白細(xì)胞分化抗原_免疫學(xué)與免疫制劑

第一節(jié)　白細(xì)胞分化抗原

一、概述

白細(xì)胞分化抗原（leukocyte differentiation antigen，LDA）是白細(xì)胞（還包括血小板、血管內(nèi)皮細(xì)胞等）在分化成熟為不同譜系（lin-eage）和分化不同階段以及活化過程中，出現(xiàn)或消失的細(xì)胞表面標(biāo)記。它們大都是穿膜的蛋白或糖蛋白，含胞膜外區(qū)、穿膜區(qū)和胞漿區(qū)；有些白細(xì)胞分化抗原是以糖基磷脂酰肌醇（glyco-sylphosphatidylinositol，GPI）連接方式“錨”在細(xì)胞膜上，少數(shù)白細(xì)胞分化抗原是碳水化合物半抗原。

白細(xì)胞分化抗原種類繁多，分布廣泛，除表達(dá)于白細(xì)胞之外，還廣泛分布于不同分化階段的紅細(xì)胞系、巨核細(xì)胞/血小板譜系和非造血細(xì)胞（如血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞等）表面。

白細(xì)胞分化抗原參與機(jī)體重要的生理和病理過程:（1）免疫應(yīng)答過程中免疫細(xì)胞的相互識別，免疫細(xì)胞抗原識別、活化、增殖和分化，免疫效應(yīng)功能的發(fā)揮；（2）造血細(xì)胞的分化和造血過程的調(diào)控；（3）炎癥發(fā)生；（4）細(xì)胞的遷移如腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移等。本章僅介紹參與免疫細(xì)胞識別、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)以及活化與效應(yīng)的CD分子。

早期各實驗室多借助自制的特異性抗體對白細(xì)胞分化抗原進(jìn)行分析和鑒定，故同一分化抗原可能有不同命名。20世紀(jì)80年代初以來，由于單克隆抗體，分子克隆、基因轉(zhuǎn)染細(xì)胞系等技術(shù)在白細(xì)胞分化抗原研究中得到廣泛深入的應(yīng)用，有關(guān)白細(xì)胞分化抗原的研究和應(yīng)用進(jìn)展相當(dāng)迅速。在世界衛(wèi)生組織（W HO）和國際免疫學(xué)會聯(lián)合會（IU IS）的組織下，自1982年至1993年已先后舉行了五次有關(guān)人類白細(xì)胞分化抗原的國際協(xié)作組會議（Interna-tionalworkshop on human leukocyte differentiation antigens），并應(yīng)用以單克隆抗體鑒定為主的聚類分析法，將識別同一分化抗原的來自不同實驗室的單克隆抗體歸為一個分化群，簡稱CD（cluster of differentiation），以CD代替以往的命名。迄今，人CD的序號已從CD1命名至CD339。在許多場合下，抗體及其識別的相應(yīng)抗原都用同一個CD序號。

二、參與T細(xì)胞抗原識別與活化的CD分子

T細(xì)胞是一類重要的免疫活性細(xì)胞，除直接介導(dǎo)細(xì)胞免疫功能外，對機(jī)體免疫應(yīng)答的調(diào)節(jié)起關(guān)鍵作用。T淋巴細(xì)胞本身的識別活化及效應(yīng)功能的發(fā)揮，不僅與外來抗原、絲裂原和多種細(xì)胞因子密切相關(guān)，而且有賴于T細(xì)胞相互之間、T細(xì)胞與抗原遞呈細(xì)胞（APC）之間以及T細(xì)胞與靶細(xì)胞之間的直接接觸。T淋巴細(xì)胞識別抗原的受體是T細(xì)胞受體（T cell receptor，TCR）與CD3所組成的復(fù)合物（TCR-CD3）。在識別過程中還有賴于抗原非特異性的其他細(xì)胞表面分子的輔助，這些輔助分子（accessory molecules）主要包括CD4、CD8、CD2、CD28、CD40L、CD58、CD80、CD86和CD152等（圖8-1）。

圖8-1　參與T細(xì)胞抗原識別與活化的CD分子

1.CD3

CD3由γ、δ、ε、ζ、η五種肽鏈組成，通過鹽橋與T細(xì)胞受體TCR形成TCR-CD3復(fù)合體，分布于所有成熟T細(xì)胞和部分胸腺細(xì)胞表面。

CD3的主要功能是轉(zhuǎn)導(dǎo)TCR特異性識別抗原所產(chǎn)生的活化信號，促進(jìn)T細(xì)胞活化。CD3分子胞漿區(qū)含免疫受體酪氨酸活化基序（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM），TCR識別或結(jié)合由M HC分子遞呈的抗原肽后，導(dǎo)致ITAM所含酪氨酸磷酸化，通過活化相關(guān)激酶，將識別信號轉(zhuǎn)入T細(xì)胞內(nèi)（圖8-2）。CD3是參與TCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵分子，CD3肽鏈缺陷或缺失，可導(dǎo)致T細(xì)胞活化缺陷。

2.CD4

CD4為單鏈跨膜糖蛋白，屬免疫球蛋白超家族（IgSF）成員，分布于胸腺細(xì)胞和成熟TH細(xì)胞，也存在于巨噬細(xì)胞、腦細(xì)胞。在外周血和淋巴器官中，CD4^＋T細(xì)胞主要為輔助性T細(xì)胞（helper T cell，Th）。功能:（1）作為TH與APC之間的黏附分子，CD4/M HC-II類。（2）信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用:細(xì)胞內(nèi)傳導(dǎo)。CD4分子也是人類免疫缺陷病毒（H IV）受體。

圖8-2　活化信號

3.CD8

CD8也屬IgSF成員，分布于部分T細(xì)胞、胸腺細(xì)胞和NK細(xì)胞表面，通常作為判別T細(xì)胞的表面標(biāo)志。功能:（1）介導(dǎo)細(xì)胞間黏附作用:CD8與M HC-I類結(jié)合，激活CTL。（2）信號傳導(dǎo):CD8-M HC-I結(jié)合，啟動T細(xì)胞免疫應(yīng)答。

4.CD28與CD80（B7-1）/CD86（B7-2）

CD28分子乃借二硫鍵相連的同源二聚體，屬IgSF成員。在外周血淋巴細(xì)胞中，幾乎所有CD4^＋T細(xì)胞和50% CD8^＋T細(xì)胞表達(dá)CD28。此外，漿細(xì)胞和部分活化B細(xì)胞也可表達(dá)CD28。一般而言，活化T細(xì)胞CD28表達(dá)水平升高。

CD28分子胞漿區(qū)可與多種信號分子相連，能轉(zhuǎn)導(dǎo)T細(xì)胞活化的共刺激信號。CD28的配體是表達(dá)于B細(xì)胞和APC表面的B7家族分子，包括CD80（B7-1）和CD86（B7-2）。CD28/B7-1、B7-2是一組最重要的共刺激分子，它們之間結(jié)合提供T細(xì)胞活化所必需的共刺激信號，即第二信號。

5.CD2/CD58

圖8-3　E花環(huán)

CD2又稱淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原2（lymphocyte function associated antigen 2，LFA-2）或綿羊紅細(xì)胞受體（sheep red cell receptor，SRBC），表達(dá)于T細(xì)胞、胸腺細(xì)胞和NK細(xì)胞等。人CD2的配基是CD58（LFA-3）分子，二者結(jié)構(gòu)相似，且均屬IgSF成員。

CD58分布較廣，包括多種血細(xì)胞和某些非造血細(xì)胞。CD2與CD58結(jié)合能增強(qiáng)T細(xì)胞與APC或靶細(xì)胞間黏附，促進(jìn)T細(xì)胞對抗原識別和CD2所介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。此外，人T細(xì)胞還能通過CD2與SRBC表面的CD58類似物結(jié)合形成花環(huán)，稱為E花環(huán)（圖8-3），可用于體外檢測和分離T細(xì)胞。

三、參與B細(xì)胞識別Ag與活化的CD分子

B細(xì)胞抗原受體（BCR、Sm Ig）、CD19/CD21/CD81、CD40與CD40L等（圖8-4）。

圖8-4　參與B細(xì)胞抗原識別與活化的CD分子

1.B細(xì)胞抗原受體（BCR、Sm Ig）

B細(xì)胞抗原受體是B細(xì)胞特異性應(yīng)答的關(guān)鍵分子（圖8-5）。BCR特異性識別并結(jié)合抗原。BCR也有兩種輔助成分，即Ig-I（CD79a）和Ig-I（CD79b）。在人類B細(xì)胞中，與m IgM相關(guān)的Igα和Igβ分別為47kDa和37kDa糖蛋白，屬于免疫球蛋白超家族成員，通過非共價鍵成為BCR-Igα/Igβ復(fù)合體。Igα和Igβ胞膜外區(qū)氨基端處均有一個Ig樣結(jié)構(gòu)域。Igα和Igβ均可作為蛋白酪氨酸激酶的底物，可能與BCR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，因為m IgM和m IgD胞漿區(qū)只有3個氨基酸（KVK），不可能單獨把胞膜外的刺激信號傳遞到細(xì)胞內(nèi)。

2.CD19/CD21/CD81

CD19、CD21、CD81構(gòu)成的復(fù)合物是B細(xì)胞活化的共受體，通過CD19分子胞漿區(qū)與多種激酶的結(jié)合，能加強(qiáng)跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)B細(xì)胞活化。CD19/CD21/CD81信號復(fù)合物可調(diào)節(jié)BCR活化的閾值，其中CD21（CR2）借助補(bǔ)體C3片段而介導(dǎo)CD19與BCR交聯(lián)，從而促進(jìn)B細(xì)胞活化，這對B細(xì)胞初次應(yīng)答尤為重要（圖8-6）。

CD19分布于除漿細(xì)胞外不同發(fā)育階段的B細(xì)胞表面，是鑒定B細(xì)胞的重要標(biāo)志之一。CD21是CR2、C3dR、EB病毒的受體，僅表達(dá)于靜止的成熟的B細(xì)胞表面，B細(xì)胞一旦活化即消失，是B細(xì)胞的重要標(biāo)志。CD81廣泛分布于B細(xì)胞、T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、NK細(xì)胞和嗜酸粒細(xì)胞表面。CD81是丙型肝炎病毒（HCV）受體，可能參與HBV感染。

3.CD40與CD40L

CD40分子屬腫瘤壞死因子超家族，主要分布于B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞以及某些上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和活化的單核細(xì)胞表面。

圖8-5　B細(xì)胞抗原受體結(jié)構(gòu)示意圖

圖8-6　B細(xì)胞信號復(fù)合物示意圖

CD40L即CD40配體，屬IgSF家族成員。人CD40L主要表達(dá)在活化CD4^＋T細(xì)胞、部分CD8^＋T細(xì)胞和γδT細(xì)胞表面。CD40L與B細(xì)胞表面CD40結(jié)合是B細(xì)胞再次免疫應(yīng)答和生發(fā)中心形成的必要條件。T細(xì)胞表面CD40L與B細(xì)胞表面CD40結(jié)合，能提供B細(xì)胞活化所需的共刺激信號，這是B細(xì)胞對TD抗原產(chǎn)生應(yīng)答的重要條件。CD40L也能激活單核/巨噬細(xì)胞。CD40與CD40L的相互作用還參與淋巴細(xì)胞發(fā)育的陰性選擇過程和外周免疫耐受的形成。此外，CD40L還表達(dá)于活化的嗜堿粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、NK細(xì)胞、單核細(xì)胞以及活化B細(xì)胞表面。