四、MHC對免疫應答中免疫細胞相互作用的限制(約束)作用

　　四、MHC對免疫應答中免疫細胞相互作用的限制（約束）作用

　　MHC另一個重要的生物學功能是約束免疫應答過程中各類免疫細胞的相互作用，又稱為MHC的約束性（MHc restriction），包括免疫應答感應階段Mφ-Th之間，反應階段Th-B之間，以及效應階段Tc-靶細胞之間的相互作用。MHc I類和Ⅱ類抗原分別對不同細胞起約束作用。

　　（一）Mφ、T、B細胞相互作用過程中的MHC約束性

　　Rosenthal和Shevach(1973)首先在豚鼠中觀察到T細胞只能被具有相同MHc I區基因（Ⅱ類基因）的抗原提呈細胞所激活（表6-13）。同年Katz等人也發現Th與B細胞相互作用時，只有在兩者MHc I區（Ⅱ類基因）相同的條件才會出現協作應（表6-14）。

表6-13　豚鼠T細胞對胸腺信賴抗原的免疫應答中Mφ提呈抗原與Ia抗原的關係

OVA預處理T細胞 OVA加Mφ DNA合成的增加 品系2 品系2 ++++ 品系13 品系13 ++++ 品系2 品系13 — 品系13 品系2 — （2*13）F1 品系2 +++ （2*13）F1 品系13 +++ （2*13）F1 （2*13）F1

⁺⁺⁺⁺

　　^{註：豚鼠用卵清蛋白（OVA）加完全弗氏佐劑（CFA）免疫，腹腔滲出物分離的T細胞即為OVA預處理T細胞，在體 外與OVA加Mφ-起培養，用3H-胸腺嘧啶核苷摻入法作為T細胞特異性免疫應答。品系2和13僅在MHC的I區不同}

^{表6-14　小鼠T-B細胞協作中受I區基因限制}

DNP-KLH抗原預致敏B細胞的品系 BGG載體預致敏T細胞的品系 受照射（a*b）F1受體對DNP-BGG抗體應答再次反應 a a ++++ b b ++++ a b - b a - b (a*b)F1 ++++ a (a*b)F1 ++++ (a*b)F1 a ++++ (a*b)F1 b ++++

　　註：（1）DNP-DLH：二硝基苯酚-鑰孔墄血蘭素；DGG：牛r球蛋白。

　　 （2）DNP-KLH預致敏B細胞為DNP-KLH免疫小鼠的脾細胞經抗Thy-1加補體處理去除T細胞而獲得。

　　 （3）BGG免疫小鼠脾細胞除去B細胞後為BGG載體預致敏T細胞。

　　 （4）將DNP-KLH預致敏B細胞和BGG預致敏T細胞輸入經照射後（a*b）F1受體，再用DNP-BGG抗原刺激，檢測機體對DNP抗體應答的再次反應。

　　（二）MHC對Tc殺傷病毒感染靶細胞的約束

　　 1.Zinkernagel-Doherty現象　Zinkernagel和Doherty(1974)道德證明受牛痘病毒感染的CBA（H-2^k）小鼠中的Tc只能殺傷H-2單體型相同的病毒感染靶細胞，而不能殺死牛痘苗病毒感的H-2^b細胞，稱為「Zinkernagel-Doherty phenomenon」。1975年Doherty用淋巴細胞脈絡膜腦膜炎病毒（lymphocyte-choriomeningitis virus,LCM病毒）感染H-2^d小鼠，取出Tc在體外只能殺傷LCM病毒感染的H-2^d單體型細胞，不能殺傷LCM病毒感染的H-2^k細胞（見圖6-18）。上述實驗表明，Tc對於只具有MHC抗原或病毒抗原中單獨一種抗原的靶細胞都不起殺傷作用。

圖6-18　MHC對Tc殺傷病毒感染靶細胞的約束作用

　　2. MHC I類抗原對Tc殺傷靶細胞的限制作用 參與免疫應答殺傷相（效應相）的H-2抗原是由K、D區決定的，I區並不參與，這不同於前述的免疫應答感應階段中Mφ-Th，Th-B細胞之間相互作用受I區控制（表6-15）。

　　用三硝基苯（TNP）修飾自體的脾細胞為靶細胞也同樣證實了MHC對Tc殺傷TNP修飾靶細胞的約束現象。在人類殺傷病毒感染或半抗原修飾的靶細胞也同樣受到I類抗原的約束，如McMicheal等（1977）發現殺傷流感病毒感染的靶細胞主要受HLA-B位點抗原的約束，Dickmeiss(1977)實驗表明殺傷DNFB致敏淋巴細胞誘導Tc殺傷靶細胞中，HLA-A抗原必須一致。

　　由於自身MHC約束Tc細胞殺傷靶細胞的特異性，使體內受病毒感染或癌腫惡變的靶細胞得以迅速有效地清除，從這個意義上來講，MHC參與機體抗感染及免疫監視功能。

　　Tc對同種異體靶細胞的殺傷作用不受自身MHC的約束，Longo(1982)認為體內存在著兩類不同的T應答細胞：一類針對外來抗原+自身MHC抗原發生免疫應答；另一類對同種異體細胞發生免疫應答。

表6-15　小鼠特異性Tc細胞的殺傷作用與靶細胞H-2的關係

靶細胞感染的病毒 靶細胞H-2遺傳背景

殺傷作用 K I D LCM s k d ⁺ LCM q p q - LCM s s s + LCM d d d + LCM k k k - 仙臺病毒 s k d -

　　註：小鼠特異性Tc細胞取自受LCM病毒致敏、H-2型別為K^sI^kD^d小鼠的脾臟

　　八十年代初，採用基因轉染技術，將H-2^b及H-2^d的I類基因轉染小鼠白血病細胞系（L細胞系）。這些受I類基因轉染的細胞表面有I類抗原的表達。特異性Tc不能殺傷未經I類基因轉染的病毒感染L細胞，但可殺傷經I類基因轉染的病毒感染L細胞，表明轉染後所表達的I類抗原起約束作用。Ozato等切割I類基因的不同片斷進行基因雜交，並將其轉染到L細胞系，成功地得到嵌合I類抗原分子，如α1及α2結構域取自與殺傷細胞I類基因相同的基因片段，而α3、穿膜及胞漿區取自與殺傷細胞I類基因不同基因片段，則殺傷細胞可殺傷病毒感染的靶細胞，所之則不然。上述試驗證明，α1及α2結構域是參與殺傷和約束的有效部位。

　　利用突變品系小鼠研究發現靶細胞I類抗原突變分子的微小變化便能改變Tc細胞對它的識別。使如H-2^kbml突變株（b為單倍體，m為突變）來自H-2K^b突變品系，只有個別胺基酸的差異，K^b約束病毒抗原特異性的CTL就不能識別和裂解多種病毒感染的K^b突變的bm1靶細胞，表明1～3個胺基酸的變化足以使I類抗原失去原有的約束作用（表6-16）。

　　3.MHC對Tc殺傷病毒感染靶細胞約束的機制　目前關於MHC對Tc細胞殺傷病毒感染靶細胞約束的機制一般認為是通過聯合識別（associative recognition）,即Tc表面一個受體識別MHC編碼的抗原與病毒抗原的複合物。

　　Benacerraf認為MHC I類Ⅱ類抗耕牛具有雙重功能，在誘導階段通過其結合部位選擇抗原決定基，激活Th、Ts、Tc等效應細胞；在效應階段，靶細胞上的I類和Ⅱ類抗原又約束Th、Ts、Tc發揮效應。

　　（三）載體效應（cerrier effect）

　　Benacerraf認為載體不是單純起運載半抗原的作用，還具有載體特異性。載體處於耐受狀態的動物，雖給予半抗原載體複合物，也不能誘導產生抗半抗原的抗體。對半抗原再次應答的發生有賴於對半原記憶的B細胞和對載體記憶T細胞同時存在時才能發生（圖6-19）。

表6-16　K^(b)-約束的CTL^(a)對K^b(b)突靶細胞上抗原的識別

CTL針對病毒抗原 對K

^b

突變靶細胞的裂解 bm5（1)

^（c)

bm6(2) bm9(3) bm3(2) bm8(3) bm11(1) bm1(3) LCM病毒 ++ ++ 　 ++ + 　 - 小鼠脫腳病病毒 ±

⁺

　 　 + 　 - SV40 ++ 　 　 ++ + + - Moloney氏病毒 ++ ++ ++ ++ - ++ - Seudai病毒 ++ ++ ++ + + - - 痘苗病毒 ++ 　 + + 　 　 - VSV ++ 　 　 （+） + 　 - 甲型流感病毒 ++ 　 　 （+） - 　 -

　　註：（a）CTL是Tc細胞，取自各種病毒致敏的小鼠脾，其本身的H-2型別為K^b；

　　 （b）所有品系自B6突變而來，b為單倍型，m為突變；

　　 （c）突變後胺基酸結構改變的數目

圖6-19　載體效應

　　註：①第二次注射與第一次相同的半抗原（DNP）和載體（牛血清白蛋白BSA）　，結果產生對DNP的再次反應。

　　②第二次反注射的抗原中，半抗原與第一次相同，載體（卵白蛋白ovalbumin）與第一次注射抗原的載體不同，結果不產生再次反應；

　　③第一次注射後，單獨注射卵白蛋白，經過一定時間後再注射載體為卵白蛋白、半抗原為DNP的抗原，結果產生再次反應。

　　Mitchison等載體效應的過繼轉移（adoptive transfer of carrier effect）試驗，證實了上述關於載體效應的結論（圖6-20）。

圖6-20　載體效應的過繼轉移試驗（Mitchison）

　　Raff等載體效應阻斷實驗進一步證實T細胞是載體特異的載體反應細胞（carrier-reactive cell）,B細胞是半抗原反應細胞（hapten-reactive cell）（圖6-21）。

圖6-21　半抗原、載體反應淋巴細胞的鑑定（Raff等）