B细胞占外周血淋巴细胞的5%~15%,从形态上难以与T细胞相区分.然而,B细胞可根据其表面免疫球蛋白分为不同的表型(sIgM存在于未成熟的B细胞上；sIgM和sIgD存在于成熟未经刺激的B细胞上；sIgG,sIgA或sIgE见于经转换的B细胞上),也可根据CD19,CD20,CD21(CR2),CD49C ,CD72和CD80分型.B细胞也表达MHCⅡ类产物和其他不同的CD抗原,此种CD抗原对B细胞并不特异.在淋巴结B细胞可见于包膜下外层皮质区的初级和次级滤泡和髓索中；在脾脏,它见于边缘区和滤泡.
B细胞似乎按一定的顺序发育,在骨髓,从骨髓干细胞开始,经早期和后期早B细胞期(有D-J重链基因重排),前B细胞期(有V-DJ重链基因成功地重排和出现胞浆和细胞表面的μ链),最后成为未成熟的B细胞(有V-J轻链重排以及在细胞表面出现IgM).在这个发育过程中抗原所起的作用还不清楚,但抗原与未成熟B细胞相互反应会导致克隆的灭活或耐受性.未经灭活的未成熟B细胞继续发育为成熟的未经刺激的B细胞,然后离开骨髓进入周围淋巴样器官.在这些器官未经刺激的B细胞与sIgG和外源性抗原相反应转变为淋巴母细胞,经最后分化,B细胞成为分泌单一类型抗体的浆细胞.
在周围组织的B细胞已能应答小量的抗原,这种最初的抗原与B细胞相互的反应,称之为初级免疫应答.B细胞在应答抗原时经历了分化和克隆增殖,有些成为记忆细胞,其他的分化为成熟的可合成抗体的浆细胞.初级免疫应答的主要特征是在抗体出现前有一个潜伏期,所产生的仅是小量的抗体,最初为IgM,以后是不同类型免疫球蛋白的转换(由T细胞辅助),由IgM转至成为IgG,IgA或为IgE.并产生了许多将能与相同抗原起应答的记忆细胞.
第二次(回忆或加强)免疫应答发生在再次遭遇相同抗原时,它的主要特征是B细胞快速增殖,快速分化为成熟的浆细胞,并迅速地产生大量的抗体,主要是IgG,并释放至血和其他组织,在这些地方遭遇抗原,并有效地与之起反应.
IgM,IgG和IgA均可应答相同的抗原.因而,从单一的成熟的未受刺激的B细胞可分化为一个B细胞系,它们按遗传顺序合成对单一抗原的特异性抗体,并能产生每种免疫球蛋白(如IgM,IgG,IgA)的代表性克隆.
B细胞以T细胞依赖或T细胞非依赖方式应答抗原.T细胞非依赖性抗原(如肺炎球菌多糖,大肠杆菌脂多糖和聚乙烯吡咯酮)具有高分子量伴直接重复排列的抗原决定簇,并可很好地抵抗体内酶的降解.T细胞非依赖性抗原主要引起一种IgM的应答.
大多数自然的抗原是依赖T细胞和需经抗原提呈细胞(APC)提呈抗原.这些抗原提呈细胞提呈抗原给T和B两种细胞.T细胞释放细胞因子使B细胞通过制备抗体应答抗原.在抗原刺激B细胞的过程中,会发生从产生IgM转换至产生IgG.这种转换依赖于辅助T细胞(TH),并需不同的TH细胞亚类和特异的细胞因子.例如,从IgM转换至IgE需IL-4或IL-13.
抗原和抗体
抗原的结构和抗原性 抗原是一种能引起特异性免疫应答的物质.一旦抗体形成,就能与特异性抗原相结合,抗体所识别的抗原结合点是一些在大分子(如蛋白质,多糖类和核酸)表面的特异性构型(表位或抗原决定簇).一种抗原至少存在一个表位所组成的分子.由于在每个分子表面上的抗原与抗体配对区相对地大,需借助强的吸引力将抗原和抗体的结合点彼此间紧密地安置在一起.当一些抗原表面的决定簇与原来抗原决定簇十分类似,相同的抗体分子也能与这些抗原交叉地反应.
免疫原性物质(抗原)是指能被免疫系统识别为异物(非己)以及分子量足够大的物质.半抗原是指一种物质其分子量小于抗原,能与抗体特异性反应,但不能诱导抗体的形成,除非将其吸附在其他的分子,通常是一种蛋白质(载体蛋白),例如青霉素是一种能吸附在白蛋白上的半抗原.
抗体结构(图146-3) 抗体就是免疫球蛋白(Ig),具有特别的氨基酸序列和三维结构,可与抗原的互补结构相结合.虽然所有的Ig均可能是抗体,通常不可能知道每个Ig所针对的抗原.抗原与抗体的反应起着一种特异的作用,可保护宿主对抗病毒,细菌和其他致病原.在血浆蛋白的γ球蛋白中Ig占了大多数.
各种免疫球蛋白具有明显的异质性,能与几乎无限制数量的抗原相结合,还有着相同的特性.在每类Ig中,单体的Ig有相类似的结构：每个分子由4条肽链组成,即2条相同的重链和2条相同的轻链.每条重链的分子量大约为50000道尔顿至70000道尔顿.而每条轻链的分子量大约为23000道尔顿.二硫键连接这些分子形成通常所识别的Y形构型.
Y形的Ig分子分成可变区(V)和恒定区(C).可变区位于Y臂的远端,因在此区的氨基酸呈高度差异而得名.这些变化的氨基酸决定了Ig结合抗原的能力.恒定区邻近抗原结合区,含有相对恒定的氨基酸序列,但是对每一类免疫球蛋白来说此种序列是不同的［见上文特异性(获得性)免疫］.
在可变区内高度可变部位含有独特型决定簇,自然的抗体(抗独特型抗体)能与之结合.抗独特型抗体与它的独特型决定簇相结合在调节B细胞应答中十分重要.相反,在恒定区的同种异型决定簇可产生抗同种异型的抗体,它具有类的特异性.每个B细胞克隆会产生它自己特殊的Ig,具有特异的氨基酸序列,可与特定的抗原构型相结合.然而,一个B细胞可转换Ig分子的类别,但仍保留轻链区和可变区.例如,一个表达IgD-κ和IgM-κ的B细胞可转换为表达IgG-κ的细胞；这种B细胞仍继续表达相同的可变区,因而具有相同的抗原特异性.
应用蛋白溶解酶可使抗体分子成片段,以此研究其结构和有关的功能(图146-3).木瓜蛋白酶可将Ig断裂为两个单价的Fab(结合抗原)片段和一个Fc(可结晶)片段.Fab由一个轻链和一个重链的片段组成,它包括了Ig分子的可变区(结合点)；Fc含有恒定区的大部分,此片段可激活补体,并结合至吞噬细胞上的Fc受体.胃蛋白酶可产生一个称为F(ab)′2的片段,它由2个Fab和由二硫键相连重链的一部分组成.