抗原呈递
抗原呈递(Antigen Presentation)是机体免疫应答的启动核心,是指抗原呈递细胞(APC)将摄取的内源性或外源性蛋白质降解为抗原肽片段,并将其与主要组织相容性复合体(MHC)结合,表达于细胞表面供 T细胞 识别的过程。这一过程构成了先天性免疫与获得性免疫之间的关键桥梁。抗原呈递的效率与精确性直接决定了机体对病原体清除及对肿瘤细胞监控的能力。在临床医学中,增强肿瘤抗原的呈递是开发肿瘤疫苗和提升免疫检查点抑制剂疗效的重要突破口。
分子机制:双重呈递路径与交叉识别
机体通过两套平行的分子系统来区分处理“自我”与“非我”的信号,以实现精准打击:
- 内源性抗原呈递(MHC I 路径): 主要处理胞质内的抗原(如病毒蛋白或肿瘤新抗原)。蛋白质在蛋白酶体内降解,经 TAP 转运体进入内质网与 MHC I 类分子结合,最终呈递给 CD8+ 细胞毒性 T 细胞。这是肿瘤免疫监控的核心。
- 外源性抗原呈递(MHC II 路径): 由专职 APC(如树突状细胞 DC)通过吞噬作用摄取外部病原体。在溶酶体内降解后与 MHC II 类分子结合,呈递给 CD4+ 辅助性 T 细胞,启动广泛的免疫协作。
- 交叉呈递(Cross-presentation): 一种特殊的机制,允许 DC 将摄取的外源性肿瘤抗原通过 MHC I 类路径呈递给 CD8+ T 细胞。这是启动初次抗肿瘤 T 细胞应答的先决条件。
临床景观:抗原呈递障碍与相关病理
| 临床现象 | 分子特征 | 临床意义 |
|---|---|---|
| 肿瘤免疫逃逸 | MHC I 类分子下调或 B2M 突变 | 常见于晚期肺癌、结直肠癌。由于抗原无法呈递,T 细胞无法识别肿瘤,导致对 PD-1 抑制剂 产生原发性耐药。 |
| 自身免疫性疾病 | 特定 HLA 等位基因高度关联 | 如 HLA-B27 与强直性脊柱炎。特定的 MHC 结构会错误地将“自抗原”呈递给 T 细胞。 |
| 病毒感染 (如 HIV) | 病毒蛋白干扰 TAP 转运 | 病毒进化出干扰抗原加工的机制,使感染细胞免于被免疫系统探测。 |
治疗策略:增强呈递以激活免疫
- 个性化肿瘤疫苗(Neoantigen Vaccine):
通过测序筛选患者的高频率新抗原,体外合成后回输,旨在人为强化抗原呈递过程,诱导产生高质量的杀伤性 T 细胞。 - 溶瘤病毒与 Toll 样受体激动剂:
通过诱导肿瘤细胞免疫原性死亡(ICD),释放大量肿瘤关联抗原,并改善 TME 的呈递效率。 - DC 细胞治疗:
体外载入肿瘤抗原的 DC 细胞回输(如 Sipuleucel-T),直接执行高效的交叉呈递任务。
关键关联概念
- MHC (主要组织相容性复合体): 呈递过程中的“展示托盘”。
- 树突状细胞 (DC): 免疫系统中最强效的“呈递专家”。
- T细胞激活: 抗原呈递成功的直接生物学结果。
- 免疫突触: APC 与 T 细胞进行抗原交换的物理接触平台。
学术参考文献与权威点评
[1] Blum JS, et al. (2013). Pathways of antigen processing. Annual Review of Immunology.
[学术点评]:该综述详尽阐述了内源性与外源性呈递路径的生化细节,是抗原呈递领域的经典参考。
[2] Rock KL, et al. (2014). Present yourself! By MHC class I and MHC class II molecules. Trends in Immunology.
[学术点评]:重点讨论了交叉呈递机制及其在抗肿瘤免疫中的核心价值。
[3] Banchereau J, Steinman RM. (1998). Dendritic cells and the control of immunity. Nature.
[学术点评]:诺贝尔奖得主 Steinman 的奠基之作,明确了树突状细胞作为抗原呈递中枢的功能地位。