T細胞免疫識別研究進展

吳玉章

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T細胞免疫識別研究進展

吳玉章

400038 重慶，中國人民解放軍免疫學研究所

免疫識別是疫苗設計的基礎。T 細胞免疫識別是預防性疫苗、治療性疫苗（含負調疫苗）發展的基礎。通過 T 細胞受體（T-cell antigen-receptor，TCR）的信號轉導的特征是依賴于對表位多肽的限制性識別。所謂限制性是指對呈遞多肽（peptide，P）的 MHC 等位基因編碼分子（MHC-encoded restricting element，R）的特異性識別（圖 1）。這種對 P 和 R 的同時特異性識別方式使得 T 細胞能區分來自細胞內的分子（P）和細胞關聯分子，其形成的進化機制可能與病毒感染相關。自從明確 TCR識別的配體是 PR 復合物以來，在 TCR-PR 相互作用機制上就存在兩種觀點：“altered-self”（改變自我）和“dual recognition”（雙重識別）。其中，“altered-self”又稱為“Interaction-antigen model”、“New antigen determinant (NAD) model”、“Standard model”（標準模型）、“Single recognitive-multiple receptor model”（單一識別多受體模型）。以上兩個模型目前單一識別多受體模型沒有被推翻。而雙重識別模型因為：①解釋的是細胞相關抗原（而非特指胞內抗原）；②把 P 和 R 視為各自獨立但相聯系的靶，但后來證實 P 結合在 R 的多肽結合槽中。因而該模型失去生命力。

圖 1 TCR 識別 PR 復合物，至少有三對配體-受體參與：epitope-papratope、agretope-desetope、resitope-histotope

在單一識別多受體模型里，把 TCR 的配體視為由 MHC 等位基因產物（R）和多肽組成的新的抗原決定簇，這類似于 B 細胞受體（B-cell antigen-receptor，BCR）識別單個結合位點。這個模型指導下的研究得出了不少有價值的結論，如 TCR 分子單個位點的占位水平決定著傳入 T 細胞信號質的不同（像陽性選擇與陰性選擇）。這一模型的缺陷是沒能充分顯示 MHC 等位基因特異性識別，其中最有力的質疑是存在對于同一受體，卻因為占位水平不同而向同一細胞提供不同性質信號的現象。

針對單一識別多受體模型的上述問題，2003 年 Cohn[1]提出了“三位模型”（Tritope model），又稱為“多重識別單受體模型”（Multirecognitive- single receptor model）。該模型通過區分開 P 和 R 的識別深化了 TCR 信號的認識。P 被認為是特異性信號，R 被認為是 PR 復合物中形成三維結構或功能穩定的組分。在一個給定的免疫系統中，P 被通過體細胞突變而形成的隨機抗-P 庫特異性識別；R 則被非隨機的胚系選擇形成的抗-R庫特異性識別；TCR 則整合了 2 種識別信號傳入 T 細胞。三位模型假設單一受體只能給細胞傳導單一信號。信號的閱讀取決于細胞的分化狀態。單個受體具有三個識別位點。最終配體的特異性結合必須加和為單一信號（即一個受體—一個信號）。在 TCR 就是把這些結合及相互作用（圖 1）加和為一種信號給T 細胞。

1 三位模型的基本假設

⑴每個 VT（variable region of the TCR，VT）基因識別 R 上的 1 個等位基因特異性決定簇（allele-specific determinant on R，a）和1個非可變區的決定簇（invariant determinant on R，i）。TCR 對 a 和i 的識別稱為抗-R 且是胚系選擇。在每一種屬 a 的總數與其編碼 a 的不同 VT基因片段數相等。

⑵R上的 a 和i 是 R 類（class）特異性的（如aI，aII，iI，iII）。

⑶其分子對接模式是 TCR 的VαVβ（the variable domain encoded in the Tα-locus，Vα；the gene locus encoding the α–subunit of the TCR，Tα；the variable domain encoded in the Tβ-locus，Vβ；the gene locus encoding the β–subunit of the TCR，Tβ）能與PR在2 個相對的信號轉導方向相互作用，其中一個亞基識別a，另一個亞基識別i，與另兩個R 上結合多肽結構域或亞基成對位。

⑷抗-P 位點由CDR3α-CRD3β 或者說 (NJ) α-(NDNJ)β 互補形成。抗-P 位點是體細胞選擇形成的，而抗-R 則是胚系選擇形成的。

⑸對于給定的一個TCR，其兩種可能的信號轉導模式（方向）是在胸腺中選擇的（陽性選擇），這使得P-抗P 相互作用在限制性識別中的信號轉導中成為必須；與此相反，未經過這一選擇的信號轉導引起同種異體反應，這一反應信號僅由抗-RA（allo-R, nonself alleles of R，RA）啟動，而不需要P-抗-P 參與或者說是P 非特異性的。這暗示信號轉導必須由TCR 的兩種非結合構象轉變來的共同構象中間狀態引發。

⑹抗-P 位點是在基因重排形成的，有兩種可能構象和由Dβ-閱讀框決定。每種構象與信號轉導的可能性相對應：陽性選擇后限制性識別是以P-抗-P 依賴的方式，而陽性選擇本身是P-抗-P 非依賴方式。

⑺P-抗-P 依賴的TCR-PR相互作用引起的限制性反應由構象變化引發：或P 非特異性TCR-PR 相互作用引起的同種異體反應由>或>的構象變化介導。在這兩種情況都是關鍵的信號轉導構象中間狀態。

⑻TCR 與配體相互作用為T 細胞輸送獨特的信號，這一信號的解讀決定于細胞不同分化狀態。所以TCR 是一個“單受體”（一個受體一種信號）。

⑼功能不同的抗-P 和P 表位庫的大小數目約105以下。

⑽進化選擇決定了錨固P 于R 上的氨基酸殘基。錨固位點是在MHC 等位基因決定簇（a）。

2 三位模型概要

TCR 能以 2 種結合模式（信號轉導方向）與 PR 結合。胸腺陽性選擇出來的模式是介導[P-抗-P]依賴的限制性識別；與此相對應的是未經胸腺陽性選擇的模式-介導非[P-抗P]依賴的同種異體反應。同種異體識別不是進化選擇的直接結果，因為它沒有功能，只是限制性識別機制的副產品。

以上兩種信號轉導模式是這樣產生的：

每個 VT基因片段特異性識別 R 上的 2 個決定簇：識別 MHC 等位基因特異性 a 決定簇和非可變區的i 決定簇。其中 Vα 基因片段定義了識別位于 R 的 W 結構域（或亞基）上 a 決定簇的結合位點，而 Vβ 基因片段定義了 R 的 E 結構域（或亞基）上 a 決定簇的結合位點。這屬于胚系基因選擇結果。

i 決定簇是 R 的 W 或 E 結構域（或亞基）上標志。Vα 基因片段負責識別 W 結構域（或亞基）的決定簇：aW 和 iW；Vβ 基因片段負責識別 E 結構域（或亞基）的決定簇：aE 和 iE。因此，只存在 2 種信號轉導模式：Vα（aW）→ Vβ（iE）或Vβ（aE）→Vα（iW）（見圖2、圖3）。

圖 2 TCR 信號轉導模式及其與構象變化的關系示意[2]

圖 3 TCR 與 PR 相互作用后的2種信號轉導模式示意[2]

表 1 2 種TCR-PR 信號轉導模式和信號轉導要求的關系（與圖2 互參）

既然i 決定簇是非可變區決定簇，就必須考慮i 決定簇在兩類 R，即 RI（class I restricting element，RI）和 RII（class II restricting element，RII）的分布。如果i 決定簇是 RI 或 RII 類特異性，Vα 基因必須能識別[aWI，iWI]或[aWII，iWII]，相應的 Vβ 基因必須能識別[aEI，iEI]或[aEII，iEII]。如果是這樣，新生兒大概一半的 VαVβ 是有功能的，即能與 R 對接Vα（aWI，iWI）Vβ（aEI，iEI）和Vα（aWII，iWII）Vβ（aEII，iEII），另一半無功能的VαVβ 在胸腺中被忽視而消亡；如果 iW 和 iE 決定簇在 RI 和 RII 是同一決定簇，那么新生兒所有 VαVβ 應當是功能性的。后者相當于沒有i 決定簇，TCR 與 a 決定簇的相互作用就足夠與 TCR 充分對接，這似乎不大可能，況且最近也推斷出了 R 的類的 i 決定簇。

限制性識別、反應的模式是胸腺陽性選擇的結果。不論在那種識別模式，限制性反應都依賴 P-抗 P 相互作用，也就是說是P特異性的。但是陽性選擇和同種異體反應不需要P-抗 P 的參與（P 非特異性的）。這提示抗-P 位點在陽性選擇后以2 種構象中的一種表達功能。其最終結果是對于任何給定的 TCR 分子都存在信號傳遞方面的不對稱性：抗-P 依賴的陽性選擇后的限制性識別與抗-P 不依賴的非陽性選擇后的同種異體識別。

3 三位模型的進一步解釋和修正

為了實現限制性識別，TCR 與 PR 對接首先是[a+c-a]（combining site (c) on VTfor a，c-a）然后以對位方式[i+c-i]（combining site (c) on VTfor i，c-i）并暴露抗-P 位點。如果[P-抗-P]沒有結合上則 TCR 從 PR 解離。這里 TCR 通過i 和 a 與 R 相互作用是必須的以暴露抗-P 位點。[R-抗-R]相互作用表明細胞一定在處理胞內病原，而[P+抗-P]相互作用才啟動給 T 細胞的信號（單一受體）。這就是三位模型與標準模型的不同之處：三位模型正確加和了 P 和 R 對識別的貢獻，標準模型則認為[PR]相互作用后形成新的復合表位與 TCR 單一位點結合，且 TCR 的占位水平決定了多個可能信號的一種會傳給某一特定 T 細胞（多受體）。

3.1 抗-P結合位點

前已述及：TCR 兩種不同的信號轉導模式與抗-P 構象相關，我們把抗-P 的這兩種構象稱為 flIp 和 flOp（圖2，表1）。flIp 和 flOp 是由 Dβ 閱讀框決定的。由于基因重排發生在陽性選擇以前，陽性選擇就必須定義構象與信號轉導模式之間的關系。

在信號轉導模式 aW → iE，如果抗-P 位點構象是 flOp，則 TCR 就被陽性選擇；在信號轉導模式 aE → iW，如果抗-P 位點構象是 flIp，則 TCR 也是被陽性選擇。在與 P 相互作用下，抗-P 的構象就轉換為通常的信號轉導構象狀態 Φ，實現信號傳導。Φ 是從 flOp 或 flIp 轉換來的中間構象狀態。

3.2 關于陰性選擇

胸腺細胞通過3 個過程“整肅”：

⑴“忽略死亡”（death-by-neglect）。不能識別或不能對接RT（the restricting element mediating positive selection in thymus，RT）的oT[T-cells prior to positive selection (CD4+ CD8+)，oT]，即沒有經過陽性選擇的這群細胞會死亡。

⑵限制性識別自身多肽[PSRT]（self-peptide，PS）導致凋亡。

⑶任何在限制性識別中具有不正確或不適當構象的 TCR，在陽性選擇前或陽性選擇中通過與RT的相互作用而被刪除，這是[P-抗P]非依賴性的。

假設i 決定簇是 R 類特異性的。那么新生兒 50% 左右的 oT 細胞因為不能與R對接而失去功能。剩下的又有 50% 因為構象錯誤或不適當而被刪除，這樣只有 25%（50% × 50%）的細胞進入陽性選擇。大約20% 的被陽性選擇。所以總體上5%（25% × 20%）的新生兒oT 細胞被陽性選擇出來。通過PsRT的抗原特異性刪除只占了總體oT 細胞的萬分之五（1% × 5%）。最后就只有 5% 的oT 細胞會成為功能性 iT 細胞（T-cell after positive selection，iT）布防在外周。

3.3 關于陽性選擇

陽性選擇的結果是：

⑴最大化功能性限制性識別的細胞。

⑵建立嚴格的效應細胞功能與R類識別的關系：eTc（cytotoxic effector T-cell，eTc）是 RI 限制性，eTh（effector helper T-cell，eTh）是 RII 限制性。

⑶清除雙重 RT限制性 TCR 和雙重 RT限制性細胞，因為這些細胞表達 2 種 TCR（1 Vα + 2 Vβ或1 Vβ + 2 Vα）。

3.3.1 信號通路 以H-2a小鼠為例說明：oT 細胞具有約1 600 種VαVβ 組合（~20 Vβ × ~80 Vα）。有兩種可能需要考慮：i 決定簇在RI 和RII 相同（或沒有i 決定簇）；i 決定簇在RI 和RII 不同（i 決定簇是R 類特異性的）。其差別是前者外周iT 細胞有一半是同種反應性的；后者則所有的外周血iT 細胞是同種反應性的。

與標準模型不同，在三位模型認為[P+抗-P]不參與陽性選擇（即非P 特異性的）、但陽性選擇的iT 細胞參與限制性識別時則需要[P+抗-P]信號（P特異性的）。考慮到Dβ 基因選擇的flOp 或flip 構象，對接信號轉導方向為aW → iE[即Vα（aW）Vβ（iE）]的oT 細胞必須是flOp 構象以被陽性選擇；如果是flIp 構象則被刪除（非P 特異性陰性選擇）。與此相反：對接信號轉導方向為aE → iW [即Vβ（aE）Vα（iW）]的oT 細胞必須是flIp 構象以被陽性選擇，如果是flOp 構象則被刪除（非P 特異性陰性選擇）。假定i 決定簇是R 類特異性的，在H-2a小鼠有4 群功能T細胞（圖4）。

圖 4 在H-2a 小鼠陽性選擇后的4 群iT 細胞

3.3.2 信號 在三位模型中，oT 細胞的陽性選擇只有R-抗-R信號啟動而沒有P-抗P 信號參與。這就需要胸腺介導陽性選擇的細胞被通知結合oT 細胞傳導陽性選擇信號。這樣就建立了R 類的功能關聯及限制特異性。

一種機制是TCR 作為R 的配體、R 作為TCR 的受體，其相互作用結果是胸腺細胞給oT 細胞信號，反過來，被告知在與R的相互作用下分化為iTc 或iTh。

鑒于oT 細胞不知道限制特異性，它就必須具備向下分化為iTc 或iTh 之一的能力。胸腺選擇細胞應能夠送出選擇作用是RI 還是RII 的不同信號，oT 細胞則應具備2 種不同的受體以接受RI 或RII 來的信號。可能胸腺細胞向oT 細胞轉導信號是通過CD4 或CD8。

3.4 關于同種反應性

同種反應性生理狀態下沒有功能，所以也不需要、也不是通過直接選擇獲得。三位模型認為對 RA（allo-R）的耐受或反應都不是 P 特異性的。R 是 T 細胞的特殊抗原，它們不需要處理成多肽才成為信號轉導的配體。

同種反應有 3 個特性需要解釋：

⑴同種反應和限制性反應涉及的 R 等位基因相同。同種反應是 R 等位基因特異性的，這就象在限制性識別一樣。

⑵同種反應頻率高。對于一個給定的 allo-R 等位基因，大約 1% 的陽性選擇后限制性識別的T 細胞會反應。這與[PR]限制性識別只有萬分之一 T 細胞有很大反差。

⑶限制性識別的 R 類限制性與效應細胞功能關系很嚴格。在同種反應這一關系也同樣嚴格。

三位模型對這 3 個現象的解釋是：

胚系編碼的（Vα+Vβ）識別 R 等位基因，胚系編碼的（Vα+Vβ）是VT基因形成的單一庫，以[P+抗-P]非特異性的方式參與同種反應，這就決定了同種反應的高頻性，也決定了同種反應與限制性識別同樣嚴格受R 等位基因限制。

所有 TCR 在陽性選擇后，功能轉變為限制性識別，這是合適識別模式（信號轉導方向）依賴的。如果識別模式是另一種則具有可能介導同種反應潛能。但是，如果這種潛能直接變成同種反應性，則 R 類與效應細胞功能關系會放松、變得不嚴格。有 2 種解釋：

⑴假定i 決定簇是 R 類特異性的：iEI、iwI、iEII、iWII。在這種情況下，只有與 R 的 a 和i 相配的 TCR 能對接 R。也就是 2 種組合 Vα（aWI，iWI）Vβ（aEI，iEI）或Vα（aWII，iWII）Vβ（aEII，iEII）是功能性的、是同種反應性的、也是 R 類特異性的。這種解釋提示大概半數的從頭選擇的 TCR 不能經過陽性選擇并被 die-by-neglect。任何在不充分的同種反應可能因 I 類和 II 類 R 分子間的順式相互反應的疊加或 V-基因片段編碼的某些信號的混合所導致。

⑵假定i 決定簇是 R 類共有的或i 決定簇根本不存在。陽性選擇授予 R 類表型功能：eTc 是 RI 限制性的、eTh 是 RII 限制性的。這依賴于 eTc 表達 CD8、eTh 表達 CD4。所有oT細胞的TCR都具有經過陽性選擇的潛能，但只有一半是同種反應性的。任何不充分的同種反應可能是 CD4、CD8 介導效應不充分所致。

陽性選擇建立起 P 特異性的限制性識別。在aW → iE 信號轉導方向，VαVβ 與抗-P 是 flOp 構象，需要 P 的信號才能傳入細胞。但在另一信號轉導方向 aE → iW，因為是 flIp 構象或引起 flOp → Φ → ‘flIp’ 的構象變化，當 allo-R 參與后，就不依賴[P-抗-P]而向細胞內傳入信號。這表明 TCR 的 2 種對接方式不對稱。這種不對稱適應在缺少[P-抗-P]情況下引發同種反應所需要的構象改變。

構象變化flOp → Φ → ‘flIp’（或相反）的重要性有：①在陽性選擇，oT 細胞表達的構象與選擇方向相反（aW → iE 是flip 或aE → iW 是flOp）就被刪除。大約有 50% 通過 TCR 選擇的 T 細胞在陽性選擇中被刪除是通過這種構象變化實現的；②表達 2 種 TCR 的細胞（1Vα+2Vβ 或1Vβ+ 2Vα）將被刪除。因為同一個信號方向可能被選擇，但在相反信號方向被刪除。

應區分同種反應性（alloreactivity）與同種限制性（allorestriction）。同種限制性是指 P 特異性識別是在同種等位基因決定簇伴隨下給 T 細胞輸送信號；而同種反應性則僅是通過特異識別同種等位基因決定簇就輸送信號給 T 細胞，不需要抗-P 位點的參與。

同種反應細胞不能從陽性選擇而來。可能通過胸腺外的一種古老方式而不需要 oT 細胞選擇而成熟。同種限制性細胞在個體是沒有功能意義的，但在實驗中可通過給予強抗原性[PRA]選擇壓力而激發其同種限制性。但這些實驗沒能同種反應性細胞是否抗-P 依賴。

3.5 a，i，c-a 和 c-i 位點的拓撲學

ii 決定簇在每類R 都在固定位置。為了使 TCR 同時能結合 a 和i，a 就必須處在 TCR 折疊后可及的位置。對于一個大的 VT 基因庫有1 000種 VαVβ，每種都能與 R 以兩種結合模式（限制性識別和同種反應）中的任何一種對接，那么 TCR-R 的相互作用都需要固定的 a 和 i 結合的拓撲。進一步還需要有需要[P-抗P]信號的限制性識別模式和不需要[P-抗P]信號的限制性識別模式的同種反應的拓撲。也就需要有上述 2 種模式、flOp、flIp 兩種構象的非對稱性。在陽性選擇后，不管是 flOp 構象還是 flIp 構象，TCR 不但需要 RT 選擇性參與也需要[P-抗-P]作用以啟動能傳導信號的 Φ 構象。

構象轉換的具體細節是重要的。在不需要[P-抗P]信號的情況，[RT-抗-RT]的親和力應足夠低以允許快速解離。為什么在沒有[P-抗P]信號，allo-R（RA）的作用能轉導信號？如果構象和模式適合限制性識別（見表1，圖2），[RT+抗RT]相互作用是低親和力的，如果aW → iE 方向是flOp 構象，aE → iW 方向是flIp 構象，加上[P-抗P]相互作用，配合[RT+抗RT]作用，則使構象進入Φ 狀態，從而形成低解離的穩定的[TCR-PR]結合狀態。這里[P+抗P]的參與使得低親和力的[RT+抗RT]相互作用轉變為高親和力的[TCR-PR]結合狀態。如果構象和模式不適合限制性識別（見表1，圖 2），既aW → iE 方向是flIp 構象，aE → iW 方向是flOp 構象，[RA+抗RA]誘導[P+抗P]非依賴性的Φ 構象轉變和穩定的[TCR-RA]結合。

3.6 關于Φ

⑴Φ 的半衰期

[P-抗P]主導的限制性識別會形成足夠長時相 Φ 構象狀態以便進行下一步-與靶形成突觸。這是相對緩慢的過程，即使只有少數 TCR 參與也能工作。與此不同，同種反應是[P-抗P]非依賴的，flOp → Φ → ‘flIp’ 或 flIp → Φ →‘ flOp’ 構象轉變會產生 Φ 構象狀態，進一步通過 2 種方式中的 1 種進入下一步。第一，半衰期很短但通過數目眾多 TCR 的參與而得到補償；第二，形成假構象，‘flIp’（pseudo-flIp）、‘flOp’（pseudo-flOp），形成的 Φ 構象狀態就時間長，這樣半衰期就類似于[P-抗P]主導的那樣長。

⑵T 細胞閱讀Φ構象狀態而啟動信號轉導

有 2 種可能：每種構象變化都能被胞膜內側直接閱讀；構象變化使 TCR 形成多聚物而被細胞內側閱讀。

TCR 與 PR 的結合獲得 Φ 構象狀態可能直接或在 TCR-CD3 復合物形成后，將信號傳遞到 CD3 并激活 CD3 通路傳遞信號。目前還沒有跨膜傳遞構象信號的證據，已有的證據支持第 2 種可能。

3.7 關于抗P 庫

抗P 庫是體細胞生成并隨機識別自我與非我。原則上每個陽性選擇的VαVβ 對都可能成為抗-P 庫。表位有~105，抗-P 庫也是~105，這是個“封頂”的庫。

R 結合約 10 個 AA 的肽。每個肽有 2 個進化選擇，而獲得固性殘基的2 個錨：1 個是結合在 N 末端的 W 結構域或亞基，另 1 個是結合在 C 末端的 E 結構域或亞基。抗-P 識別的肽序列庫應與每個 R 相當，但不依賴于 R 識別的錨固性殘基種類。假定識別 5 個氨基酸殘基能定義 1 個表位，且 20 個可能氨基酸替換時只有一半導致產生功能不同表位，就可推算 T 細胞功能不同的表位庫就在~105數量級，起碼不多于 106，不少于104。這個表位庫被含~105不同功能抗-P 庫所識別。從基因多樣性計算，如果抗-P 是 (NDNJ)β 和 (NJ)α 互補形成，那么組合就有 Jα × DβJβ × 30，組合就在~105數量級。

抗-P 庫實際應該包括激動劑和阻斷劑。一種給定的 TCR 的激動劑可被看作另外一個TCR 的阻斷劑。但是阻斷劑又不明顯引起 Φ 構象狀態。結合 R、不結合抗-P，與結合 R 而不被 TCR 識別這 2 種情況不能很好區別，這是 iT 細胞通常有的情況。現在還不清楚阻斷劑是不是激動劑的競爭性抑制劑，如果阻斷劑能特異性結合抗-P 位點又不啟動構象變化，那么激動劑和阻斷劑在正常的穩定多肽負載狀態的意義就成為重要的問題。

目前免疫識別機制包括多肽與 R 的結合和 TCR 的識別，使得病原體在識別這一環節逃逸的概率很小，可能病原體逃逸是顛覆了效應細胞功能，通過抗原非特異性方式顛覆了多肽呈遞機制，或者使免疫細胞功能失活。也必然有少數病原體在識別環節逃逸，不能被抗-P 識別或者不能提供 R 結合的多肽。選擇性壓力依然存在，況且從來不會完美。

三位模型解釋了為什么體細胞突變對抗體多樣極端重要，但對 TCR 庫卻沒有貢獻。在已經“封頂”的抗-P庫，任何特異性的突變只會變成已經存在的另一種特異性，突變不會帶來新東西。

3.8 關于區分自我（self，S）-非我（non-self，NS）

給定表位庫~105、每種動物 T 細胞系統表達 105不同蛋白，每種蛋白在胚系都表達，也就都表達了整個表位庫。那么，區分S-NS 的基礎是什么？

“自我”是自動生成的 PSRT復合物。通過進化選擇，其中只有一部分自動生成的PR 復合物是作為“自我”的PSRT。S 必須有個PSRT在細胞膜表面表達密度的域值。如果 1% 的 P 庫是自身（Ps），那么 1 × 103的 P 是 S，9.9 × 104的 P 是 NS。S 的密度域值不但與耐受有關，也與反應有關。為了應對細胞內病原（ns），必須在細胞表面有超過域值密度的[PnsRT]（nonself-petide，Pns）。

以病毒為例，免疫系統只能在細胞膜上的病毒多肽足夠高密度多肽時（即超過域值）才會反應。進化的壓力會讓病毒保持低于域值的密度。病毒會借用細胞內的合成機器復制，如果復制過快，則細胞膜上病毒多肽密度會升高并活化 iT 細胞。誘導生成的效應 T 細胞（effector T-cell，eT）可能需要同樣密度域值啟動效應功能。而在自身免疫則密度域值要低一些。實驗研究發現，效應細胞的密度域值比耐受或活化的密度域值低一些。病原體表位也會是內源生成多肽庫的一部分，密度在域值以下則是耐受狀態。這樣看來效應細胞的密度域值就是一個進化相關的兩難選擇：域值低于自身免疫則在清除病原時有可能引起自身免疫；域值與耐受接近則不容易引起自身免疫，但病原體已經不是早期階段了。這個矛盾在腫瘤也存在。

iT 是區分自我-非我的惟一階段。eT 細胞是免疫效應的惟一階段。因為 iT 和 eT 分別與其相應靶細胞作用，前面述及的信號轉導都適合于這2 個分化階段的細胞，不同的是這 2 種分化狀態細胞對 TCR-PR 相互作用的信號解讀。

3.9 所提出的構象轉換邏輯

為什么有 2 種信號轉導模式（aW → iE 和aE → iW）？

進化選擇使得 RII 的 W 和 E 亞基互補識別表位的概率很高。VαVβ 識別單一的 RII 亞基是必須的，Vα 識別 RII 的 W 亞基上的等位基因特異性決定簇，Vβ 識別 RII 的 E 亞基上的等位基因特異性決定簇，功能優化就要求 TCR 在 2 個方向（2 種模式）與 R 結合：Vα（aW）→ Vβ（iE）或Vβ（aE）→ Vα（iW）。

為什么 2 種結合模式（信號轉導）方向需要 flOp 和flIp 兩種起始構象？

一個受體只轉導一種信號。這種信號必須由與 TCR 相互作用而形成的構象而引發。每種結合模式的相應構象 flOp 和 flIp 必須能夠在[P-抗-P]參與后轉換為共同構象 Ф，后者啟動限制性識別反應。

同種反應性是 TCR 與 R 相互作用的結果：識別模式（信號轉導方向）和構象不協調。陽性選擇去除不協調構象有其單獨機制。

[1] Cohn M. The tritope model of restrictive recognition by TCR. Trends Immunol, 2003, 24(3):127-131.

[2] Cohn M. The Tritope Model for restrictive recognition of antigen by T-cells I. What assumptions about structure are needed to explain function? Mol Immunol, 2005, 42(12):1419-1443.

2009-10-15

10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2010.02.001