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粘膜免疫进展

来源:国外医学免疫学分册
摘要:摘要粘膜免疫系统是机体免疫系统的重要部分,近年发现了多种参与粘膜免疫应答和粘膜淋巴细胞归巢的新细胞和分子。本文介绍了这些细胞和分子的特性以及在粘膜免疫中的作用。关键词粘膜免疫淋巴细胞归巢一、粘膜免疫应答的细胞和分子机理覆盖在胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道及一些外分泌腺的粘膜面积超过400m2,是病原体......

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  摘要 粘膜免疫系统是机体免疫系统的重要部分,近年发现了多种参与粘膜免疫应答和粘膜淋巴细胞归巢的新细胞和分子。本文介绍了这些细胞和分子的特性以及在粘膜免疫中的作用。

  关键词 粘膜免疫 淋巴细胞 归巢

  一、粘膜免疫应答的细胞和分子机理

  覆盖在胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道及一些外分泌腺的粘膜面积超过400m2,是病原体进入人体的主要门户,而且人体粘膜免疫细胞占所有免疫细胞的80%,因此粘膜免疫在机体免疫力方面占有非常重要的地位。根据功能与分布,可将粘膜免疫系统分成粘膜相关淋巴组织(MALT)和弥散免疫细胞。粘膜相关淋巴组织主要指分布于胃肠道呼吸道的集合淋巴小结,包括小肠的Peyer结、支气管相关淋巴组织(BALT)及扁桃体等,由上皮细胞复盖,是粘膜免疫应答的诱导和活化部位;弥散免疫细胞则是粘膜免疫的效应部位。近几年已发现多种细胞参与粘膜免疫应答,这为进一步弄清粘膜免疫机理,研制新型口服疫苗及气溶胶(Acrosol)吸入疫苗奠定了基础。

  1.参与粘膜免疫诱导的抗原递呈细胞 抗原在粘膜表面如何被抗原递呈细胞(APC)摄取、加工和递呈给T淋巴细胞是诱导粘膜免疫应答的关键,目前发现有几类粘膜上皮细胞参与抗原加工与递呈。

  (1)M细胞:全称膜性细胞(Membrane cell),为一种特化扁平上皮细胞,位于粘膜淋巴结的滤泡上皮中。在肠道Peyer淋巴结滤泡上皮中,M细胞与肠上皮细胞紧密排列在一起,肠上皮形成规则的微绒毛,而M细胞形成不规则的微折叠。M细胞浆具有丰富的吞饮小泡和线粒体,但溶酶体较少。其本质同是上皮细胞,因为其与邻近上皮细胞间可通过桥粒紧密连接,形成上皮障碍,将肠道内抗原物质与上皮下淋巴组织隔开。但M细胞允许各种不同大小分子通过这种障碍。Neutra研究发现M细胞是大分子颗粒抗原进入上皮下淋巴组织的主要途径。与肠上皮相反,M细胞主要摄取和运输颗粒性抗原如微生物。它缺乏肠上皮表面带负电荷糖蛋白分子层(又叫糖萼),顶部有膜性皱褶,基底部深深凹陷成一个袋,袋中含有T(主要是CD+和CD45RO+记忆细胞)、B细胞及巨噬细胞。这种结构特征使M细胞基底膜距细胞项部仅3微米,大大缩短了含有抗原的吞饮小泡跨越M上皮的距离;有利于抗原快速进入上皮下淋巴组织诱导免疫应答。当粘膜表面的抗原与M细胞膜结合后,M细胞便将其吞入形成吞饮小泡,但抗原很少或完全不在M细胞溶酶体中停留,直接迅速被转运至M细胞基底膜侧,并将抗原释放入上皮下淋巴组织[1]。

  M细胞上皮下淋巴滤泡具有生发中心,以IgA+B细胞占多数;T细胞位于副滤泡区,可表达 αβ型TCR。另外,滤泡还含有大量的APC如巨噬细胞、树突状细胞(DC)和B细胞,抗原被加工后呈递给T、B细胞,产生抗原特异性B淋巴母细胞,在生发中心繁殖后,通过血流迁移到远处的粘膜和腺体组织,在那些地方进一步分化成熟为浆细胞,分泌IgA。IgA形成双体或多体后选择性地与上皮细胞多聚IgA受体结合,然后跨过上皮细胞释放入粘膜或腺体分泌物中[2]。因此,跨越M细胞转运抗原为启动粘膜免疫应答的最重要第一步。M细胞虽含有溶酶体酶如组织蛋白酶E,但微生物抗原一般仍以完整的活性形式路过M细胞。除肠道外,在支气管相关淋巴组织(BALT)和新发现的鼻咽相关淋巴组织(BALT)和新发现的鼻咽相关淋巴组织(MALT)中也有类似的M细胞存在。

  (2)吸收性上皮细胞:主要摄取可溶性多肽抗原并激活CD8+和CD4+T细胞。其中胃肠上皮细胞可表达T细胞激活必须的CD80(B7-1)和CD86(B7-2)共刺激分子。其中胃上皮主要表达CD86,表明其递呈的抗原主要激活CD4+T细胞。肠上皮细胞还表达CD8的配体gp130糖蛋白,与CD8结合后激活与CD8相连折P46lek,诱导CD8+T细胞(抑制性T细胞)活化,与人体对食物抗原的免疫耐受有关。胃肠上皮细胞可组成性表达MHCⅡ,也可在肠道炎症及感染过程中分泌的细胞因子刺激下表达MHCⅡ,表明其具有抗原加工与递呈功能,可以诱导粘膜免疫应答。一般APC内化抗原后,将抗原运送到独特的内体中,内体含有一种非经典性MHCⅡ类分子,即HLA-DM,DN分子可以去除MHCⅡ分子-Ⅰi链复合体中的Ⅰi,使Ⅱ类分子的肽结合槽暴露,从而可以结合抗原性多肽。因此,DM对于MHCⅡ荷载抗原性多肽是必要的。为了测定肠上皮细胞在外源性抗原处理方面是否与传统APC类似,Reyes研究了MODE-K细胞系的抗原摄取和DM表达情况。用DM抗体荧光染色及流式细胞仪分析证实MODE-K细胞可组成性表达DM分子,还证实此细胞可内化各种抗原,被内化的抗原与DM在一起。上述结果表明肠上皮细胞具备抗原加工与递呈给T细胞的基本条件[3]。在T细胞激活过程中,APC细胞上的B7与T细胞上的CD28相互作用是T细胞激活的第2信号,用RT-PCR检测小肠上皮细胞B7表达情况,发现肠上皮可表达B7,而且LPS及EGF可增强这种表达[4]。

  (3)上皮内专职APC(professional APC):在粘膜的复层上皮及一些单层上皮,由于大分子抗原不能自由扩散,故粘膜免疫系统必须通过其专职APC主动摄取抗原。已证明要树突状细胞(DC)与巨噬细胞为两种专职APC,它们与上皮细胞紧密相连。DC在呼吸道和口腔上皮特别丰富,可形成类似皮肤的粘膜DC网络。它们可表达MHCⅡ类分子,是主要的APC。上皮中的DC可迁移到粘膜表面,直接与外界接触,摄取抗原后带回到粘膜淋巴组织诱导免疫应答。呼吸道粘膜DC网络还可以发挥监视功能,监测吸入的抗原。在急性炎症期间,DC前体可归回并停滞在呼吸道粘膜,进一步分化成熟为定居性DC[5]。巨噬细胞在肺部及泌尿道大量存在,下呼吸道的定居性肺泡巨噬细胞是弱抗原递呈细胞。在DC、肺泡巨噬细胞及T细胞之间存在复杂的相互调节作用,肺泡巨噬细胞通过产生信使分子一氧化氮(NO)可负向调节DC的功能,抑制呼吸道粘膜中T细胞的增殖。肺泡上皮细胞虽然表达MHCⅠ和Ⅱ分子,但不表达共刺激分子B7-1和B7-2,故不能直接激活肺部特异性CD4-T细胞,反而可诱导抗原特异性T细胞无反应,从而下调肺部免疫应答。

  2.弥散免疫细胞与粘膜免疫的效应机理 弥散免疫细胞包括上皮内淋巴细胞和固有层淋巴细胞,是粘膜免疫应答的效应部位。

作者: 白雪源 2004-9-27
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