免疫应答(immune response)是机体免疫系统受到抗原刺激后，抗原特异性淋巴细胞识别抗原，发生活化、增殖和分化，发挥体液免疫和细胞免疫的效应过程。特异性免疫应答是机体清除异己物质以保持内环境稳定的重要机制，这个过程是免疫系统各部分生理功能的综合体现，包括抗原提呈、淋巴细胞活化及免疫效应发生等一系列复杂而有序的反应。抗原提呈是免疫应答过程的核心环节，是机体免疫反应的始动者。在免疫应答过程中，能摄取、加工、处理抗原并将抗原信息提呈给淋巴细胞的细胞，称为抗原提呈细胞antigen presenting cell，APC)，包括树突细胞(dendritic cell，DC)、巨噬细胞、B细胞等，在免疫应答中具有独特的地位。目前免疫学的研究对于经典的抗原提呈途径了解得比较清楚，即外源性抗原通过主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ类分子的途径被提呈，内源性抗原通过MHC-Ⅰ类分子的途径被提呈。外源性抗原(抗原提呈细胞外的抗原，如被吞噬的细胞或细菌等)被抗原提呈细胞捕获后经吞噬、吞饮或受体介导的内吞作用进入胞内，在溶酶体或内体内被降解为抗原肽片段，与M＋HC-Ⅱ类分子形成抗原肽-MHC-Ⅱ类分子复合物，转运至细胞膜，提呈给CD4T细胞，也称为溶酶体提呈途径。内源性抗原(指细胞内合成的抗原，如被病毒感染细胞合成的病毒蛋白和肿瘤细胞内合成的蛋白等)被蛋白酶体降解为肽片段，由TAP分子(transporters associated with antigen processing)转运至内质网内，与MHC-Ⅰ类分子结合形＋成抗原肽-MHC-Ⅰ类分子复合物，然后经高尔基体被运至细胞表面，提呈给CD8T细胞，也称为胞质溶胶途径。
除了经典的抗原提呈途径，近年来发现一个违背经典途径的有趣现象，即机体内还存在着非经典的提呈途径。外源性抗原也可通过MHC-Ⅰ类分子途径提呈，活化CD8＋T细胞，这一现象称为交叉提呈(cross-presentation)。专职性APC如树突细胞是具有交叉提呈功能的主要细胞，树突细胞通过其表面MHC-Ⅰ类分子对外源性抗原的交叉提呈可诱导CD8＋细胞毒性T细胞。交叉提呈机制在机体抗病毒及胞内菌感染、肿瘤免疫及自身耐受中具有至关重要的作用，越来越受到关注并成为研究的热点，关于交叉提呈近年在国际顶级期刊上都有报道。理论上交叉提呈应该有两个层面的意思，即内源性抗原的MHC-Ⅱ类提呈和外源性抗原的MHC-Ⅰ类提呈，不过认为外源性抗原的MHC-Ⅰ类提呈(诱导细胞毒性T细胞)在对抗肿瘤与病毒性疾病中更具重要性，故对该途径提呈的机制研究得较多。已发现了一些参与交叉提呈过程的分子，但其发生的确切机制仍未完全揭开，深入阐明交叉提呈的分子机制对于开发抗肿瘤、抗感染疫苗具有重要意义。
在交叉提呈过程中，关于其发生机制有很多谜团没有解开，关键的问题主要包括：抗原肽到底是如何能够在内体与蛋白酶体之间进行非常规的转移的，是由哪些分子帮助完成的？抗原肽到底是如何与MHC-Ⅰ类分子结合的？交叉提呈受到哪些因素的调控？什么情况下抗原会遵循交叉提呈的途径被提呈，是否跟抗原的性质有关？抗原的特点是怎么样来决定哪一条提呈途径的，还有一些什么样的因素来决定？这对于我们设计疫苗(抗病毒、抗肿瘤等)会有非常好的启发和指导作用，若能使疫苗中的免疫原同时能通过经典的MHC-Ⅱ类分子途径提呈以活化CD4＋T细胞，又能通过交叉提呈的途径激活CD8＋T细胞，诱导抗原特异性CTL，疫苗将会更加有效。
目前对于交叉提呈机制的研究只是刚刚开始，认识到外源性抗原被MHC-Ⅰ类分子提呈的可能机制包括：APC吞入外源抗原(胞内有病原体感染的细胞、肿瘤细胞等)后，在内体中消化，抗原肽直接与内体中的MHC-Ⅰ类分子结合成复合物而被提呈；内体与细胞表面含MHC-Ⅰ类分子的颗粒融合，外源性抗原肽结合再循环的MHC-Ⅰ类分子而被提呈；含外源性抗原的吞噬溶酶体可与内质网融合，内质网膜上的Sec６１(转运分子)使吞噬溶酶体内的小分子抗原肽逆向转运至融合体的胞质面，由胞质内蛋白酶体将其进一步降解，然后在胞质中热休克蛋白(heatshockprotein，HSP)家族成员HSP７０的参与下，由内质网表面的TAP将抗原肽转回融合体，并装载至MHC-Ⅰ类分子的抗原结合槽，转运至细胞膜表面被提呈给CD8＋T细胞；内体中的外源性抗原或抗原肽还可直接进入胞质，甚至直接从细胞外进入细胞质，再经经典的MHC-Ⅰ类途径处理和提呈，机制尚不十分明确(图１)。热休克蛋白(包括gp９６、HSP７０、HSP９０等)作为胞内含量丰富的可溶性蛋白，在参与抗原(如肿瘤)的交叉提呈中发挥重要作用。肿瘤细胞生长过程中裂解释放的gp９６-内源性抗原肽复合物可作为外源性抗原被APC摄取加工处理后，通过交叉提呈作用，以肿瘤抗原肽-MHC-Ⅰ类分子复合物的形式表达于APC表面，供细胞毒性T细胞识别。APC表面CD９１分子被证实是与HSP特异性结合的受体。
最近的研究还解释了自噬(autophagy)在交叉提呈中的可能作用。自噬是广泛存在于细胞中的一条胞内蛋白降解途径，在自噬过程中，待降解的细胞质组分及细胞器被包裹在一种称为自噬小体(autophagosome)的双层膜结构中，最终与溶酶体形成自噬溶酶体。自噬小体可能是供体细胞转运抗原性蛋白的有效载体，肿瘤细胞自噬小体可作为树突细胞交叉提呈的抗原来源，诱导强烈的抗原特异性CD8＋T细胞应答(图２)。胞内病原体(病毒、细菌、寄生虫)的交叉提呈机制中自噬也同样发挥作用，可以看到这些抗原往往定位在自体吞噬泡，阻断自噬就抑制了特异性CD8＋T细胞应答。自噬还可以将内源性抗原以MHC-Ⅱ类分子的形式提呈给CD4＋T细胞，实现内源性抗原的交叉提呈。
还有研究认为，在对一些病毒抗原的交叉提呈中，可能抗原并不在胞浆中被降解和处理，而是完整的蛋白质被抗原提呈细胞提呈到细胞表面再被降解。
目前已有的研究只对交叉提呈的机制有了一点点认识，在很多问题上还存在着争议，要揭开交叉提呈这一谜团还有非常多的关键问题需要解决，其确切的细胞与分子机制还亟待深入了解，这可能为设计抗肿瘤、抗感染的新策略提供关键的启发。尚有许多问题等待我们去深入研究，如抗原在内体与蛋白酶体间非常规转移的分子机制及其调控因素，抗原肽及自噬小体是如何与MHC分子结合的，怎么来控制抗原遵循的提呈途径，内源性抗原的交叉提呈机制等。我们应结合免疫学、分子生物学、病毒学等相关学科的先进手段和方法，以及通过各学科的交叉渗透来深入研究，解决这些问题将为恶性肿瘤和感染性疾病的防治带来新的突破。
