T辅助细胞及其在适应性免疫中的作用

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介绍

T辅助细胞是一种白细胞，在适应性免疫反应中起着至关重要的作用。它们是T细胞的一个子集，可以识别并响应特异性抗原，这些抗原是病原体特有的分子。T辅助细胞与免疫系统的其他细胞（包括B细胞和巨噬细胞）协同工作，对入侵的病原体产生有效的免疫反应。

人体不断接触各种各样的微生物，包括病毒、细菌和真菌。这些微生物可能导致感染，从而引发严重的疾病，例如肺炎、脑膜炎和败血症。

为了对抗这些感染，人体进化出复杂的免疫系统，可以识别和摧毁外来入侵者，同时保留自身细胞。免疫系统由两个分支组成：先天免疫系统和适应性免疫系统。

先天免疫系统是抵抗入侵病原体的第一道防线，包括物理屏障（如皮肤和粘膜），以及可以识别和摧毁外来入侵者的细胞。

另一方面，适应性免疫系统是一个更复杂的系统，可以适应特定病原体并对其产生免疫力。适应性免疫系统中的关键参与者之一是T辅助细胞，也称为Th细胞。

T辅助细胞的发育

• T辅助细胞来源于骨髓中与其他T细胞相同的祖细胞。这些祖细胞迁移到胸腺，在那里经历成熟和选择过程。

• 在这个过程中，能够识别自身抗原的T细胞被清除，而能够识别外来抗原的T细胞则被选中进入下一个发育阶段。

• 一旦T细胞在胸腺中完成成熟和选择，它们就会迁移到淋巴结和其他淋巴组织，在那里等待被外来抗原激活。

T辅助细胞的激活

以下是T辅助细胞激活过程中的几个步骤：

• 当T辅助细胞遇到抗原呈递细胞（APC，如树突状细胞或巨噬细胞）呈递给它的外来抗原时，就会被激活。

• APC吞噬（吞噬）外来抗原并将其加工成较小的片段，然后与主要组织相容性复合体（MHC）II类分子一起在其表面显示。

• 当T辅助细胞识别APC呈递的外来抗原时，它会经历激活过程。

• 这涉及T辅助细胞表面的T细胞受体（TCR）与APC表面外来抗原-MHC II类复合物的结合。

• 这种结合通过辅助刺激分子（如T辅助细胞上的CD28和APC上的B7）进一步增强。

• 一旦被激活，T辅助细胞就会进行克隆扩增，这涉及能够识别外来抗原的T细胞群体的增殖。

• 这使得免疫反应能够快速放大，并产生大量能够响应病原体的T辅助细胞。

T辅助细胞的功能

T辅助细胞在适应性免疫反应中具有多种功能，包括激活其他免疫细胞（如B细胞和细胞毒性T细胞），以及产生细胞因子，细胞因子是调节免疫反应的信号分子。

B细胞的激活

T辅助细胞在B细胞的激活中起着至关重要的作用，B细胞负责产生抗体。当B细胞遇到外来抗原时，它会将其内化并在其表面与MHC II类分子一起呈递。

这会激活附近的T辅助细胞，T辅助细胞与B细胞表面外来抗原-MHC II类复合物结合，并释放刺激B细胞分裂并分化为浆细胞的细胞因子，浆细胞是专门产生大量抗体的细胞。

细胞毒性T细胞的激活

T辅助细胞还在细胞毒性T细胞的激活中起着关键作用，细胞毒性T细胞负责消除细胞内病原体，例如病毒和某些类型的细菌。

当细胞被病毒感染时，它会在其表面与MHC I类分子一起显示病毒片段。细胞毒性T细胞识别这些外来抗原-MHC I类复合物并与感染细胞结合，导致其破坏。

T辅助细胞通过释放促进其增殖和分化的细胞因子，在细胞毒性T细胞的激活中起着至关重要的作用。这个过程，被称为细胞介导免疫，对于消除隐藏在细胞内、无法被抗体靶向的细胞内病原体至关重要。

细胞因子的产生

T辅助细胞还负责产生细胞因子，细胞因子是调节免疫反应的信号分子。T辅助细胞有几种亚型，每种亚型产生一组不同的细胞因子，对免疫系统的其他细胞有不同的作用。

亚型

T辅助细胞的两种主要亚型是Th1细胞和Th2细胞。

Th1细胞产生细胞因子，如干扰素-γ（IFN-γ）和白介素-2（IL-2），这些细胞因子促进细胞介导免疫和细胞毒性T细胞的激活。

另一方面，Th2细胞产生细胞因子，如白介素-4（IL-4）、白介素-5（IL-5）和白介素-13（IL-13），这些细胞因子促进体液免疫和B细胞的激活。

T辅助细胞在疾病中的作用

• T辅助细胞反应的失调可能导致自身免疫性疾病的发展，在这种疾病中，免疫系统错误地攻击自身组织。

  • 例如，在多发性硬化症中，识别髓鞘（神经纤维周围的保护层）的T辅助细胞会攻击和破坏髓鞘，导致疾病的症状，包括肌肉无力、麻木和协调困难。

• T辅助细胞也参与过敏性疾病（如哮喘和过敏性鼻炎）的发病机制。在这些情况下，Th2细胞会产生促进B细胞产生IgE抗体的细胞因子，导致肥大细胞和嗜酸性粒细胞的激活，从而引起炎症和组织损伤。

• 此外，T辅助细胞在对病毒感染（包括HIV、肝炎）的免疫反应中很重要。

当前的研究前景

总的来说，关于T辅助细胞的研究是一个快速发展的领域，有很多令人兴奋的发现和潜在的应用。通过继续研究这些细胞及其功能，科学家可以获得对免疫系统的新见解，并开发针对一系列疾病和病症的新疗法。