【1.16】淋巴细胞在外周淋巴器官与抗原相遇并产生反应

抗原和淋巴细胞最终在外周(peripheral )淋巴器官(淋巴结、脾脏和粘膜淋巴组织)中相遇(见图1.18)。成熟的甲淋巴细胞不断通过这些组织循环,病原体抗原主要通过树突状细胞从感染部位携带到这些组织。外周淋巴器官专门用于捕获携带抗原的树突状细胞,并促进适应性免疫反应的启动。外周淋巴器官由非白细胞基质细胞框架内的淋巴细胞聚集组成。基质细胞(stromal cells)提供组织的基本结构组织和生存信号,帮助维持淋巴细胞的生命。除了淋巴细胞外,外周淋巴器官还含有常驻巨噬细胞和树突状细胞。

图1.21循环淋巴细胞在外周淋巴器官中遇到抗原。幼稚淋巴细胞不断地通过外周淋巴器官循环,这里显示为腘淋巴结——位于膝盖后面的淋巴结。在足部感染的情况下,这将是引流淋巴结,淋巴细胞可能在那里遇到其特定抗原并被激活。激活的和未激活的淋巴细胞都通过淋巴系统返回血液

当感染发生在皮肤等组织中时,游离抗原和携带抗原的树突状细胞从感染部位通过传入淋巴管进入训练淋巴结(图1.21)-外周淋巴器官,其中游离抗原和带有抗原的树突细胞激活抗原特异性淋巴细胞。活化的淋巴细胞随后经历一段时间的增殖和分化,之后大部分淋巴结通过传出淋巴管作为效应细胞。这最终使它们回到血液中(见图1.18),然后将它们运送到它们将要活动的组织中。从抗原被识别起,整个过程大约需要4-6天,这意味着对以前从未遇到过的抗原的适应性免疫反应要到感染后一周才会生效(见图1.7)。不识别抗原的幼稚淋巴细胞也会通过传出淋巴管离开并返回血液,它们继续在淋巴组织中循环,直到识别抗原或死亡。

淋巴结是高度组织化的淋巴器官,位于淋巴系统血管的汇合点,这是一个广泛的系统,从组织中收集细胞外液体并将其返回血液(见图1.18)。这种细胞外液体通过血液过滤不断产生,称为淋巴。淋巴在不断产生的压力下从外周组织流出,并由淋巴管或淋巴管(lymphatic vessels, or lymphatics)携带。淋巴管中的单向阀会产生反向流动,身体一部分相对于另一部分的运动对推动淋巴流动很重要

如上所述,传入淋巴管从组织中排出液体,并将病原体和携带抗原的细胞从感染组织运送到淋巴结(图1.22)。游离抗原通过细胞外液体扩散到淋巴结,而树突状细胞则在趋化因子的吸引下迁移到淋巴结。同样的趋化因子也会从血液中吸引淋巴细胞,这些淋巴细胞通过挤压被称为高内皮微静脉(HEV)的特殊血管壁进入淋巴结,这是因为它们比其他部位的扁平内皮细胞更厚、更圆。在淋巴结中,B淋巴细胞位于滤泡中,滤泡构成淋巴结的外皮质,T细胞更广泛地分布在周围的皮质旁区域,也称为深皮质或T细胞区(见图1.22)。从血液迁移到淋巴结的淋巴细胞首先进入皮质旁区域。因为它们受到相同的趋化因子的影响,抗原呈递树突状细胞和巨噬细胞,在那里变得本地化。通过淋巴结扩散的游离抗原可以捕获在这些树突状细胞和巨噬细胞上。抗原、抗原呈递细胞和幼稚T细胞在T细胞区的并置创造了一个理想的环境,在这种环境中,幼稚T细胞可以结合其特异性抗原,从而被激活

如淋巴结纵切面图左侧所示,淋巴结由最外层皮质(黄色和蓝色区域)和内层髓质(深粉色)组成。皮质由组织成淋巴滤泡的B细胞和主要由T细胞和树突状细胞组成的相邻或副皮质区域组成。当免疫反应正在进行时,一些卵泡含有b细胞密集增殖的中心区域,称为生发中心。从身体细胞外空间排出的淋巴通过传入淋巴管携带来自组织的吞噬树突状细胞和吞噬巨噬细胞的抗原到达淋巴结。这些细胞直接从鼻窦迁移到淋巴结的细胞部分。淋巴通过髓质中的传出淋巴离开。髓腔由一串巨噬细胞和分泌抗体的浆细胞组成,称为髓索(medullary cords)。幼稚淋巴细胞通过专门的毛细血管后微静脉(未显示)从血流进入淋巴结,并通过不同的淋巴结与淋巴结离开。右侧的光显微照片显示了一个纵切面,通过有包含生发中心的卵泡的淋巴结。原始放大倍数×40

如前所述,B细胞的活化通常不仅需要与B细胞受体结合的抗原,还需要活化的辅助T细胞(一种效应T细胞)的配合。B细胞和T细胞在淋巴结内的位置受其活化状态的动态调节。当它们被激活时,T细胞和B细胞都会移动到卵泡和T细胞区的边界,在那里T细胞可以首先为B细胞提供辅助功能。一些B细胞卵泡包括生发中心,在那里激活的B细胞正在紧张地增殖和分化为浆细胞。第10章详细描述了这些机制。

在人类中,脾脏是一个拳头大小的器官,位于胃后面(见图1.18),与淋巴系统没有直接联系;相反,它从血液中收集抗原,并参与对血液传播病原体的免疫反应。淋巴细胞通过血管进出脾脏。脾脏还收集和处理衰老的红细胞。其组织如图1.23所示。脾脏的大部分由红髓组成,红髓是红细胞处理的场所。淋巴细胞围绕着贯穿脾脏的小动脉,形成孤立的白髓区域。小动脉周围的淋巴细胞鞘称为动脉周围淋巴鞘(PALS),主要含有T细胞。淋巴滤泡沿着它每隔一段时间就会出现,其中主要包含B细胞。卵泡周围有一个叫做边缘区的区域;它几乎没有T细胞,富含巨噬细胞,并且有一个常驻的、非循环的B细胞群,称为边缘区B细胞。这些B细胞能够快速产生对细菌荚膜多糖具有低亲和力的抗体。这些抗体在第8章中讨论,在适应性免疫反应被充分激活之前提供一定程度的保护。血液中的微生物、可溶性抗原和抗原抗体复合物由巨噬细胞和边缘区内未成熟的树突状细胞从血液中过滤。与未成熟树突状细胞从外周组织迁移到淋巴结的T细胞一样,脾脏边缘区域的树突状细胞在吸收抗原并被激活后迁移到T细胞;在这里,他们能够将携带的抗原呈递给T细胞

图1.23 脾脏淋巴组织的组织结构。左上方的示意图显示,脾脏由红髓(粉红色区域)组成,红髓是红血细胞破坏的部位,中间穿插着淋巴白髓。人类脾脏的一小部分(右上)的放大显示了中央小动脉周围白髓离散区域(黄色和蓝色)的排列。大部分白色纸浆显示在,横截面,纵截面有两部分。下图中的两个示意图显示了白髓横截面(底部中心)和纵截面(底部右侧)的放大图。围绕中央小动脉的是由T细胞组成的动脉外淋巴鞘(PALS)。淋巴细胞和负载抗原的树突状细胞聚集在一起。卵泡主要由B细胞组成;在次级卵泡中,生发中心被B细胞电晕包围。卵泡周围有一个所谓的淋巴细胞边缘区。在白髓的每个区域,携带淋巴细胞和抗原的血液从小梁动脉流入无中心小动脉。从这条小动脉中,较小的血管扇出,最终在人体脾脏的一个称为卵泡周围区(PFZ)的特殊区域中终止,该区域围绕着每个边缘区。然后,细胞和抗原通过卵泡周围区域中充满血液的开放空间进入白髓。左下角的光学显微照片显示了免疫染色的成熟B细胞的人脾脏白髓横截面。卵泡和PALS都被卵泡周围区包围。卵泡小动脉出现在PALS中(底部箭头),穿过卵泡,穿过边缘区,并进入卵泡周围区(上箭头)。Co,滤泡B细胞电晕;GC,生发中心;MZ,边缘区;RP,红浆;中央小动脉箭头

参考资料

  • Janeway’s Immunobiology 10th edition
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