T輔助細胞及其在適應性免疫中的作用

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介紹

T輔助細胞是一種白細胞，在適應性免疫反應中起著至關重要的作用。它們是T細胞的一個子集，可以識別並響應特異性抗原，這些抗原是病原體特有的分子。T輔助細胞與免疫系統的其他細胞（包括B細胞和巨噬細胞）協同工作，對入侵的病原體產生有效的免疫反應。

人體不斷接觸各種各樣的微生物，包括病毒、細菌和真菌。這些微生物可能導致感染，從而引發嚴重的疾病，例如肺炎、腦膜炎和敗血症。

為了對抗這些感染，人體進化出複雜的免疫系統，可以識別和摧毀外來入侵者，同時保留自身細胞。免疫系統由兩個分支組成：先天免疫系統和適應性免疫系統。

先天免疫系統是抵抗入侵病原體的第一道防線，包括物理屏障（如皮膚和粘膜），以及可以識別和摧毀外來入侵者的細胞。

另一方面，適應性免疫系統是一個更復雜的系統，可以適應特定病原體並對其產生免疫力。適應性免疫系統中的關鍵參與者之一是T輔助細胞，也稱為Th細胞。

T輔助細胞的發育

• T輔助細胞來源於骨髓中與其他T細胞相同的祖細胞。這些祖細胞遷移到胸腺，在那裡經歷成熟和選擇過程。

• 在這個過程中，能夠識別自身抗原的T細胞被清除，而能夠識別外來抗原的T細胞則被選中進入下一個發育階段。

• 一旦T細胞在胸腺中完成成熟和選擇，它們就會遷移到淋巴結和其他淋巴組織，在那裡等待被外來抗原啟用。

T輔助細胞的啟用

以下是T輔助細胞啟用過程中的幾個步驟：

• 當T輔助細胞遇到抗原呈遞細胞（APC，如樹突狀細胞或巨噬細胞）呈遞給它的外來抗原時，就會被啟用。

• APC吞噬（吞噬）外來抗原並將其加工成較小的片段，然後與主要組織相容性複合體（MHC）II類分子一起在其表面顯示。

• 當T輔助細胞識別APC呈遞的外來抗原時，它會經歷啟用過程。

• 這涉及T輔助細胞表面的T細胞受體（TCR）與APC表面外來抗原-MHC II類複合物的結合。

• 這種結合透過輔助刺激分子（如T輔助細胞上的CD28和APC上的B7）進一步增強。

• 一旦被啟用，T輔助細胞就會進行克隆擴增，這涉及能夠識別外來抗原的T細胞群體的增殖。

• 這使得免疫反應能夠快速放大，併產生大量能夠響應病原體的T輔助細胞。

T輔助細胞的功能

T輔助細胞在適應性免疫反應中具有多種功能，包括啟用其他免疫細胞（如B細胞和細胞毒性T細胞），以及產生細胞因子，細胞因子是調節免疫反應的訊號分子。

B細胞的啟用

T輔助細胞在B細胞的啟用中起著至關重要的作用，B細胞負責產生抗體。當B細胞遇到外來抗原時，它會將其內化並在其表面與MHC II類分子一起呈遞。

這會啟用附近的T輔助細胞，T輔助細胞與B細胞表面外來抗原-MHC II類複合物結合，並釋放刺激B細胞分裂並分化為漿細胞的細胞因子，漿細胞是專門產生大量抗體的細胞。

細胞毒性T細胞的啟用

T輔助細胞還在細胞毒性T細胞的啟用中起著關鍵作用，細胞毒性T細胞負責消除細胞內病原體，例如病毒和某些型別的細菌。

當細胞被病毒感染時，它會在其表面與MHC I類分子一起顯示病毒片段。細胞毒性T細胞識別這些外來抗原-MHC I類複合物並與感染細胞結合，導致其破壞。

T輔助細胞透過釋放促進其增殖和分化的細胞因子，在細胞毒性T細胞的啟用中起著至關重要的作用。這個過程，被稱為細胞介導免疫，對於消除隱藏在細胞內、無法被抗體靶向的細胞內病原體至關重要。

細胞因子的產生

T輔助細胞還負責產生細胞因子，細胞因子是調節免疫反應的訊號分子。T輔助細胞有幾種亞型，每種亞型產生一組不同的細胞因子，對免疫系統的其他細胞有不同的作用。

亞型

T輔助細胞的兩種主要亞型是Th1細胞和Th2細胞。

Th1細胞產生細胞因子，如干擾素-γ（IFN-γ）和白介素-2（IL-2），這些細胞因子促進細胞介導免疫和細胞毒性T細胞的啟用。

另一方面，Th2細胞產生細胞因子，如白介素-4（IL-4）、白介素-5（IL-5）和白介素-13（IL-13），這些細胞因子促進體液免疫和B細胞的啟用。

T輔助細胞在疾病中的作用

• T輔助細胞反應的失調可能導致自身免疫性疾病的發展，在這種疾病中，免疫系統錯誤地攻擊自身組織。

  • 例如，在多發性硬化症中，識別髓鞘（神經纖維周圍的保護層）的T輔助細胞會攻擊和破壞髓鞘，導致疾病的症狀，包括肌肉無力、麻木和協調困難。

• T輔助細胞也參與過敏性疾病（如哮喘和過敏性鼻炎）的發病機制。在這些情況下，Th2細胞會產生促進B細胞產生IgE抗體的細胞因子，導致肥大細胞和嗜酸性粒細胞的啟用，從而引起炎症和組織損傷。

• 此外，T輔助細胞在對病毒感染（包括HIV、肝炎）的免疫反應中很重要。

當前的研究前景

總的來說，關於T輔助細胞的研究是一個快速發展的領域，有很多令人興奮的發現和潛在的應用。透過繼續研究這些細胞及其功能，科學家可以獲得對免疫系統的新見解，並開發針對一系列疾病和病症的新療法。