抗原呈遞細胞

抗原呈遞細胞。原圖鏈接

抗原呈遞細胞（antigen-presenting cell、簡稱APC）也稱為抗原提呈細胞、輔佐細胞或抗原呈現細胞，是指在免疫反應過程中，能將抗原物質提呈給T細胞的一類輔佐細胞。APC是一群異質性細胞，白血球中主要有單核-巨噬細胞和樹突狀細胞，一些非白血球在細胞因子的影響下，也可呈現提呈細胞的功能（如內皮細胞等）。其細胞表面的MHC分子可以和抗原結合。T細胞可以識別這些MHC分子和抗原的複合體。

目錄

概述

抗原呈遞細胞（APC）或輔助細胞是細胞，其中顯示抗原與絡合的主要組織相容性複合體在其表面上的MHC; 這個過程被稱為抗原呈遞。T細胞可以使用其T細胞受體（TCR）識別這些複合物。APC處理抗原並將其呈遞給T細胞。幾乎所有細胞類型都可以某種方式呈遞抗原。它們存在於多種組織類型中。

專業的抗原呈遞細胞，包括巨噬細胞，B細胞和樹突狀細胞，將外源抗原呈遞給輔助T細胞，而病毒感染的細胞（或癌細胞）可以將源自細胞內的抗原呈遞給細胞毒性T細胞。除MHC蛋白家族外，抗原呈遞還依賴於APC和T細胞表面上的其他特殊信號分子。

抗原呈遞細胞對於有效的適應性免疫反應至關重要，因為細胞毒性和輔助性T細胞的功能均依賴於APC。抗原呈遞允許適應性免疫的特異性，並且可以促進針對細胞內和細胞外病原體的免疫應答。它也參與防禦腫瘤。一些癌症療法涉及創建人工APC，以啟動適應性免疫系統以靶向惡性細胞。

類型和功能

抗原呈遞細胞分為兩類：專業和非專業。表達MHC II類分子以及共刺激分子和模式識別受體的分子通常被稱為專業抗原呈遞細胞。非專業APC表達MHC I類分子。

T細胞必須能夠被激活才能分裂並執行其功能。這是通過與專業的APC相互作用實現的，該APC提供了一種被其T細胞受體識別的抗原。涉及激活T細胞的APC通常是樹突狀細胞。 T細胞無法識別（因此無法響應）「游離」或可溶性抗原。它們只能識別並響應細胞通過諸如MHC分子之類的載體分子處理並呈遞的抗原。輔助性T細胞可以識別II類MHC上呈遞的外源抗原。細胞毒性T細胞可以識別I類MHC上呈遞的內源性抗原。體內大多數細胞可以向CD8 +細胞毒性T呈遞抗原通過I類MHC的細胞; 但是，術語「抗原呈遞細胞」通常專門用於描述專業的APC。此類細胞表達MHC I類和MHC II類分子，可以刺激CD4 +輔助T細胞以及細胞毒性T細胞。

APC還可以通過使用CD1家族的蛋白質將異源脂質和自身脂質呈遞給T細胞和NK細胞，所述CD1家族的結構與MHC I類家族相似。

專司

專業的APC專門向T細胞呈遞抗原。它們通過吞噬作用（例如巨噬細胞）或受體介導的內吞作用（B細胞），將抗原加工成肽片段，然後展示這些肽（與II類MHC分子結合），非常有效地內化抗原在他們的膜上。T細胞識別抗原呈遞細胞膜上的II類MHC抗原複合物並與之相互作用。然後由抗原呈遞細胞產生另外的共刺激信號，從而導致T細胞的活化。共刺激分子和II類MHC的表達是專業APC的定義特徵。所有專業的APC也都表達MHC I類分子。

專業抗原呈遞細胞的主要類型是樹突狀細胞，巨噬細胞和B細胞。

樹突狀細胞（DC）

樹突狀細胞具有最廣泛的抗原呈遞範圍，是激活天然T細胞所必需的。DC將抗原呈遞給輔助T細胞和細胞毒性T細胞。他們還可以進行交叉呈遞，即將MHC I類分子上的外源抗原呈遞給細胞毒性T細胞的過程。交叉展示可以激活這些T細胞。樹突狀細胞在外周耐受中也起作用，這有助於預防自身免疫性疾病。

在遇到外源抗原之前，樹突狀細胞在其細胞表面表達非常低水平的II類MHC和共刺激分子。這些未成熟的樹突狀細胞不能有效地將抗原呈遞給T輔助細胞。一旦樹突狀細胞的模式識別受體識別出病原體相關的分子模式，抗原就會被吞噬，樹突狀細胞就會被激活，從而上調MHC II類分子的表達。它還上調了T細胞活化所需的幾種共刺激分子，包括CD40和B7。後者可以與CD4 + T細胞表面的CD28相互作用。那麼樹突狀細胞就是完全成熟的專業APC。它從組織移動到淋巴結，在淋巴結中遇到並激活T細胞。

巨噬細胞

干擾素的T細胞分泌可以刺激巨噬細胞。激活後，巨噬細胞能夠表達II類MHC和共刺激分子，包括B7複合物，並且可以將吞噬的肽片段呈遞給輔助T細胞。激活可以協助感染病原體的巨噬細胞清除感染。它們源自白細胞類型的單核細胞，它們將循環血液並進入受影響的部位，並從單核細胞分化為巨噬細胞。在受影響的部位，巨噬細胞以其吞噬作用的機制將其膜包圍在感染或組織損傷的部位。

B細胞

B細胞可以內化結合其B細胞受體的抗原，並將其呈遞給輔助性T細胞。與T細胞不同，B細胞可以識別其B細胞受體具有特異性的可溶性抗原。然後他們可以使用II類MHC分子加工抗原並呈遞多肽。當具有特定於該肽的TCR的T輔助細胞結合時，B細胞標記CD40與T細胞表面的CD40L結合。當由T細胞激活時，B細胞可以經歷抗體同種型轉換，親和力成熟以及記憶細胞的形成。

非專業

非專業抗原呈遞細胞包括體內所有有核細胞類型。他們使用偶聯了β-2微球蛋白的I類MHC分子在細胞膜上顯示內源性肽。這些肽起源於細胞本身，與使用MHC II類分子的專業APC展示的外源抗原相反。細胞毒性T細胞能夠與使用MHC I類分子呈遞的內源性抗原相互作用。非專業APC通常不表達II類MHC分子。然而，已經觀察到通過II類MHC將抗原呈遞給CD4 +細胞並不限於經典的專業APC。可以誘導其他白細胞，包括粒細胞，例如肥大細胞和中性粒細胞，以及在某些情況下的內皮細胞和上皮細胞。即使這樣，也幾乎沒有證據表明這些非典型的APC能夠激活幼稚的CD4 + T細胞。

與T細胞的相互作用

樹突狀細胞具有吞噬病原體後，通常會遷移至淋巴管的龐大網絡，並被淋巴液攜帶至引流的淋巴結。每個淋巴結都是APC可以與T細胞相互作用的收集點。在遷移過程中，DC經歷了成熟過程：它們喪失了進一步吞噬病原體的大部分能力，並且它們通過改變MHC和共刺激分子的表面表達以及增加的細胞因子生成而成熟。內化的抗原被消化成包含表位的較小的肽，然後由MHC呈遞給T細胞。

B細胞位於淋巴結中。如上所述，一旦其B細胞受體與抗原結合，它們便可以與活化的輔助性T細胞相互作用。

與已經激活的輔助T細胞相互作用的樹突狀細胞可以被許可使用。這是通過樹突狀細胞上的共刺激分子（包括B7和CD40）與T細胞上的CD28和CD40配體相互作用而發生的。只有獲得許可的樹突狀細胞才能激活細胞毒性T細胞。樹突狀細胞的T細胞許可是激活許多病原體的細胞毒性T細胞的關鍵，儘管需要T細胞幫助的程度可能有所不同。

免疫反應

抗原呈遞細胞APCs要有兩個條件：

• a. 屬於MPS（單核吞噬系統）
• b. 細胞膜上含有MHCII molecule（Major Histocompatability Complex II），可以將分解後的細菌碎片（約7～10個胺基酸）吸附在膜上，呈現給Th cell的CD4蛋白辨識，引發免疫反應

＊屬於MPS的細胞不一定都有MHCII molecule 一、抗原呈現細胞將抗原呈獻給T cell的過程:

• 細胞免疫的進行需透過抗原呈現
• APC透過其上的MHC分子，呈現各式各樣的抗原給T細胞上的TCR
• 抗原上有特定能被免疫系統辨識的地方稱為Epitope(抗原決定位)
• 由於抗原能被分解成很多不同的epitope，且每種epitope又會進一步激發不同的T細胞株，因而造成抗原呈現的多樣性
• 但對於淋巴球的激發(Activation)，epitope並不是唯一的需求(如：細胞激素等其他因子)

癌症治療

APC通過刺激B細胞和細胞毒性T細胞分別產生針對腫瘤相關抗原的抗體並殺死惡性細胞，自然在對抗腫瘤中發揮作用。向T細胞呈遞腫瘤特異性抗原的樹突狀細胞是該過程的關鍵。癌症療法包括用增加數量的樹突狀細胞或癌症特異性T細胞治療患者。然而，新的療法已經轉向基因工程化的人工抗原呈遞細胞，其旨在引發免疫系統攻擊惡性細胞。一些人工APC來源於人類細胞。其他的則是無細胞的，包含MHC蛋白，共刺激分子和必要的肽。APC激活劑IMP321正在臨床試驗中進行測試，加速免疫反應，消除轉移性乳腺癌或黑色素瘤。