对小鼠B细胞)、葡萄球菌 A 蛋白(针对人B细胞)和美洲商陆丝裂原。

B细胞亚群

根据表面标志和功能,可将B细 图11-3 BCR、BCR复合体和 B细胞协同受体胞分为B1和B2两个亚群:BI细胞不在骨髓中发育,外周血和淋巴器官中数量很少,为T细胞非依赖性细胞,在TI-Ag引起的免疫应答中发挥重要作用;B2细胞又称普通B细胞,占外周淋巴组织B细胞的绝大部分,为T细胞依赖性细胞,是负责机体体液免疫的淋巴细胞。

NK细胞

20世纪70年代初,在肿瘤免疫研究中发现来自正常机体的淋巴细胞可以杀伤某些肿瘤细胞,随后证实这些淋巴细胞的杀伤作用是自发的,无须有抗体存在或预先加以致敏,因此将其命名为"自然杀伤细胞"(NK 细胞)。NK 细胞表面缺乏T细胞和B细胞所具有的一些典型表面标志,如TCR和mlg等,但具有CD16,CD56、CD2等膜表面分子,也具有IL-2受体、IFN受体、KIR(杀伤细胞抑制受体)和KAR(杀伤细胞活化受体)。

NK细胞主要通过两种方式导致靶细胞死亡:①NK细胞直接与靶细胞接触,通过释放NK细胞中的穿孔素、颗粒酶等物质破坏靶细胞,这一方式与Tc细胞相似;2NK细胞具有FcyR,可以通过1gG的Fc段与被1gG包被的靶细胞结合并杀伤靶细胞,称作抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用(antibody dependent cell mediated cytotoxicity, ADCC).NK 细胞,即对其施加杀伤作用,通常将NK细胞的杀伤作用归属于固有性免疫。

此外,还有两类淋巴细胞经体外活化可进行肿瘤治疗。一类是淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK),是将外周血细胞在体外用较高浓度的IL-2培养刺激,使之活化增殖而得。该细胞有广泛、高活性的非特异性杀伤肿瘤细胞作用。严格说来,LAK细胞并非一个独立的淋巴细胞群或亚群,其归属尚不清楚,目前认为LAK可能是NK细胞受IL-2刺激活化形成。另一类是肿瘤浸润淋巴细胞(TIL),即用从肿瘤组织中分离出的淋巴细胞加入IL-2,在体外培养所得。TIL中的绝大多数是T细胞,还有B细胞和NK细胞,经IL-2激活后,特异性抗肿瘤能力比LAK细胞大50-100倍。两类细胞在肿瘤治疗上均具有广阔前景。

抗原递呈细胞

APC能通过吞噬或胞饮作用摄取抗原,经处理,将抗原肽与MHCII类分子结合,然后表达于细胞表面递呈给CD4'Th细胞。虽然有核细胞表面均表达MHCI类分子,也能处理递呈胞浆内的蛋白抗原给CD8T细胞,但习惯上称其为靶细胞。

单核吞噬细胞系统

血液中的单核细胞(monocyte)和组织中的巨噬细胞(macrophage.Mp)统称为单核吞噬细胞系统。单核细胞和巨噬细胞在发育上有连续性,巨噬细胞由外周血中的单核细胞发育而来。其细胞表面有多种受体,重要的有IgG的Fc受体和补体C3b受体及一些细胞因子受体。Mp表面有较多的MHCI类和MHCI类分子,与抗原递呈有关。

单核细胞和巨噬细胞在免疫应答过程中的功能如下:吞噬和杀伤作用 可通过吞噬作用,摄取进入机体的异物。已被抗体1gG和补体C3b结合的抗原异物,在抗体和补体的调理作用下,更易被巨噬细胞吞噬。进人巨噬细胞胞内的异物可被杀伤或消化降解。此外,巨噬细胞可通过Fc受体与被IgG抗体结合的靶细胞发生结合,发挥ADCC作用。杀伤靶细胞。递呈抗原作用 吞噬细胞是一类重要的抗原递呈细胞合成和分泌多种活性因子巨噬细胞能合成和分泌多种活性因子,如L-1、IL-8、IL-12,IFN-a。TNF-a和前列腺素等,发挥免疫调节作用和免疫效应作用。参与炎症反应 巨噬细胞也是重要的炎症反应细胞。

树突状细胞

树突状细胞(dendriticcell,DC)胞浆内无溶酶体和吞噬体,故无吞噬能力,但可通过胞饮作用摄取抗原,或利用其树突捕捉和滞留抗原异物。分布于不同部位的树突状细胞有不同的名称和功能。其中,朗格汉斯细胞位于表皮和胃肠上皮层内,具有摄取和处理抗原的作用。并指状DC位于外周淋巴器官富含T细胞的区域,能将抗原肽递呈给CD4'Th细胞,并表达B7分子,有效刺激已活化的Th 细胞充分活化。并指状DC在初始T细胞(从未接触过抗原的成熟T细胞)的活化过程中起关键作用,可认为是免疫应答的起始者。滤泡D细胞位于外周淋巴器官富含B细胞的区域,可通过细胞表面的Fc受体和补体受体结合抗原,使抗原长期滞留于该细胞表面,利于周围B细胞对其识别、结合和B细胞的活化,也与记忆性B细胞的产生有关。此外,B细胞也具有抗原递呈功能。某些情况下,不仅能递呈抗原给Th细胞,还能使B细胞本身激活。

血管内皮细胞、各种上皮细胞、皮肤的成纤维细胞、活化的T细胞等在某些情况下能表达MHC II类分子递呈抗原,可将它们称为非专职APC。它们的递呈抗原作用,通常与炎症反应的发生和某些自身免疫病的发病有关。

其他免疫细胞

除上述免疫细胞外,血液中的许多细胞均直接或间接参与免疫应答过程,有些在免疫炎症中起重要作用。这些细胞包括嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞、血小板和红细胞等。

细胞分离

外周血单个核细胞的分离

体外测定淋巴细胞的功能,首先要提取外周血单个核细胞(peripheralbloodmononuclear cell,PBMC)。PMBC主要包括淋巴细胞、单核细胞等。依据血液中不同类细胞比重差异,常采用葡聚糖﹣泛影葡胺(密度为1.075)密度梯度离心法,分离 PBMC(密度约为1.075)。即将抗凝全血置于分离液上进行离心,红细胞密度最大沉于管底,多形核粒细胞(密度为1.092)铺于红细胞之上,PBMC位于血浆与分离液的界面,其中淋巴细胞占90%以上。

淋巴细胞及其亚群的分离

贴壁黏附法

单核细胞具有黏附玻璃、塑料等的特性,因此将分离的PMBC铺于培养皿上可吸附单核细胞,收集未黏附的细胞即为富含淋巴细胞悬液。

尼龙毛柱分离法

由于B淋巴细胞易于黏附尼龙毛,而T淋巴细胞无此特性,所以将淋巴细胞悬液通过尼龙毛柱,可将T、B细胞分离。

免疫磁珠法

将细胞表面标志性抗原的特异性抗体(如抗CD3、抗CD4或抗CD8等)吸附于免疫磁珠上,加人细胞悬液中,带有相应抗原的细胞与磁珠上抗体结合。将此反应管置于磁场中,携带相应细胞的磁珠被吸附到靠近磁铁的管壁上,洗去未结合磁珠的细胞,即可获得高纯度相应细胞。本法分离速度快、效率高、操作简单、不需要昂贵的仪器设备,且不影响被分离细胞的生物学性状和功能,因此近年来得到了广泛应用。

免疫吸附分离法

用抗细胞表面标志性抗原的特异性抗体包被聚苯乙烯孔板,加入细胞悬液,作用一定时间后洗板,即分离纯化相应细胞。

流式细胞术

流式细胞术是一种将集光学、流体力学、电力学和计算机等多种技术于一体,可对细胞进行多参数定量检测和综合分析的技术,并能高纯度分离特定细胞。基本原理:将待测细胞悬液与荧光素标记抗体结合,在一定压力下通过进样管进入流动室。流动室内充满鞘液,在鞘液的包裹和推动下,细胞被排成单列,以一定速度从流动喷口喷出形成液滴射流,每个液滴中包裹一个细胞。当液滴射流与激光束相交,液滴中的细胞受到激发光照射,产生散射光并发出各种荧光信号,后者被接收器检测。分选部件将这些液滴充以正、负不同的电荷,带电液滴在高压电场作用下偏转,落入各自的收集容器中,从而实现细胞的分离。FCM可用于T细胞、B细胞、NK细胞、巨噬细胞及树突状细胞的鉴定和分选。除此之外。还能进行细胞周期分析、细胞因子和黏附分子检测、细胞凋亡检测等研究。

抗原肽—MHC分子四聚体技术

抗原肽—MHC分子四聚体技术是一种定量检测抗原特异性CTL的方法。借助生物素亲和素级联放大原理构建由1个荧光素标记的亲和素与4个生物素﹣MHCI类分子﹣抗原肽形成四聚体,它能同时结合1个T细胞的4个TCR,亲和力大大提高,用流式细胞仪检测待测样品中抗原特异性CTL的细胞频率。

健康管理

提高机体免疫细胞活性的方法主要包括借助睡眠、保持乐观的态度、限制饮酒、参加运动、补充维生素、改善体内生态环境等。

借助睡眠

睡眠与人体免疫力密切相关。著名免疫学家通过“自我睡眠”试验发现,良好的睡眠可使体内的两种淋巴细胞数量明显上升。而医学专家的研究表明,睡眠时人体会产生一种称为胞壁酸的睡眠因子,此因子促使白细胞增多,巨噬细胞活跃,肝脏解毒功能增强,从而将侵入的细菌和病毒消灭。

保持乐观的态度

维持人体于一个最佳状态,尤其是在现今社会,人们面临的压力很大,巨大的心理压力会导致对人体免疫系统有抑制作用的荷尔蒙成分增多,所以容易受到感冒或其他疾侵袭。

限制饮酒

每天饮低度白酒不要超过100m,黄酒不要超过250mL,啤酒不要超过1瓶,因为乙醇对人体的每一部分都会产生消极影响。即使葡酒可以降低胆固醇,也应该限制每天一杯,过量饮用会给血液与心脏等器官造成很大破坏。

参加运动

专家进行的3项研究指出,每天运动30~45 min,每周5d,持续12周后,免疫细胞数目会增加,抵抗力也相对增加。运动只要心跳加速即可,晚餐后散步就很适合。

补充维生素

每天适当补充维生素和矿物质。专家指出,身体抵抗外来侵害的武器,包括干抗素及各类免疫细胞的数量与活力都和维生素与矿物质有关。

改善体内生态环境

用微生态制剂提高免疫力的研究和使用由来已久。研究表明,以肠道双歧杆菌、乳酸杆菌为代表的有益菌群具有广谱的免疫原性,能刺激负责人体免疫的淋巴细胞分裂繁殖,同时还能调动非特异性免疫系统,去“吃”掉包括病毒、细菌、衣原体等在内的各种可致病的外来微生物,产生多种抗体,提高人体免疫能力。对于健康人来说,不妨“食疗”,多吃些乳酸菌饮料:而健康边缘人群,可以用微生态制剂来调节体内微生态平衡。

相关研究

2022年11月10日,英国《自然》杂志发表了一项关于非病毒工程改造的免疫细胞可用于个性化治疗癌症的研究成果。

2023年,中国研究人员首次成功构建出覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人体免疫系统发育图谱,并发现免疫细胞“新类型”——类小胶质细胞。

相关事件

2025年3月15日,潇湘晨报发表文章《暗访危险的“免疫细胞”!山东省公立医院用未获批药品治癌,一针超十万,营销手段骇人》,文章指出在山东济南一家公立二级乙等医院中,多个科室的病房内有护士为癌症患者输入NKT免疫细胞,该细胞产品售价在数万元至10多万元之间,且未经药监部门批准上市。

参考资料

【生命科普】CRISPR个性化疗法获重大进展:基因编辑T细胞治癌开始人体试验.平顶山市科学技术局.2025-10-31

我科研人员成功构建人体免疫系统发育图谱.百家号.2025-10-31

暗访危险的“免疫细胞”!山东有公立医院用未获批药品治癌,一针超十万,营销手段骇人.手机环球网.2025-10-31