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B細胞

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B細胞
電子顯微鏡下的人類B細胞
B淋巴細胞是免疫系統細胞，形成記憶細胞，在未來的感染時，更快產生抗體
基本資訊
系統免疫系統
標識字符
拉丁文lymphocytus B
MeSHD001402
FMAFMA:62869
《顯微解剖學術語（英語：Anatomical terms of microanatomy）》
B細胞的一個3D演示

B細胞（英語：B cell），也稱B淋巴球（B lymphocyte），是白血球中一種淋巴細胞的亞型[1]。B細胞屬於後天免疫系統的體液免疫，作用為分泌抗體[1]。此外，B細胞能呈現抗原（也屬於抗原呈遞細胞）並分泌細胞激素[1]。哺乳動物的B細胞在骨髓中成熟，骨髓位於多數骨骼的核心[2]。鳥類的B細胞在腔上囊（Bursa of Fabricius）中成熟，腔上囊是一種淋巴器官[2]，「B」其實是指腔上囊，而不是一般認為的骨髓（Bone marrow）。

發育

它來源於骨髓中的造血幹細胞[3]，在骨髓中成熟，在體液免疫中產生抗體，起到重要作用。當遇到抗原時，會分化成核比例較大的漿細胞。漿細胞的細胞質中且會出現一些顆粒，這些顆粒容易被甲基藍等天青染料所染色，同時會出現抗體，表現在細胞膜或釋放出去。另一部分B細胞經過抗原激活後並不成為漿細胞，而是成為記憶B細胞。當再次遇到相同抗原時，記憶B細胞能迅速作出反應，大量分化增殖。

B細胞在骨髓中需要經過兩輪篩選才能夠發育為正常的B細胞。第一輪陽性選擇與抗原反應無關，是針對B細胞受體（BCR）以及其前體pre-BCR的。如果這些受體不能很好地結合它們的配體，B細胞就會停止發育。[4]第二輪陰性選擇則是檢查B細胞與自身抗原的結合力，如果結合力過強，B細胞就會凋亡[5]。陰性選擇確保了免疫耐受的狀態，使得B細胞不會對自體抗原發生免疫反應[6]。

為了完成發育，非成熟B細胞需要從骨髓遷移到脾臟，完成過渡期。B細胞的過渡期分為T1和T2期[7]。從B細胞離開骨髓到它們遷入脾臟，這段時間的B細胞屬於T1期B細胞。而T1期B細胞將在脾臟中發育為T2期B細胞[8]。取決於它們通過BCR和其他受體接收到的信號，T2期B細胞既可以分化為濾泡（FO）B細胞，也可以分化為邊緣區（MZ）B細胞[9]。一旦分化完成，它們就被視為成熟（mature）B細胞，或者說初級（naive）B細胞[8]。

活化

B細胞活化發生在次級淋巴器官，例如脾臟和淋巴結[1]。在B細胞離開骨髓，隨着血流遷移到次級淋巴器官的過程中，會始終接收來自淋巴循環的抗原[10]。在次級淋巴器官內，當B細胞通過BCR結合抗原時，B細胞活化就開始了[11]。雖然B細胞活化的詳細機理尚未解明，但是有觀點認為其符合類似T細胞活化的動力學模型。即在靜息狀態下細胞膜上的BCR處於磷酸化和去磷酸化的平衡中，而B細胞與抗原呈遞細胞的接觸將使平衡往BCR磷酸化的方向傾斜，從而起始B細胞的活化。在3類B細胞中，濾泡B細胞更傾向於發生依賴T細胞的活化，而邊緣區B細胞和B1細胞更傾向於發生不依賴T細胞的活化[12]。

細胞表面受體CD21（英語：Complement receptor 2）、CD19和CD81（英語：CD81）可以組成B細胞共受體複合物，而CD21的表達可以增強B細胞的活化[13]。 當BCR結合了一個與C3（英語：Complement component 3）補體蛋白片段的抗原時，CD21可以與補體C3（英語：Complement component 3）結合，激活CD19和CD81的下游信號，從而使細胞更容易被活化[14]。

依賴T細胞的活化

包括蛋白質抗原的一部分抗原，必須依賴T細胞才能活化B細胞，這類抗原稱為T細胞依賴（TD）抗原。這類抗原無法在缺少T細胞的機體內引發體液免疫反應。這類抗原引發的免疫反應往往需要幾天時間，產生的抗體相對於不依賴T細胞的反應，親和力更高，功能也更廣泛[2]。

TD抗原和BCR結合後，就會被B細胞胞吞進入細胞內。這些抗原被切割為片段後，以和MHC-II分子（英語：MHC class II）結合的狀態回到細胞膜上[15]。輔助T(TH)細胞，特別是濾泡輔助T(TFH)細胞，將會以自身的T細胞受體(TCR)識別B細胞表面結合了抗原片段的MHC-II分子[16]。TCR成功識別結合MHC-II分子後，T細胞將在細胞表面表達CD40L（英語：CD154）蛋白質，並分泌白血球介素-4和白血球介素-21（英語：Interleukin 21）等細胞激素。CD40L和B細胞表面CD40分子的結合對B細胞活化是必要的。這一過程將促進B細胞增殖、免疫球蛋白類型轉換、體細胞超突變、以及T細胞發育和分化。來自T細胞的細胞因子也發揮類似的作用。一旦B細胞接受了上述來自T細胞的信號，這個B細胞就被認為是活化了[16]。

活化後的B細胞將分化為提供快速保護的短壽命漿母細胞，以及提供長期保護的長壽漿細胞和記憶細胞[12]。分化的第一步發生在淋巴結濾泡外的次級淋巴器官，在這一步分化中，活化B細胞增殖，可能發生免疫球蛋白類型轉換，最終分化成漿母細胞，分泌的抗體類型主要是結合力相對較弱的IgM[17]。第二步分化中，活化B細胞將進入淋巴結濾泡並形成生發中心。生發中心是專門適應B細胞增殖分化的微環境，B細胞在其中大量增殖，發生免疫球蛋白類型轉換，並在體細胞超突變中完成親和力成熟（英語：Affinity maturation）[18]。生發中心中的TFH細胞能加速這項工程，並最終產生具有高親和力和較長壽命的記憶細胞和漿細胞[12]。這些可以分泌大量抗體的漿細胞可能留在次級淋巴器官中，但更有可能會遷移回骨髓。

不依賴T細胞的活化

包括外源多糖和未甲基化CpG DNA在內的T細胞非依賴抗原，即使在缺少T細胞的機體內也可以活化B細胞，引發體液免疫反應[12]。這樣的免疫反應相對來說更快速，但是產生的抗體親和力相對較低，功能也相對局限[2]。

TI抗原也需要一些額外信號來完成對B細胞的活化，這些額外信號可能是B細胞上Toll樣受體對常見微生物組分的識別，也可能是細菌表面重複抗原表位造成的B細胞表面BCR廣泛交聯[2]。被TI抗原活化的B細胞將在濾泡外的次級淋巴器官中增殖，經過可能的免疫球蛋白類型轉換，最終分化為提供快速短時防護的漿母細胞，以及一部分長壽漿細胞[19]。

記憶B細胞活化

記憶B細胞在識別到特定抗原後活化，這一抗原的種類在其最初分化時就已決定[20]。一些記憶B細胞不需要T細胞的幫助就可以被活化，例如某些病毒特異性記憶B細胞；但是其他的記憶B細胞仍然需要T細胞的幫助才能活化[21]。和初次免疫反應類似，記憶B細胞的BCR結合特定抗原後，抗原就會被B細胞胞吞加入細胞內。這些抗原被切割為片段後，以和MHC-II分子結合的狀態回到細胞膜上。對同一個抗原有記憶的記憶輔助T(TH)細胞，特別是濾泡記憶輔助(TFH)細胞，將會以自身的TCR識別記憶B細胞表面結合了抗原片段的MHC-II分子。相似的，在此之後，經過接受T細胞的信號轉導，活化的記憶B細胞將在濾泡外增殖分化為漿母細胞和漿細胞，或者在生發中心內分化成漿細胞和記憶細胞。在第二次免疫反應中，記憶B細胞是否會在生發中心進行進一步的親和力增強尚不明確[20]。

B細胞分類

  • 漿母細胞：一種壽命較短，可增殖，可分泌抗體的B細胞。產生於免疫反應早期，其分泌的抗體相對於漿細胞而言親和力較低[2]。
  • 漿細胞：一種壽命較長，不再增殖，可分泌抗體的B細胞。有證據表明，初級B細胞分化到漿細胞的過渡階段與漿母細胞類似。相對於漿母細胞，漿細胞由於在生發中心中完成了親和力成熟過程，分泌的抗體親和力較高，分泌抗體的量也更多[12]。
  • 淋巴漿細胞樣細胞：一種具有漿細胞特徵的B細胞。這種細胞類型出現於前期或惡性漿細胞惡病質（英語：Plasma cell dyscrasias），與IgM的過度分泌相關[22]。
  • 記憶B細胞：一種壽命很長，處於休眠期的B細胞。它們在血液中循環，一旦遇到其原來分化來的B細胞曾識別的特定抗原，就可以起始快速而強力的免疫反應[21]。
  • B-2細胞：
    • 濾泡(FO)B細胞：有時也稱為B-2細胞。最常見的一類B細胞，除了在血液中，主要存在於次級淋巴器官的濾泡內。免疫反應中高親和力的抗體主要是它們的功勞。
    • 邊緣區(MZ)B細胞：主要在脾臟的邊緣區被發現。由於脾臟的邊緣區的血流量很高，它們是對抗血源性病原體的第一道防線[23]。相對而言更容易發生不依賴T細胞的B細胞活化[12]。
  • B-1細胞：發育途徑不同於濾泡B細胞和邊緣區B細胞。在小鼠體內，它們主要存在於胸膜腔和腹膜腔，生產天然抗體（在無感染的情況下產生的抗體），抵抗粘膜病原體，主要發生不依賴T細胞的B細胞活化。在人體內尚未找到和小鼠B-1細胞真正同源的細胞群，但是有和B-1細胞類似的細胞群存在[24]。
  • 調節B細胞（英語：Regulatory B cell）：一類免疫抑制細胞，通過分泌IL-10、IL-35和TGF-β來抑制病理性、促炎症的淋巴細胞擴增。同時，它們也通過影響T細胞的分化，來促進調節T(Treg)細胞的產生。尚未有統一的Breg細胞特徵被闡明，但是多種具有類似功能的Breg細胞亞群已在人類和小鼠中被發現。關於這些Breg細胞亞群之間的關係，以及Breg細胞的分化途徑，現在仍然有待研究。[25]有證據表明任何類型的B細胞都可能在炎症信號的刺激下分化為Breg細胞[25]。
  • 漿細胞樣樹突狀細胞：一類特殊的樹突狀細胞，具有漿細胞的特徵，但其功能是生產出大量的細胞因子來激活免疫系統並提醒周圍細胞

相關疾病

異常B細胞識別自身抗原，並分泌攻擊自身組分的抗體時，可能導致自體免疫病。與B細胞異常相關的自體免疫病包括硬皮病、多發性硬化、系統性紅斑狼瘡、一型糖尿病和類風濕性關節炎[26]。

B細胞及其前體的惡性轉化可以引發癌症，包括B細胞慢性淋巴細胞白血病、急性淋巴性白血病、毛細胞白血病（英語：Hairy cell leukemia）、濾泡性淋巴瘤（英語：Follicular lymphoma）、非霍奇金淋巴瘤、霍奇金淋巴瘤。漿細胞的惡性病變則包括多發性骨髓瘤、華氏巨球蛋白血症（英語：Waldenström's macroglobulinemia）、以及某些形式的澱粉樣變性[27]。

參見

參考文獻

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