第二節　B淋巴細胞

B淋巴細胞來源于哺乳動物骨髓（bone）或鳥類法氏囊（bursa of Fabricius）的造血干細胞，簡稱B細胞。B細胞在中樞免疫器官發育成熟后定居到外周免疫器官的非胸腺依賴區，占外周淋巴細胞的20%～25%。B細胞不僅能通過漿細胞分泌抗體介導體液免疫應答，還能作為抗原呈遞細胞啟動細胞免疫應答，同時還能分泌細胞因子參與免疫調節。

一、B淋巴細胞表面分子

B細胞抗原受體（B cell antigen receptor，BCR）復合物是由識別抗原的B細胞表面膜型免疫球蛋白（membrane immunoglobulin，m Ig）和傳遞刺激信號的Igα（CD79a）/Igβ（CD79b）組成。

（一）m Ig

m Ig是B細胞膜表面的特征性標志，能特異性結合抗原，由兩條重鏈和兩條輕鏈連接而成，可分為胞膜外區、跨膜區和胞質區。由于其胞質區很短，不能將抗原刺激信號傳遞到B細胞內，需借助Igα/Igβ完成信號轉導。

（二）Igα/Igβ

Igα和Igβ通過二硫鍵相連形成二聚體，胞質區較長，且各有一個免疫受體酪氨酸活化基序結構（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）。其在近胞膜處與m Ig相連形成BCR復合物，協助傳遞抗原與BCR結合產生的信號到胞質中（圖2-5）。

（三）其他表面分子

B細胞表面的CD19、CD21和CD81以非共價鍵相連形成B細胞共受體（coreceptor）。共受體能提高B細胞對抗原刺激的敏感性。研究發現，CD19基因缺陷時，B細胞對抗原的應答受到抑制。CD21也是EB病毒選擇性感染B細胞的受體?；罨腂細胞表面表達CD80和CD86，能與T細胞表面的CD28結合，提供T細胞活化的第二信號?；罨疶細胞表面表達的CD40L能與B細胞表面的CD40結合，提供B細胞活化的第二信號，促進B細胞活化成熟和產生抗體。

二、B淋巴細胞的分化發育

哺乳動物B細胞在骨髓中發育成熟，其發育的主要事件是胚系基因的重排和表達以及B細胞中樞免疫耐受的形成。

（一）BCR基因結構及重排

BCR是表達于B細胞表面的特征性免疫球蛋白，其編碼基因是由重鏈基因和輕鏈基因組成，在胚系階段以分割的、數量眾多的基因片段的形式存在。重鏈可變區由V基因片段、D基因片段和J基因片段組成，分別有40、25和6個基因片段。輕鏈基因分為κ基因和λ基因，分別具有35和30個V區片段。在B細胞分化發育的過程中，這些基因片段在RAG作用下，首先發生重鏈基因重排形成V-D-J連接，然后輕鏈基因再重排形成V-J連接，最后通過進一步加工編碼完整的Ig多肽鏈。BCR基因片段在重排時不僅會發生等位基因排斥，還會發生同種型排斥（isotype exclusion），即κ輕鏈基因表達成功會抑制λ輕鏈基因的表達。當兩條κ鏈基因均不能重排成功時，λ鏈基因才可重排，使得體內κ型輕鏈與λ型輕鏈比例約為65∶35。機體能夠對各種抗原表位產生體液免疫應答是因為體內有豐富的BCR多樣性儲備。與TCR不同的是，產生BCR多樣性的機制除了組合多樣性和連接多樣性外，還包括體細胞高頻突變（somatic hypermutation）。體細胞高頻突變，即成熟的B細胞在外周淋巴器官生發中心中受到抗原刺激而發生的基因突變。成熟的B細胞受抗原刺激激活而發生增殖時，激活誘導的胞苷脫氨酶（activation-induced cytidine deaminase，AID）可將BCR基因DNA鏈中的胞苷替換成尿苷，最終導致基因序列的改變。這一機制不僅進一步豐富了BCR，還有利于誘導抗體親和力的成熟。

（二）B細胞分化發育

1.B細胞的分化成熟

B細胞在骨髓中的發育，歷經祖B細胞（pro-B cell）、前B細胞（pre-B cell）、未成熟B細胞（im-B cell）、成熟的初始B細胞（mature naive B cell）等過程。B細胞在骨髓中按既定的程序分化發育，不受抗原的影響，因此B細胞的分化具有非抗原依賴性。成熟的初始B細胞離開骨髓后，在外周免疫器官接受抗原刺激，繼續分化為活化的B細胞、漿細胞和記憶B細胞。

（1）祖B細胞：

對于早期的祖B細胞，其重鏈的V區發生D-J重排，而對于晚期的祖B細胞，重鏈可變區發生V-D-J重排。祖B細胞期開始表達Igα/Igβ異源二聚體，但不能表達m IgM。

（2）前B細胞：

前B細胞經歷大B細胞和小B細胞兩個階段。隨著祖B細胞重鏈基因重排的完成，大B細胞可以表達完整的μ鏈，并與由λ5和VpreB組成的替代輕鏈一起構成 pre-BCR。pre-BCR能暫時抑制RAG基因的表達，從而抑制另一條重鏈基因的重排，這是B細胞分化發育中的一個關卡點（checkpoint）。在小B細胞階段，pre-BCR的表達可刺激輕鏈的V區基因片段重排，進一步促進B細胞的分化成熟。μ鏈表達失敗時，B細胞不能形成pre-BCR，由此導致B細胞發育阻滯在祖B細胞階段，從而引起低丙種球蛋白血癥。

（3）未成熟B細胞：

隨著輕鏈和重鏈基因重排的完成，未成熟B細胞胞質中出現完整的免疫球蛋白分子IgM，并表達在細胞膜的表面。未成熟B細胞雖然表達BCR，且能識別抗原，但不能介導免疫應答。若受到抗原的刺激，膜受體會發生交聯，導致未成熟B細胞的凋亡和克隆清除，形成自身免疫耐受。

（4）成熟初始B細胞：

隨著Ig重鏈恒定區不同剪切和連接的完成，成熟的B細胞胞質中會同時出現IgM和IgD，且表達于細胞膜上，即m IgM和m IgD。此時的B細胞可以識別抗原并活化。成熟的初始B細胞離開骨髓，定居到外周淋巴器官。

（5）活化的B細胞：

成熟的初始B細胞首先遷移至初級淋巴濾泡，在抗原刺激下，分化成致敏的B細胞。致敏B細胞表達CCR7并遷移至T細胞區，通過與T細胞的相互作用，激活后又返回淋巴濾泡，分裂增殖并與少量的特異性T細胞和巨噬細胞形成生發中心。在生發中心，B細胞會發生體細胞高頻突變，大量產生與抗原親和力不同的BCR，再由濾泡狀樹突細胞捕獲抗原來篩選出高親和力的B細胞克隆。低親和力的B細胞克隆則會凋亡。B細胞活化以后，BCR表達下調，并向漿細胞分化。

（6）漿細胞：

漿細胞又稱抗體形成細胞（antibody-forming cell，AFC），是B細胞分化的終末細胞。其胞質中出現大量的粗面內質網，合成并分泌抗體。漿細胞表面不再表達BCR，因而不能與抗原起反應。此階段的細胞可發生Ig的類別轉換，即相同的可變區通過與不同的恒定區相連從而表達IgM、IgG、IgA或者IgE。

（7）記憶性B細胞：

部分生發中心的B細胞停止增殖分化，不再表達m IgD，但當與相同抗原相遇時可迅速分化成漿細胞，產生大量的抗原特異性抗體。上述B細胞即為記憶性B細胞（圖2-6）。

2.B細胞中樞免疫耐受的形成

B細胞中樞免疫耐受是指B細胞在分化成未成熟B細胞的過程中，能識別自身抗原的細胞被清除或處于無反應性的狀態，從而形成自身耐受。未成熟B細胞對自身抗原中樞免疫耐受形成的機制主要有：

（1）克隆清除（clone deletion）：

未成熟的B細胞膜表面表達m IgM。m IgM如能與骨髓細胞表面的自身抗原發生結合，B細胞不僅不能活化，還會發生凋亡，即克隆清除。

（2）受體編輯（receptor editing）：

未成熟的B細胞與自身抗原的結合能重新激活RAG基因，導致輕鏈基因的重新組合，合成新的輕鏈替代自身免疫性輕鏈，改變其BCR的特性。新的BCR如果仍顯示自身反應性，B細胞將會發生凋亡。如果不與自身抗原起反應，則B細胞可以像其他非自身反應性淋巴細胞克隆一樣繼續正常發育，進入外周淋巴器官。

（3）無能（anergy）：

未成熟B淋巴細胞與自身抗原結合后，將引起表面IgM表達的下調，此類細胞雖可進入外周淋巴器官，但不能對抗原刺激產生應答，即處于失能狀態。

三、B淋巴細胞亞群

根據細胞表面是否表達CD5分子，可將B細胞分為CD5+B1細胞和CD5-B2細胞兩大亞群。根據定位和功能的不同，B2細胞又可分為常規的B細胞（濾泡B細胞）和邊緣帶（marginal zone，Mz）B細胞。最近的小鼠動物模型研究還發現了一類調節性B細胞（regulatory B cell，Breg）亞群，其能通過高分泌IL-10或者TGF-β來發揮免疫抑制的功能。但目前尚未發現其獨特的表型和細胞特異性轉錄因子，其在體內的分化發育還有待于進一步的研究。

（一）B1細胞

B1細胞占B細胞總數的5%～10%，主要定居于腹膜腔、胸膜腔和腸道固有層中。B1細胞抗原受體的可變區序列相對保守，主要識別廣泛存在于多種病原體表面的碳水化合物（如細菌多糖），無需Th細胞的輔助，活化后很少發生免疫球蛋白類別轉換，主要產生IgM型抗體。在無明顯外來抗原刺激情的況下，B1細胞還能自發地分泌針對微生物脂多糖和某些自身抗原的IgM型抗體，即天然抗體（natural antibody）。因此，B1細胞屬于固有免疫細胞，在免疫應答的早期發揮作用，構成了機體免疫的第一道防線。

（二）B2細胞

B2細胞是指濾泡（follicular，Fo）B細胞，主要定居于脾臟、淋巴及黏膜相關淋巴組織，能夠分泌抗體參與體液免疫應答。B2細胞主要識別蛋白質抗原，需在Th細胞的輔助下才能介導對T細胞依賴的免疫應答?；罨腂2細胞可發生體細胞高頻突變，誘導抗體親和力成熟，并分化為漿細胞，產生高親和力抗體。

（三）邊緣帶B細胞

膜表面高表達m IgM和CD21，而低表達m IgD和CD23，主要介導針對血源性顆?？乖蚑細胞非依賴性的快速應答，屬于固有免疫細胞。研究證實，邊緣帶B細胞表面高表達MHC-Ⅱ類分子和B7-1、B7-2分子，能呈遞抗原和活化T細胞，且還能被TD抗原直接活化，參與T細胞依賴的免疫應答。一般認為，邊緣帶B細胞和B1細胞是體內預存的IgM天然抗體的主要來源（表2-2）。

四、B淋巴細胞的功能

B淋巴細胞的主要功能是產生抗體，介導體液免疫應答。此外，B細胞還可作為抗原呈遞細胞呈遞可溶性抗原，分泌細胞因子參與免疫調節。

（一）抗體介導的體液免疫應答

1.中和作用

某些病原體感染宿主細胞依賴于其表面特定的分子與靶細胞表面對應的受體結合。針對病原體的抗體可以阻斷病原體與靶細胞的結合，從而阻斷病原體的致病性?？贵w的這種阻斷作用被稱為中和作用。

2.調理作用

抗體與病原體表面抗原結合時，其Fc段又能與吞噬細胞表面的Fc受體結合，這樣就可將病原體帶到吞噬細胞的表面，使之易于吞噬。抗體的這種作用稱為調理作用。

3.激活補體

抗體與病原體表面結合后，可通過經典途徑激活補體，形成攻膜復合物，導致細胞或細菌的裂解。

4.抗體依賴細胞介導的細胞毒（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）

IgG型抗體與病毒感染的細胞或腫瘤細胞結合后，其Fc段可與自然殺傷細胞的Fc受體結合，從而激活自然殺傷細胞，釋放穿孔素、顆粒酶等物質殺傷靶細胞。

（二）作為抗原呈遞細胞呈遞可溶性抗原

活化的B細胞可借助其表面的BCR結合可溶性抗原，通過受體內化BCR-可溶性抗原復合物到胞質中，并對其進行加工處理，再以抗原肽-MHC分子復合物的形式呈遞給T細胞。

（三）分泌細胞因子參與免疫調節

活化的B細胞能分泌IL-2、IL-4、IL-10、IFN-α等多種細胞因子，參與免疫調節。