抗原呈遞細胞處理外源抗原的途徑及激活CD8⁺T細胞的機制

文章來源公眾號：lmmunoUpdate                作者：lmmunoUpdate​

（圖片來源：Cellular and Molecular Immunology）

1. MHC-I 途徑（處理“內(nèi)鬼”）：

   • 對象：內(nèi)源性抗原（在細胞內(nèi)部產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，例如被病毒感染后細胞自身合成的病毒蛋白，或者癌細胞突變的蛋白）。
   • 流程： 細胞內(nèi)的蛋白酶體（絞肉機）把這些蛋白切成小肽段 -> 通過TAP轉(zhuǎn)運蛋白進入內(nèi)質(zhì)網(wǎng) -> 裝載到 MHC-I 分子上 -> 呈遞到細胞表面。
   • 受眾：CD8⁺ T細胞（殺手T細胞）。
   • 信息含義： “我（這個細胞）被感染了，快殺了我！”

2. MHC-II 途徑（處理“外敵”）：

   • 對象：外源性抗原（細胞從外部吞進來的東西，例如細菌、細胞碎片、游離的毒素）。
   • 流程： 細胞通過吞噬/內(nèi)吞作用把抗原吃進來形成內(nèi)體/溶酶體 -> 在酸性環(huán)境下泡并用酶降解 -> 在囊泡內(nèi)裝載到 MHC-II 分子上 -> 呈遞到細胞表面。
   • 受眾：CD4⁺ T細胞（輔助性T細胞）。
   • 信息含義： “我在外面發(fā)現(xiàn)了這個壞東西，大家（B細胞、巨噬細胞等）一起去消滅它！”

• 困境： 如果DC沒有被感染，它的細胞內(nèi)部就不會產(chǎn)生病毒蛋白，因此無法通過經(jīng)典的MHC-I途徑激活CD8⁺殺手T細胞。
• 后果： 免疫系統(tǒng)無法產(chǎn)生專門針對被感染細胞的“殺手大軍”，感染將無法控制。

這就是需要“走后門”的時候了。 免疫系統(tǒng)必須有一種機制，讓DC能夠獲取外部的病毒抗原（比如吃掉一個死掉的被感染細胞），但卻能把這些抗原呈遞給 CD8⁺ T細胞。

這就是交叉呈遞（cross-presentation）[1–3]。

其他 DC 亞群（如 cDC2）以及部分組織巨噬細胞，在特定炎癥環(huán)境或組織部位也能進行交叉呈遞，但效率和條件依賴性往往不如 cDC1，更多像是“兼職保安”。[2,7]

1. 細胞質(zhì)途徑（cytosolic pathway）——繞一圈再回來

   • DC 先通過吞噬/內(nèi)吞把微生物或死亡細胞碎片吃進吞噬體或內(nèi)體。
   • 一部分蛋白質(zhì)通過類似 ERAD 的“泄漏/轉(zhuǎn)運通道”（如 Sec61、Hrd1 等候選分子）被“倒”回細胞質(zhì)中。[3,8]
   • 在細胞質(zhì)里，這些外源蛋白像普通內(nèi)源蛋白一樣被蛋白酶體切割成肽，再通過 TAP 轉(zhuǎn)運到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或特殊的 ER–吞噬體混合結(jié)構(gòu)中，與 MHC I 裝配。[1,3,5]

2. 液泡/囊泡途徑（vacuolar pathway）——“就地消化、原地裝配”

   • 部分情況下，外源抗原不進入細胞質(zhì)，而是在內(nèi)體/溶酶體樣囊泡中被溫和蛋白酶切成肽段。
   • 這些囊泡里可以裝載“回流”來的 MHC I，直接在囊泡內(nèi)完成肽–MHC I 復(fù)合物的組裝，然后運到細胞表面。[3]

要保證“走后門”成功，還有一個關(guān)鍵“暗箱”：不能把抗原一鍋燉爛。cDC1 利用 NADPH 氧化酶 NOX2 往吞噬體里釋放少量活性氧，把囊泡 pH 稍微“堿性化”，減慢蛋白降解速度，既保留足夠抗原，又能生成適合 MHC I 的肽段。[4]

• 對付“躲貓貓”的病毒和腫瘤：很多病毒并不高效感染 DC，腫瘤細胞則常躲在組織深處。DC，尤其是 cDC1，可以吃掉被感染或死亡的細胞殘骸，把其中的抗原交叉呈遞給 CD8⁺ T 細胞，從而在淋巴結(jié)里完成“跨細胞系”的初次激活，這被稱為交叉啟動（cross-priming）。[1,6,8]
• 決定疫苗設(shè)計是否“打在點子上”：很多新一代腫瘤疫苗、納米疫苗，都會刻意把抗原設(shè)計成更容易被 cDC1 吞噬并進入交叉呈遞通路的顆�；蚣毎�相關(guān)形式，以便高效誘導(dǎo) CD8⁺ T 細胞應(yīng)答。[3,9]
• 平衡免疫防御和耐受：當 DC 從凋亡的自身細胞中交叉呈遞抗原時，在缺乏“危險信號”的情況下，可能更傾向于誘導(dǎo) CD8⁺ T 細胞失能或耐受，這為維持自身耐受、避免自身免疫提供了一條精細調(diào)控的路徑。[1,6,7]

用一句更生活化的話收束：交叉呈遞就是免疫系統(tǒng)給外源抗原開的一條 VIP 后門，把本來只屬于“內(nèi)部員工”的 MHC I–CD8⁺ T 細胞通路，擴展成了對病毒、腫瘤和某些疫苗抗原的“外來訪客專線”。理解這道“后門”怎么開、由誰控制，也就抓住了抗腫瘤免疫和下一代疫苗設(shè)計中的關(guān)鍵杠桿。