張藝凡，沈倍奮，宋倫

軍事科學(xué)院 軍事醫(yī)學(xué)研究院 軍事認知與腦科學(xué)研究所，北京 100850

機體的獲得性免疫反應(yīng)主要由T淋巴細胞活化介導(dǎo)的細胞免疫反應(yīng)以及B淋巴細胞活化誘導(dǎo)的體液免疫反應(yīng)組成。其中，B淋巴細胞主要通過產(chǎn)生特異性抗體發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。特異性抗體的形成主要來自生發(fā)中心（germinal center，GC）。生發(fā)中心B淋巴細胞的活化異?？梢l(fā)多種病理反應(yīng)，甚至誘發(fā)惡性淋巴瘤等疾病發(fā)生。近年來，人們越來越重視免疫相關(guān)疾病的研究，并相繼提出多種免疫治療方法。本文將著重闡述B淋巴細胞在生發(fā)中心的活化機制以及活化反應(yīng)異常所導(dǎo)致的一些相關(guān)免疫疾病。

1 生發(fā)中心的形成機制

在哺乳動物中，B淋巴細胞是機體執(zhí)行免疫應(yīng)答功能的重要細胞成分。胚胎早期的B淋巴細胞在胚肝（胎肝）的造血細胞島中產(chǎn)生和分化成熟，之后逐漸被骨髓所代替，直到出生B淋巴細胞的產(chǎn)生和分化都在骨髓中進行。在骨髓微環(huán)境中，B細胞經(jīng)歷陽性選擇和陰性選擇，這會造成約75%的B細胞發(fā)生凋亡，只有少量經(jīng)歷免疫球蛋白基因重排的B細胞能夠成為功能性B淋巴細胞[1]。隨后，成熟的B淋巴細胞進入外周淋巴器官，集中分布在淋巴結(jié)皮質(zhì)淺層的淋巴小結(jié)、脾臟的紅髓和白髓的淋巴小結(jié)內(nèi)。外界病原體突破人體第一道防線后可引發(fā)B淋巴細胞發(fā)生免疫應(yīng)答?；罨腂細胞可以移入卵泡外區(qū)域，然后增殖和終末分化為分泌抗體的短期漿細胞，或者在富含T細胞的區(qū)域與T細胞共同遷入B細胞淋巴濾泡，然后增殖并形成生發(fā)中心[2]。生發(fā)中心內(nèi)的大多數(shù)B細胞發(fā)生凋亡，其余B細胞在抗原刺激和T細胞輔助下繼續(xù)分化發(fā)育，并經(jīng)歷體細胞高頻突變（somatic hypermutation，SHM）、親和力成熟和Ig類別轉(zhuǎn)換重組（class switch recombination，CSR）等過程，最終形成長期漿細胞并分泌功能性抗體執(zhí)行體液免疫功能[3]。

2 生發(fā)中心B淋巴細胞的活化機制

2.1 T細胞對生發(fā)中心B細胞活化的輔助調(diào)控作用

成熟B細胞定居的外周淋巴組織周圍存在大量T細胞，可在一定條件下由趨化因子驅(qū)動參與B細胞的活化過程。在淋巴結(jié)中，T細胞和大多數(shù)樹突狀細胞（dendritic cell，DC）位于皮質(zhì)旁區(qū)淋巴結(jié)的中心，稱為T細胞區(qū)，B細胞存在于淋巴結(jié)皮質(zhì)內(nèi)的濾泡中[4]。在脾臟中，B細胞存在于白髓內(nèi)的濾泡中，在脾臟中心小動脈周圍有豐富的T細胞[5]。

生發(fā)中心分為暗區(qū)（dark zone，DZ）和亮區(qū)（light zone，LZ）2個區(qū)域。在暗區(qū)中，除B細胞密集并可迅速分裂增殖外，還包括能夠產(chǎn)生趨化因子CXCL12的基質(zhì)細胞以及能夠清除凋亡B細胞的巨噬細胞[6-7]。在亮區(qū)中，B細胞的密度較小，同時存在T濾泡輔助細胞（T follicular helper，Tfh）和濾泡樹突狀細胞（follicular DC，F(xiàn)DC）[8]。為了產(chǎn)生有效的抗體，F(xiàn)DC可將抗原濃縮、滯留在細胞表面并維持數(shù)周到數(shù)年，B細胞受體（B-cell receptor，BCR）識別和結(jié)合FDC滯留的抗原后將其呈遞給主要組織相容性Ⅱ類分子復(fù)合物（major histocompatibility complex classⅡ，MHCⅡ）[9-11]，隨后Tfh與MHCⅡ分子上的T細胞受體（T-cell receptor，TCR）結(jié)合進而與 B 細胞相互作用[12-13]，以此區(qū)分分別表達高/低親和力抗體的B細胞，由此篩選出的表達高親和力抗體的B細胞接收Tfh信號后遷移到暗區(qū)[14-15]。在暗區(qū)，B細胞迅速增殖并發(fā)生SHM、CSR等。研究證明，CD4+T細胞亞群中除了參與抗原提取的Tfh外，其他亞群也參與了B細胞在生發(fā)中心的活化過程。B淋巴細胞接受抗原刺激最先產(chǎn)生的抗體是IgM，生發(fā)中心的T輔助細胞（Th）所分泌的細胞因子可直接調(diào)節(jié)免疫球蛋白轉(zhuǎn)換的類別。如Th2細胞分泌的IL-4誘導(dǎo)免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換為IgG1和IgE，Th2細胞分泌的TGF-β可誘導(dǎo)免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換為IgG2b和IgA，Th1細胞分泌的IFN-γ可誘導(dǎo)免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換為IgG2a和IgG3?？傊?，CD4+T細胞是參與生發(fā)中心B細胞活化反應(yīng)的必要因素。

2.2 生發(fā)中心中抗體多樣性形成的遺傳基礎(chǔ)

免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）多樣性的產(chǎn)生取決于Ig基因座中的4種遺傳改變機制，即VDJ重組、SHM、基因轉(zhuǎn)換（gene conversion，GC）和CSR。在骨髓中，B淋巴細胞祖細胞完成VDJ重組，通過重組激活基因（recombination activating genes，RAG）1、2調(diào)控特異位點進行重組，并與B淋巴細胞分化同時進行[16-17]。VDJ重組產(chǎn)生大量的免疫球蛋白，包括可識別低水平抗原的免疫球蛋白。成功完成VDJ重組的所有B淋巴細胞均在表面表達IgM并遷移至次要淋巴器官，遇到抗原而被激活[18]?？乖碳谏l(fā)中心活化B細胞并誘導(dǎo)后續(xù)3種類型的遺傳改變[19-20]。目前研究發(fā)現(xiàn)，激活誘導(dǎo)的胞苷脫氨酶（activation-induced cytidine deaminase，AID）對 CSR 和 SHM 必不可少[21]。生發(fā)中心B細胞表達高水平的AID，AID將SHM期間Ig可變區(qū)基因外顯子中的胞嘧啶脫氨為尿苷（U），或CSR期間S區(qū)中的胞嘧啶脫氨成尿嘧啶，造成鳥嘌呤（U/G）錯配，隨后可以通過常規(guī)的切除修復(fù)（base excise repair，BER）或錯配修復(fù)（mismatch repair，MMR）高保真地修復(fù)U/G病變（即C/G）[22]。在此過程中，B細胞依賴2個獨特的機制保護其基因組的完整性，即AID的選擇性定位和基因特異、高保真的尿嘧啶修復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，AID能夠脫去大部分表達基因上的氨基。正常人B細胞SHM靶基因包括免疫球蛋白基因（BCL6、FAS、CD79A、CD79B）和腫瘤基因（Myc、Pim1、Pax5、Ocab、H2afx、Rhoh 和 Ebf1）[23]。AID在整個基因組范圍內(nèi)廣泛地起作用，在高保真的修復(fù)和易錯的修復(fù)之間達到某種平衡，從而完成最終的突變。通過以上機制，B淋巴細胞產(chǎn)生多種多樣的Ig分子，使機體在復(fù)雜多變的環(huán)境中以相應(yīng)的特異性抗體抵抗外界的抗原物質(zhì)。

2.3 生發(fā)中心反應(yīng)產(chǎn)生和維持的分子機制

淋巴細胞發(fā)育需要細胞因子和轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用，通過轉(zhuǎn)錄因子正向和負向調(diào)節(jié)進而控制基因表達。B細胞在生發(fā)中心亮區(qū)向漿細胞的終末分化過程也是一系列基因協(xié)調(diào)表達的結(jié)果，其轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)的網(wǎng)絡(luò)控制B細胞內(nèi)的基因表達，決定B細胞亞群類別和發(fā)育途徑。

在細胞水平，生發(fā)中心B細胞不斷地在暗區(qū)和亮區(qū)之間遷移，此過程由趨化因子CXCR4和CXCR5驅(qū)動。與B細胞分化密切相關(guān)的2種特殊細胞FDC和Tfh也具有運動性。此外，各種轉(zhuǎn)錄因子的高度調(diào)控也使得生發(fā)中心一直處于動態(tài)變化之中[24]。經(jīng)過B細胞在生發(fā)中心暗區(qū)與亮區(qū)中反復(fù)增殖及多樣化和選擇循環(huán)，生發(fā)中心產(chǎn)生了高親和力漿細胞和記憶B細胞。在分子水平，c-Myc在生發(fā)中心循環(huán)過程中發(fā)揮重要作用。c-Myc只在一小部分生發(fā)中心亮區(qū)B細胞中表達，該細胞富含高親和力的BCR，可通過加強與Tfh之間的相互作用從而導(dǎo)致其重新進入暗區(qū)并刺激細胞分裂增殖[25]。此外，趨化因子受體CXCR4是Foxo1靶標之一[26]，F(xiàn)oxo1通過下調(diào)CXCR4引起暗區(qū)的缺失，繼而造成生發(fā)中心循環(huán)過程受阻。研究證實，即使提供足夠的T細胞，F(xiàn)oxo1缺失的生發(fā)中心B細胞增殖能力也會變?nèi)?。除CXCR4外，F(xiàn)oxo1還參與上調(diào)B細胞轉(zhuǎn)錄激活因子（B cell activating transcription factor，BATF）。BATF的缺失同樣導(dǎo)致了生發(fā)中心的破壞[27]。

在成熟的B細胞分化過程中，B細胞淋巴瘤因子 6（B-cell leukemia/lymphoma 6，BCL6）基因的表達受到嚴格調(diào)節(jié)，而BCL6蛋白的表達則局限于生發(fā)中心的分化階段。BCL6的表達對于生發(fā)中心的形成是必需的，研究發(fā)現(xiàn)BCL6可以直接抑制超過1000個靶基因表達[28]，其中包括DNA損傷、細胞周期調(diào)控和其他進程的靶基因（如ATR、TP53、CDKNIA），進而促進 Ig親和力成熟。另外，BCL-6還可直接或間接地抑制B淋巴細胞誘導(dǎo)成熟蛋白1（B lymphocyte induced maturation protein 1，BLIMP1）的表達，從而阻斷生發(fā)中心B細胞的進一步分化。

2.4 生發(fā)中心反應(yīng)的能量調(diào)控機制

生物體內(nèi)各種物質(zhì)按照一定規(guī)律不斷進行新陳代謝，為生命活動提供能量。在種類多樣的免疫細胞中，物質(zhì)和能量代謝在維持自身和機體穩(wěn)態(tài)過程中也不可或缺，免疫細胞需要大量的能量和中間代謝物來滿足生物合成的需要，從而在短時間內(nèi)完成增殖、活化，進而發(fā)生免疫應(yīng)答。同時，能量代謝對于免疫細胞的功能和表型也具有重要影響。代謝重編程是免疫細胞活化的重要特征[29]。例如，巨噬細胞極化與鐵代謝和脂質(zhì)代謝密切相關(guān)[30]；同樣，DC和T細胞在活化后的葡萄糖和氨基酸代謝也發(fā)生了變化[31]。處于靜息狀態(tài)的淋巴細胞對葡萄糖需求很低，大部分ATP通過氧化磷酸化獲得，而淋巴細胞在激活后葡萄糖代謝明顯增強。這一過程對于免疫細胞生長和增殖以及產(chǎn)生表達蛋白質(zhì)是必要的[32]。生發(fā)中心反應(yīng)是高度活躍的過程，需要大量ATP提供能量。研究證明，受到抗原刺激后，B淋巴細胞的能量代謝會發(fā)生快速變化，以提供支持生長所必需的ATP和合成代謝前體。B淋巴細胞通過迅速增加BCR活化后的葡萄糖攝取和糖酵解來供能?；罨腂細胞上調(diào)細胞表面葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白1（glucose transporter type 1，Glut1）的表達并增加細胞的葡萄糖利用率，該反應(yīng)依賴于磷脂酰肌醇3-激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI-3K）/Akt信號通路的誘導(dǎo)活化[33]。此外，缺乏PI-3K調(diào)節(jié)亞基p85α的B細胞可以通過IL-4介導(dǎo)葡萄糖攝取、Glut1表達和糖酵解。IL-4主要通過Stat6依賴性途徑調(diào)節(jié)葡萄糖能量代謝反應(yīng)[34]。

總之，B淋巴細胞可通過代謝重編程加快消滅病原體，而能量代謝產(chǎn)物可以影響免疫細胞的分化和功能，彼此形成復(fù)雜的相互調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)。

3 生發(fā)中心活化異常與免疫相關(guān)疾病

生發(fā)中心在維持免疫系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要功能。生發(fā)中心B淋巴細胞活化異常和漿細胞生成缺陷，都會造成無法產(chǎn)生有效的抗體和建立長期記憶反應(yīng)，導(dǎo)致機體遭受病原體的反復(fù)感染，甚至導(dǎo)致惡性腫瘤（如淋巴瘤）的產(chǎn)生[35]。美國五大常見癌癥之一霍奇金淋巴瘤（Hodgkin lymphoma，HL）就是由B細胞生發(fā)中心反應(yīng)失調(diào)所引發(fā)。HL是淋巴瘤的常見類型，發(fā)病常侵犯于淋巴結(jié)。研究證明HL的特征性RS細胞（Hodgkin Reed-stainberg，HRS）具有B細胞性質(zhì)，并且原代HRS細胞也經(jīng)歷VDJ重排、SHM、CSR這些僅在抗原激活的B細胞中發(fā)生的過程，這表明這種淋巴瘤來自成熟的生發(fā)中心。此外，參與生發(fā)中心反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子異常也會調(diào)節(jié)B細胞淋巴瘤的發(fā)生發(fā)展。BCL6在建立B細胞的生發(fā)中心表型中具有關(guān)鍵作用，而大多數(shù)淋巴瘤都依賴BCL6維持生存和增殖，甚至可能逃避免疫的監(jiān)視。許多與淋巴瘤發(fā)生相關(guān)的基因點突變具有增強BCL6致癌功能或克服其某些腫瘤抑制作用的共性[36]。研究證明，約30%的彌漫性大B細胞淋巴瘤（diffuse large B cell lymphoma，DLBCL）存在BCL6基因的表達異常，BCL6基因易位和突變改變了其啟動子調(diào)節(jié)模式從而導(dǎo)致其異常表達[37]。生發(fā)中心反應(yīng)中含有豐富的基因點突變和克隆多樣性，因此衍生的淋巴瘤主要來自基因突變，AID可在基因組的許多位置觸發(fā)突變，大大增加了基因組由于SHM而積累大量突變的可能性。如果這些突變在錯配和堿基剪切修復(fù)的共同作用下得到修復(fù)則不會形成腫瘤，但仍有約25%的基因沒有得到上述2種機制的完全保護，因此其突變在生發(fā)中心B細胞會不斷累積，最終造成淋巴瘤的發(fā)生。

4 結(jié)語

B淋巴細胞在生發(fā)中心的反應(yīng)十分復(fù)雜，T細胞的輔助功能、抗體多樣性的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控、能量供應(yīng)等一系列因素異常都會造成B細胞活化出現(xiàn)問題，從而使B細胞不能產(chǎn)生高效抗體抵抗病原體，進而影響機體健康。近年來人們對免疫性疾病的關(guān)注度越來越高，免疫治療儼然成為臨床治療的新趨勢。針對淋巴細胞活化機制采取相應(yīng)的免疫治療手段是未來該領(lǐng)域的聚焦方向，但目前關(guān)于B細胞在生發(fā)中心的活化機制仍然存在很多疑問，提示我們從多個方向?qū)ιl(fā)中心反應(yīng)機制進行探索研究值得格外關(guān)注。