1、 腸道粘膜免疫應答機制摘要：人體腸道內的黏膜是人體內環(huán)境與外環(huán)境間直接交流的主要界面。腸道黏膜不僅是營養(yǎng)吸收及水分、礦物質交換的主要場所,同時也是許多病原體感染或起始感染的主要位點。腸道粘膜免疫是機體免疫系統(tǒng)的重要部分，近年發(fā)現(xiàn)了病原體、腸道菌群、免疫疫苗、免疫載體在其免疫調節(jié)的機制發(fā)揮著極其的重要地位。腸道黏膜免疫系統(tǒng)是由腸相關淋巴組織組成的復雜網絡,具有完善的免疫反應機制和嚴格的免疫調控機制。可以說,腸道黏膜免疫系統(tǒng)是機體抵御腸道病原體感染的第1 道防線,同時,也在宿主與外環(huán)境間黏膜穩(wěn)態(tài)的建立和維持上發(fā)揮重要的作用。本文簡要綜述簡要介紹腸道黏膜免疫應答機制的研究進展以及介紹這些影響因素在腸

2、道粘膜免疫的作用。關鍵詞：腸道黏膜 免疫細胞 應答機制 腸道粘膜免疫 病原體 腸道菌群 免疫疫苗 免疫載體 研究 進展1 腸道黏膜免疫系統(tǒng)簡介黏膜免疫系統(tǒng)由呼吸道、胃腸道、泌尿生殖道及某些外分泌腺(如唾液腺、泌乳的乳腺等)粘膜相關的淋巴組織共同構成一個相對獨立的體系，由于其所處的解剖位置相分布部位的特殊性，粘膜免疫系統(tǒng)既是機體系統(tǒng)免疫的重要組成部分，同時又具有其相對獨立性。傳統(tǒng)觀念認為淋巴細胞是來自骨髓或胸腺，在中樞淋巴器官巾分化、成熟后經淋巴循環(huán)定居于周圍淋巴器官，擔負免疫監(jiān)視功能。近年來大量的資料37顯示臟器巾的淋巴細胞不完全由淋巴器官移入，存在著固有淋巴細胞，并統(tǒng)稱為組織相關性淋巴細胞。

3、胃腸道黏膜不僅是消化、吸收營養(yǎng)物質的場所，而且還是重要的免疫器官，具有重要的免疫功能，與呼吸道的淋巴組織共同構成免疫系統(tǒng)的第一道防線。2 腸道黏膜免疫系統(tǒng)組成 腸道黏膜免疫系統(tǒng)，也稱之為腸道相關淋巴組織（GALT），直接參與和調控腸道黏膜免疫調節(jié)，也是機體免疫系統(tǒng)的重要組成部分。腸道黏膜免疫系統(tǒng)有以下部分組成：腸上皮細胞（IEC），腸上皮細胞間淋巴細胞（IEL），黏膜固有層淋巴細胞（LPL），腸粘膜下集合淋巴結（PP），以及黏膜組織內各種單核淋巴細胞，如T細胞、B細胞、巨噬細胞和樹突細胞（DC）等35。2.1 腸上皮細胞（IEC） 腸上皮細胞之間以緊密連接為主，刷狀緣表面分布致密的堿性磷酸酶，

4、與sIgA、杯狀上皮細胞分泌的黏液組成機體與外界的一層屏障，阻止絕大部分外來致病原侵入。腸上皮細胞可以表達HLA分子和CD1發(fā)揮抗原提成功能，并有效轉運sIgA從黏膜固有層進入腸腔，參與sIgA的分泌33。另外研究發(fā)現(xiàn)，腸上皮細胞還產生大量參與黏膜免疫調節(jié)的細胞因子如IL-4、IL-10。2.2 腸黏膜下集合淋巴結（PP）腸集合淋巴結（PP 結）是分布于腸系膜緣對側腸壁黏膜或黏膜下，由多個淋巴濾泡聚集成高度器官化的黏膜相關淋巴組織（O-MALT），具有典型的二級淋巴器官結構，有確定的B 細胞和T 細胞依賴區(qū)。濾泡表面覆有一層濾泡相關上皮（FAE），F(xiàn)AE由該部位特有的抗原轉運細胞即微皺褶細胞（

5、microfold cell，簡稱M 細胞）、腸上皮細胞、淋巴細胞等組成。PP 結含有大量的免疫細胞，其中B 細胞主要分布在淋巴濾泡，淋巴濾泡受抗原刺激形成生發(fā)中心，內含大量增殖淋巴母細胞，多數(shù)為IgA+ 細胞，少數(shù)IgM+ 、IgD+ 細胞位于濾泡間區(qū)。T 細胞主要位于濾泡間區(qū)，包括CD4 + 和CD8 + T 細胞，95%以上的T 細胞表達TCR，而一小部分表達TCR，在PP 結中50% 60%TCR T 細胞是CD4 +（輔助）T 細胞，剩下的是CD8 +（細胞毒/抑制）T 細胞。抗原遞呈細胞（APC）主要是樹突狀細胞（DC）、巨噬細胞（M）和B細胞。濾泡間區(qū)有高內皮靜脈（HEV），是淋

6、巴細胞進入PP 結的通道。PP 結有傳出淋巴管，但沒有傳入淋巴管，這一結構特點在淋巴組織中是獨特的35。由于PP 結含有各種必需的免疫活性細胞，一般認為PP 結是黏膜免疫反應的主要誘導部位。孤立淋巴濾泡在腸黏膜免疫反應中的作用尚存在爭議，研究發(fā)現(xiàn)人和小鼠小腸的孤立淋巴濾泡類似于PP 結，也有生發(fā)中心和覆蓋在濾泡上的濾泡相關上皮，推測其功能可能作為黏膜免疫反應誘導部位36。腸系膜淋巴結也作為黏膜免疫誘導部位產生IgA 抗體以利于腸黏膜吞噬細胞對共生菌的毀損37。2.3 腸上皮細胞間淋巴細胞（IEL） 腸上皮細胞間淋巴細胞主要是CD8 + T 細胞。在小鼠大多數(shù)IEL 是TCR CD8 + ，20

7、% 40% 的IEL 表達TCR，TCR的表達取決于腸腔中抗原刺激水平，成年鼠的TCR 表達可高達75%。在人絕大多數(shù)IEL 是TCRCD8 + T 細胞，TCRT 細胞只占人類IEL 的一小部分（5% 30%）36。IEL 具有自然殺傷活性，能以非MHC 限制的方式直接識別未加工的抗原，產生溶細胞活性，能殺死和清除病毒感染或損傷的上皮細胞，對病毒感染有免疫監(jiān)視作用2.4 黏膜固有層淋巴細胞（LPL） 黏膜固有層淋巴細胞主要由B 淋巴細胞和T 淋巴細胞組成。腸IgA+ 漿細胞分別來源于腸PP 結、孤立淋巴結的B2細胞和腹膜腔的B1 細胞6。根據(jù)細胞來源、表面標志、抗體產生及自身分裂的特點，B

8、細胞可分為B1和B2 細胞兩個亞群，B1 細胞分布于胸、腹膜腔內，表達CD5 + 和MAC-1 + 分子，屬于IgMhi /IgDlo 、B220lo 和FcR（ - ），在小鼠胚胎期，B1 細胞前體在肝和網膜中發(fā)育，在成年小鼠，B1 細胞位于腹膜腔和胸膜腔，具有自我更新能力，B1 細胞不進入淋巴結和脾的淋巴濾泡，部分腹腔中的B1 細胞可發(fā)生轉化，移行到腸黏膜固有層，分化成熟為漿細胞，參與腸道IgA 免疫應答；B2 細胞來源于PP 結和孤立淋巴濾泡，不表達CD5 + 和MAC-1 分子，屬于IgMlo /IgDhi 和B220int to hi ，由成年小鼠骨髓干細胞持續(xù)產生。腸黏膜固有層T

9、細胞主要是CD4 + T 細胞（60% 70%），其中絕大多數(shù)（95%）表達TCR，CD8 + T 細胞占大約30%40%，是溶細胞效應細胞35。另外10%的巨噬細胞、5% 的粒細胞、1%3% 黏膜肥大細胞也是黏膜固有層中主要細胞類型。3、腸道粘膜免疫與微生物3.1、腸粘膜與病原體腸粘膜表面存在大量的微生物。通常外環(huán)境中的相當大一部分病原體進入胃腸道后會被粘膜天然免疫成分形成的屏障阻止在體外。非特異免疫成分包括牯液、溶菌酶、乳鐵蛋白、三葉蛋白、防御素、分泌型自細胞蛋白酶抑制因子以及胃酸和胃腸蠕動等，將腸道腔內病原物質清除到體外l。急性感染期GALT中T淋巴細胞大鼉快速耗損的第一個令人信服的，見

10、于SIV感染恒河猴AlD6動物模型的研究報道中2。大約經過6年之后，有關于HI v_l感染者粘膜中T淋巴細胞選擇件顯著地耗損的研究報道3，4。由于腸腔中存在大量的微牛物和食物攜帶的抗原，腸粘膜中的大部分淋巴細胞都是曾經被激活過的效應細胞和記憶細胞。其中免疫記憶細胞或被激活過的T細胞主要大量存在于周有膜中。Matta li等指出，大多數(shù)T細胞丟失是由于記憶細胞的大部分被感染直接造成的。另一方面，F(xiàn)as和Fas配體的高水平表達可能是導致末被感染的記憶性，如 T細胞死亡的原因。總之，腸粘膜中有許多易感細胞和大量病毒復制，直接的病毒細胞致病作用和幾種潛在的其它機制，導致T細胞數(shù)在感染早期就急劇下降。3

11、.2、腸粘膜與腸道菌群在人和動物腸道中棲息著大約1014個細菌，達500余種5，但并未引起不正常或致病現(xiàn)象，這一微生物生態(tài)構成了腸道正常菌群。腸道菌群間互相保持著共生或拮抗關系，它們以宿主攝取的食物以及分泌于消化道內的各種成分作為營養(yǎng)，從而不斷地增殖和被排泄，它們與宿主的健康、疾病有著極其密切的聯(lián)系6。在正常狀態(tài)下，腸道菌群的組成、種類都是較為穩(wěn)定的。腸道菌群不僅和腸粘膜共同構成一道保護屏障，阻止細菌、病毒和食物抗原的入侵，還可以刺激腸道的免疫器官發(fā)揮更強的免疫功能。益生菌是腸道正常菌群的優(yōu)勢菌群，與腸粘膜緊密結合構成腸道的生物屏障，能通過占位效應、營養(yǎng)競爭及其分泌的各種代謝產物及細菌素等抑制

12、條件致病菌的過度生長及外來致病菌的入侵，維持腸道的微生態(tài)平衡7。早在1989年Yasui等給小鼠飼喂短雙歧桿菌發(fā)酵奶，結果發(fā)現(xiàn)小鼠的腸粘膜下淋巴結增生8。1999年鄭躍杰等通過實驗發(fā)現(xiàn)短雙歧桿菌促進小腸粘膜下淋巴結細胞增殖， 增殖的細胞有B細胞和貼壁細胞，短雙歧桿菌同貼壁細胞一起培養(yǎng)，其上清作為添加物，也可促進B細胞的增殖9。益生菌對腸上皮內淋巴細胞具有激活作用，IEL位于小腸和結腸具有吸收功能的上皮細胞之間， 主要為T細胞和NK細胞，T細胞中以Y、6 T細胞最多，且75 以上為CD8+T細胞，研究認為上皮內T細胞主要功能是細胞殺傷作用l0。2005年Scharek等人通過用益生菌對母豬和仔豬

13、的灌喂來研究對免疫系統(tǒng)的影響，他們發(fā)現(xiàn)益生菌能夠增強腸道上皮細胞的功能及活性并且對CD8+T細胞數(shù)量的增多有一定的影響， 這些都表明益生菌增強了免疫系統(tǒng)的免疫功能114、腸道粘膜免疫調節(jié)的機制腸粘膜表面的抗原引發(fā)腸道中的粘膜反應，腸道粘膜中的淋巴結將捕獲的抗原移到巨噬細胞，然后其對抗原進行加工， 并轉移給輔助性T細胞，然后激活B淋巴細胞，B淋巴細胞分化增強，產生大量分泌型IgA(SIgA)，在這過程中受IL-10、TGF-D和IL-4等細胞因子以及PP中的樹突狀細胞(Dc)和T細胞攜帶的細胞信號的影響，sIgA+B細胞能合成IgA二聚體，穿過上皮細胞進入腸腔，在這過程中，IgA二聚體和分泌成分

14、結合形成可抵抗蛋白酶水解的sIgA，slgA是粘膜免疫反應中的主要的效應因子，slgA可與病原微生物、毒素和抗原物質結合，阻止病原菌的入侵和抗原物質的滲透，而不激活強烈的炎癥反應和細胞毒反應 。12，14腸道粘膜免疫反應主要依靠分泌至粘膜表面及腸腔中的免疫球蛋白(以sIgA為主)和腸道粘膜內以淋巴細胞為主體的免疫活性細胞，共同完成腸道的局部免疫功能15-17 ，其主要功能有18-20：阻斷細菌對粘膜的吸附，使其不能形成集落，從而達到排菌的目的； 中和病毒的作用； 中和毒素的作用；對有異物攝人和空氣吸人的某些抗原物質具有封閉作用，使這些抗原游離于粘膜表面，不致進入機體，從而避免全身的免疫反應；激

15、活補體的C-3旁路途徑，并參與補體和溶菌酶協(xié)同抗菌作用；阻止機體對腸腔內共棲的正常菌群產生免疫應答。因此，腸粘膜免疫屏障的損害可能與腸外細菌、內毒素移位及誘導全身過度、失控、自毀的炎癥反應密切相關。近年來，關于分泌成分(SC)在粘膜防御和穩(wěn)態(tài)平衡中作用的新發(fā)現(xiàn)，為它的前體形式(pIgR)的獻身行為提供了一個合理的解釋除了特異性轉運免疫球蛋白通過上皮細胞，pIgR還具有獨特的生物化學特性例如，高度的一糖基化、可以與IgA穩(wěn)固結合、對維持pIgA性質穩(wěn)定和錨定到粘膜的特定部位起作用等上述特性使得pIgR與sc能夠單獨而出色地行使其功能有研究發(fā)現(xiàn)，SIgA可以與人末段回腸和小鼠小腸中派爾氏結的M 細

16、胞特異性結合21 上述發(fā)現(xiàn)提示，這種類型的抗體還有某些功能未被發(fā)現(xiàn)，其分子機制的復雜性尚需要進一步研究對pIgR的功能及分子機制的深入探討，可能會對粘膜免疫的研究以及相關疫苗和藥物的開發(fā)產生深遠的影響5、腸道粘膜免疫疫苗對于腸道粘膜免疫，多以DNA疫苗為主。Tang LH等的研究表明，通過減毒鼠傷寒沙門氏菌為佐劑的DNA疫苗口服免疫后，可誘導較好的免疫應答22。Amorij JP應用流感疫苗，以岍為佐劑消化道免疫小鼠后，增強細胞輔助性T細胞的免疫應答23。另有研究表明。不同佐劑的消化道粘膜免疫對疫苗的免疫作用有較大影響。以益生菌基因組DNA為消化道免疫佐劑，削弱了雞對禽流感病毒H5N1亞型滅活

17、油乳苗的體液免疫應答水平，推測可能與CpGN、CpG的高度甲基化或者與抗原的分離免疫有關24 。胡青海等以IL一2、IL一18、IFN一cDNA和CpG DNA為佐劑，減毒沙門氏菌運送H5亞型禽流感DNA疫苗消化道和鼻腔聯(lián)合免疫，結果表明，CpG佐劑組攻毒保護指數(shù)最高25。不同的免疫途徑相結合可誘導較好的粘膜免疫應答，以前的研究也證明了這一點。6、腸道粘膜免疫載體脂質體作為疫苗載體，具有免疫佐劑效應。Locher等26 研究表明，用脂質體包裹編碼HIV-2 ENV gpl40基因的DNA疫苗，免疫小鼠3次后，誘發(fā)了高水平的系統(tǒng)IgG和粘膜IgA抗體反應。細菌栽體主要包括李斯特桿菌、鼠傷寒桿菌、

18、志賀菌、乳酸桿菌屬等減毒細菌用重組李斯特桿菌作為HIV Gag疫苗載體，經直腸、靜脈、口服等途徑免疫小鼠，在脾和腸相關淋巴組織誘發(fā)HIV Gag特異性CD8+T細胞28 。疫苗以沙門氏菌為載體，表達SIV Gag蛋白和沙門氏菌型分泌性sopE蛋白融合體，口服初免獼猴，以嵌有SIVmac239 Gag的重組痘苗病毒(MVA Gag)皮內注射加強免疫，可誘發(fā)SIV特異性CTL反應。29聚乙烯亞胺PEI等陽離子聚合物載體與其他形式的基因載體相比具有下述優(yōu)點：無免疫原性，不會引起機體的免疫反應；遺傳物質的釋放可做到由聚合物基質的降解速率決定。PEI已經證明是有效的、毒性小、適用于許多免疫途徑的基因轉移

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