腸道黏膜免疫

1、腸道黏膜免疫腸道黏膜免疫系統(tǒng)主要是指腸道相關的淋巴樣組織（gut-associated lymphoid tissue GALT）是全身最大的淋巴器官根據(jù)形態(tài)、結構、分布和功能，可將 GALT分類為兩大部分 即有結構的組織黏膜濾泡和廣泛地分布于黏膜固有層中的彌漫淋巴組織。黏膜濾泡是免疫應答的傳入淋巴區(qū)，又稱誘導區(qū)，抗原由此進入GALT 被抗原呈遞細胞捕獲、處理和呈遞給免疫活性細胞，誘發(fā)免疫應答；而彌漫淋巴組織是免疫應答的傳出淋巴區(qū)，又稱效應區(qū)，漿細胞和致敏淋巴細胞通過歸巢機制遷移至彌漫淋巴組織 抗體和致敏淋巴細胞在此發(fā)揮生物學功能。1 腸道相關淋巴樣組織1.1 派伊爾結(Peyers patc

2、hes PP)是小腸的黏膜濾泡組織 主要位于遠端小腸的黏膜固有層 在回腸末端最為明顯。PP 是一種白色橢圓型微微隆起的結構，凸現(xiàn)在小腸系膜對向部，與腸腔僅隔一層上皮細胞，PP 由許多淋巴濾泡聚集而成，每個 PP 約含淋巴濾泡 5 900個，此數(shù)目隨年齡而有變化。根據(jù) T 細胞和 B 細胞的分布特點，可將 PP 劃分為三個區(qū)，即濾泡區(qū)（follicular area），上皮下圓頂區(qū)（subep thelial dome area）及濾泡間區(qū)（interfollicular area）濾泡區(qū)靠近漿膜面，主要由 B 細胞組成。無菌動物的濾泡無明顯的生發(fā)中心，受抗原刺激后，或腸道受感染后，濾泡內可出現(xiàn)

3、明顯的生發(fā)中心。生發(fā)中心是抗原誘導 T 細胞依賴性增殖、前間 B 細胞分化以及 B 細胞分化成漿細胞前體的位點 PP 結生發(fā)中心的大多數(shù)淋巴細胞是產生表面 IgA 的細胞，它們是構成 PP 中分泌 IgA 細胞的主要部分。這是與一般淋巴器官的生發(fā)中心不同所在。濾泡間區(qū)（interfollicular area），也稱濾泡旁區(qū) （parafollicular area）是 T 細胞所在區(qū) 占 PP 結內細胞數(shù)量25 35，稱胸腺依賴區(qū)。此區(qū)還分布毛細血管后微靜脈，是淋巴細胞進出淋巴組織的通道，此區(qū)內也有許多 B 細胞及漿細胞。在濾泡及生發(fā)中心內也可見到一些 T 細胞，腸道 Peyers 結表面的

4、濾泡相關上皮（FAE）與濾泡之間的區(qū)域為上皮下圓頂區(qū)（dome area）此區(qū)內既有 T細胞、B 細胞，又有特殊化的抗原識別細胞或稱 M 細胞，它吞飲腸腔內多種抗原?？乖晦D運到 PP，在濾泡區(qū)受到加工，引起抗原特異性 B 和 T 淋巴細胞興奮。隨后它們離開 PP 轉移到黏膜固有層和上皮內的淋巴細胞。PP 內的 T 細胞可激活B 細胞，從而產生 IgA。1.2 孤立淋巴濾泡（isolated lymphoid follicles ，ILF）在整個腸壁均有存在，但主要分布于結腸，其分布密度大概是每平方米結腸黏膜中有3 個淋巴濾泡。這些濾泡與 PP 在結構上非常相似，在淋巴組織表面覆蓋層立方上皮中

5、含有特化的M 細胞，而且也具有 PP 特征性結構，如2 3 個含有生發(fā)中心的初級濾泡及濾泡區(qū)。亦有資料表明它們也有類似 PP 的功能。在實驗動物中如將 PP 摘除并不能有效地影響?zhàn)つっ庖叩目乖幚磉^程，可能是因為孤立性濾泡中亦含有與 PP 相似的細胞，能夠完成黏膜免疫的抗原呈遞。1.3 腸 系 膜 淋 巴 結（mesentric lymph nodes MLN MLN）是一群位于腸系膜內的大淋巴結，它可作為淋巴細胞進入血流的中間站，其組織學結構也屬于淋巴樣組織。在結構上，具有發(fā)育良好的胸腺依賴區(qū)（TDA）、初級濾泡及生發(fā)中心，其發(fā)育與 PP 大致相似，隨著 T 細胞的迅速遷入，初級濾泡及生發(fā)中

6、心出現(xiàn)。然而，腸道內抗原對腸系膜淋巴結的發(fā)育至關重要，如在斷乳前后，腸內抗原負荷迅速增加，MLN 發(fā)育最快，與其他外周淋巴結一樣 T 細胞在 MLN 中占優(yōu)勢，這一點與 PP 不同，但在 PP 與 MLN 中輔助性 T 細胞 Th 均占優(yōu)勢。帶有 IgA Fc 受體的 T 細胞也較常見，而且許多 MLN 的B 細胞表面攜帶 IgA。腸系膜淋巴結也是進入腸道內的淋巴細胞的豐富來源，PP結內已活化的淋巴細胞在遷移到腸黏膜之前可能寄宿在 MLN 內一段時間，而且腸源性非淋巴樣細胞也可能被 MLN 滯留。 MLN 細胞與產生 IgA 的 B 細胞一起重新分布到黏膜中，而且 MLN 中的所有抗體產生活性

7、細胞都具有合成 IgA 的潛能。此外 MLN 還含有輔助 T 細胞，它可以在通過同型特異性 PPT 細胞定型，于IgA 產生之前誘導 B 細胞最后分化。有研究顯示 GALT 和外周的淋巴細胞均具粘附于 MLN 內的高內皮靜脈（HEV）的能力，推測 MLN 很可能是腸道與外周免疫系統(tǒng)發(fā)生接觸的位點。1.4 闌尾（vermiform appendix，VA）VA位于回盲部，由盲腸外突形成，其黏膜上皮下的固有層中含有許多淋巴小結和彌漫的淋巴樣組織，充分發(fā)育的淋巴小結中亦有生發(fā)中心，以及暗區(qū)和明區(qū)結構。目前認為，闌尾也應屬于 GALT，因其具有較大的淋巴濾泡及呈遞抗原的特殊表面上皮，在黏膜免疫中它也一

8、定具有某些功能。人出生后不久，淋巴組織便開始在闌尾中聚積，在 20 歲左右達到高峰，之后迅速下降，并在 60 歲后消失殆盡。在身體發(fā)育階段，闌尾能夠發(fā)揮淋巴器官的功能，促進淋巴細胞的成熟和免疫球蛋白抗體的生成。闌尾能夠提供局部的免疫作用。這種局部的免疫系統(tǒng)在生理免疫反應以及對食物、藥物、細菌或病毒性抗原的控制中發(fā)揮了重要的作用。1.5 彌散性黏膜淋巴樣細胞（diffuse gutassociated lymphoid corpuscles diffuse GALT）在腸道中除了 GALT 的組織性淋巴樣組織外，在小腸黏膜中還含有大量的彌散分布的淋巴細胞， 它們彌散分布于整個小腸的黏膜中，包括固

9、有層及上皮內淋巴細胞。 據(jù)估計僅小腸上皮內淋巴細胞的數(shù)量就比其他任何一個淋巴器官內的淋巴細胞數(shù)量還要多。它們與淋巴濾泡中的免疫細胞不同，為已活化的效應性 T 細胞及能分泌免疫球蛋白（抗體）的漿細胞，而淋巴濾泡中的淋巴細胞為未活化的前 T 細胞 B 細胞。1.5.1 固有層內淋巴細胞（lamina propria lymphocytes，LPL）在正常的腸道黏膜固有層（lamina propria，LP）中分布有大量的淋巴組織樣細胞，包括淋巴細胞、漿細胞、巨噬細胞、肥大細胞、樹突狀細胞和粒細胞。其中，成熟的漿細胞占半數(shù)，T細胞占 1 3，余為巨噬細胞、樹突狀細胞等抗原呈遞細胞、肥大細胞以及嗜酸粒

10、細胞等，嗜堿性及中性粒細胞在正常情況下則很難見到。固有層內的淋巴細胞包括 T 細胞，和 B 細胞，二者數(shù)量大致相等。B 細胞由小淋巴細胞和漿細胞組成。大部分具有 IgA 合成潛能。產生 IgA的漿細胞占細胞總數(shù)的 80 90，其余大部分是產生 IgM 細胞。IgG、IgE 型漿細胞不太常見，而 IgD 漿細胞則非常罕見。腸道炎癥常常導致 IgG 漿細胞數(shù)量增加，但此局部產生的 IgG 的作用尚不清楚。 IgE 漿細胞即使在與發(fā)生特異性反應有關的疾病時也很少見。小鼠小腸分離的固有層淋巴細胞中大約有 30 為 T 細胞，其中大部分是輔助性 T 細胞（TH），固有層淋巴細胞中少量帶有抑制制細胞毒性

11、T 細胞表型的細胞，是 T 細胞標志陰性，而且 LP 中淋巴細胞含有胞漿內顆粒。這些特征明確表明，盡管很顯然移行中的上皮內淋巴細胞也一定會再現(xiàn)于這個部位，但許多固有層中淋巴細胞與上皮內 T 細胞是顯著不同的群體，二者在功能上具有差異。已發(fā)現(xiàn)在黏膜部位的免疫應答以 TH2 型為主，定居在固有層的CD4TH2 細胞可分泌多種 TH2 型細胞因子如 TGF-、IL-4 、IL-5 、IL-6 及 IL-10。固有層是黏膜免疫應答的主要效應場所，漿細胞所分泌的大量 IgA 可通過分泌片的介導進入黏膜表面， 中和抗原物質，起到清楚外來抗原保護機體的作用。1.5.2 上 皮 內 淋 巴 細 胞（intra

12、epithelial lymphocytes ，IEL） IEL 是分布于黏膜上皮細胞間基側膜表面的一類淋巴細胞，952位于上皮基底部，37位于上皮核層，11位于頂端，其主要來源于PP 淋巴結和骨髓。IEL 的形態(tài)很不規(guī)則圓形的細胞很少，核周均勻致密，胞漿中除一般細胞器外尚有顆粒狀物質，平均直徑為 5 9 m，僅有 10的細胞為大細胞，核深染，胞質細胞器少。免疫熒光技術和去胸腺小鼠的研究表明，IEL 主要為T 細胞，也有一定數(shù)量的 K 細胞和 NK 細胞。許多研究表明 IEL 中多達 70 的淋巴細胞攜帶抑制細胞毒性標志，而且這些細胞中大部分是全 T 細胞抗原陰性。 輔助性細胞 約占 15，且

13、有些可能是無標志型淋巴細胞或稱裸細胞。IEL 的這些特點是其他淋巴器官 包括固有層在內所沒有的異常特征所在。小腸中 IEL位于小腸絨毛基膜上，其中含有大量的表達 TCR 或 TCR 的 CD8T 細胞。IEL 的發(fā)育前體細胞雖存在于胸腺。但它卻能在無胸腺存在的情況下發(fā)育成熟，并可發(fā)生選擇過程。因此，腸上皮層可視為胸腺外 T 細胞產生和選擇的場所。IEL參與免疫監(jiān)視活動和第一線防御，其亞群能提供 B 細胞輔助， 在經口免疫耐受的形成和調節(jié)上皮細胞功能上起一定作用。IEL 在體內和體外受到刺激時分泌多種細胞因子。IEL 還有細胞毒作用包括異常反應和病毒特異性的細胞毒作用、NK 活性和自發(fā)細胞毒作用

14、。2 GALT與腸道黏膜免疫腸道黏膜免疫系統(tǒng)是機體免疫系統(tǒng)內最大也是最為復雜的部分，這不僅僅是因為腸道的內環(huán)境非常復雜，使得腸道黏膜免疫系統(tǒng)持續(xù)地受到包括病原體、食物蛋白和共生菌群在內的信號刺激，同時還因為腸道黏膜免疫系統(tǒng)需要依靠嚴格的調節(jié)機制來區(qū)分這些信號中的危險信號和無害信號。對于無害信號刺激， GALT 或是保持一種低反應性的免疫監(jiān)視狀態(tài)，或是調動免疫耐受機制；而對于危險信號，GALT 則及時反應將其清除，從而維持腸道內環(huán)境的穩(wěn)定。對于正常的食物蛋白，腸道黏膜免疫系統(tǒng)主要通過由調節(jié)性 T 細胞介導的主動抑制和抗原特異性 T 細胞克隆無反應或缺失等機制誘導的口服耐受來防止對食物蛋白的過敏反

15、應。另外，腸道內還有大量的微生物定居，腸道生態(tài)系統(tǒng)的長期進化最終導致 GALT 下調針對正常存在的共生菌群的固有炎癥反應。概括來講，GALT 對共生菌的低反應性主要是由共生菌自身的特點、小腸上皮細胞表面的特性及腸道黏膜固有層內免疫細胞的特點三個方面的因素所決定。從共生菌自身的特點來看，它們與致病菌不同不能表達粘蛋白酶及黏附、定居和侵入因子，因此不能分解腸道內保護性的黏液層。小腸蠕動形成的黏液層流可以將共生菌沖離腸道表面，使其不能黏附小腸上皮細胞，破壞上皮屏障。從腸道黏膜固有層的特點來看，固有層內含有特殊的耐受性樹突細胞、巨噬細胞和調節(jié)性 T 細胞，這些免疫細胞可以產生許多抗炎癥的細胞因子，從而

16、下調針對共生菌的固有炎癥反應，維持了腸道內環(huán)境的穩(wěn)定。與共生菌群相反，腸道內病原體可被 GALT 識別并引起免疫保護反應。然而準確地說 GALT 識別的是一種危險信號，不僅包括致病的細菌、病毒等分子也同樣包括腸道內過量存在、甚至侵入EC 的共生菌群。GALT 針對病原體引發(fā)的危險信號的反應起始于 PP、MLN 或小腸黏膜中的孤立淋巴濾泡。以 PP 為例，病原體主要是通過 FAE 中的 M 細胞進 行 攝 取 并 呈 遞 到 抗 原 呈 遞 細 胞（APC），APC 繼而將抗原呈遞到黏膜內的淋巴細胞，活化的淋巴細胞在歸巢受體的介導下到達效應組織。在效應位點處，抗原起始的免疫球蛋白 A （IgA

17、）B 細胞分化成為 IgA 漿細胞，并向腸腔內分泌大量的抗原特異性的二聚化或多聚化的 IgA，以捕獲和清除腔內的抗原。另外，效應組織中還含有多種 T 細胞亞型表現(xiàn)出輔助、調節(jié)和細胞毒性 T 淋巴細胞 CTL 等活性，以完成和調節(jié)黏膜表面保護性的免疫反應。同時，黏膜組織攝取的抗原還可以進入淋巴循環(huán)，誘導全身性免疫反應的發(fā)生。而 GALT 針對過量增生的共生菌群所引發(fā)的反應則是在小腸的隱窩處起始的。隱窩處的菌體密度升高，可以被隱窩內上皮細胞表面的 TLR和 NOD2 CARD15 分子識別， 繼而引發(fā)固有免疫反應，誘導潘氏細胞分泌抗菌多肽，清除過量存在的微生物體。3 問題與展望近年來，對腸道黏膜免

18、疫的研究已成為免疫學研究的一個熱點，這是由于腸道黏膜作為機體天然屏障的重要組成部分，既具有其免疫活性細胞的特殊性和免疫系統(tǒng)的共同性，又涉及腸道慢性炎癥的發(fā)生、口服耐受的形成以及口服抗原治療自身免疫病等多方面的機制。它的存在確保了 GALT 在針對病原體的免疫反應與針對非病原體誘導的耐受之間、在機體的內環(huán)境與外環(huán)境之間建立一種動態(tài)的平衡，以維持機體自身的穩(wěn)定。目前雖對此領域的研究取得重大進展，但諸如 GALT 如何攝取腸腔內抗原 GALT 趨向耐受或是趨向保護性免疫反應的調節(jié)、IEL 與腸道慢性炎癥、耐受和有效治療自身免疫病等機制問題，還需進一步深入研究。這些機制的闡明將會為口服黏膜疫苗的開發(fā)及

19、過敏性或自身免疫性疾病的治療提供更多的思路和方法。4 參考文獻1. Brandtzaeg P The secretory immunoglobulin system：regulation and biogical significance， Focusing on human mammary gland J Adv Exp Med Biol ，2002，503（4）： 1162. Stenstad H，Svensson M，Cucak H，et alDifferential homing mechanisms regulate regionalized effector CD8alphabeta T cell accumulation within the small intestineJ Proc Natl Acad Sci U S A ,2007 ,104(24): 10122101273. Shreedha