人教版高中生物学选择性必修1教材中关于特异性免疫过程的知识改动较大,如增加了抗原呈递细胞(APC)的概念,明确APC将抗原信息呈递给其他免疫细胞,将T细胞更具体地分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞,明确细胞免疫中也有辅助性T细胞的参与,将“淋巴因子”改为“细胞因子”等。在教学过程中,对各种免疫细胞的具体分析有助于学生深入理解各种免疫细胞的主要功能,引导学生深入思考,提高科学探究能力。特异性免疫新教材相比于旧教材,引入了一个新的T细胞分类,分为辅助性T细胞和细胞毒性T细胞,对比新旧教材中体液免疫和细胞免疫的具体过程,可以发现B细胞和细胞毒性T细胞依然保留着有效应细胞和记忆细胞两种,但是对于辅助性T细胞的具体的变化,除了能够接受抗原呈递细胞呈递的抗原以及分泌细胞因子之外,其他的变化并没有具体的说明,但是学生根据新教材《特异性免疫》课后习题中的图像推测辅助性T细胞也应存在记忆细胞。
那么据图可知辅助性T细胞的变化应该和细胞毒性T细胞的免疫变化过程应该是相似的,结果是真的这样吗?
在《中学生物教学》2023年第三期期刊的论文《免疫调节疑难问题》一文中,我们找到了更加详细清晰的特异性免疫流程图,以此可证明辅助性T细胞确实是可以形成记忆T细胞的。
按照功能可将T细胞分为杀伤性T细胞、辅助性T细胞和调节性T细胞。
杀伤性T细胞,即细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell)。之所以叫细胞毒性T细胞,是因为他杀敌的方式比较特别,一旦他知道自己内部有哪些人接受了叛反的思想,他会果断把这个人干掉,舍弃这个人;相对应地,在免疫系统里,一旦病原体(比如病毒)侵入了细胞,T细胞会直接把这个细胞杀掉,因此得名细胞毒性T细胞。此外,细胞毒性T细胞另外一个神奇的地方在于,当他干掉敌人后,他还会记住敌人,下次当有类似的敌人入侵时,就可以快速地消灭敌人,而这正是通过接种牛痘对抗天花的奥秘所在。为了以示区分,直接发挥杀伤作用的 T细胞成为效应T细胞(effector),而具有特殊记忆的T细胞成为记忆T细胞(memory T cell),它们可在体内存活十年甚至更久。
此外还有辅助性T细胞(Helper T cell, Th),他像是后勤保障人员,大敌当前时,他们可以为其他士兵制造武器,让士兵的杀敌功能变强。在免疫系统中,Th细胞通过分泌各种对其他细胞很有用的细胞因子(白介素2或者干扰素γ)发挥功能。
还有一类是调节性T细胞(T regulatory cell,Treg)。刚才我们提到,一旦敌人潜入城池,这个时候就要有人把敌人揪出来,但是也不能揪错了,把好人认成了坏人,需要有人向纠察官反复核实和确认,而Treg扮演的正是这个角色。
除此之外,教材图4-7讲解细胞免疫时有注明:辅助性T细胞的活化及分泌细胞因子的过程见图4-6。有些学生直接就认为参与细胞免疫的辅助性T细胞和分泌的细胞因子和参与体液免疫是一样的。那么,一样吗?辅助性T细胞简称为Th,未受抗原刺激的初始辅助性T细胞简称为Th0,Th0可以分化为Th1和 Th2等多种辅助性T细胞。影响Th0分化的主要因素是抗原的性质和细胞因子的种类等。在细胞免疫中,侵入宿主细胞的病原体产生的抗原和肿瘤抗原等会诱导Th0向Thl以及IL-4会诱导Th0向Th2分化。Th2直接接触B细胞提供其活化的第二信号,还能分泌Th2型细胞因子。这些细胞因子可促进B细胞的增殖、分化和抗体的生成。体液免疫和细胞免疫都有Th细胞依赖型和Th细胞非依赖型,Th细胞依赖型就需要辅助性T细胞的参与。综上所述,体液免疫和细胞免疫过程中辅助性T细胞的活化过程类似,但是诱导分化的因素不同,分化的方向不同,产生的细胞因子也不同。
参考资料:人教版生物学教材、中学生物学等
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