抗原呈递(Antigen Presentation)是免疫系统中由专业抗原呈递细胞(APCs)将抗原加工处理后,通过主要组织相容性复合体(MHC)分子呈递给T细胞的一种关键免疫机制。它在适应性免疫反应的启动中起着核心作用。
抗原呈递的主要步骤: 1) 抗原摄取 - 专业抗原呈递细胞(如树突状细胞、巨噬细胞、B细胞)通过吞噬作用、胞饮作用或受体介导的内吞作用摄取外源性或内源性抗原。2) 抗原加工: 外源性抗原在内体/溶酶体中被酶降解为小肽,内源性抗原在胞浆中通过蛋白酶体降解,并通过TAP(抗原肽转运体)转运到内质网。3) MHC分子结合: MHC I类分子主要呈递内源性抗原,与CD8+细胞毒性T细胞相互作用,MHC II类分子主要呈递外源性抗原,与CD4+辅助性T细胞相互作用。4) 抗原肽与MHC分子结合后通过囊泡运输到细胞表面,形成稳定的抗原-MHC复合物。
T细胞通过T细胞受体(TCR)识别抗原-MHC复合物,结合共刺激信号启动免疫反应。
主要抗原呈递细胞(APCs)主要包括 树突状细胞(最强的抗原呈递细胞,负责启动初次免疫反应)、巨噬细胞(在炎症环境中摄取抗原并激活T细胞)、和B细胞(通过特异性抗原受体BCR摄取抗原,并与CD4+辅助性T细胞相互作用)。
抗原呈递的重要性
启动适应性免疫反应:通过激活T细胞,诱导体液免疫和细胞免疫。
免疫耐受:通过特定抗原呈递途径调节免疫系统,防止自身免疫反应。
肿瘤免疫和疫苗开发:有效抗原呈递是肿瘤抗原识别和免疫疫苗的关键。
肿瘤细胞的抗原呈递是肿瘤免疫学中的关键环节,涉及免疫系统识别和应对肿瘤细胞的过程。尽管肿瘤细胞本身可以呈递抗原,但其呈递能力通常被抑制或不完全,进而影响免疫系统对肿瘤的清除。
肿瘤抗原的类型: 1) 肿瘤特异性抗原(Tumor-Specific Antigens, TSAs)仅在肿瘤细胞中表达,不在正常细胞中存在。例如:由突变基因产生的异常蛋白(如突变的p53、Ras)。2) 肿瘤相关抗原(Tumor-Associated Antigens, TAAs)在正常组织中低表达,但在肿瘤中高表达。例如:癌胚抗原(CEA)、α-胎蛋白(AFP)、黑色素瘤抗原(MART-1)。
肿瘤抗原的呈递机制: 1). 内源性抗原呈递(MHC I类途径),肿瘤抗原被肿瘤细胞内部的蛋白酶体降解为短肽。抗原肽通过TAP(转运相关蛋白)进入内质网,与MHC I类分子结合。形成的MHC I-抗原肽复合物运输到肿瘤细胞表面,被CD8+细胞毒性T细胞识别,从而触发杀伤反应。2). 外源性抗原呈递(MHC II类途径),肿瘤抗原被树突状细胞或巨噬细胞等抗原递呈细胞(APCs)摄取后降解。抗原肽与MHC II类分子结合,呈递给CD4+辅助性T细胞,激活体液免疫和其他免疫效应机制。3). 交叉呈递(Cross-Presentation),肿瘤抗原由APCs摄取后,通过MHC I类分子途径呈递给CD8+ T细胞。交叉呈递对于激活初始T细胞尤其重要,是抗肿瘤免疫的关键机制。
肿瘤抗原呈递的障碍: 1) 肿瘤细胞的MHC表达缺失,某些肿瘤细胞通过下调MHC I类分子或TAP表达,逃避免疫识别。2) 抗原加工与呈递的抑制,肿瘤微环境中的抑制性细胞因子(如TGF-β、IL-10)干扰抗原呈递。3) 免疫逃逸机制,肿瘤细胞通过表达PD-L1等免疫检查点分子,抑制T细胞功能。4) 免疫编辑: 肿瘤进化过程中通过选择性压力,丢失强免疫原性的抗原,从而逃脱免疫监视。