抗原的加工與遞呈免疫系統是人體抵抗病原體的重要防線，而抗原的加工與遞呈則是啟動特異性免疫應答的關鍵環節。通過這一精密復雜的過程，免疫系統能夠識別、處理并有效應對各種病原體入侵。在接下來的課程中，我們將深入探討抗原加工與遞呈的分子機制、參與的細胞類型以及在免疫防御中的重要作用。了解這一過程不僅有助于理解免疫系統的工作原理，也為疫苗開發、免疫治療等臨床應用提供理論基礎。課程目標基礎概念掌握深入了解抗原加工與遞呈在免疫反應中的核心地位，理解其如何連接先天性免疫與適應性免疫反應細胞類型辨析全面掌握樹突狀細胞、巨噬細胞和B細胞等主要抗原遞呈細胞的特征與功能差異分子機制理解系統分析MHCI類和II類分子的結構特點和功能差異，理解它們在不同抗原遞呈途徑中的作用什么是抗原遞呈？概念定義抗原遞呈是將抗原物質經過處理后，以肽段形式結合到主要組織相容性復合體（MHC）分子上，并呈現給T淋巴細胞進行識別的過程。這一過程是T細胞激活的先決條件，也是啟動特異性免疫反應的關鍵步驟。生物學意義抗原遞呈使得免疫系統能夠區分"自己"與"非己"，有效識別并清除病原體同時避免對自身組織的攻擊。它是連接非特異性先天免疫和特異性適應性免疫的橋梁，確保免疫系統的精確性和有效性。抗原遞呈的重要性防御病原體激活特異性免疫應答維持免疫平衡促進自身耐受與免疫監視免疫系統整合連接先天與適應性免疫抗原遞呈過程是啟動適應性免疫反應的必要環節，沒有有效的抗原遞呈，T細胞無法被正確激活，機體也就無法產生針對特定病原體的特異性免疫防御。同時，抗原遞呈過程的精確調控有助于防止自身免疫疾病的發生，維持免疫系統的自我與非自我識別能力。抗原遞呈細胞（APC）概述專職APC包括樹突狀細胞、巨噬細胞和B淋巴細胞，它們表達高水平的MHCII類分子和共刺激分子，能夠高效激活初始T細胞。高表達MHCII類分子具備抗原捕獲與處理能力表達足夠的共刺激分子非專職APC如內皮細胞、纖維細胞等，在炎癥條件下可被誘導表達MHCII類分子，但通常缺乏足夠的共刺激分子，往往導致T細胞無能或凋亡。通常不表達或低表達MHCII缺乏足夠的共刺激分子免疫調節作用明顯樹突狀細胞形態特征具有獨特的樹突狀突起，表面積大，有利于抗原捕獲和與T細胞接觸分布廣泛存在于皮膚、粘膜、淋巴組織等多種組織中，在不同部位具有不同亞型功能強大最強大的抗原遞呈細胞，能夠同時激活初始CD4+和CD8+T細胞免疫監視在組織中不斷采樣環境抗原，對病原入侵進行早期預警樹突狀細胞的功能抗原捕獲通過吞噬作用、巨胞飲和受體介導的內吞作用獲取抗原抗原處理在細胞內將抗原蛋白降解為小肽，并裝載到MHC分子上細胞遷移攜帶抗原從外周組織遷移至淋巴結T細胞區T細胞激活提供抗原信號和共刺激信號，誘導T細胞活化和分化樹突狀細胞在靜止狀態下呈現未成熟形態，主要功能是捕獲抗原。接觸病原體或炎癥信號后，它們開始成熟，上調共刺激分子表達，同時遷移至淋巴結。在那里，它們向初始T細胞呈遞抗原，啟動適應性免疫反應。巨噬細胞組織分布巨噬細胞廣泛分布于全身各種組織中，根據所在組織不同形成獨特的亞群，如肺泡巨噬細胞、庫普弗細胞（肝臟）、小膠質細胞（中樞神經系統）等，它們表現出適應特定微環境的特征。吞噬功能巨噬細胞具有強大的吞噬能力，可通過多種受體識別并吞入病原體、凋亡細胞和其他異物。吞噬作用不僅有助于清除入侵者，還為隨后的抗原處理和遞呈提供了物質基礎。抗原遞呈雖然遞呈效率不及樹突狀細胞，巨噬細胞仍能有效地將吞噬的抗原加工并遞呈給T細胞。它們在炎癥環境中上調MHC分子和共刺激分子表達，增強抗原遞呈能力。B細胞作為APC特異性抗原攝取通過表面免疫球蛋白（BCR）高效識別并攝取特異性抗原抗原加工將攝取的抗原內化并在內體-溶酶體系統中加工為肽段MHCII類遞呈將抗原肽與MHCII類分子結合并呈遞給CD4+T細胞T-B互作接受T細胞幫助并進一步分化為漿細胞和記憶B細胞B細胞作為APC的最大特點是其高度特異性——它通過BCR選擇性地攝取與其抗體結合位點互補的抗原，即使抗原濃度極低也能高效捕獲。雖然靜息狀態的B細胞APC功能有限，但在活化后，它們上調MHCII和共刺激分子表達，成為強大的抗原遞呈細胞。其他APC類型朗格漢斯細胞分布于表皮和其他鱗狀上皮組織中的樹突狀細胞亞型，含有特征性的Birbeck顆粒，在皮膚免疫監視中發揮重要作用，能夠捕獲皮膚表面的抗原并遷移至局部淋巴結。濾泡樹突狀細胞位于淋巴濾泡中的特化細胞，不表達MHCII類分子，主要功能是捕獲和保留完整抗原，為B細胞受體識別提供未處理的抗原，支持生發中心反應和抗體親和力成熟。胸腺上皮細胞分為皮質和髓質兩類，負責呈遞自身抗原給發育中的T細胞，在中樞免疫耐受建立過程中起關鍵作用，通過陽性和陰性選擇確保T細胞既能識別自身MHC又不會對自身組織產生強烈反應。MHC分子概述基因復合體人類MHC基因位于第6號染色體短臂，又稱人類白細胞抗原（HLA）復合體，包含編碼I類、II類和III類分子的基因簇，是人類基因組中多態性最高的區域之一。結構差異MHCI類分子由一條α鏈和β2微球蛋白組成，主要與胞內抗原肽結合；MHCII類分子由α鏈和β鏈組成，主要與胞外抗原肽結合，兩類分子的肽結合槽結構存在顯著差異。遺傳特性MHC基因具有極高的多態性和共顯性表達特點，每個人從父母雙方各繼承一套等位基因，并同時表達，這種多樣性使免疫系統能夠應對更廣泛的病原體。MHCI類分子結構組成成分MHCI類分子由一條重約44kD的α鏈和一條輕約12kD的β2微球蛋白非共價結合而成。α鏈由人類染色體6p21.3編碼，而β2微球蛋白則由15號染色體編碼。α鏈可分為三個結構域（α1、α2和α3），其中α3結構域與β2微球蛋白緊密結合，錨定在細胞膜上，而α1和α2結構域則形成肽結合槽。肽結合槽特征MHCI類分子的肽結合槽由α1和α2結構域形成，呈封閉式結構，兩端封閉，通常結合8-10個氨基酸長度的短肽。結合的肽段通過N端和C端氨基酸側鏈與肽結合槽的特定"口袋"相互作用。肽結合槽中存在6個高度多態性的氨基酸"口袋"（A-F），這些口袋的結構差異決定了不同MHCI分子對肽段的結合特異性。MHCII類分子結構分子組成由α鏈(33kD)和β鏈(28kD)兩條多肽鏈組成的異二聚體結構域構成每條鏈包含兩個結構域(α1、α2和β1、β2)，其中α1和β1形成肽結合槽肽結合槽特點呈開放式結構，兩端開放，可結合長度為13-25個氨基酸的肽段MHCII類分子的肽結合槽由α鏈和β鏈共同構成，多態性主要集中在形成肽結合槽的α1和β1結構域，特別是β1結構域。由于結合槽兩端開放，所以MHCII類分子可以結合較長的肽段，通常中間部分(約9個氨基酸)位于結合槽內，而兩端則伸出結合槽外。這種結構特點使MHCII類分子能夠有效呈遞來自胞外抗原的較大片段。MHCI類抗原加工途徑抗原來源胞內抗原主要來自細胞內合成的蛋白，包括病毒蛋白、腫瘤抗原和正常細胞蛋白的降解產物。這些蛋白通過泛素-蛋白酶體系統被標記并降解。蛋白酶體降解被泛素標記的蛋白質進入26S蛋白酶體，被切割成8-10個氨基酸長度的肽段。干擾素γ誘導形成免疫蛋白酶體，其中含有特殊催化亞基(LMP2、LMP7和MECL-1)，可產生更適合MHCI類分子結合的肽段。肽段轉運蛋白酶體產生的肽段通過TAP(轉運體相關抗原加工)蛋白轉運進入內質網腔。TAP是ATP依賴性轉運蛋白，由TAP1和TAP2兩個亞基組成，優先轉運8-16個氨基酸長度的肽段。MHCI類抗原遞呈過程MHCI類分子裝配新合成的MHCI重鏈在內質網中與伴侶蛋白如鈣網蛋白、ERp57相互作用，隨后與β2微球蛋白結合形成部分折疊的復合物裝載復合體形成部分折疊的MHCI分子與TAP通過接頭蛋白Tapasin相連，同時招募ERp57和鈣連蛋白形成肽段裝載復合體(PLC)肽段裝載TAP轉運的肽段在內質網腔中被進一步修剪至合適長度，然后裝載到MHCI分子的肽結合槽中，穩定MHCI構象運輸到細胞表面裝載肽段的MHCI分子脫離PLC，通過高爾基體運輸到細胞表面，在那里它們可以被CD8+T細胞識別MHCII類抗原加工途徑抗原攝取專職APC通過吞噬作用、受體介導的內吞作用或巨胞飲作用攝取胞外抗原形成內吞小體攝取的抗原被包裹在內吞小體中，隨后與早期內體融合內體成熟早期內體逐漸酸化，發展為晚期內體，pH值降低激活多種蛋白酶抗原降解在晚期內體/溶酶體中，抗原蛋白被組織蛋白酶(如組織蛋白酶S、L、B)降解為適合MHCII類結合的肽段MHCII類抗原加工途徑主要處理來自胞外環境的抗原，這些抗原通常是病原體的分泌蛋白、膜蛋白或被吞噬的整個微生物。與MHCI類途徑不同，這一途徑中抗原降解發生在內吞-溶酶體系統中，而非細胞質中，最終產生的肽段通常比MHCI類途徑長，以適應MHCII類分子的開放式肽結合槽。MHCII類抗原遞呈過程MHCII合成與不變鏈結合新合成的MHCIIα鏈和β鏈在內質網中組裝并與不變鏈(Ii)結合1運輸至內體-溶酶體系統不變鏈引導MHCII復合物從內質網經高爾基體運輸至內體-溶酶體系統不變鏈降解在酸性環境中組織蛋白酶逐步降解不變鏈，最終僅留下CLIP片段占據肽結合槽3HLA-DM介導的肽交換HLA-DM協助CLIP片段釋放，使抗原肽可以裝載到MHCII分子的肽結合槽中MHCII-肽復合物最終被運輸到細胞表面，在那里它們可以被CD4+T細胞的T細胞受體識別。HLA-DO是另一種調控分子，它在B細胞中抑制HLA-DM的功能，從而調節肽段編輯過程。整個MHCII類抗原遞呈過程確保了專職APC能夠有效地將胞外抗原信息傳遞給輔助性T細胞，啟動針對胞外病原體的免疫反應。交叉遞呈定義與意義交叉遞呈是指專職APC(主要是樹突狀細胞)能夠將攝取的胞外抗原通過MHCI類分子呈遞給CD8+T細胞的過程。這一機制打破了"內源性抗原-MHCI、外源性抗原-MHCII"的傳統界限，對于針對腫瘤和某些不直接感染APC的病毒的細胞毒性T細胞反應尤為重要。主要途徑交叉遞呈包括細胞質途徑和液泡途徑兩種機制。在細胞質途徑中，胞外抗原從內吞體逃逸進入細胞質，經蛋白酶體降解后通過TAP轉運進入內質網，按常規MHCI類途徑裝載。而在液泡途徑中，抗原在內吞小體中被降解，并直接裝載到回收的MHCI分子上，無需進入細胞質或內質網。樹突狀細胞亞群中，CD8α+和CD103+cDC1亞型具有最強的交叉遞呈能力，這與它們特有的內吞小體pH調節、抗原轉運和抗原處理機制有關。交叉遞呈能力受多種因素調控，包括樹突狀細胞的活化狀態、炎癥環境以及攝取抗原的方式等。這一過程對于抗腫瘤免疫和某些病毒感染的清除至關重要。抗原加工的細胞器50+內質網相關蛋白參與MHCI類分子折疊與裝配4.5-6.0內吞小體pH值適合蛋白酶活性的酸性環境20+溶酶體蛋白酶種類負責抗原蛋白降解7-9高爾基體pH值適合MHC分子糖基化修飾這些細胞器在抗原加工與遞呈過程中發揮著獨特的作用。內質網是MHCI類分子合成、折疊和裝載肽段的場所；高爾基體負責MHC分子的糖基化修飾和運輸分選；而內吞小體和溶酶體則是外源性抗原降解和MHCII類肽段裝載的主要場所。這些細胞器的功能協調確保了抗原能夠被正確加工并有效遞呈。蛋白酶體結構組成20S核心顆粒呈桶狀結構，由α和β亞基環狀排列組成，兩端各有一個19S調節顆粒降解機制識別被泛素標記的蛋白質，ATP依賴性展開蛋白質，并通過β亞基的催化位點降解免疫蛋白酶體在干擾素γ刺激下，常規β亞基被LMP2、LMP7和MECL-1替代，形成具特殊切割特性的免疫蛋白酶體蛋白酶體是細胞質中主要的蛋白質降解裝置，在MHCI類抗原加工途徑中扮演核心角色。免疫蛋白酶體與常規蛋白酶體相比，傾向于在疏水性氨基酸后切割蛋白質，產生具有疏水性C端的肽段，這些肽段更適合與TAP轉運蛋白結合并裝載到MHCI類分子上。蛋白酶體活性受多種因素調控，包括泛素連接酶系統、去泛素化酶以及蛋白酶體相關蛋白等。TAP轉運蛋白分子結構TAP是一種異二聚體膜蛋白，由TAP1和TAP2兩個亞基組成。每個亞基都包含一個跨膜區和一個ATP結合區。跨膜區形成通道，而ATP結合區提供能量支持肽段轉運。TAP1和TAP2基因位于MHC基因座內屬于ABC轉運蛋白超家族成員每個亞基含有多個跨膜區段轉運特性TAP優先轉運長度為8-16個氨基酸的肽段，對肽段N端和C端的氨基酸有一定的偏好性。轉運過程依賴ATP水解提供能量，是主動轉運過程。適合MHCI結合的肽段長度偏好C端為疏水性或堿性氨基酸轉運效率受肽段序列影響TAP轉運蛋白在MHCI類抗原遞呈中起著橋梁作用，將細胞質中由蛋白酶體產生的肽段轉運到內質網腔，使其能夠裝載到新合成的MHCI分子上。TAP缺陷會嚴重影響MHCI類分子的表面表達，導致裸MHC綜合征，表現為細胞表面MHCI類分子顯著減少，使患者易感于某些病毒感染。一些病毒進化出針對TAP的逃避機制，如單純皰疹病毒ICP47蛋白可抑制TAP功能。不變鏈（Ii）分子結構33kD的III型跨膜糖蛋白，通常以三聚體形式存在肽結合槽保護Ii的CLIP區域(aa81-104)占據MHCII分子肽結合槽，防止過早結合其他肽段分選運輸功能Ii的胞質尾部含有定向信號，引導MHCII-Ii復合物從內質網經高爾基體運輸至內體-溶酶體系統不變鏈在MHCII類抗原遞呈中發揮多重關鍵作用。除了保護MHCII分子肽結合槽和引導其正確運輸外，Ii還參與樹突狀細胞的成熟過程和遷移功能。在酸性內體環境中，Ii被組織蛋白酶(主要是組織蛋白酶S和L)逐步降解，從N端和C端開始，最終只留下結合在肽結合槽中的CLIP片段。Ii的異常表達或功能缺陷會導致MHCII類分子錯誤折疊、運輸異常和抗原遞呈障礙，影響CD4+T細胞的活化。HLA-DM和HLA-DOHLA-DMHLA-DM是一種非經典MHCII類分子，不表達在細胞表面，也不直接呈遞抗原肽。它主要分布在MIIC(MHCII類分子富集的內體)中，催化CLIP從MHCII類分子肽結合槽中釋放，并協助高親和力抗原肽的裝載。HLA-DM還具有"肽段編輯"功能，能夠促進低穩定性MHCII-肽復合物解離，確保細胞表面呈遞的主要是高穩定性的MHCII-肽復合物，從而增強T細胞識別的效率。HLA-DOHLA-DO也是一種非經典MHCII類分子，主要在B細胞、胸腺上皮細胞和某些樹突狀細胞亞群中表達。HLA-DO通過與HLA-DM結合抑制其功能，從而調節MHCII類肽段裝載過程。在B細胞中，HLA-DO的抑制作用使得只有在內體酸化程度較高時(如B細胞受體介導的抗原攝取后)才能有效進行抗原肽裝載，這一機制可能有助于確保B細胞優先呈遞通過特異性B細胞受體攝取的抗原。抗原遞呈的調節細胞因子調控多種細胞因子影響APC成熟和抗原遞呈功能IFN-γ上調MHC表達和誘導免疫蛋白酶體IL-10抑制樹突狀細胞的成熟和抗原遞呈GM-CSF促進髓系樹突狀細胞發育1微生物信號病原體相關分子模式(PAMPs)影響APC活化TLR配體促進DC成熟和遷移NOD樣受體激活增強抗原遞呈C型凝集素受體影響抗原攝取和處理病原體逃避機制多種病原體進化出干擾抗原遞呈的策略HSVICP47阻斷TAP轉運CMVUS2/US11降解MHCI分子HIVNef降低MHCI表面表達3微環境因素組織微環境因素調節抗原遞呈效率低氧條件影響DC成熟和功能代謝物如乳酸抑制抗原遞呈組織特異性信號決定APC亞型分化T細胞對抗原的識別CD4+T細胞CD4+T細胞(輔助性T細胞)通過T細胞受體(TCR)識別MHCII類分子呈遞的抗原肽。CD4分子作為共受體，結合MHCII類分子的β2結構域，增強TCR-MHC相互作用并參與信號轉導。CD4+T細胞激活后可分化為不同亞型(Th1、Th2、Th17、Tfh、Treg等)，分泌不同細胞因子，調控免疫反應方向。它們主要針對胞外病原體，協助B細胞產生抗體，并支持巨噬細胞的殺傷功能。CD8+T細胞CD8+T細胞(細胞毒性T細胞)通過TCR識別MHCI類分子呈遞的抗原肽。CD8分子作為共受體，結合MHCI類分子的α3結構域，增強TCR-MHC相互作用并參與信號轉導。CD8+T細胞激活后主要通過分泌穿孔素、顆粒酶或誘導Fas-FasL介導的凋亡，直接殺傷表達特定抗原的靶細胞。它們主要針對胞內病原體，特別是病毒感染細胞和腫瘤細胞，是清除胞內病原體的關鍵效應細胞。共刺激分子B7-1(CD80)和B7-2(CD86)這兩種分子是最重要的共刺激分子，表達在活化的APC表面。B7-2在APC活化早期迅速上調，而B7-1則在晚期才顯著表達。它們通過與T細胞表面的CD28和CTLA-4相互作用，分別傳遞激活或抑制信號。炎癥刺激如TLR配體能迅速上調其表達與CD28結合提供第二信號促進T細胞活化與CTLA-4結合傳遞負調控信號限制T細胞反應CD28和CTLA-4這對結構相似但功能相反的受體在T細胞表面表達。CD28構式性表達，與B7分子結合后促進T細胞活化；而CTLA-4在T細胞活化后上調表達，與B7分子親和力更高，傳遞抑制性信號，限制T細胞反應。CD28信號促進IL-2產生和T細胞增殖CTLA-4是重要的免疫檢查點分子CTLA-4基因缺陷導致致命性自身免疫除B7-CD28家族外，還有多種共刺激分子對調節T細胞活化至關重要。CD40-CD40L相互作用促進APC活化，增強其抗原遞呈能力；ICOS-ICOSL主要調節效應T細胞功能和抗體反應；OX40-OX40L和4-1BB-4-1BBL對T細胞存活和記憶形成重要；PD-1-PD-L1/2則是主要的抑制性通路，維持外周免疫耐受和限制免疫病理損傷。樹突狀細胞的成熟1未成熟狀態高抗原攝取能力，低表面MHC和共刺激分子，高內吞活性，弱遷移能力2識別危險信號通過PRRs如TLRs、NLRs、RLRs識別PAMPs或DAMPs，啟動成熟程序3表型改變上調MHC分子、CD80/86、CD40，細胞骨架重排形成樹突，減少抗原攝取能力4功能成熟分泌細胞因子如IL-12、IL-6，表達CCR7介導向淋巴結遷移，獲得強大抗原遞呈能力樹突狀細胞成熟是一個復雜的過程，不僅僅是功能和表型的"開關"轉變，而是一系列連續的改變。成熟過程受多種信號調控，微生物成分通常誘導完全成熟，而某些自身來源的信號可能導致部分成熟。成熟狀態的樹突狀細胞具有決定免疫反應類型的能力，可能誘導效應T細胞產生，也可能促進耐受性T細胞分化，這取決于成熟樹突狀細胞的亞型和所處的細胞因子環境。抗原遞呈在疫苗設計中的應用佐劑技術佐劑是增強疫苗免疫原性的物質，如鋁鹽、MF59、AS01等。它們通過招募和活化APC、延長抗原釋放、形成"抗原倉庫"等機制，增強疫苗引起的免疫反應，提高保護力和持久性。新型佐劑如TLR激動劑能特異性激活特定免疫通路，誘導更有針對性的免疫應答。靶向遞呈策略通過特定載體系統將抗原直接遞送到APC表面受體(如DEC-205、Clec9A等)，可顯著提高抗原遞呈效率。抗原與APC特異性抗體偶聯，或包裝在能特異性靶向APC的納米顆粒中，可實現精準遞送，減少所需抗原劑量，同時增強免疫反應強度。表位設計優化根據MHC結合特性設計優化的抗原表位，可增強肽段與MHC分子的結合穩定性和TCR識別效率。通過生物信息學預測多種HLA型特異性表位，可開發出覆蓋更廣人群的通用疫苗。此外，融合多表位肽或嵌合抗原設計也能擴大免疫保護范圍。自身抗原的遞呈中樞耐受胸腺中自身抗原遞呈對T細胞發育至關重要，AIRE基因調控胸腺上皮細胞表達組織特異性抗原，高親和力自反應T細胞被負選擇清除外周耐受機制靜息狀態APC呈遞自身抗原但缺乏共刺激信號，導致T細胞無反應或凋亡；調節性T細胞抑制自反應性效應T細胞；耐受性DC誘導T細胞分化為Treg耐受打破炎癥環境下APC活化導致自身抗原與共刺激信號同時遞呈；分子模擬現象使病原抗原交叉反應性T細胞攻擊自身組織；隱匿抗原暴露引發免疫反應自身免疫疾病RA、SLE、MS等疾病中自身抗原遞呈異常持續激活免疫系統；組織損傷釋放更多自身抗原形成惡性循環；靶向抗原遞呈成為治療新思路腫瘤抗原的遞呈腫瘤抗原分類腫瘤抗原可分為腫瘤相關抗原(TAA)和腫瘤特異性抗原(TSA)。TAA在正常組織也有表達，但在腫瘤中表達水平顯著提高，如CEA、HER2、AFP等。TSA僅在腫瘤細胞中表達，主要來源于體細胞突變產生的新抗原(neoantigens)，或病毒致癌基因表達的產物。新抗原由于其高度特異性和不受中樞耐受影響，通常能引起更強的T細胞反應，是腫瘤免疫治療的重要靶點。但每個腫瘤的新抗原譜系具有高度個體化特征，增加了治療開發的復雜性。腫瘤免疫逃逸機制腫瘤細胞進化出多種干擾抗原遞呈的機制以逃避免疫監視。常見機制包括：下調MHCI分子表達；選擇性喪失β2微球蛋白表達；TAP、LMP等抗原加工機制組分表達缺陷；分泌免疫抑制細胞因子如TGF-β、IL-10；招募免疫抑制細胞如Treg和MDSC。腫瘤微環境的低氧、酸性和代謝重編程也會損害樹突狀細胞的抗原遞呈功能。此外，腫瘤中的樹突狀細胞往往呈現未成熟或耐受狀態，無法有效激活抗腫瘤T細胞反應。病毒抗原的遞呈病毒入侵與復制病毒進入宿主細胞后，利用宿主細胞機制復制其基因組并合成病毒蛋白。這些新合成的病毒蛋白在細胞質中被蛋白酶體降解，產生的肽段通過MHCI類途徑被遞呈，使感染細胞能被CD8+T細胞識別并清除。抗原交叉遞呈對于不直接感染APC的病毒，如某些只感染非造血系統細胞的病毒，樹突狀細胞通過吞噬感染細胞或獲取可溶性病毒抗原，然后通過交叉遞呈機制激活CD8+T細胞。這一過程對控制某些病毒感染至關重要。病毒免疫逃逸許多病毒進化出干擾抗原遞呈的策略。如人巨細胞病毒(HCMV)的US2、US3、US6和US11蛋白干擾MHCI類分子組裝或降解;皰疹病毒ICP47阻斷TAP轉運;艾滋病病毒Nef蛋白誘導MHCI內吞;埃博拉病毒VP35蛋白抑制樹突狀細胞成熟等。細菌抗原的遞呈胞外細菌胞外細菌(如葡萄球菌、鏈球菌)及其產物主要通過吞噬作用被APC攝取，然后經MHCII類途徑加工遞呈給CD4+T細胞。活化的CD4+T細胞主要分化為Th1和Th17亞型，分別通過激活巨噬細胞殺菌功能和招募中性粒細胞來清除感染。脂多糖等PAMPs促進APC成熟細菌毒素可能干擾抗原遞呈抗體介導的吞噬增強遞呈效率胞內細菌胞內細菌(如結核分枝桿菌、沙門氏菌)能在細胞內存活并復制，其抗原既可通過MHCII類途徑遞呈給CD4+T細胞，也可通過MHCI類途徑和交叉遞呈激活CD8+T細胞。有些胞內細菌可通過抑制吞噬體-溶酶體融合或改變其寄居環境pH值等方式干擾抗原遞呈。干擾γ激活巨噬細胞殺菌顆粒酶和穿孔素殺死感染細胞部分細菌能逃避吞噬體成熟脂質抗原某些細菌(如結核分枝桿菌)含有豐富的脂質成分，如脂糖、甘油脂等。這些非蛋白質抗原不通過經典MHC分子，而是由CD1分子遞呈給NKT細胞和γδT細胞。CD1分子結構與MHCI類相似，但其抗原結合槽適合結合脂質抗原的疏水性碳氫鏈。CD1分子分為五種亞型(a-e)脂質抗原經內體-溶酶體系統處理激活非常規T細胞亞群寄生蟲抗原的遞呈1復雜生命周期多階段抗原變化增加免疫識別難度Th2免疫偏向誘導IL-4、IL-5、IL-13產生，促進嗜酸性粒細胞反應3免疫調節與逃避分泌免疫抑制因子，干擾抗原遞呈，改變表面抗原寄生蟲如血吸蟲、絲蟲和瘧原蟲等具有復雜的生命周期，在不同發育階段表達不同抗原，這給免疫系統識別帶來巨大挑戰。許多寄生蟲分泌具有免疫調節作用的分子，抑制抗原遞呈細胞功能，如抑制樹突狀細胞成熟、干擾TLR信號傳導或誘導調節性T細胞。蠕蟲寄生蟲尤其擅長誘導Th2型免疫反應和調節性T細胞擴增，創造免疫抑制微環境。一些寄生蟲如瘧原蟲通過抗原變異逃避免疫識別，不斷改變其表面蛋白以避開現有抗體。這些復雜的免疫逃避機制使得針對寄生蟲的疫苗開發異常困難。抗原遞呈在器官移植中的作用直接抗原遞呈直接抗原遞呈是指受者T細胞直接識別供體APC表面的同種異體MHC分子(無論是否結合肽)。這種方式在移植早期尤為重要，因為供體組織中的乘客白細胞(包括樹突狀細胞)會遷移到受者淋巴結，直接激活受者T細胞。直接途徑主要激活CD8+T細胞，誘導急性排斥反應。隨著時間推移，供體APC數量減少，直接途徑的重要性下降。這一途徑是急性排斥反應的主要機制，也是常規免疫抑制藥物的主要靶點。間接抗原遞呈間接抗原遞呈是指受者APC攝取、加工供體MHC分子和其他同種異體蛋白，通過自身MHCII類分子將其作為"外源抗原"呈遞給CD4+T細胞。這一過程類似于常規抗原處理。間接途徑主要激活CD4+T細胞，在慢性排斥反應中起主導作用。隨著時間推移，這一途徑變得越來越重要。間接途徑激活的T細胞可提供幫助信號給B細胞，促進同種異體抗體產生，導致抗體介導的排斥反應。此外還存在半直接途徑，即受者APC通過獲取供體細胞膜片段(包含完整的供體MHC-肽復合物)，將其整合到自身膜上，然后遞呈給T細胞。這種途徑的生理學意義仍在研究中，可能在同種異體特異性Treg誘導中發揮作用。抗原遞呈的演化無頜類動物如七鰓鰻缺乏經典MHC分子，但擁有可變淋巴細胞受體(VLR)系統，代表適應性免疫的早期形式軟骨魚類如鯊魚已具備MHC基因和抗原遞呈系統，但基因組織和表達調控較簡單鳥類與爬行動物MHC基因區域高度壓縮，抗原遞呈系統更加專業化，但多樣性不及哺乳動物哺乳動物MHC基因復雜且高度多態，抗原遞呈細胞分化為多種亞型，抗原處理和遞呈機制高度精細抗原遞呈系統的演化反映了宿主-病原體共同進化的長期過程。從無脊椎動物的模式識別受體到脊椎動物的復雜適應性免疫，抗原識別機制不斷發展。MHC分子的多態性是種群應對多樣化病原體壓力的結果，不同物種的MHC多態性程度與其面臨的病原體多樣性相關。抗原遞呈細胞的遷移危險信號感知未成熟APC通過PRRs識別PAMPs或DAMPs，啟動成熟和遷移程序組織基質降解分泌基質金屬蛋白酶，降解細胞外基質，為遷移鋪平道路趨化受體表達轉換下調CCR1、CCR5、CCR6，上調CCR7，對淋巴組織趨化因子產生響應淋巴管進入與定位沿CCL19/CCL21梯度遷移至淋巴結，定位于T細胞區，準備抗原遞呈APC遷移是啟動適應性免疫反應的關鍵步驟。在組織中捕獲抗原后，APC需要遷移到次級淋巴器官與初始T細胞相遇。這一過程涉及復雜的分子機制，包括細胞骨架重排、黏附分子表達改變和趨化受體表達轉換等。樹突狀細胞遷移過程中持續加工抗原，逐步成熟，當到達淋巴結時已準備好激活T細胞。抗原遞呈與免疫記憶記憶T細胞的產生初次抗原遞呈不僅激活效應T細胞，還誘導記憶T細胞分化。APC提供的信號強度、持續時間以及共遞呈的細胞因子環境都會影響記憶T細胞的形成效率和質量。強烈而短暫的TCR刺激有利于記憶細胞產生IL-7和IL-15促進記憶前體細胞的存活和擴增抗原刺激消退后的收縮期是記憶形成的關鍵長期抗原遞呈的作用抗原清除后，小量抗原可能在淋巴組織中以免疫復合物形式長期保留，由濾泡樹突狀細胞遞呈，維持記憶B細胞的活性。一些持續性感染或自身抗原可能導致慢性抗原遞呈，影響記憶細胞的質量。抗原持久性可維持記憶B細胞反應過度持續的抗原刺激可導致T細胞衰竭記憶T細胞對抗原再刺激響應閾值降低記憶反應中的抗原遞呈記憶反應中，APC與記憶T細胞的相互作用更加迅速高效。記憶T細胞對較低水平的抗原遞呈即可活化，且對共刺激需求減少，能在非淋巴組織中被局部APC激活，迅速產生效應功能。記憶T細胞分布廣泛，包括組織常駐記憶T細胞TRM細胞可被局部APC快速激活記憶反應中產生更多效應細胞抗原遞呈與黏膜免疫M細胞轉運特化的M細胞覆蓋于黏膜相關淋巴組織(MALT)上方，能夠通過跨上皮轉運將黏膜腔內抗原(包括微生物和顆粒)傳遞至下方的抗原遞呈細胞。M細胞頂面具有較短的微絨毛和厚的糖萼，有利于病原體粘附。黏膜樹突狀細胞腸道黏膜固有層中存在多種亞型的樹突狀細胞，它們能通過延伸樹突直接采樣腸腔抗原，或接收M細胞轉運的抗原。CD103+DC傾向于誘導Foxp3+Treg分化，而CX3CR1+DC/巨噬細胞則促進Th17反應，平衡免疫保護和耐受。GALT抗原遞呈腸道相關淋巴組織(GALT)包括派爾氏斑、孤立淋巴濾泡和腸系膜淋巴結，是黏膜抗原遞呈的主要場所。這些組織中的APC通常在穩態下保持半成熟狀態，傾向于誘導耐受，但在致病菌入侵時能迅速轉向促炎表型。抗原遞呈與過敏反應過敏原特點通常為無害蛋白質，具有一定蛋白酶活性或分子模擬特性抗原攝取過敏原被樹突狀細胞捕獲并在Th2促進環境中遞呈Th2分化APC分泌IL-4、TSLP等，促進過敏原特異性T細胞向Th2方向分化3IgE產生Th2細胞分泌IL-4、IL-13幫助B細胞產生特異性IgE在過敏反應中，特定的環境和遺傳因素導致免疫系統對無害抗原產生異常Th2偏向反應。過敏原通常具有一些共同特性，如可溶性好、分子量適中(10-70kD)，有時具有蛋白酶活性可破壞上皮屏障。某些APC亞群，如FcεRI+樹突狀細胞，能通過IgE介導的抗原捕獲增強過敏原遞呈。皮膚和黏膜表面的上皮細胞在感知過敏原后釋放TSLP、IL-33、IL-25等警報素，創造Th2促進微環境。這種環境下，樹突狀細胞遞呈過敏原傾向于誘導Th2反應而非保護性Th1/Th17反應。過敏免疫治療通過高劑量過敏原暴露改變APC表型，促進調節性T細胞分化和IgG4產生，從而抑制過敏反應。抗原遞呈與自身免疫疾病免疫耐受破壞中樞或外周耐受機制缺陷導致自反應性T細胞激活自身抗原遞呈異常炎癥微環境中APC以活化狀態遞呈自身抗原免疫反應放大組織損傷釋放更多自身抗原，形成自我維持的炎癥循環自身免疫疾病的發生與抗原遞呈異常密切相關。在類風濕關節炎中，關節滑膜內樹突狀細胞和巨噬細胞上調MHCII和共刺激分子表達，高效遞呈關節自身抗原如膠原蛋白、環瓜氨酸化蛋白等。系統性紅斑狼瘡患者的樹突狀細胞顯示對凋亡細胞碎片的清除缺陷，導致核酸-蛋白復合物持續激活自身反應性T細胞。多發性硬化癥中，中樞神經系統內的微膠質細胞和浸潤的樹突狀細胞遞呈髓鞘抗原，激活自身反應性T細胞攻擊髓鞘。針對抗原遞呈過程的治療策略包括：抑制APC成熟(如糖皮質激素)；阻斷共刺激信號(如CTLA4-Ig)；誘導耐受性樹突狀細胞；以及靶向特定自身抗原的免疫耐受療法。抗原遞呈與免疫耐受免疫耐受是機體識別并容忍"自身"的關鍵機制，可分為中樞耐受和外周耐受。中樞耐受主要發生在胸腺，胸腺上皮細胞(特別是髓質上皮細胞)在AIRE基因調控下表達多種組織特異性抗原，通過MHC分子遞呈給發育中的T細胞。高親和力識別自身抗原的T細胞被負性選擇清除，而中等親和力識別的部分T細胞分化為調節性T細胞(Treg)。外周耐受涉及多種機制，包括靜息狀態APC遞呈自身抗原但缺乏共刺激，導致T細胞無能或凋亡；Treg抑制自反應性T細胞活化；某些組織如肝臟和肺中存在專門的耐受誘導微環境。耐受性樹突狀細胞具有特殊表型，表達低水平共刺激分子和高水平PD-L1、IDO等免疫抑制分子，能誘導T細胞無能或分化為Treg。這些精密機制共同確保免疫系統能夠區分"自我"與"非己"，保護機體免受自身免疫疾病。抗原遞呈與免疫衰老APC數量和分布變化隨著年齡增長，外周血和組織中樹突狀細胞總數減少，亞群分布發生改變。老年人朗格漢斯細胞密度下降，皮膚免疫監視功能減弱。骨髓和脾臟中的漿細胞樣樹突狀細胞(pDC)數量顯著減少，影響抗病毒免疫和疫苗反應。老年人巨噬細胞極化能力下降，M1/M2平衡失調，清除凋亡細胞能力減弱，易導致炎癥反應延長和組織損傷。APC功能改變老年APC抗原攝取能力下降，吞噬受體表達和信號傳導減弱。模式識別受體(如TLR)反應性降低，導致對病原體識別不敏感。胞內抗原處理和MHC-肽復合物組裝效率降低，影響抗原遞呈質量。老年樹突狀細胞遷移能力受損，趨化受體表達和對趨化因子反應性下降，從外周組織到淋巴結的遷移減少。共刺激分子表達和細胞因子分泌模式改變，影響T細胞活化和極化。這些年齡相關的APC變化導致疫苗效力下降、腫瘤免疫監視減弱和自身免疫風險增加。老年人疫苗開發可考慮優化劑量和佐劑組合，專門靶向老年APC的功能特點。某些體育鍛煉和營養干預可能有助于改善老年APC功能，延緩免疫衰老進程。抗原遞呈與慢性炎癥持續性抗原刺激慢性炎癥環境中，持續存在的病原體、自身抗原或環境抗原不斷激活抗原遞呈細胞，導致免疫反應無法完全消退。這種情況常見于持續性感染(如結核、乙肝)、自身免疫疾病和某些環境暴露引起的慢性炎癥。正反饋循環活化的APC分泌促炎細胞因子(如TNF-α、IL-1β、IL-6)，招募更多免疫細胞到炎癥部位。組織損傷釋放DAMPs，進一步激活APC。效應T細胞產生的IFN-γ和GM-CSF增強APC的抗原遞呈功能，形成自我維持的炎癥循環。APC表型轉變慢性炎癥微環境中的APC表型發生變化，包括持續高表達MHC和共刺激分子，但抗原處理能力可能下降。炎癥環境中某些信號分子(如S100蛋白、熱休克蛋白)可誘導APC產生非典型的活化表型，既具有促炎特性又具有部分免疫抑制功能。慢性炎癥環境下的APC代謝也發生顯著改變，從氧化磷酸化向糖酵解轉變，影響其功能和壽命。持久的炎癥狀態可能最終導致APC和T細胞功能衰竭，形成"炎癥耗竭"狀態，這可能是某些慢性炎癥疾病晚期的特征。針對慢性炎癥的治療策略包括：中斷APC活化的正反饋循環；靶向特定的炎癥介質；以及誘導耐受性APC表型以促進炎癥消退。抗原遞呈與自身抗體耐受機制破壞B細胞中樞或外周耐受機制缺陷，導致自反應性B細胞逃避負選擇自身抗原遞呈B細胞通過BCR攝取自身抗原，經MHCII類分子遞呈給自身反應性CD4+T細胞T細胞幫助活化的自身反應性T細胞提供共刺激和細胞因子幫助，促進B細胞活化和分化自身抗體產生B細胞分化為漿細胞，分泌針對自身組織的抗體，導致免疫復合物形成和組織損傷自身抗體的產生通常需要T細胞幫助，這種T依賴性反應依賴于B細胞對自身抗原的有效攝取和遞呈。系統性紅斑狼瘡中，凋亡細胞清除缺陷導致核酸-蛋白復合物積累，被自反應性B細胞通過BCR識別并攝取。這些B細胞隨后將核蛋白抗原遞呈給自反應性T細胞，獲得幫助信號，產生抗核抗體。抗原遞呈與免疫檢查點PD-L1表達調控PD-L1是程序性死亡配體1，可在多種細胞表面表達，包括APC、腫瘤細胞和部分正常組織細胞。其表達受多種因素調控：IFN-γ是最強的誘導因素，通過JAK-STAT信號通路上調PD-L1；某些腫瘤中由于基因突變或擴增導致PD-L1組成性高表達；低氧和炎癥因子也能促進PD-L1表達。APC免疫檢查點功能APC表面的PD-L1與T細胞PD-1結合，觸發抑制性信號，降低TCR信號強度，減少細胞因子產生，抑制T細胞增殖和效應功能。這一機制在生理狀態下維持免疫平衡，防止過度免疫反應；但在腫瘤微環境中，過度激活的檢查點信號可導致抗腫瘤T細胞功能失活。檢查點抑制劑機制抗PD-1/PD-L1抗體通過阻斷這一抑制性相互作用，釋放T細胞活性，增強抗腫瘤免疫反應。在成功治療的病例中，可觀察到腫瘤浸潤淋巴細胞增加，效應T細胞功能恢復，以及樹突狀細胞抗原遞呈功能增強。這類藥物已在多種癌癥中顯示顯著療效，但也可能引發免疫相關不良反應。抗原遞呈與CAR-T細胞療法設計原理嵌合抗原受體T細胞(CAR-T)療法是一種創新的免疫治療方法，其核心設計思想是繞過常規抗原遞呈途徑，使T細胞能夠直接識別腫瘤細胞表面抗原。CAR由四個主要部分組成：靶向腫瘤抗原的單鏈抗體片段(scFv)、鉸鏈區、跨膜區域以及一個或多個胞內信號結構域。與常規T細胞不同，CAR-T細胞無需通過TCR識別MHC-肽復合物，而是通過scFv直接識別細胞表面的完整蛋白抗原。這種設計使CAR-T細胞能夠克服腫瘤細胞通過下調MHC表達逃避免疫識別的機制。繞過抗原遞呈的優勢繞過傳統抗原遞呈路徑帶來多重優勢：首先，CAR-T細胞不受MHC限制，同一CAR結構可用于所有患者，無需考慮HLA匹配；其次，CAR-T細胞能識別腫瘤細胞表面的糖蛋白和糖脂等非肽類抗原；第三，避免了腫瘤微環境中APC功能抑制的影響。然而，這種設計也帶來局限性：CAR-T細胞只能識別細胞表面抗原，而大多數腫瘤特異性抗原是胞內蛋白；缺乏天然共刺激信號可能影響CAR-T細胞的持久性；無法根據腫瘤抗原表達強度調整反應強度，增加脫靶風險。抗原遞呈與疫苗佐劑10-100x免疫反應增強佐劑可顯著提高疫苗誘導的抗體滴度60+已批準佐劑全球范圍內用于人類疫苗的佐劑種類24h快速招募鋁佐劑注射后APC招募到注射部位的時間3-5x劑量節省使用佐劑可減少所需抗原量佐劑通過多種機制增強疫苗的抗原遞呈效率：鋁鹽形成抗原沉淀物，創造"抗原倉庫"，延長抗原釋放時間；MF59和AS03等油包水乳劑佐劑促進抗原被APC攝取，同時激活先天免疫；CpG等TLR激動劑直接刺激APC上的模式識別受體，誘導成熟并上調共刺激分子。新型佐劑的開發正朝著更精確調控免疫反應方向發展。納米顆粒載體可模擬病原體大小和形態，增強APC攝取；靶向遞送系統將抗原特異性遞送至APC表面受體；細胞因子佐劑如IL-12可直接調控APC功能和T細胞極化方向。理想的新一代佐劑應具備安全性高、作用機制明確、能誘導長期記憶和平衡的體液/細胞免疫等特點。抗原遞呈與粘膜疫苗粘膜屏障挑戰疫苗抗原需克服粘液層、上皮緊密連接和降解酶等屏障特殊抗原攝取M細胞、上皮內樹突狀細胞直接采樣粘膜表面抗原2局部抗原遞呈粘膜相關淋巴組織中特化的APC遞呈抗原并誘導IgA反應效應細胞歸巢活化的B和T細胞通過共同粘膜免疫系統遷移至各粘膜表面4粘膜免疫系統具有獨特的組織結構和細胞網絡，包括特化的抗原攝取細胞(如M細胞)和組織常駐APC。口服和鼻噴疫苗需要特殊的配方以保護抗原不被降解，并促進其被粘膜APC有效攝取。常用策略包括：微膠囊和脂質體包封、黏附性載體系統、靶向M細胞的配體修飾以及粘膜適應性佐劑(如霍亂毒素B亞單位、熱不穩定毒素)。抗原遞呈與免疫治療癌癥免疫治療增強或修復抗腫瘤免疫反應已成為癌癥治療的重要策略。樹突狀細胞疫苗是一種個體化治療方法，從患者體內分離單核細胞，體外分化為樹突狀細胞，裝載腫瘤抗原后回輸給患者。這些"訓練有素"的APC能高效遞呈腫瘤抗原，激活特異性T細胞反應。腫瘤溶解物、腫瘤RNA或合成肽可用作抗原來源體外成熟刺激確保最佳抗原遞呈能力聯合檢查點抑制劑可增強治療效果過敏免疫治療過敏免疫治療(AIT)通過反復暴露于遞增劑量的過敏原，重新教育免疫系統產生耐受。其機制涉及改變抗原遞呈模式，促進調節性T細胞擴增和IgG4抗體產生。在成功的AIT中，樹突狀細胞表型從促Th2轉變為促調節型，IL-10產生增加。高劑量過敏原可能促進耐受性樹突狀細胞分化治療過程中IgE/IgG4比例逐漸降低過敏原片段或修飾過敏原可提高安全性自身免疫疾病治療在自身免疫疾病治療中，修復異常的抗原遞呈過程是重要目標。針對抗原遞呈的治療策略包括：抑制APC成熟(如皮質類固醇)；阻斷共刺激信號(如CTLA4-Ig)；誘導耐受性樹突狀細胞；以及抗原特異性免疫治療。自身抗原耐受性療法進入臨床試驗階段靶向特定HLA-肽復合物的藥物正在開發調節性樹突狀細胞療法顯示初步療效抗原遞呈與自身炎癥性疾病PAMP與炎癥啟動病原相關分子模式(PAMPs)是微生物特有的保守結構，如細菌LPS、鞭毛蛋白、病毒核酸等。這些分子被APC表面的模式識別受體(PRRs)如TLRs、NLRs等識別，觸發信號級聯反應，激活先天免疫。活化的APC隨后通過抗原遞呈和細胞因子分泌，連接先天和適應性免疫反應。在自身炎癥性疾病中，PRRs信號傳導異常，如炎癥體過度活化、TLR信號失調等，導致在沒有病原體的情況下產生持續的炎癥反應。這種狀態不同于自身免疫疾病，通常不依賴于自身抗原特異性T和B細胞。DAMP與組織損傷損傷相關分子模式(DAMPs)是機體自身分子，通常在細胞應激或死亡時釋放，包括HMGB1、熱休克蛋白、尿酸晶體、細胞外ATP等。這些"危險信號"同樣能被APC的PRRs識別，誘導炎癥反應。在組織損傷后，大量釋放的DAMPs可激活樹突狀細胞，促進其成熟和遷移。在自身炎癥性疾病如痛風、冷球蛋白血癥等疾病中，DAMPs的異常積累或清除缺陷導致持續的APC激活和炎癥反應。某些自身炎癥綜合征，如家族性地中海熱，是由調控炎癥體活化的基因突變引起，導致IL-1β過度產生，而不依賴于特異性抗原遞呈過程。抗原遞呈與免疫優勢免疫優勢表位概念免疫優勢表位是指在特定病原體中，引發最強烈T細胞反應的少數抗原肽段。雖然一個典型蛋白可能含有數百個潛在表位，但免疫系統通常集中針對少數幾個表位產生反應，這種現象稱為"免疫優勢"。表位優勢性受多種因素影響，包括蛋白酶體切割效率、TAP轉運能力、MHC結合親和力以及T細胞庫多樣性等。表位決定因素決定表位是否成為優勢表位的主要因素包括：抗原處理效率，如蛋白在細胞內的穩定性和可及性；MHC親和力，高親和力表位通常更具優勢；T細胞前體頻率，針對特定表位的初始T細胞數量；以及抗原劑量和持續時間，高劑量或持續存在的抗原可能導致特定表位的優勢性增強。疫苗應用了解免疫優勢對疫苗設計至關重要。針對優勢表位的疫苗可能更有效，因為它們利用現有的高頻率T細胞前體。然而，某些病原體如HIV和流感病毒可通過突變優勢表位逃避免疫識別。因此，包含多個保守表位的疫苗設計可能提供更廣泛的保護。生物信息學和質譜技術的進步使識別潛在優勢表位變得更加高效。抗原遞呈與交叉保護交叉反應性基礎交叉保護是指針對一種病原體的免疫反應能夠部分保護宿主抵抗相關但不同的病原體。這種現象的分子基礎是抗原表位之間的結構相似性，使得針對一種抗原產生的T細胞或抗體能夠識別相關但不完全相同的表位。T細胞交叉識別T細胞受體具有一定的交叉反應性，可以識別與原始激活抗原肽相似但不完全相同的MHC-肽復合物。這種"分子模擬"使得針對一種病毒株的T細胞反應可能部分保護against另一種相關病毒株，即使它們的表面蛋白差異較大。交叉反應性T細胞通常識別病毒內部較為保守的蛋白質。廣譜疫苗設計利用交叉保護原理，研究人員正在開發針對高變異性病原體的廣譜疫苗。策略包括：靶向高度保守的抗原區域；使用共有表位鑲嵌蛋白；誘導針對多個亞型的廣譜中和抗體；以及設計能同時遞呈多個相關病原體保守表位的遞呈系統。流感"通用疫苗"和HIV疫苗研發正廣泛應用這些概念。抗原遞呈與免疫調節免疫調節是機體維持免疫平衡的關鍵過程，抗原遞呈在其中扮演核心角色。調節性T細胞(Treg)是主要的免疫抑制細胞，它們的產生和維持依賴于特定的抗原遞呈環境。在穩態條件下，半成熟樹突狀細胞遞呈自身抗原但缺乏足夠共刺激信號，傾向于誘導初始T細胞分化為Foxp3+Treg。這些Treg通過多種機制抑制免疫反應，包括分泌抑制性細胞因子(如IL-10、TGF-β)和競爭性消耗IL-2等。免疫抑制藥物通常靶向抗原遞呈過程的關鍵環節。鈣調磷酸酶抑制劑(如環孢素A、他克莫司)抑制T細胞激活信號傳導；皮質類固醇抑制APC成熟和炎癥因子產生；mTOR抑制劑(如雷帕霉素)干擾樹突狀細胞和T細胞的代謝活化；而CTLA4-Ig(阿巴西普)直接阻斷CD28-B7共刺激通路。某些小分子藥物和生物制劑能誘導耐受性樹突狀細胞，這些細胞表達低水平MHCII和共刺激分子，高水平PD-L1和IDO，能主動誘導免疫耐受。抗原遞呈與組織微環境皮膚微環境皮膚作為重要屏障組織含有多種特化APC表皮朗格漢斯細胞具有高遷移能力真皮樹突狀細胞分為多個功能不同亞群表皮角質形成細胞分泌細胞因子調節APC功能腸道微環境腸道微環境傾向于誘導免疫耐受CD103+DC產生維生素A代謝產物和TGF-β腸道上皮細胞分泌TSLP和TGF-β調節APC共生菌群產物影響APC極化和功能肝臟微環境肝臟具有獨特的免疫耐受傾向肝竇內皮細胞具有抗原遞呈能力但誘導耐受庫普弗細胞分泌IL-10促進耐受性環境肝臟血流豐富的特性影響抗原濃度和APC接觸腫瘤微環境腫瘤微環境抑制有效抗原遞呈低氧和乳酸抑制樹突狀細胞功能腫瘤分泌的TGF-β、IL-10抑制APC成熟腫瘤相關巨噬細胞呈M2樣免疫抑制表型抗原遞呈與免疫代謝代謝需求變化APC活化過程中能量需求顯著增加，代謝通路發生重編程糖酵解增強活化的樹突狀細胞和M1巨噬細胞快速轉向以糖酵解為主的代謝模式氧化磷酸化下調線粒體氧化磷酸化減弱，檸檬酸積累用于脂肪酸合成和蛋白質乙酰化功能關聯代謝變化直接影響共刺激分子表達、細胞因子產生和抗原處理能力免疫細胞代謝重編程不僅僅是提供能量的方式變化，更是免疫功能的重要調控機制。樹突狀細胞活化早期糖酵解的快速增強是由TLR信號和HIF-1α誘導的，這種代謝轉變支持細胞膜和分泌蛋白的快速合成，滿足APC活化后形態和功能變化的需求。然而，持續的糖酵解依賴也可能導致某些組織中的代謝競爭，如糖消耗殆盡的腫瘤微環境中，樹突狀細胞功能受損。不同APC亞群呈現不同代謝特征：促炎M1巨噬細胞主要依賴糖酵解和戊糖磷酸途徑，而抗炎M2巨噬細胞則更依賴脂肪酸氧化；耐受性樹突狀細胞維持較高的氧化磷酸化活性。靶向免疫代謝通路的藥物如2-DG(糖酵解抑制劑)、依托咪酯(脂肪酸氧化抑制劑)已顯示調節APC功能的潛力，為新型免疫調節療法開辟了道路。抗原遞呈的新技術單細胞測序技術單細胞RNA測序(scRNA-seq)技術允許我們在單細胞水平分析APC的基因表達譜，揭示傳統技術無法發現的細胞異