肠道粘膜免疫

题目：肠道粘膜免疫研究进展类型:综述姓名：陈伟强专业：09生物技术学号：2009081504院系：生命科学学院日期二零一二年一月肠道粘膜免疫研究进展陈伟强龙岩学院生命科学学院09生物技术2009081504摘要：肠道粘膜免疫是机体免疫系统的重要部分，近年发现了病原体、肠道菌群、免疫疫苗、免疫载体在其免疫调节的机制发挥着极其的重要地位，本文介绍主要这些因素在肠道粘膜免疫的作用。关键词：肠道粘膜免疫病原体肠道菌群免疫疫苗免疫载体研究进展肠道不仅是消化吸收的重要场所，也是生物体最大的免疫器官。肠道粘膜面积庞大，它的结构和功能构成了强大的粘膜免疫系统。肠粘膜免疫是全身免疫的一部分，其功能不仅仅作用于肠粘膜，还参与全身免疫功能的调节。其功能和肠相关淋巴组织密切相关。肠相关淋巴组织是淋巴细胞除胸腺外另一个分化成熟的场所，其分化成熟受局部的微环境影响，而微环境与微循环密切相关。1、肠道粘膜免疫与微生物1.1、肠粘膜与病原体肠粘膜表面存在大量的微生物。通常外环境中的相当大一部分病原体进入胃肠道后会被粘膜天然免疫成分形成的屏障阻止在体外。非特异免疫成分包括牯液、溶菌酶、乳铁蛋白、三叶蛋白、防御素、分泌型自细胞蛋白酶抑制因子以及胃酸和胃肠蠕动等，将肠道腔内病原物质清除到体外［l］。急性感染期GALT中T淋巴细胞大鼍快速耗损的第一个令人信服的，见于SIV感染恒河猴AlD6动物模型的研究报道中[2]。大约经过6年之后，有关于HIv_l感染者粘膜中T淋巴细胞选择件显著地耗损的研究报道［3，4］。由于肠腔中存在大量的微牛物和食物携带的抗原，肠粘膜中的大部分淋巴细胞都是曾经被激活过的效应细胞和记忆细胞。其中免疫记忆细胞或被激活过的T细胞主要大量存在于周有膜中。Mattali等指出，大多数T细胞丢失是由于记忆细胞的大部分被感染直接造成的。另一方面，Fas和Fas配体的高水平表达可能是导致末被感染的记忆性，如T细胞死亡的原因。总之，肠粘膜中有许多易感细胞和大量病毒复制，直接的病毒细胞致病作用和几种潜在的其它机制，导致T细胞数在感染早期就急剧下降。1.2、肠粘膜与肠道菌群在人和动物肠道中栖息着大约1014个细菌，达500余种[5]，但并未引起不正常或致病现象，这一微生物生态构成了肠道正常菌群。肠道菌群间互相保持着共生或拮抗关系，它们以宿主摄取的食物以及分泌于消化道内的各种成分作为营养，从而不断地增殖和被排泄，它们与宿主的健康、疾病有着极其密切的联系[6]。在正常状态下，肠道菌群的组成、种类都是较为稳定的。肠道菌群不仅和肠粘膜共同构成一道保护屏障，阻止细菌、病毒和食物抗原的入侵，还可以刺激肠道的免疫器官发挥更强的免疫功能。益生菌是肠道正常菌群的优势菌群，与肠粘膜紧密结合构成肠道的生物屏障，能通过占位效应、营养竞争及其分泌的各种代谢产物及细菌素等抑制条件致病菌的过度生长及外来致病菌的入侵，维持肠道的微生态平衡[7]。早在1989年Yasui等给小鼠饲喂短双歧杆菌发酵奶，结果发现小鼠的肠粘膜下淋巴结增生［8]。1999年郑跃杰等通过实验发现短双歧杆菌促进小肠粘膜下淋巴结细胞增殖，增殖的细胞有B细胞和贴壁细胞，短双歧杆菌同贴壁细胞一起培养，其上清作为添加物，也可促进B细胞的增殖［9］。益生菌对肠上皮内淋巴细胞具有激活作用，IEL位于小肠和结肠具有吸收功能的上皮细胞之间，主要为T细胞和NK细胞，T细胞中以Y、6T细胞最多，且75％以上为CD8+T细胞，研究认为上皮内T细胞主要功能是细胞杀伤作用［l0］。2005年Scharek等人通过用益生菌对母猪和仔猪的灌喂来研究对免疫系统的影响，他们发现益生菌能够增强肠道上皮细胞的功能及活性并且对CD8+T细胞数量的增多有一定的影响，这些都表明益生菌增强了免疫系统的免疫功能［11］2、肠道粘膜免疫调节的机制肠粘膜表面的抗原引发肠道中的粘膜反应，肠道粘膜中的淋巴结将捕获的抗原移到巨噬细胞，然后其对抗原进行加工，并转移给辅助性T细胞，然后激活B淋巴细胞，B淋巴细胞分化增强，产生大量分泌型IgA(SIgA)，在这过程中受IL-10、TGF-D和IL-4等细胞因子以及PP中的树突状细胞(Dc)和T细胞携带的细胞信号的影响，sIgA+B细胞能合成IgA二聚体，穿过上皮细胞进入肠腔，在这过程中，IgA二聚体和分泌成分结合形成可抵抗蛋白酶水解的sIgA，slgA是粘膜免疫反应中的主要的效应因子，slgA可与病原微生物、毒素和抗原物质结合，阻止病原菌的入侵和抗原物质的渗透，而不激活强烈的炎症反应和细胞毒反应。［12，14］肠道粘膜免疫反应主要依靠分泌至粘膜表面及肠腔中的免疫球蛋白(以sIgA为主)和肠道粘膜内以淋巴细胞为主体的免疫活性细胞，共同完成肠道的局部免疫功能[15-17]，其主要功能有[18-20]：①阻断细菌对粘膜的吸附，使其不能形成集落，从而达到排菌的目的；②中和病毒的作用；③中和毒素的作用；④对有异物摄人和空气吸人的某些抗原物质具有封闭作用，使这些抗原游离于粘膜表面，不致进入机体，从而避免全身的免疫反应；⑤激活补体的C-3旁路途径，并参与补体和溶菌酶协同抗菌作用；⑥阻止机体对肠腔内共栖的正常菌群产生免疫应答。因此，肠粘膜免疫屏障的损害可能与肠外细菌、内毒素移位及诱导全身过度、失控、自毁的炎症反应密切相关。近年来，关于分泌成分(SC)在粘膜防御和稳态平衡中作用的新发现，为它的前体形式(pIgR)的献身行为提供了一个合理的解释．除了特异性转运免疫球蛋白通过上皮细胞，pIgR还具有独特的生物化学特性．例如，高度的Ⅳ一糖基化、可以与IgA稳固结合、对维持pIgA性质稳定和锚定到粘膜的特定部位起作用等．上述特性使得pIgR与sc能够单独而出色地行使其功能．有研究发现，SIgA可以与人末段回肠和小鼠小肠中派尔氏结的M细胞特异性结合[21]．上述发现提示，这种类型的抗体还有某些功能未被发现，其分子机制的复杂性尚需要进一步研究．对pIgR的功能及分子机制的深入探讨，可能会对粘膜免疫的研究以及相关疫苗和药物的开发产生深远的影响．3、肠道粘膜免疫疫苗对于肠道粘膜免疫，多以DNA疫苗为主。TangL．H．等的研究表明，通过减毒鼠伤寒沙门氏菌为佐剂的DNA疫苗口服免疫后，可诱导较好的免疫应答［22］。AmorijJ．P．应用流感疫苗，以岍为佐剂消化道免疫小鼠后，增强细胞辅助性T细胞的免疫应答[23]。另有研究表明。不同佐剂的消化道粘膜免疫．对疫苗的免疫作用有较大影响。以益生菌基因组DNA为消化道免疫佐剂，削弱了鸡对禽流感病毒H5N1亚型灭活油乳苗的体液免疫应答水平，推测可能与CpG—N、CpG的高度甲基化或者与抗原的分离免疫有关[24]。胡青海等以IL一2、IL一18、IFN一cDNA和CpGDNA为佐剂，减毒沙门氏菌运送H5亚型禽流感DNA疫苗消化道和鼻腔联合免疫，结果表明，CpG佐剂组攻毒保护指数最高[25]。不同的免疫途径相结合．可诱导较好的粘膜免疫应答，以前的研究也证明了这一点。4、肠道粘膜免疫载体脂质体作为疫苗载体，具有免疫佐剂效应。Locher等[26]研究表明，用脂质体包裹编码HIV-2ENVgpl40基因的DNA疫苗，免疫小鼠3次后，诱发了高水平的系统IgG和粘膜IgA抗体反应。细菌栽体主要包括李斯特杆菌、鼠伤寒杆菌、志贺菌、乳酸杆菌属等减毒细菌用重组李斯特杆菌作为HIVGag疫苗载体，经直肠、静脉、口服等途径免疫小鼠，在脾和肠相关淋巴组织诱发HIVGag特异性CD8+T细胞[28]。疫苗以沙门氏菌为载体，表达SIVGag蛋白和沙门氏菌Ⅲ型分泌性sopE蛋白融合体，口服初免猕猴，以嵌有SIVmac239Gag的重组痘苗病毒(MVAGag)皮内注射加强免疫，可诱发SIV特异性CTL反应。[29]聚乙烯亚胺PEI等阳离子聚合物载体与其他形式的基因载体相比具有下述优点：无免疫原性，不会引起机体的免疫反应；遗传物质的释放可做到由聚合物基质的降解速率决定。PEI已经证明是有效的、毒性小、适用于许多免疫途径的基因转移载体，在基因治疗和生物学研究领域有着广阔的应用前景。[30-32]参考文献［l］RoyceRA，SenaA，CatesW，etalSexualtransmissionofHIV[JjNEnglJMed，1997，336：10721078．[2]veazeyRS，DeMariaM，ChalifouxLV，etalGastrointestinaltramasamajorsiteofCD；I、celldepletionandviralreplicationinSIVinfection[JJscience，1998，280：427—43I．[3]MehandruS，PolesMA，Fenner-RaezK，etalPrimaryH1V．1infec1ionisasmciatedwithpreferentialdepletionofCD；T[Falph(ycytesfromeffectorsitesinthegastrointestinaltract[J]．JExpMed，2004，200：761770[4]BrenchleyJM，SchackerI、v，RuffLE，eta1．CD；TcelldepletionduringallstagesofH1Vdimaseoccurspredominantlyinthegastroin．1estinaltract[J]．JExpMed，2004，200：749—759．[5]尹军霞,林德荣.肠道菌群与疾病[J].生物学通报,2004,39(3):26.[6]闻玉梅.现代医学微生物学[M].上海:上海医科大学出版社,1999:197-1121.[7]VINDEROLAG,MATARC,PERDIGONG.Roleofintestinalepithe-lialcellsinimmuneeffectsmediatedbygram-positiveprobioticbacteria:Involvementoftoll-likereceptors[J].ClinicalandDiagnosticLaboratoryImmunology,2005,12(9):1075-1084.［8]YASUIH，MIKEA，OHWAKIM．ImmunognicityofBifidobacteriumbreveandchangeinantibodyproductioninpeyeispatchesafteroraladministration[J]．JDairySci，1989，72(1)：30—57．［9]郑跃杰，潘令嘉，叶桂安，等．双歧杆菌对EPEC和ETEC粘附的竞争抑制作用［J]中国微生态学杂志，1999，11(6)：329—331．［10]程波财，魏华．乳酸菌与肠粘膜免疫【J1_中国微生态学杂志，2001，13：302—303．［11]SCHAREKL，GUTHJ，REITERK，eta1．1nlnfluenceofaprobioticEnterococcusfaeciumstrainondevelopmentoftheimmunesystemofSOWSandpiglets[J]．VeterinaryImmunologyandImmunopathology，2005，105：151—161．[12]Lammers，BrigidiP，VitaliB，eta1．ImmunomodulatoryeffectsofprobioticbacteriaDNA：IL—landIL—l0responseinhumanperipheralbloodmononuclearcelis[J]．FEMSImmunolMedMicrobiol，2003，38：165—172．[13]TejadaSimonMV，PestkaJJ．Proinfammatorycytokineandnitricoxideinductioninmurinemacrophagesbycellwallandcytoplasmicextractsoflacticaci