劉紅珍 （山東省鄄城縣畜牧局 274600） 張寧 （山東省章丘市畜牧局）

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動(dòng)物黏膜免疫細(xì)胞研究進(jìn)展

劉紅珍 （山東省鄄城縣畜牧局 274600） 張寧 （山東省章丘市畜牧局）

自20世紀(jì)60年代黏膜免疫概念產(chǎn)生以來(lái)，黏膜免疫細(xì)胞就一直被國(guó)內(nèi)外學(xué)者所關(guān)注。黏膜免疫系統(tǒng)作為機(jī)體相對(duì)獨(dú)立的免疫系統(tǒng)，是由大量獨(dú)特的免疫分子和獨(dú)特的細(xì)胞群構(gòu)成的。根據(jù)分布的位置不同，黏膜免疫細(xì)胞可分為誘導(dǎo)免疫細(xì)胞和效應(yīng)免疫細(xì)胞，即誘導(dǎo)部位的免疫細(xì)胞和效應(yīng)部位的免疫細(xì)胞。誘導(dǎo)部位是黏膜接觸并攝取抗原和最初反應(yīng)的部位，效應(yīng)部位是發(fā)生免疫反應(yīng)的部位，前者主要是指腸上皮細(xì)胞、微皺褶細(xì)胞和專(zhuān)職抗原呈遞細(xì)胞(專(zhuān)職APC)，后者包括上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(IEL)和固有層淋巴細(xì)胞(LPL)[1]。

1 黏膜誘導(dǎo)部位的免疫細(xì)胞

黏膜誘導(dǎo)部位包括集合淋巴結(jié)和腹腔淋巴結(jié)。派伊爾氏結(jié)(PP結(jié))具有典型的二級(jí)淋巴器官結(jié)構(gòu)，有確定的Ｔ和Ｂ細(xì)胞依賴(lài)區(qū)，位于黏膜下，由單層柱狀上皮即濾泡相關(guān)上皮將之與腸腔隔開(kāi)，上皮層內(nèi)包括許多腸上皮細(xì)胞，各種淋巴細(xì)胞及特化的上皮細(xì)胞即Ｍ細(xì)胞(微皺褶細(xì)胞)[2]。誘導(dǎo)免疫細(xì)胞主要是指腸上皮細(xì)胞、M細(xì)胞和專(zhuān)職抗原呈遞細(xì)胞(專(zhuān)職APC)。根據(jù)Ｔ和Ｂ細(xì)胞的分布特點(diǎn)將ＰＰ結(jié)分為三個(gè)區(qū)：濾泡區(qū)以Ｂ細(xì)胞為主；上皮下圓頂區(qū)既有Ｔ細(xì)胞又有Ｂ細(xì)胞，且Ｍ細(xì)胞也位于此區(qū)；濾泡間區(qū)以Ｔ細(xì)胞為主[3]。

1.1 腸上皮細(xì)胞(intestinalepithelialcell，IEC) IEC位于黏膜上皮層內(nèi)，有多種生物學(xué)功能，主要包括：（1）屏障功能：機(jī)體與外界的物理屏障是由IEC刷狀緣表面分布的致密的糖萼、堿性磷酸酶、分泌型IgA(SIgA)以及杯狀細(xì)胞分泌的黏液共同組成的，此種屏障作用可以阻止食物抗原和外來(lái)微生物抗原的侵入，進(jìn)而控制宿主的局部和系統(tǒng)反應(yīng)[4]。（2）攝取可溶性多肽抗原，可組成表達(dá)主要組織相容性抗原(MHC類(lèi)分子)，或者在腸道炎癥和感染過(guò)程中分泌的細(xì)胞因子刺激下表達(dá)MHC類(lèi)分子，表明其具有抗原加工與遞呈功能。（3）調(diào)節(jié)黏膜免疫細(xì)胞的發(fā)生、分化、增殖及功能。腸上皮細(xì)胞可產(chǎn)生大量的黏膜免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子(TGF-β、IL-1、IL-6、IL-7、IL-8、MIP-1β)[5]，其中重要的有IL-7，是一種多向性細(xì)胞因子，可以促進(jìn)前B細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化，是成熟B細(xì)胞的增殖因子，同時(shí)，IL-7對(duì)于T細(xì)胞和髓系細(xì)胞的分化、生長(zhǎng)及功能都有影響。（4）攝取SIgA復(fù)合物并經(jīng)細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)到達(dá)頂端表面進(jìn)入腸腔中的作用。SIgA是黏膜表面的重要免疫球蛋白，且上皮細(xì)胞合成的分泌片作為特異受體成為SIgA分泌和轉(zhuǎn)運(yùn)的重要機(jī)制。另外，IEC及其來(lái)源的細(xì)胞因子協(xié)同黏膜T細(xì)胞，在為黏膜組織IgA反應(yīng)提供適宜環(huán)境中起了非常重要的作用。（5）參與免疫耐受。最近有學(xué)者推測(cè)，它具有口服耐受和免疫抑制介導(dǎo)的功能。當(dāng)大量的食物微生物和化學(xué)抗原進(jìn)入小腸時(shí)，必須降低免疫反應(yīng)來(lái)避免過(guò)分的炎癥反應(yīng)。研究結(jié)果證明，腸上皮細(xì)胞分泌的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)等抑制性因子可介導(dǎo)免疫耐受的主動(dòng)抑制。

1.2 M細(xì)胞(微皺褶細(xì)胞microfold cell) M細(xì)胞位于黏膜淋巴組織的濾泡上皮中，是一種特化的上皮細(xì)胞，具有不同于上皮細(xì)胞的特點(diǎn)[6]：（1)在M細(xì)胞基頂面短而無(wú)規(guī)則的微絨毛或微皺褶之間有許多微功能域—胞飲部位。(2)在基底面有內(nèi)陷的穹隆狀口袋，內(nèi)有B淋巴細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，其中T淋巴細(xì)胞主要表達(dá)CD4＋分子。(3)在“口袋”上方的基頂膜內(nèi)側(cè)有少量多泡狀內(nèi)體，胞質(zhì)內(nèi)很少甚至缺乏溶酶體，亦無(wú)含酸性磷酸酶的結(jié)構(gòu)，所以M細(xì)胞穹隆內(nèi)的淋巴細(xì)胞可以很方便的和腸腔中的抗原接觸，抗原在轉(zhuǎn)運(yùn)中不致被降解。M細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定它的功能，其功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）主要攝取和運(yùn)輸顆粒性抗原，如微生物。（2）黏附和吸收腸腔內(nèi)的抗原具有選擇性，這保證了對(duì)病原體發(fā)動(dòng)黏膜免疫應(yīng)答，而對(duì)食物和正常菌群不產(chǎn)生免疫應(yīng)答，有利于動(dòng)物的機(jī)體發(fā)育。（3）關(guān)于M細(xì)胞是否有抗原提呈功能仍有爭(zhēng)議，因?yàn)閷?duì)于MHC類(lèi)分子在M細(xì)胞表面的表達(dá)及M細(xì)胞內(nèi)溶酶體存在的實(shí)驗(yàn)觀察并不一致[7]。

1.3 巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞 巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞是迄今為止發(fā)現(xiàn)的兩種專(zhuān)職抗原呈遞細(xì)胞，可表達(dá)MHC 類(lèi)分子。巨噬細(xì)胞分布于整個(gè)MALT的黏膜部位，但較集中于黏膜上皮下的更淺表區(qū)域。樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)是啟動(dòng)機(jī)體免疫應(yīng)答的一組形態(tài)和功能特異的抗原呈遞細(xì)胞(antigen presenting cell，APC)，DC主要源于骨髓，表達(dá)S-100、HLA-DR等特異性標(biāo)記[8]。作為機(jī)體功能最強(qiáng)的APC不僅能提呈可溶性抗原，還可處理和提呈顆粒性抗原，并與CD4+細(xì)胞發(fā)生抗原依賴(lài)性聚集，引發(fā)T、B細(xì)胞的增殖分化和一系列免疫反應(yīng)。研究DC數(shù)量和功能狀態(tài)可一定程度地反映機(jī)體的免疫機(jī)能。DC的存活、成熟、分化及其功能的發(fā)揮都是由不同的信號(hào)途徑來(lái)調(diào)控的。正常情況下DC功能正常，當(dāng)抗原入侵時(shí)，成熟Th細(xì)胞在DC分泌的IL-1作用下活化成為效應(yīng)Th細(xì)胞，然后CD4+TD細(xì)胞(遲發(fā)型T細(xì)胞)和CD8+CTL細(xì)胞在活化Th細(xì)胞分泌的IL-2作用下增殖分化，Th細(xì)胞產(chǎn)生一系列淋巴因子、CTL識(shí)別并殺傷自身或同基因的靶細(xì)胞，發(fā)揮細(xì)胞免疫功能；同樣B細(xì)胞也在活化Th細(xì)胞產(chǎn)生的B細(xì)胞生長(zhǎng)因子(BCGF)和B細(xì)胞分化因子BCDF)刺激下成熟、增殖分化為漿細(xì)胞，靠產(chǎn)生抗體發(fā)揮體液免疫功能。因此DC細(xì)胞的數(shù)量及功能是影響Th細(xì)胞活化的關(guān)鍵，而Th的功能狀態(tài)又直接關(guān)系到CTL和B細(xì)胞免疫應(yīng)答的質(zhì)量。羅治彬(2000)[9]研究了DC對(duì)胃粘膜的作用后認(rèn)為：由于DC功能缺陷，CD4+Th細(xì)胞功能不足，CD4+TD細(xì)胞產(chǎn)生淋巴因子和CD8+，CTL細(xì)胞的增殖活化受阻，導(dǎo)致細(xì)胞免疫功能?chē)?yán)重低下，機(jī)體抗癌能力削弱。胃黏膜中DC功能的抑制是導(dǎo)致胃黏膜免疫功能低下的關(guān)鍵因素，也可能是癌前狀態(tài)發(fā)生癌變的重要原因之一。

2 效應(yīng)部位的免疫細(xì)胞

2.1 上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(intraepithelial ympho-cyte，IEL) IEL是小腸淋巴細(xì)胞中的一群獨(dú)特的細(xì)胞，位于腸絨毛上皮細(xì)胞之間，鄰近基膜，謝遵江等[10]對(duì)小鼠的研究認(rèn)為IEL有的位于上皮內(nèi)，有的位于相鄰的上皮細(xì)胞間隙內(nèi)。其絕大多數(shù)為T(mén)細(xì)胞，主要為CD3+、CD4+、CD8+，其中80%~90%為CD3+。IEL與脾臟或外周淋巴結(jié)中的T細(xì)胞相比，有很大不同，表現(xiàn)在其受體表達(dá)模式、功能活性及來(lái)源等方面具有有限程度的特異性，可表達(dá)CD69(為表達(dá)于活化T、B細(xì)胞的一種誘導(dǎo)分子)和αEβ7整合素。一般認(rèn)為IEL的功能有：（1）分泌IFN-γ、IL-5、IL-2、TFN-α等淋巴因子。（2）抗原特異性輔助功能。（3）具有NK細(xì)胞的活性，有研究表明，雞的IEL具有NK細(xì)胞的活性，故可抵抗腸道致病菌侵襲。有實(shí)驗(yàn)表明：雞于消化道感染艾美球蟲(chóng)的第4天到第8天，十二指腸中IEL(CD4+，CD8+)明顯增加，提示IEL參與黏膜免疫應(yīng)答[11]。

2.2 固有層淋巴細(xì)胞(laminaproprial ympho-cyte，LPL) 此類(lèi)細(xì)胞位于黏膜上皮固有層內(nèi)，為混合細(xì)胞群，包括T細(xì)胞、B細(xì)胞、K細(xì)胞、NK細(xì)胞和輔助細(xì)胞(例如：巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞)，其它免疫細(xì)胞有粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞。B細(xì)胞占20%~40%，T細(xì)胞占40%~60%，巨噬細(xì)胞約10%，嗜酸性粒細(xì)胞約5%。其中T淋巴細(xì)胞主要為CD3+、CD4+、CD8+，顯示輔助細(xì)胞功能，并且主要為CD4+Th2細(xì)胞，其分泌多種Th2型細(xì)胞因子：TGF-β、IL-4、IL-5、IL-6、IL-10；另有約1/3T細(xì)胞是CD3+、CD4+和CD8+，顯示細(xì)胞毒性殺傷作用或抑制功能，其中CD4+T細(xì)胞帶有活化的表型，這可能是T淋巴細(xì)胞最初對(duì)抗原的識(shí)別和應(yīng)答在局部腸系膜淋巴結(jié)，然后遷移回到小腸定居在黏膜固有層的原因。LPL的功能為：（1）輔助與抑制功能：CD4+固有層T細(xì)胞促進(jìn)IgA合成，CD8+LPL細(xì)胞可抑制免疫球蛋白合成；（2）合成細(xì)胞因子：LPL高水平表達(dá)IL-2、IFN-γ，可產(chǎn)生Th1、Th2型細(xì)胞因子；（3）細(xì)胞毒T細(xì)胞功能。

3 免疫效應(yīng)因子分泌型IgA(SIgA)

免疫效應(yīng)因子分泌型IgA是黏膜應(yīng)答過(guò)程中的主要效應(yīng)因子，是阻止病原體入侵黏膜的第一道有效的防線(xiàn)[12]。IgA可以遏制病原體在黏膜表面的黏附及減少病原體的著生，并在黏膜腔內(nèi)和黏膜下參與行使效應(yīng)功能。IgA抗體在黏膜表面的重要性可以綜合地表現(xiàn)為：（1）大量的IgA前體細(xì)胞在誘導(dǎo)部位發(fā)生類(lèi)別轉(zhuǎn)換。（2）它們?cè)陴つけ砻嫘?yīng)部位發(fā)揮作用具有選擇性。（3）這些細(xì)胞離開(kāi)血管后迅速分裂。其在黏膜部位的產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于在其它組織，有兩種原因：（1）黏膜“歸巢”機(jī)制發(fā)揮作用，分泌IgA的B細(xì)胞主要?dú)w巢到集合淋巴小結(jié)和黏膜固有層。（2）產(chǎn)生IL-5的輔助T細(xì)胞在集合淋巴小結(jié)的數(shù)量大于其它組織。抗原入侵集合淋巴小結(jié)，刺激T細(xì)胞、B細(xì)胞，有些B細(xì)胞分化成IgA產(chǎn)生細(xì)胞，并遷移到黏膜固有層，產(chǎn)生IgA。IgA合成后，與存在于上皮細(xì)胞基側(cè)面上的分泌成分結(jié)合形成SIgA，其在外分泌液中主要以多聚體(雙鏈和四鏈)形式存在，比單體有更大的抗原結(jié)合力；SIgA不但不易被蛋白分解酶分解，而且它的多鏈性、黏膜親和性、抵抗蛋白酶的作用均有助于與病毒、細(xì)菌的親和，SIgA的種種特性使SIgA有更廣泛的抗菌譜。另外研究發(fā)現(xiàn)[13]：SIgA一般不活化補(bǔ)體，故與炎性細(xì)胞、炎性介質(zhì)無(wú)關(guān)，所以不會(huì)引起局部炎性損傷(在生產(chǎn)實(shí)踐中，當(dāng)點(diǎn)眼免疫時(shí)也有引起眼部腫大的病例，這可能是由于操作不當(dāng)引起的)，這使得黏膜免疫有更重要的意義。

4 結(jié)語(yǔ)

黏膜免疫細(xì)胞是機(jī)體的有效屏障，對(duì)于預(yù)防動(dòng)物傳染性疾病的發(fā)生將發(fā)揮重要的作用。雖然對(duì)于免疫細(xì)胞的研究取得了突破性進(jìn)展，但是還有許多問(wèn)題有待研究。例如：M細(xì)胞出現(xiàn)的時(shí)間是在胎兒期還是在幼年期；黏膜抗原呈遞的相關(guān)分子與細(xì)胞的特點(diǎn)，以及與經(jīng)典抗原呈遞分子與細(xì)胞的區(qū)別與關(guān)系；位于上皮內(nèi)的免疫細(xì)胞及有免疫學(xué)功能的上皮細(xì)胞間相互作用的機(jī)制與意義等，尚不清楚[14]。因此，黏膜免疫的研究任務(wù)任重而道遠(yuǎn)，需要科學(xué)工作者的共同努力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于黏膜免疫的研究將不斷深入，取得更大的進(jìn)展。

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（2011–07–22）

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