系列科普｜解读免疫系统三大功能：（二）免疫应答
健全的免疫系统有三大功能，这决定了免疫系统的工作效率，进而决定一个人的免疫力高低。
本系列撰文《免疫系统三大功能》，将带您探寻免疫系统发挥功效的三大能力：免疫监视、免疫应答、免疫记忆，看人体免疫系统是如何分步执行任务，完成清除细菌、病毒等病原体，从而来保护人体健康的。
昨天的文章中，我们讲到“免疫监视”作为免疫的侦查系统，在细菌、病毒感染，或者体内变异细胞出现的前期，由先天免疫实现巡逻、发现、区别的职能，保卫人体健康内环境。
免疫监视如果发现了敌人，不仅先天免疫自己就能够广泛清除一部分异己，更能将这些“异己”的信息传递下去，在敌人突破先天免疫这道防线的时候，由获得性免疫接管，对敌人实施更加猛烈地精准打击。
这就是免疫系统的作战军，免疫的第二个功能，“免疫应答”（immune response）。
“免疫应答”，就是免疫反应的同义词，指的是由先天免疫对外来入侵的细菌、病毒，或者体内变异细胞实施的广泛清除，以及获得性免疫之后实施的精准打击。
那么，这个动态的过程是如何实现的呢？
01
免疫应答三大阶段：
抗原识别、细胞活化、免疫杀伤
先天免疫中，巨噬细胞、NK细胞、树突状细胞（DC）作为主要的免疫监视侦察兵，搜集了身体中异己的信息，将其降解为肽段，并将这些肽段展示在细胞表面，传递给获得性免疫中的淋巴细胞，这个过程就是“抗原递呈”，完成这个过程的细胞就叫做“抗原递呈细胞”（APC，antigen presenting cell）。
这就是免疫应答的第一个阶段，抗原识别（antigen recognition）。
在人体中，除了红细胞（没有细胞核），几乎其它所有的细胞表面均表达MHC（主要组织相容性复合体），这是一种能与抗原递呈细胞传来的信息密码配对结合的蛋白复合物。B细胞和T细胞便是通过MHC来识别抗原的。
按照功能划分MHC，可以分为三类：I，II，III。MHC-I和MHC-II是主要负责抗原识别的，如下图所示。
MHC-I和MHC-II在结构上有许多相似性，比如，它们都是由a和b双链组成。MHC-I中有3条a链，其中a1和a2形成结合信息密码的凹槽。MHC-II中ab均有跨膜区，a1和b1形成结合信息密码的凹槽。
当MHC分子充分识别消化了抗原递呈细胞传递来的信息密码，就会将这个信息接着传递给淋巴细胞，诱导淋巴细胞活化。
这就是免疫应答的第二个阶段，细胞活化（cell activation）。
活化后的淋巴细胞迅速分化增殖，变成较大的细胞，生成大量的免疫效应细胞。B细胞直接分化，或者在辅助性T细胞的帮助下分化增殖后，可以变为产生抗体的浆细胞，浆细胞分泌大量的抗体进入血液循环。
△ 活化后的细胞产生抗体
所以，淋巴细胞的活化，其本质是一个信号的级联放大过程，为免疫应答的第三步骤，产生效应物质做准备。
通过抗原识别和细胞活化，免疫系统产生了多种不同类型的效应物质，比如抗体，比如杀伤性T细胞，比如T效应细胞。
纵观它们的杀伤过程，各有特色。
抗体通过中和（neutralization）、凝集（agglutination）、调理（opsonization）、激活补体和抗体依赖的细胞介导毒性（ADCC），从而将异己清除。
· 中和是抗体最基础的功能，指的是抗体和抗原配对结合后，抗原失去了原有的功能，比如酶无法催化，转运蛋白无法运输等。
· 凝集是抗体和抗原结合后，会凝集为一团整体，失去行动力，有利于异物被其它效应物质清除。
· 调理是指抗体和抗原结合后，能够促进吞噬细胞对抗原的吞噬。
· 抗体和抗原结合后还会激活补体系统，补体可以辅助调理功能，帮助在生物细胞膜上穿孔，破坏膜结构等。
· ADCC是指，抗体结合抗原之后，抗体的部分结构Fc段可以和先天免疫细胞表面的标记FcR结合，从而促进了先天免疫细胞对异物的杀伤，因此，先天免疫和获得性免疫其实是会相互影响的。
这就是免疫应答的第三个阶段，免疫杀伤（immune killing）。
如果说，免疫监视的功能主要是由先天性免疫实现的，免疫应答的功能主要是由获得性免疫实现的，而这两种免疫的联系，又是什么呢？
02
免疫应答与淋巴细胞
在大部分情形下，可以认为，“免疫应答”主要是由获得性免疫特异性实现的。
相比较于天然的先天免疫防御，获得性免疫是后天从早期脊椎动物开始进化而来的，让我们拥有了更强大的免疫应答。
获得性免疫之所以是“特异的”，是因为它具有高度的抗原特异性，能够通过抗原递呈这个过程来识别“异己”抗原。抗原的特异性使得应答的产生更具有针对性。
△ 细胞的抗原递呈过程
获得性免疫系统中的细胞被称为淋巴细胞，属于特殊类型的白细胞。我们熟知的，在验血单上能够看到的B细胞和T细胞就是主要的淋巴细胞，它们从骨髓中的造血干细胞分化而来。
B细胞主要参与体液免疫，就是产生抗体进行杀伤。
T细胞主要参与细胞免疫，又分为 CD4+辅助性T细胞（Th）和CD8+杀伤性T细胞（CTL）。两类T细胞识别异己的方式略微不同，在杀伤中发挥相辅相成的作用。另外还有极少量的γδT细胞，在近年的研究中，发现它的作用也非常重要。
有了B细胞和T细胞的参与，获得性免疫就可以开展特异免疫应答了，这个过程的具体步骤，就是上文提到的三大阶段：“抗原识别阶段”、“细胞活化阶段”和“免疫杀伤阶段”。
所以说，抗原递呈是先天免疫和获得性免疫之间沟通的桥梁。
03
T细胞：执行免疫应答功能的主力军
MHC蛋白接收抗原递呈细胞传递过来的配对密码，其中，MHC-I主要向CD8+T细胞传递，MHC-II主要向CD4+T细胞传递。而B细胞可以通过自身表面的B细胞受体BCR（B cell receptor），直接识别一类T细胞非依赖的抗原。
B细胞与T细胞识别不同的抗原密码，所以不同的病原体选择性地诱导体液免疫应答或者细胞免疫应答，或者同时诱导两种免疫应答。
△ 免疫应答过程
仅仅来自于抗原的刺激，不足以活化淋巴细胞，还需要接受另外的信号。比如CD4+辅助性T细胞提供的协同刺激。分化增殖后的辅助性T细胞，可以产生IL-2、IL-4、IL-5和IFN等细胞因子，促进自身和其它免疫细胞的分化增殖。
T效应细胞与抗原接触释放多种细胞因子，诱发免疫炎症，随后杀伤性T细胞直接杀伤靶细胞，这个过程需要更加详细的细胞黏附分子配合，比如B7/CD28, ICAM-1, I/LFA-1, CD58/CD2, CD72/CD5等。
这些黏附分子，便是癌症免疫治疗的一个重要思路，也已经在癌症治疗中发挥了非常积极的作用。
杀伤性T细胞一旦和感染的靶细胞结合，信号转导就会启动细胞内的微管、中心粒、高尔基体、溶酶体向结合的膜区域移动，导致温度敏感的溶酶体酶、颗粒性酶、穿孔素等释放，诱导细胞凋亡，从而杀伤靶细胞。