肠道粘膜免疫研究进展

肠道粘膜免疫研究进展 ［摘 要］肠道粘膜免疫是机体防御感染的第一防线，而肠道炎症与口服耐受机制的研究更具有理论与临床的实际意义。对此领域的研究已成为免疫学中的一个热点。据此，本文对小肠上皮内淋巴细胞的来源和功能，肠道慢性炎症的发生，口服耐受的形成以及口服抗原治疗自身免疫病等研究进展作一概要的介绍。

［中图分类号］R392.12 ［文献标识码］A ［文章编号］1000-8861（2000）03-0235-03 Advances in immunity research of intestinal mucosa 肠道粘膜不仅是消化、吸收营养物质的场所，而且还具有重要的免疫功能。这是由于肠道中存在着多种微生物，可在那里形成菌丛（一般有100～300种之多）；肠道在与这类微生物共存的同时，还可识别入侵的有害微生物以及被肠粘膜上皮吸收的异己物质，并加以排除。因此肠道粘膜免疫也是机体防止感染的第一防线。粘膜免疫除了IgA发挥重要作用外，位于小肠上皮内淋巴细胞（intestinal intraepithelial lymphocytes，IEL）的独特性质早为人们所关注［1］，而肠道炎症与口服耐受机制的研究更具有理论与临床实际的意义。据此，本文对此领域的研究进展作一综述。

1 小肠上皮内的淋巴细胞（IEL） 在正常成人中，每100个肠上皮细胞就有IEL6～40个，空肠、回肠和结肠大约分别为20、13和5个。来自大鼠、小鼠和人的资料表明，IEL中90％以上为CD3＋T细胞，＜6％为sIg＋B细胞［2］。IEL与脾脏或外周淋巴结中的T细胞相比，存在着明显的差异，主要表现在IEL表达CD69（CD69为表达于活化T、B细胞的一种活化诱导分子）和αEβ7整合素［3］，但缺少CD2（CD2为大多数T细胞所具有），对丝裂原的刺激很少产生增殖反应，体外的实验证明，IEL具有很强的细胞毒作用以及组成性活化的MAP-2激酶［4］。此外，在IEL中还富含TCR γ δ细胞，其亚群可包括CD8单阳性同二聚体（CD4－CD8αα＋）和双阳性（CD4＋CD8αα＋）淋巴细胞。由于IEL与外周T淋巴细胞在表型和回归行为方面有着很大的差异，因此研究者们应用新生（出生后24h内）去胸腺小鼠（neonatally thymectomized mice，NTX），成年小鼠去胸腺辐照后用骨髓／胚肝细胞重建的小鼠（adult thymectomized irradiated animal reconstitued with bone marrow，ATXBM／adult thymectomized irradiated animal reconstitued with fatal liver，ATXFL）以及裸鼠等为实验材料，对IEL的来源问题进行了广泛而深入的研究，对其发育的途径归纳为：①依赖胸腺的途径，即IEL的前体细胞在胸腺中发育、成熟经选择再进入小肠；②IEL的前体细胞不进入胸腺，但需胸腺衍生因子的作用，使之在小肠中完成分化、成熟和选择的过程；③IEL前体虽进入胸腺，但未发育成熟，在出胸腺后受到胸腺因子的影响才获得成熟；④IEL前体细胞在小肠中发育成熟，不受胸腺因子的影响，是一条独立的胸腺外途径［5］。后者为多数研究者所公认，但对IEL的起源至今尚无明确的定论。新近，MARIC等［6］用小鼠小肠上皮细胞株MDE-K，在体外与BM中的T细胞前体细胞一起培养，可诱导出IEL细胞，这说明小肠的上皮环境可诱导IEL的前体细胞发育成熟。现已发现小肠上皮细胞可表达IL-7和SCF，可促进IEL的生长、发育和增殖。有人报道IL-7受体缺损的小鼠伴随着γ δ IELs的缺损。由于γ δ IEL具有调节IgA的免疫应答，故这类小鼠小肠粘膜IgA的浆细胞明显减少，血清IgA的浓度和IgA对抗原刺激的应答亦相应下降［7］。

对IEL前体细胞如何通过基底膜而进入上皮间隙，以及IEL很少出现再循环，即具有严格的回归限制等机制尚知之甚少。有人认为这与IEL表面的αEβ7整合素能识别粘膜上皮细胞所表达的E-Cadherin有密切关系。新近，CAMERINI等［9］将外周淋巴结的淋巴细胞移植到重症联合免疫缺陷（SCLD）小鼠后，再分析

其IEL时发现：来源于胸腺的成熟T细胞可移行到小肠，在小肠环境中可分化成为有特殊功能的IEL，但由于SICD受体鼠的小肠的菌丛减少，因此IEL的数量很少。据此认为IEL的回归与位于固有层中来源于菌丛的抗原有关。LIN等［10］将胚胎胸腺植入NTX小鼠，可出现IEL，但仅植入胸腺细胞则不产生IEL，因

此认为在NTX小鼠中植入胸腺的作用是由于被植入的胸腺组织能分泌外源神经内分泌激素——促甲腺素释放激素（thyrotropin-releasing hormon，TRH）和促甲状腺素（thyroid-stimulating hormon，TSH）所致。此前，曾有人给7周龄NTX小鼠注射TRH或TSH，发现这类激素可明显地增加IEL的数量［11］，因此认为神经内分泌激素也参与了胸腺外IEL的调节作用。

有关IEL的功能，一般认为具有抑制超敏反应及抗肠道感染的作用，并分泌IFN γ、IL-5、TFN α和IL-2等淋巴因子以发挥抗细菌、抗病毒及抗局部细胞癌变的作用［2］。

2 肠道粘膜感染与慢性炎症 肠道粘膜慢性炎症的发生机理十分复杂，对人类炎性肠道病（IBD）如节段性回肠炎（Crohn’s disease）和溃疡性结肠炎病（ulcerative colitis）的研究发现［12］，肠炎病人肠固有层（lamina propria，LP）中的CD4＋T细胞，其增殖反应比正常对照组的CD4＋T细胞为低，表现在经TCR／CD3的增殖信号反应下降，而CD2／CD28的辅助信号途径受到保护。进一步对节段性回肠炎患者LP的T细胞研究表明：它所表达的IL-4、IL-5以及IL-2均有所下降，但IFN γ比对照组有明显的增加，特别是通过CD2／CD28的途径，IFN γ的表达更为明显，这认为是与分泌IFN γ的T细胞比例增高有关。对来源于溃疡性结肠炎的LPT细胞则IL-5表达增高，而IL-4、IL-2和IFN γ的表达仍属正常。这些研究提示，这两种主要形式的IBD的免疫病理过程的特点是与分泌不同类型的炎症细胞因子相联系，并可能由此而决定不同类型的炎症过程。引起这种不同反应的原因可能与粘膜所接触的抗原各异有关。如幽门螺旋菌的代谢产物及其感染后对胃粘膜层的刺激以及对LP淋巴细胞的激活作用而使IL-12、IL-8和IL-6分泌增加［7］，导致感染者胃粘膜炎症的加重，这说明胃溃疡是细菌与寄生粘膜及其淋巴细胞相互作用的结果。

为了进一步探讨肠炎的发病机制，最近STROBER等［13］综述了有关动物肠炎模型的发病机理。该模型系用三硝基苯磺酸（2，4，6-trinitrobenzene sulfolnic acid，TNBs）诱发而成。当用TNBs喂饲小鼠后，TNBs在肠道中转化为三硝基苯基（Trinitropheyl TNP），TNP为半抗原，可与该模型鼠的自身结肠蛋白结合而形成半抗原（TNP）一蛋白结合物，这种结合物可强烈地诱发免疫反应，以致形成类似于人类节段性回肠炎的病理变化。研究表明，这是由于反应性Th-1细胞可产生大量IFN γ和IL-12，而IL-4的表达则有所下降。用定位染色法也可检测到炎症部位IL-12和IFN γ的增加。此时，如给动物以抗IL-12和／或抗IFN γ的抗体，则可中止结肠炎的发生。抗IL-12抗体还可减轻已建结肠炎模型的病情。据此认为TNBs—结肠炎模型是由于抗原诱发Th-1细胞产生IFN γ而活化Mφ，使后者产生炎症和趋化因子：TNF α、IL-1、IL-6和IL-8，由此而出现肠炎病灶。此时，如机体调节与Th-1细胞功能相拮抗的Th-2细胞的比势，使之分泌恰当的免疫抑制因子TGF-β，则可缓解或中止炎症的发生。因此临床和基础免疫学把研究粘膜炎症的焦点集中于Th-1和Th-2两亚群的比势上，不少学者认为IFN γ与TGF-β的平衡抑或失调对粘膜自发性（idiopathic）炎性的发生和发展起着关键性的作用。

3 口服耐受 肠道在接受口服抗原的情况下，既可发生如上述的炎症反应，并导致严重的病理损伤，但在某些抗原的刺激下又可出现口服耐受。对后者机理的研究将为人类自身免疫病的治疗和防止器官移植排斥反应提供理论指导和建立新的免疫耐受方法。

MOWAT报道［14］给动物喂饲卵白蛋白（OVA）或羊红细胞，再用这些抗原免疫动物，动物不出现免疫反应，而对其它抗原仍保持正常的免疫应答。HUSHY等［15］给人口服钥孔嘁血兰蛋白（KLHC）并用该抗原进行皮下免疫，亦出现特异性免疫耐受现象。这说明肠道具有诱导耐受形成的独特特性。众所周知，肠相关淋巴样组织（gut associated lymphoid tissue，GALT）由肠绒毛有关细胞，包括提呈抗原的上皮细胞、各种上皮内淋巴细胞以及LP淋巴细胞，和分布于绒毛下的集合淋巴结（pever patches，PP）所组成。其中PP是GALT内产生特异性免疫应答的初发区之一。新近的研究表明，GALT主动诱导选择性的免疫应答是口服耐受形成的基本机制，口服低剂量抗原可使反应细胞抑制。现在认为反应细胞抑制的形成是由特异性抗原激发调节细胞（Th-2），分泌抑制性细胞因子（如TGF-β、IL-4和IL-10等）所介导的。而口服高剂量抗原时，则可诱导克隆无能、克隆丢失。但免疫无能的克隆细胞与rIL-2在体外培养，可逆转其无应答状态［16］。在这方面MARTH等［17］用转基因动物进行了研究与探讨。他将OVA特异的T细胞受体（TCR）基因转导到小鼠而成为OVA-TCR转基因小鼠。在用高剂量OVA喂饲后，发现该小鼠的PP即产生IFN γ，如在喂OVA的同时给予抗IL-12抗体，则在抑制Th-1反应的情况下，使PP和脾脏中T细胞产生TGF-β等抑制因子。当将OVA-TCR转基因小鼠的纯化T细胞在体外再次用OVA攻击时，如在培养系统中加入IL-12抗体和／或抗IFN γ抗体，则可产生高水平的TGF-β，若在此系统中加入IL-4亦有促进T细胞产生TGF-β的作用。作者还发现这些再经OVA攻击的T细胞，可明显地增加Fas介导细胞凋亡的敏感性，这为口服耐受的克隆无能／克隆丢失提供了很有说服力的实验依据。

以上系列实验的研究结果表明，给正常小鼠所服抗原蛋白的性质及剂量如能诱导Th-1细胞等产生IFN γ并继发产生炎症因子和阻断Th-2细胞产生TGF-β，