CD4+ T细胞
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CD4+ T 细胞(CD4-positive T cell),通称辅助性 T 细胞(Helper T cell,简称 Th 细胞),是免疫系统中适应性免疫的关键指挥者。
这类细胞表面表达 CD4 糖蛋白,通过识别抗原递呈细胞(APC)表面的 MHC II类分子 复合物来感知外界病原体。与直接杀伤靶细胞的 CD8+ 细胞毒性 T 细胞 不同,CD4+ T 细胞主要通过分泌各种细胞因子(Cytokines)来激活或调节其他免疫细胞(如 B细胞、巨噬细胞、CD8+ T 细胞),从而编排整体免疫反应。
在人类免疫缺陷病毒(HIV)感染中,CD4+ T 细胞是病毒攻击的主要靶点,其数量的耗竭是导致艾滋病(AIDS)发生的直接原因。
发育与成熟
CD4+ T 细胞起源于骨髓的造血干细胞,但在胸腺中完成发育和筛选。
- 双阴性阶段 (DN): 早期胸腺细胞不表达 CD4 或 CD8。
- 双阳性阶段 (DP): 细胞同时表达 CD4 和 CD8。
- 阳性选择 (Positive Selection): 能够识别自身 MHC 分子的细胞存活下来。识别 MHC II 的细胞保留 CD4,下调 CD8,成为单阳性细胞。
- 阴性选择 (Negative Selection): 对自身抗原亲和力过高的细胞发生凋亡(以防止自身免疫)。
激活机制
初始 CD4+ T 细胞的激活需要“双信号”甚至“三信号”模型:
[Image of T cell activation mechanism]
- 第一信号(识别): T 细胞受体 (TCR) 特异性结合 APC 表面的 MHC-II/抗原肽复合物。
- 第二信号(共刺激): T 细胞表面的 CD28 与 APC 表面的 CD80/CD86 (B7分子) 结合。若缺乏此信号,T 细胞将进入无能状态 (Anergy)。
- 第三信号(分化): 环境中的细胞因子决定 T 细胞向哪种亚群分化(见下文)。
亚群与功能
激活后的 CD4+ T 细胞具有高度的可塑性,根据微环境的不同,分化为功能各异的亚群。
| 亚群 | 诱导因子 | 关键转录因子 | 效应因子 | 主要功能 | 对应病原体/病理 |
|---|---|---|---|---|---|
| Th1 | IL-12, IFN-γ | T-bet | IFN-γ | 激活巨噬细胞、细胞免疫 | 胞内细菌(结核)、病毒 |
| Th2 | IL-4 | GATA3 | IL-4, IL-5, IL-13 | 激活 B 细胞、嗜酸粒细胞 | 寄生虫、过敏 |
| Th17 | IL-6, TGF-β | RORγt | IL-17 | 招募中性粒细胞、炎症 | 胞外细菌、真菌、自身免疫 |
| Tfh | IL-6, IL-21 | Bcl-6 | IL-21 | 辅助 B 细胞产生高亲和力抗体 | 几乎所有病原体(体液免疫) |
| Treg | TGF-β, IL-2 | Foxp3 | TGF-β, IL-10 | 抑制免疫反应、维持耐受 | 防止自身免疫病 |
临床意义
1. HIV 与 艾滋病
HIV 病毒表面的 gp120 蛋白高亲和力结合 CD4 分子(受体)和 CCR5/CXCR4(辅助受体),从而入侵 T 细胞。
- 病理进程: 随着 CD4+ T 细胞被大量破坏,人体失去指挥特异性免疫的能力,导致机会性感染。
- 诊断标准: 正常人 CD4 计数约为 500-1500 个/mm³。当计数 < 200 个/mm³ 时,临床定义为艾滋病期。
2. 肿瘤免疫
- CD4+ T 细胞在肿瘤微环境中扮演双重角色。Th1 型细胞有助于抗肿瘤(通过 IFN-γ),而 Treg 则可能抑制抗肿瘤免疫,促进肿瘤逃逸。
3. 自身免疫病
- Th1/Th17 过强: 往往与多发性硬化症(MS)、类风湿性关节炎、银屑病有关。
- Treg 功能缺陷: 导致机体无法耐受自身抗原(如 IPEX 综合征)。
参见
- 细胞毒性T细胞 (CD8+)
- 主要组织相容性复合体 (MHC)
- 人类免疫缺陷病毒 (HIV)
- 免疫检查点 (PD-1/PD-L1)