T 细胞激活
T 细胞激活(T Cell Activation)是适应性免疫应答的核心启动过程。初始 T 细胞(Naive T cells)在二级淋巴器官中通过与抗原提呈细胞(APC)相互作用,识别特定抗原并接收必要的辅助信号,从而发生大规模扩增并分化为效应 T 细胞或记忆 T 细胞。这一过程遵循经典的“三信号模型”,涉及抗原识别、共刺激分子信号整合以及细胞因子的极化引导。T 细胞激活的效率和质量直接决定了机体抗病毒感染、清除肿瘤以及维持免疫耐受的能力。
激活的“三信号模型”
T 细胞的完全活化不仅依赖于对抗原的识别,还需要复杂的信号整合过程:
- 第一信号:特异性抗原识别。 T 细胞受体(TCR)识别并结合由 APC 表面的 MHC 分子提呈的抗原肽。该信号为 T 细胞提供激活的特异性,确定了攻击的目标。
- 第二信号:共刺激信号。 效应细胞表面的 CD28 与 APC 上的 CD80/86 结合。这一步是活化的关键,它能防止细胞进入 免疫无反应 状态,并促进 IL-2 的产生。
- 第三信号:细胞因子极化。 APC 分泌特定的细胞因子(如 IL-12、IL-4、TGF-beta)作用于 T 细胞。该信号决定了 T 细胞的分化方向,如向 Th1、Th2、Th17 或 Treg 极化。
初始 T 细胞与激活 T 细胞的特征对比
| 特征项目 | 初始 T 细胞 (Naive) | 激活 T 细胞 (Activated) |
|---|---|---|
| 细胞代谢 | 氧化磷酸化 (低能耗) | 有氧糖酵解 (Warburg 效应) |
| 增殖能力 | 极低 | 爆发式倍增 (克隆扩增) |
| 归巢受体 | CD62L, CCR7 (淋巴结) | VLA-4, CXCR3 (炎症组织) |
| IL-2 表达 | 不表达 | 高水平自分泌与旁分泌 |
临床应用与病理关联
深入理解 T 细胞激活机制是现代免疫治疗设计的基石:
- 过继性细胞治疗: CAR-T 技术通过工程化手段,将 TCR 信号(CD3 zeta)与共刺激信号(CD28 或 4-1BB)整合在同一受体上,使 T 细胞能在无需 APC 辅助的情况下实现高效活化。
- 免疫检查点阻断: 肿瘤通过 PD-1 或 CTLA-4 信号干预 T 细胞激活的整合过程。治疗性抗体通过阻断这些抑制性通路,重新点燃 T 细胞的活化程序。
- 免疫增强剂: CD40 激动剂 和 TLR 激动剂 通过激活 树突状细胞,间接增强 T 细胞激活所需的第二信号和第三信号。
参考文献与学术点评
[1] Smith-Garvin K E, et al. (2009). T-cell activation. Annual Review of Immunology.
[学术点评]:系统论述了 T 细胞从抗原接触到免疫突触形成过程中的分子重排及信号传导机制。
[2] June C H, et al. (1987). T-cell proliferation involving the CD28 pathway. Molecular and Cellular Biology.
[学术点评]:确定了共刺激分子在 T 细胞激活中的决定性作用,为后来的细胞疗法设计奠定了理论基础。
[3] Chen L, Flytzani N V. (2013). Molecular mechanisms of T cell co-stimulation and co-inhibition. Nature Reviews Immunology.
[学术点评]:全面解析了激活信号与抑制信号在 T 细胞激活天平上的博弈逻辑。