B细胞是在鸟类法氏囊或其同功器官(骨髓)内发育成熟的细胞,因此称为法氏囊或骨髓依赖的淋巴细胞(bursaorbonemarrowdependentlymphocyte),简称B淋巴细胞或B细胞。B细胞受抗原刺激后可产生抗体的浆细胞。
(一)B细胞的表面标志
1.表面免疫球蛋白(surfaceimmunoglobulin,SLg)是B细胞最具特征性的表面标志。成熟B细胞膜表面表达SIgM和SigD,早期B细胞只表达SIgM分子;SIg的肽链结构与Ig相同,但SIgM是单体分子。一个B细胞表面可有上万个SIg分子,其特异性都与细胞分泌的Ig分子相同。由于细胞在分化过程中基因突变和Ig基因重排的结果,一个正常人体内至少有3×106个可产生不同抗体分子的细胞克隆。SIg的功能是为B细胞表面的抗原受体,可与相应抗原特异性结合,并将抗原作内摄处理。这种受体介导的结合是B细胞捕获抗原的主要方式。
SIgM或SIgD分子的羧基端插入细胞膜,但只有几个氨基酸的深度;所以象TCR一样,SIg自身不能独立地向细胞内传递刺激信号,必须依赖与其紧密相关的其他两种跨膜糖蛋白棗Ig-α和Ig-β。这两种蛋白靠二硫键连在一起,各有一个大的肽段伸入细胞浆,因此可以象T细胞表面的CD3协同TCR一样辅助SIg向细胞内传递刺激信号。
2.MHC和CD抗原成熟的B细胞表面表达MHCⅡ类分子,这可使B细胞作为抗原递呈细胞,与其免疫活性相关(详见第七章)。
B细胞在分化成熟过程中可表达不同的CD分子,其中某些可作为B细胞的标志,某些还与细胞功能相关。CD10只出现在B前体细胞,CD19从原始至成熟的B细胞都存在,而CD22只在成熟B细胞表达,都是经常检测的标志;CD21和CD35是补体受体;CD23和CD32则是Ig的Fc受体;CD40可与TH细胞上的配体相结合,从而接受TH的辅助作用。
3.其他标志及作用
(1)Fc受体:B细胞表面有IgG的Fc受体(CD32),与B细胞活性有关。Fc受体还可与抗体包被的红细胞相结合形成EAC玫瑰花环,是鉴别B细胞的传统方法之一。
(2)补体受体:CR表达于成熟B细胞的表面,CR1可与C3b和C4b结合,促进B细胞活化或抑制补体活化;CR2受体(CD21)可与C3d结合,同时也是EB病毒的受体。
(3)丝裂受体:B细胞的致有丝分裂原主要是脂多糖(LPS),受丝裂原活化后B细胞也可以分化增殖。
另外,B细胞表面还有多种细胞因子(如IL-1,IL-2,IL-4,和IFNγ等)的受体,与不同细胞因子的结合可使B细胞产生相应的生物活性。B细胞与T细胞的比较见表4-2。
表4-2T细胞、B细胞与NK细胞的性状比较
性状 | T细胞 | B细胞 | NK细胞 |
分化成熟部位 | 胸腺 | 骨髓 | ? |
表面标志 | |||
表面膜Ig | - | + | - |
TCR | + | - | - |
HLAⅡ类抗原 | 极少数 | + | - |
CD2 | + | - | + |
CD3 | + | - | - |
CD19,CD20 | - | + | - |
CD16,CD56 | - | - | + |
CR | - | + | 部分 |
FCγR | - | + | + |
细胞分布(%) | |||
外周血 | 60~70 | 20~30 | 10~15 |
骨髓 | <5 | >95 | 极少 |
胸导管 | 90 | 10 | 少见 |
脾 | 30~50 | 50~60 | 少见 |
淋巴结 | 65~85 | 15~35 | 少见 |
(二)B细胞的分化成熟
人和哺乳动物B细胞的产生、发育和成熟均在骨髓中完成,这个过程伴随着一系列的胞内基因和表面标志的变化(图4-7)。
图4-7B细胞发育过程及表面特征
B祖细胞(pro-Bcell)只表达CD10、CD19的末端脱氧核苷转移酶(TdT),这个时期的主要变化是重链基因重排;重排的失败率占50%,不成功的重排导致细胞死亡。成功的重排可导致产生重链μm,存放于粗面内质网中;重链μm可与未重排轻链基因产物化替轻链(surrogatelightchains)相结合,所形成的临时复合物能转移到细胞膜上;这种转移产生的信号使重链基因重排停止,表面临时复合物消失,细胞发育进入下一阶段。
B前体细胞(pre-Bcell)在进入成熟前不再分裂增殖,这时期的主要变化是轻链基因重排。重排的基因产生κ或λ链,与已有的重链结合形成4肽的IgM单体,并转移到细胞膜上。这一信号使细胞进入成熟期,永久性地失去Ig基因重排的能力;因此受抗原刺激后增殖的所有分子代细胞均产生与SIg同样特异性的抗体分子。成熟B细胞还表达其他表面标志。例如IgD、归巢受体、MHCⅡ类分子、CD22、CD23和CD40等。
(三)B细胞的亚群和分布
不同克隆的成熟B细胞表达不同特异性的抗原受体,自然地体现了它们之间的差别,但是很难找到其他的显著标志(例如象T细胞的CD4和CD8那样)将B细胞分成几个亚群。近年来发现一小部分成熟B细胞表达CD5,这些细胞多与自身反应(产生自身抗体)相关;CD5还发现在几乎所有慢性淋巴性白血病细胞上。
未成熟B细胞都在骨髓内,成熟初期仍留在骨髓2~3天,待表面标志表达完全后便离开骨髓进入血循环,分布到外周免疫器官的非胸腺依赖区。B细胞在血液中约占20%~30%,在胸导管中不超过10%,在淋巴结中约占15%~35%,在脾中数量最多,可达60%。B细胞受抗原刺激后可在外周免疫器官中继续增殖分化为浆细胞,分泌抗体(详见第七章)。