第二节　B淋巴细胞

B淋巴细胞来源于哺乳动物骨髓（bone）或鸟类法氏囊（bursa of Fabricius）的造血干细胞，简称B细胞。B细胞在中枢免疫器官发育成熟后定居到外周免疫器官的非胸腺依赖区，占外周淋巴细胞的20%～25%。B细胞不仅能通过浆细胞分泌抗体介导体液免疫应答，还能作为抗原呈递细胞启动细胞免疫应答，同时还能分泌细胞因子参与免疫调节。

一、B淋巴细胞表面分子

B细胞抗原受体（B cell antigen receptor，BCR）复合物是由识别抗原的B细胞表面膜型免疫球蛋白（membrane immunoglobulin，m Ig）和传递刺激信号的Igα（CD79a）/Igβ（CD79b）组成。

（一）m Ig

m Ig是B细胞膜表面的特征性标志，能特异性结合抗原，由两条重链和两条轻链连接而成，可分为胞膜外区、跨膜区和胞质区。由于其胞质区很短，不能将抗原刺激信号传递到B细胞内，需借助Igα/Igβ完成信号转导。

（二）Igα/Igβ

Igα和Igβ通过二硫键相连形成二聚体，胞质区较长，且各有一个免疫受体酪氨酸活化基序结构（immunoreceptor tyrosine-based activation motif，ITAM）。其在近胞膜处与m Ig相连形成BCR复合物，协助传递抗原与BCR结合产生的信号到胞质中（图2-5）。

（三）其他表面分子

B细胞表面的CD19、CD21和CD81以非共价键相连形成B细胞共受体（coreceptor）。共受体能提高B细胞对抗原刺激的敏感性。研究发现，CD19基因缺陷时，B细胞对抗原的应答受到抑制。CD21也是EB病毒选择性感染B细胞的受体。活化的B细胞表面表达CD80和CD86，能与T细胞表面的CD28结合，提供T细胞活化的第二信号。活化T细胞表面表达的CD40L能与B细胞表面的CD40结合，提供B细胞活化的第二信号，促进B细胞活化成熟和产生抗体。

二、B淋巴细胞的分化发育

哺乳动物B细胞在骨髓中发育成熟，其发育的主要事件是胚系基因的重排和表达以及B细胞中枢免疫耐受的形成。

（一）BCR基因结构及重排

BCR是表达于B细胞表面的特征性免疫球蛋白，其编码基因是由重链基因和轻链基因组成，在胚系阶段以分割的、数量众多的基因片段的形式存在。重链可变区由V基因片段、D基因片段和J基因片段组成，分别有40、25和6个基因片段。轻链基因分为κ基因和λ基因，分别具有35和30个V区片段。在B细胞分化发育的过程中，这些基因片段在RAG作用下，首先发生重链基因重排形成V-D-J连接，然后轻链基因再重排形成V-J连接，最后通过进一步加工编码完整的Ig多肽链。BCR基因片段在重排时不仅会发生等位基因排斥，还会发生同种型排斥（isotype exclusion），即κ轻链基因表达成功会抑制λ轻链基因的表达。当两条κ链基因均不能重排成功时，λ链基因才可重排，使得体内κ型轻链与λ型轻链比例约为65∶35。机体能够对各种抗原表位产生体液免疫应答是因为体内有丰富的BCR多样性储备。与TCR不同的是，产生BCR多样性的机制除了组合多样性和连接多样性外，还包括体细胞高频突变（somatic hypermutation）。体细胞高频突变，即成熟的B细胞在外周淋巴器官生发中心中受到抗原刺激而发生的基因突变。成熟的B细胞受抗原刺激激活而发生增殖时，激活诱导的胞苷脱氨酶（activation-induced cytidine deaminase，AID）可将BCR基因DNA链中的胞苷替换成尿苷，最终导致基因序列的改变。这一机制不仅进一步丰富了BCR，还有利于诱导抗体亲和力的成熟。

（二）B细胞分化发育

1.B细胞的分化成熟

B细胞在骨髓中的发育，历经祖B细胞（pro-B cell）、前B细胞（pre-B cell）、未成熟B细胞（im-B cell）、成熟的初始B细胞（mature naive B cell）等过程。B细胞在骨髓中按既定的程序分化发育，不受抗原的影响，因此B细胞的分化具有非抗原依赖性。成熟的初始B细胞离开骨髓后，在外周免疫器官接受抗原刺激，继续分化为活化的B细胞、浆细胞和记忆B细胞。

（1）祖B细胞：

对于早期的祖B细胞，其重链的V区发生D-J重排，而对于晚期的祖B细胞，重链可变区发生V-D-J重排。祖B细胞期开始表达Igα/Igβ异源二聚体，但不能表达m IgM。

（2）前B细胞：

前B细胞经历大B细胞和小B细胞两个阶段。随着祖B细胞重链基因重排的完成，大B细胞可以表达完整的μ链，并与由λ5和VpreB组成的替代轻链一起构成 pre-BCR。pre-BCR能暂时抑制RAG基因的表达，从而抑制另一条重链基因的重排，这是B细胞分化发育中的一个关卡点（checkpoint）。在小B细胞阶段，pre-BCR的表达可刺激轻链的V区基因片段重排，进一步促进B细胞的分化成熟。μ链表达失败时，B细胞不能形成pre-BCR，由此导致B细胞发育阻滞在祖B细胞阶段，从而引起低丙种球蛋白血症。

（3）未成熟B细胞：

随着轻链和重链基因重排的完成，未成熟B细胞胞质中出现完整的免疫球蛋白分子IgM，并表达在细胞膜的表面。未成熟B细胞虽然表达BCR，且能识别抗原，但不能介导免疫应答。若受到抗原的刺激，膜受体会发生交联，导致未成熟B细胞的凋亡和克隆清除，形成自身免疫耐受。

（4）成熟初始B细胞：

随着Ig重链恒定区不同剪切和连接的完成，成熟的B细胞胞质中会同时出现IgM和IgD，且表达于细胞膜上，即m IgM和m IgD。此时的B细胞可以识别抗原并活化。成熟的初始B细胞离开骨髓，定居到外周淋巴器官。

（5）活化的B细胞：

成熟的初始B细胞首先迁移至初级淋巴滤泡，在抗原刺激下，分化成致敏的B细胞。致敏B细胞表达CCR7并迁移至T细胞区，通过与T细胞的相互作用，激活后又返回淋巴滤泡，分裂增殖并与少量的特异性T细胞和巨噬细胞形成生发中心。在生发中心，B细胞会发生体细胞高频突变，大量产生与抗原亲和力不同的BCR，再由滤泡状树突细胞捕获抗原来筛选出高亲和力的B细胞克隆。低亲和力的B细胞克隆则会凋亡。B细胞活化以后，BCR表达下调，并向浆细胞分化。

（6）浆细胞：

浆细胞又称抗体形成细胞（antibody-forming cell，AFC），是B细胞分化的终末细胞。其胞质中出现大量的粗面内质网，合成并分泌抗体。浆细胞表面不再表达BCR，因而不能与抗原起反应。此阶段的细胞可发生Ig的类别转换，即相同的可变区通过与不同的恒定区相连从而表达IgM、IgG、IgA或者IgE。

（7）记忆性B细胞：

部分生发中心的B细胞停止增殖分化，不再表达m IgD，但当与相同抗原相遇时可迅速分化成浆细胞，产生大量的抗原特异性抗体。上述B细胞即为记忆性B细胞（图2-6）。

2.B细胞中枢免疫耐受的形成

B细胞中枢免疫耐受是指B细胞在分化成未成熟B细胞的过程中，能识别自身抗原的细胞被清除或处于无反应性的状态，从而形成自身耐受。未成熟B细胞对自身抗原中枢免疫耐受形成的机制主要有：

（1）克隆清除（clone deletion）：

未成熟的B细胞膜表面表达m IgM。m IgM如能与骨髓细胞表面的自身抗原发生结合，B细胞不仅不能活化，还会发生凋亡，即克隆清除。

（2）受体编辑（receptor editing）：

未成熟的B细胞与自身抗原的结合能重新激活RAG基因，导致轻链基因的重新组合，合成新的轻链替代自身免疫性轻链，改变其BCR的特性。新的BCR如果仍显示自身反应性，B细胞将会发生凋亡。如果不与自身抗原起反应，则B细胞可以像其他非自身反应性淋巴细胞克隆一样继续正常发育，进入外周淋巴器官。

（3）无能（anergy）：

未成熟B淋巴细胞与自身抗原结合后，将引起表面IgM表达的下调，此类细胞虽可进入外周淋巴器官，但不能对抗原刺激产生应答，即处于失能状态。

三、B淋巴细胞亚群

根据细胞表面是否表达CD5分子，可将B细胞分为CD5+B1细胞和CD5-B2细胞两大亚群。根据定位和功能的不同，B2细胞又可分为常规的B细胞（滤泡B细胞）和边缘带（marginal zone，Mz）B细胞。最近的小鼠动物模型研究还发现了一类调节性B细胞（regulatory B cell，Breg）亚群，其能通过高分泌IL-10或者TGF-β来发挥免疫抑制的功能。但目前尚未发现其独特的表型和细胞特异性转录因子，其在体内的分化发育还有待于进一步的研究。

（一）B1细胞

B1细胞占B细胞总数的5%～10%，主要定居于腹膜腔、胸膜腔和肠道固有层中。B1细胞抗原受体的可变区序列相对保守，主要识别广泛存在于多种病原体表面的碳水化合物（如细菌多糖），无需Th细胞的辅助，活化后很少发生免疫球蛋白类别转换，主要产生IgM型抗体。在无明显外来抗原刺激情的况下，B1细胞还能自发地分泌针对微生物脂多糖和某些自身抗原的IgM型抗体，即天然抗体（natural antibody）。因此，B1细胞属于固有免疫细胞，在免疫应答的早期发挥作用，构成了机体免疫的第一道防线。

（二）B2细胞

B2细胞是指滤泡（follicular，Fo）B细胞，主要定居于脾脏、淋巴及黏膜相关淋巴组织，能够分泌抗体参与体液免疫应答。B2细胞主要识别蛋白质抗原，需在Th细胞的辅助下才能介导对T细胞依赖的免疫应答。活化的B2细胞可发生体细胞高频突变，诱导抗体亲和力成熟，并分化为浆细胞，产生高亲和力抗体。

（三）边缘带B细胞

膜表面高表达m IgM和CD21，而低表达m IgD和CD23，主要介导针对血源性颗粒抗原和T细胞非依赖性的快速应答，属于固有免疫细胞。研究证实，边缘带B细胞表面高表达MHC-Ⅱ类分子和B7-1、B7-2分子，能呈递抗原和活化T细胞，且还能被TD抗原直接活化，参与T细胞依赖的免疫应答。一般认为，边缘带B细胞和B1细胞是体内预存的IgM天然抗体的主要来源（表2-2）。

四、B淋巴细胞的功能

B淋巴细胞的主要功能是产生抗体，介导体液免疫应答。此外，B细胞还可作为抗原呈递细胞呈递可溶性抗原，分泌细胞因子参与免疫调节。

（一）抗体介导的体液免疫应答

1.中和作用

某些病原体感染宿主细胞依赖于其表面特定的分子与靶细胞表面对应的受体结合。针对病原体的抗体可以阻断病原体与靶细胞的结合，从而阻断病原体的致病性。抗体的这种阻断作用被称为中和作用。

2.调理作用

抗体与病原体表面抗原结合时，其Fc段又能与吞噬细胞表面的Fc受体结合，这样就可将病原体带到吞噬细胞的表面，使之易于吞噬。抗体的这种作用称为调理作用。

3.激活补体

抗体与病原体表面结合后，可通过经典途径激活补体，形成攻膜复合物，导致细胞或细菌的裂解。

4.抗体依赖细胞介导的细胞毒（antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）

IgG型抗体与病毒感染的细胞或肿瘤细胞结合后，其Fc段可与自然杀伤细胞的Fc受体结合，从而激活自然杀伤细胞，释放穿孔素、颗粒酶等物质杀伤靶细胞。

（二）作为抗原呈递细胞呈递可溶性抗原

活化的B细胞可借助其表面的BCR结合可溶性抗原，通过受体内化BCR-可溶性抗原复合物到胞质中，并对其进行加工处理，再以抗原肽-MHC分子复合物的形式呈递给T细胞。

（三）分泌细胞因子参与免疫调节

活化的B细胞能分泌IL-2、IL-4、IL-10、IFN-α等多种细胞因子，参与免疫调节。