共生菌與免疫的關(guān)系

1、共生菌與免疫共生菌與免疫VocabularyuSFB, Segmented filamentous bacteria 分節(jié)絲狀菌分節(jié)絲狀菌upolysaccharide A (PSA) 多聚糖多聚糖 Aupolysaccharide A (PSA)+ Bacteroides fragilis-產(chǎn)生多聚糖產(chǎn)生多聚糖A的脆弱擬桿菌的脆弱擬桿菌uClostridium spp. clusters IV and XIVa，梭狀芽胞桿菌，梭狀芽胞桿菌 IV and XIVauSCFA , short-chain fatty acid , 短鏈脂肪酸短鏈脂肪酸uREGIII, regenerating i

2、slet-derived protein 3 uILC3s, group 3 innate lymphoid cells ，第三組固有淋巴樣細(xì)胞，第三組固有淋巴樣細(xì)胞uTSLP, thymic stromal lymphopoietin，胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素，胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素uMALT /MIS, Mucosa-associated lymphoid tissue, 粘膜相關(guān)淋巴組織粘膜相關(guān)淋巴組織粘膜相關(guān)淋巴組織粘膜相關(guān)淋巴組織Mucosa-associated lymphoid tissue呼吸道，腸道，及泌尿生殖道黏膜固有層和上皮呼吸道，腸道，及泌尿生殖道黏膜固有層和上皮細(xì)胞下散

3、在的無被膜淋巴組織，以及某些帶有生細(xì)胞下散在的無被膜淋巴組織，以及某些帶有生發(fā)中心的，器官化的淋巴組織，如扁桃體，小腸發(fā)中心的，器官化的淋巴組織，如扁桃體，小腸的派氏集合淋巴結(jié)（的派氏集合淋巴結(jié)（Peyers patch)、闌尾等。、闌尾等。粘膜相關(guān)淋巴組織粘膜相關(guān)淋巴組織Mucosa-associated lymphoid tissueMALT(MIS)是保護(hù)粘膜的是保護(hù)粘膜的特有免疫系統(tǒng)。雖然淋巴特有免疫系統(tǒng)。雖然淋巴樣組織或細(xì)胞分布在粘膜樣組織或細(xì)胞分布在粘膜的不同部位，卻有相似的的不同部位，卻有相似的結(jié)構(gòu)和功能。結(jié)構(gòu)和功能。MALT是體是體內(nèi)最大的淋巴器官系統(tǒng)，內(nèi)最大的淋巴器官系統(tǒng)，在

4、成人在成人MALT的淋巴細(xì)胞的淋巴細(xì)胞占全身淋巴細(xì)胞總數(shù)的占全身淋巴細(xì)胞總數(shù)的3/4。(1) 表面積大: (2) 屏障薄且通透性強(qiáng) 皮膚 2 m2 (3) 常暴露在外源性物質(zhì)之下(食物, 花粉) 肺部 140 m2 (4) 腸道寄生大量共生菌（1014） 消化道 400 m2Effector SiteInductive Site 器官化淋巴組織：-派氏集合淋巴結(jié)：小腸-孤立淋巴濾泡：小腸和大腸，直腸-腸系膜淋巴結(jié)：T細(xì)胞區(qū)和淋巴濾泡-闌尾 彌散淋巴細(xì)胞：-上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）-固有層淋巴細(xì)胞（LPL）GALT GALT Architecture 派氏集合淋巴結(jié)主要分布在小腸，類似結(jié)構(gòu)分布在

5、闌尾與其余消化道和呼吸道部位。 Lamina Propria接觸抗原的特點(diǎn)u系統(tǒng)免疫系統(tǒng)系統(tǒng)免疫系統(tǒng) 主要是無菌環(huán)境，對(duì)微生物入侵發(fā)生強(qiáng)烈應(yīng)答。u粘膜免疫系統(tǒng)粘膜免疫系統(tǒng) 常與外來抗原接觸 無害抗原：低應(yīng)答，免疫耐受 - 共生菌 (1 x 10 14) - 食物或其它無害抗原 有害抗原（病原體）： 有效免疫應(yīng)答特有的攝取抗原方式特有的攝取抗原方式-M細(xì)胞細(xì)胞 (microfold cells)u基底面向內(nèi)折疊，形成口袋狀u口袋里包含有T細(xì)胞, B細(xì)胞, DC, 以及巨噬細(xì)胞u腔面的抗原由M細(xì)胞攝取，經(jīng)穿越細(xì)胞，轉(zhuǎn)運(yùn)到基底面，釋放到細(xì)胞外uAPCs 細(xì)胞攝取抗原并活化T細(xì)胞u或遷移至腸系膜淋巴結(jié)

6、 粘膜免疫抗原攝取特點(diǎn)粘膜免疫抗原攝取特點(diǎn)M細(xì)胞缺乏微絨毛其表面無粘液覆蓋可直接與腸道抗原接觸也是某些病原體在GALT的入侵途徑（如沙門氏均屬，志賀氏桿菌）腸道粘膜腸道粘膜M細(xì)胞攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)抗原細(xì)胞攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)抗原DC跨越上皮屏障攝取抗原跨越上皮屏障攝取抗原物理屏障功能物理屏障功能1. 粘液層粘液層 杯狀細(xì)胞杯狀細(xì)胞產(chǎn)生粘液，形成覆蓋在消化道上皮細(xì)胞的一個(gè)厚凝膠狀的粘液層，使腸道微生物難以接近腸上皮細(xì)胞 。 - 病原體被捕獲在粘液層中，隨蠕動(dòng)或纖毛運(yùn)動(dòng)而被排除。 - 粘液層還是分泌型IgA貯存庫(kù)。 物理屏障功能物理屏障功能 2.上皮細(xì)胞屏障：上皮細(xì)胞屏障： 緊密連接緊密連接 - 阻止病原體和大分子

7、通過。 緊緊 密密 連連 接接 化學(xué)屏障功能化學(xué)屏障功能-抗菌分子：抗菌分子： （1）轉(zhuǎn)鐵蛋白轉(zhuǎn)鐵蛋白 競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合鐵，抑制細(xì)菌生長(zhǎng)； （2）溶酶體酶溶酶體酶 水解革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁； （3）防御素（防御素（defension, ） 30-40個(gè)氨基酸肽，破壞細(xì)菌和真菌細(xì)胞膜，導(dǎo)致溶菌。u 為為AMP（抗菌肽）的一種（抗菌肽）的一種 u 共生菌持續(xù)刺激黏膜免疫系統(tǒng)，可誘生共生菌特異性共生菌持續(xù)刺激黏膜免疫系統(tǒng)，可誘生共生菌特異性Th1和和Th17細(xì)胞，通過產(chǎn)生細(xì)胞，通過產(chǎn)生IL-22而促進(jìn)抗菌肽產(chǎn)生，限制共生菌穿越而促進(jìn)抗菌肽產(chǎn)生，限制共生菌穿越上皮屏障上皮屏障（見（見slide63: MI

8、S對(duì)共生菌的低應(yīng)答）對(duì)共生菌的低應(yīng)答）u固有淋巴樣細(xì)胞固有淋巴樣細(xì)胞ILC3也可以產(chǎn)生也可以產(chǎn)生IL-22。生物屏障功能生物屏障功能-共生菌共生菌u100 trillion（萬億）（萬億） 種共生菌，表達(dá)的基因數(shù)至少為種共生菌，表達(dá)的基因數(shù)至少為宿主基因的十倍。宿主基因的十倍。生理作用：生理作用：u提供酶參與食物消化；提供酶參與食物消化；u吸收鈣、鎂、鐵等離子；降解毒素；吸收鈣、鎂、鐵等離子；降解毒素；u產(chǎn)生機(jī)體所需輔助因子（如維生素產(chǎn)生機(jī)體所需輔助因子（如維生素K1、B1、B2、B6、B12、泛酸、葉酸和短鏈脂肪酸）；泛酸、葉酸和短鏈脂肪酸）；u參與免疫系統(tǒng)發(fā)育和功能，并與免疫系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮作

9、用參與免疫系統(tǒng)發(fā)育和功能，并與免疫系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮作用 。 菌群失調(diào)導(dǎo)致血性腹瀉菌群失調(diào)導(dǎo)致血性腹瀉生物屏障功能生物屏障功能-共生菌共生菌u100 trillion（萬億）（萬億） 種共生菌，表達(dá)的基因數(shù)至少為種共生菌，表達(dá)的基因數(shù)至少為宿主基因的十倍。宿主基因的十倍。生理作用：生理作用：u提供酶參與食物消化；提供酶參與食物消化；u吸收鈣、鎂、鐵等離子；降解毒素；吸收鈣、鎂、鐵等離子；降解毒素；u產(chǎn)生機(jī)體所需輔助因子（如維生素產(chǎn)生機(jī)體所需輔助因子（如維生素K1、B1、B2、B6、B12、泛酸、葉酸和短鏈脂肪酸）；泛酸、葉酸和短鏈脂肪酸）；u參與免疫系統(tǒng)發(fā)育和功能，并與免疫系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮作用參與免疫系

10、統(tǒng)發(fā)育和功能，并與免疫系統(tǒng)協(xié)同發(fā)揮作用 。 參與粘膜免疫的淋巴細(xì)胞參與粘膜免疫的淋巴細(xì)胞uA型T細(xì)胞: 傳統(tǒng)的abT細(xì)胞，包括CD4+T 和 CD8+T細(xì)胞，主要分布在粘膜固有層。uB型T細(xì)胞: 主要分布于上皮，與不同配體結(jié)合（如MIC-A, MIC-B）。 - gdT細(xì)胞: CD8(aa) +，CD4-CD8- （少量） - abT細(xì)胞: CD8(aa)+ ， CD4-CD8-（少量）上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）特征）特征u彌散在大、小腸粘膜上皮細(xì)胞間，約1個(gè)IEL/20個(gè)上皮細(xì)胞。u80% T細(xì)胞是CD8+T細(xì)胞。A型和B型IEL幾乎各占一半。uIEL的多樣性有限。u其增殖和產(chǎn)

11、生CK能力較弱， 防止有害炎癥。u B型IEL識(shí)別自身應(yīng)激抗原（MIC-A， MIC-B），誘導(dǎo)損傷上皮細(xì)胞凋亡。上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞的功能上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞的功能u為腸道第一防御線的免疫細(xì)胞u主要為胞毒活性，殺傷感染上皮細(xì)胞（A型IEL）u釋放細(xì)胞因子（IFN-g, TNF-a)，參與抗感染u調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的動(dòng)態(tài)更新，維持粘膜屏障完整性（B型IEL）u免疫調(diào)節(jié)，參與口服耐受。 固有層淋巴細(xì)胞（固有層淋巴細(xì)胞（LPL）的特征）的特征uLPL彌散在腸粘膜固有層（粘膜上皮細(xì)胞和粘膜肌層之間的一層結(jié)締組織）中。u多數(shù)LPL為CD4 +T細(xì)胞（A型），包括(95% CD45RO+，Th1, Th2, Th17,

12、Treg)。u其對(duì)絲裂原或特異性抗原的增殖能力有限。uTh細(xì)胞可輔助B細(xì)胞產(chǎn)生IgA；Th17抵御胞外菌和真菌感染；Treg維持MIS對(duì)無害抗原的低應(yīng)答。uCD8+T細(xì)胞：殺傷活性，產(chǎn)生CK，參與炎癥反應(yīng)和抵御病原體感染。持續(xù)生理性炎癥狀態(tài)持續(xù)生理性炎癥狀態(tài)對(duì)大量無害抗原產(chǎn)生持續(xù)性和限制性低應(yīng)答；而局部占優(yōu)勢(shì)的負(fù)調(diào)控機(jī)制（耐受型DC, Treg)可阻止粘膜免疫應(yīng)答失控。黏膜固有免疫細(xì)胞黏膜固有免疫細(xì)胞u 黏膜上皮細(xì)胞：抗原提呈，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子黏膜上皮細(xì)胞：抗原提呈，產(chǎn)生多種細(xì)胞因子（促炎和免疫調(diào)節(jié)），分泌抗菌肽和溶菌酶。（促炎和免疫調(diào)節(jié)），分泌抗菌肽和溶菌酶。u 巨噬細(xì)胞：吞噬和殺傷，產(chǎn)生巨

13、噬細(xì)胞：吞噬和殺傷，產(chǎn)生IL-10u 樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞:抗原提呈和免疫耐受抗原提呈和免疫耐受u 固有淋巴樣細(xì)胞固有淋巴樣細(xì)胞(ILC):產(chǎn)生產(chǎn)生IL-22誘生防御素誘生防御素（抗菌肽）（抗菌肽）黏膜固有免疫細(xì)胞黏膜固有免疫細(xì)胞-樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞 （1）黏膜及淋巴組織內(nèi)的）黏膜及淋巴組織內(nèi)的DC：u 黏膜下黏膜下DC多為多為CD11b+CD8-并表達(dá)并表達(dá)CCR6，靜止?fàn)顟B(tài)下，此類，靜止?fàn)顟B(tài)下，此類DC攝攝取抗原取抗原后可產(chǎn)生后可產(chǎn)生IL-10，從而防止，從而防止T細(xì)胞致敏并分化為炎性細(xì)胞致敏并分化為炎性T細(xì)胞。細(xì)胞。u 致病菌感染時(shí)，覆蓋致病菌感染時(shí)，覆蓋Peryer集合淋巴結(jié)的集合淋

14、巴結(jié)的FAE （follicle-associated epithelium）分泌）分泌CCL20（CCR6的配體）和的配體）和CCL9（CCR1的配體的配體)，可將可將DC募集至募集至M細(xì)胞細(xì)胞附近，后者將附近，后者將抗原轉(zhuǎn)遞給抗原轉(zhuǎn)遞給DC，裝載抗原的，裝載抗原的DC遷遷移至集合淋巴結(jié)移至集合淋巴結(jié)T細(xì)胞區(qū)，將抗原提呈給特異性細(xì)胞區(qū)，將抗原提呈給特異性T細(xì)胞。細(xì)胞。.29.30黏膜固有免疫細(xì)胞黏膜固有免疫細(xì)胞-樹突狀細(xì)胞樹突狀細(xì)胞 （2）黏膜固有層）黏膜固有層DC：u多表達(dá)多表達(dá)CD103, 其功能為：攝取抗原后即離開黏膜而遷移至系膜其功能為：攝取抗原后即離開黏膜而遷移至系膜淋巴結(jié)淋巴結(jié)T

15、細(xì)胞區(qū)，誘導(dǎo)初始細(xì)胞區(qū)，誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞，并獲得腸道細(xì)胞分化為效應(yīng)細(xì)胞，并獲得腸道歸巢能力；對(duì)炎性刺激低反應(yīng)，可產(chǎn)生歸巢能力；對(duì)炎性刺激低反應(yīng)，可產(chǎn)生IL-10、TGF-和視黃酸，和視黃酸，促進(jìn)促進(jìn)Foxp3+iTreg細(xì)胞產(chǎn)生；細(xì)胞產(chǎn)生；u來源于上皮細(xì)胞及基質(zhì)細(xì)胞的胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素（來源于上皮細(xì)胞及基質(zhì)細(xì)胞的胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）、視黃酸、）、視黃酸、TGF-、吲哚胺雙、吲哚胺雙加氧酶（加氧酶（IDO）、）、PGE2等等可促進(jìn)可促進(jìn)CD103+DC的抑炎效應(yīng)的抑炎效應(yīng)，從而，從而參與維持腸道黏膜免疫系統(tǒng)對(duì)

16、食物和共生菌等無害抗原的耐受參與維持腸道黏膜免疫系統(tǒng)對(duì)食物和共生菌等無害抗原的耐受 (見slide49)。黏膜固有免疫細(xì)胞黏膜固有免疫細(xì)胞-固有淋巴樣細(xì)胞（固有淋巴樣細(xì)胞（ILC） u是來源于骨髓淋巴細(xì)胞前體、不表達(dá)特異抗原受體、是來源于骨髓淋巴細(xì)胞前體、不表達(dá)特異抗原受體、具有固有免疫功能的淋巴細(xì)胞。具有固有免疫功能的淋巴細(xì)胞。u有有3組組ILC，其中第三組為淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞，其中第三組為淋巴組織誘導(dǎo)細(xì)胞 (LTi)，主要分布于腸黏膜固有層，主要分布于腸黏膜固有層，u其生物學(xué)特征：表達(dá)其生物學(xué)特征：表達(dá)RORt和和NKp44；可產(chǎn)生；可產(chǎn)生大大量量IL-22和和IL-17A，其中，其中IL-

17、22在在維持上皮組織穩(wěn)態(tài)、維持上皮組織穩(wěn)態(tài)、誘生防御素及抗枸櫞酸桿菌感染誘生防御素及抗枸櫞酸桿菌感染中起重要作用。中起重要作用。 共生菌共生菌VS免疫系統(tǒng)免疫系統(tǒng)u 共生菌對(duì)免疫系統(tǒng)的影響共生菌對(duì)免疫系統(tǒng)的影響（關(guān)鍵詞：低，穩(wěn)關(guān)鍵詞：低，穩(wěn)）u MALT對(duì)共生菌的低應(yīng)答對(duì)共生菌的低應(yīng)答（ 關(guān)鍵詞：低，否）關(guān)鍵詞：低，否）Regulation of the Immune System by the Resident Intestinal BacteriaGastroenterology 2014;146:14771488Nobuhiko KamadaGabriel NezRole of the

18、gut microbiota in immunity and inflammatory diseaseNATURE REVIEWS | IMMUNOLOGY VOLUME 13 | MAY 2013 | 321 Technical approach to characterizing both the composition and function of the gut microbiome.共生菌分類共生菌分類uProteobacteria(變形菌門變形菌門)： -變形菌：腸桿菌科變形菌：腸桿菌科(Enterobacteraceae) ； -變形菌：螺桿菌屬變形菌：螺桿菌屬 (Helico

19、bacter)；uFirmicutes(厚壁菌門厚壁菌門)：u 芽孢桿菌綱：腸球菌屬芽孢桿菌綱：腸球菌屬(Enterococcus) 、乳桿菌屬乳桿菌屬(Lactobacillus) 和鏈球菌屬和鏈球菌屬(Streptococcus) ；-NKp46+ILCu 梭菌綱：梭菌綱：梭菌屬梭菌屬(Clostridium) , Clostridium spp. clusters IV and XIVa -Treg；uBacteroidetes(擬桿菌門擬桿菌門)：擬桿菌屬擬桿菌屬(Bacteroides), polysaccharide A (PSA)+ Bacteroides fragilis -T

20、reguSegmented filamentous bacteria (SFB) -Th17uFusobacria(梭桿菌門梭桿菌門)：梭桿菌屬梭桿菌屬(Fusobacterium)*2011-2014熱門熱門；uActinobacteria(放線菌門放線菌門)： 雙歧桿菌雙歧桿菌屬屬(Bifidobacterium)-Tr1； Specific microbiota induces development of T cellsThe gut microbiota-mediated development of the intestinal immune system 1.參與免疫系統(tǒng)發(fā)育參與

21、免疫系統(tǒng)發(fā)育u無菌小鼠特征無菌小鼠特征 -外周淋巴器官（包括黏膜免疫器官）體積縮小、缺乏生發(fā)中心；外周淋巴器官（包括黏膜免疫器官）體積縮小、缺乏生發(fā)中心；-血清免疫球蛋白水平降低，所有類型的免疫應(yīng)答均減弱（尤其是血清免疫球蛋白水平降低，所有類型的免疫應(yīng)答均減弱（尤其是Th1和和Th17細(xì)胞應(yīng)答）；細(xì)胞應(yīng)答）；-腸道腸道Peyer集合淋巴結(jié)發(fā)育受阻，孤立淋巴濾泡缺如，固有層和上集合淋巴結(jié)發(fā)育受阻，孤立淋巴濾泡缺如，固有層和上皮內(nèi)皮內(nèi)T細(xì)胞數(shù)明顯減少細(xì)胞數(shù)明顯減少, -分泌分泌IgA的漿細(xì)胞減少；某些調(diào)節(jié)局部免疫的介質(zhì)（如抗菌肽、的漿細(xì)胞減少；某些調(diào)節(jié)局部免疫的介質(zhì)（如抗菌肽、IL-7、IL-25

22、、IL-33和和TSLP）產(chǎn)生缺陷）產(chǎn)生缺陷 DCTh1IFN-g gT T細(xì)胞分化細(xì)胞分化Th2Th17TregIL-4 IL-5 IL-13IL-17A IL-17F IL-22IL-10 TGF- IL-35免疫耐受免疫耐受IL-12IL-4IL-6+TGF-IL-2+ TGF-胞內(nèi)病原感染胞內(nèi)病原感染寄生蟲感染寄生蟲感染胞外病原以及真菌感染胞外病原以及真菌感染 2. 參與固有免疫參與固有免疫（1）參與維持上皮細(xì)胞正常屏障功能：）參與維持上皮細(xì)胞正常屏障功能：u共生菌直接作用于上皮細(xì)胞，控制其增殖并調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的共生菌直接作用于上皮細(xì)胞，控制其增殖并調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的緊緊密連接密連接，促進(jìn)上

23、皮屏障完整性。，促進(jìn)上皮屏障完整性。u共生菌可促進(jìn)共生菌可促進(jìn)杯狀細(xì)胞杯狀細(xì)胞分泌分泌黏液黏液，形成黏液層屏障。，形成黏液層屏障。（2）干擾病原體入侵：）干擾病原體入侵：u共生菌可與病原體競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和定居空間，并可產(chǎn)生共生菌可與病原體競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)和定居空間，并可產(chǎn)生抗菌肽抗菌肽殺傷殺傷病原菌，病原菌，u或直接抑制病原體刺激上皮細(xì)胞產(chǎn)生的促炎信號(hào)，后者為病原或直接抑制病原體刺激上皮細(xì)胞產(chǎn)生的促炎信號(hào)，后者為病原體入侵所必需。體入侵所必需。 .The gut microbiota-mediated development of the intestinal immune system 3. 參與適應(yīng)性免

24、疫參與適應(yīng)性免疫共生菌不同組分共生菌不同組分誘導(dǎo)特定的免疫細(xì)胞亞群分化誘導(dǎo)特定的免疫細(xì)胞亞群分化 u共生菌脆弱類桿菌的多糖（共生菌脆弱類桿菌的多糖（polysaccharide A, PSA）可誘導(dǎo)可誘導(dǎo)Treg細(xì)胞分化；細(xì)胞分化；u分節(jié)絲狀菌（分節(jié)絲狀菌（SFB）可刺激）可刺激Th1、Th17分化，分化，若共生菌若共生菌中缺失這種菌，則如同無菌動(dòng)物；中缺失這種菌，則如同無菌動(dòng)物；u共生菌共生菌DNA可通過可通過TLR9促進(jìn)促進(jìn)Th17細(xì)胞分化細(xì)胞分化Segmented filamentous bacteria (SFB) in the terminal ileum of an 8-week

25、old Taconic B6 mouse.The gut microbiota-mediated development of the intestinal immune system 4.維持黏膜局部免疫平衡維持黏膜局部免疫平衡 （1）共生菌調(diào)控黏膜局部）共生菌調(diào)控黏膜局部DC功能狀態(tài)：功能狀態(tài)：u 靜止?fàn)顟B(tài)下，共生菌可誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生靜止?fàn)顟B(tài)下，共生菌可誘導(dǎo)腸上皮細(xì)胞和基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生TSLP、TGF-和和PGE2，抑制抑制DC, 并誘導(dǎo)并誘導(dǎo)Treg細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞產(chǎn)生，使腸黏膜微環(huán)境呈現(xiàn)使腸黏膜微環(huán)境呈現(xiàn)免疫負(fù)調(diào)節(jié)免疫負(fù)調(diào)節(jié)狀態(tài)，從而對(duì)無害抗原狀態(tài)，從而對(duì)無害抗原不應(yīng)答或低應(yīng)答（見

26、不應(yīng)答或低應(yīng)答（見slide 31)。u一旦病原體入侵，黏膜一旦病原體入侵，黏膜DC通過通過PRR識(shí)別病原體識(shí)別病原體PAMP或或受炎性因子刺激而被激活，從而有效啟動(dòng)針對(duì)病原體的受炎性因子刺激而被激活，從而有效啟動(dòng)針對(duì)病原體的免疫應(yīng)答。免疫應(yīng)答。 4.維持黏膜局部免疫平衡維持黏膜局部免疫平衡 （2）共生菌誘導(dǎo)）共生菌誘導(dǎo)“生理性炎癥生理性炎癥”：u即在無感染情況下，腸道黏膜含大量效應(yīng)淋巴細(xì)胞及慢性炎癥相即在無感染情況下，腸道黏膜含大量效應(yīng)淋巴細(xì)胞及慢性炎癥相關(guān)的白細(xì)胞。關(guān)的白細(xì)胞。u 機(jī)制：共生菌（及其產(chǎn)物）與黏膜免疫系統(tǒng)密切接觸并持續(xù)刺機(jī)制：共生菌（及其產(chǎn)物）與黏膜免疫系統(tǒng)密切接觸并持續(xù)刺激

27、，導(dǎo)致大量激，導(dǎo)致大量Th17細(xì)胞、細(xì)胞、Th1細(xì)胞和分泌細(xì)胞和分泌IgA的漿細(xì)胞的漿細(xì)胞存在；上存在；上述效應(yīng)細(xì)胞受共生菌誘生的述效應(yīng)細(xì)胞受共生菌誘生的Treg細(xì)胞細(xì)胞嚴(yán)密控制，維持一種嚴(yán)密控制，維持一種“活化活化-靜止靜止”及不完全應(yīng)答的平衡，呈現(xiàn)低度慢性炎癥及不完全應(yīng)答的平衡，呈現(xiàn)低度慢性炎癥 。u意義：保證黏膜免疫系統(tǒng)意義：保證黏膜免疫系統(tǒng)高度戒備高度戒備共生菌的潛在威脅，并及時(shí)對(duì)共生菌的潛在威脅，并及時(shí)對(duì)入侵的病原體產(chǎn)生入侵的病原體產(chǎn)生有效的保護(hù)性應(yīng)答有效的保護(hù)性應(yīng)答。 .The gut microbiota-mediated development of the intestina

28、l immune system共生菌下調(diào)粘膜免疫應(yīng)答共生菌下調(diào)粘膜免疫應(yīng)答u 共生菌存在下，腸上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生共生菌存在下，腸上皮細(xì)胞和間質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生TGF-b b, IL-10，抑制抑制DC成熟，并誘導(dǎo)成熟，并誘導(dǎo)Treg細(xì)胞細(xì)胞；u 共生菌抑制病原體誘導(dǎo)上皮細(xì)胞共生菌抑制病原體誘導(dǎo)上皮細(xì)胞NF-k kB活化。活化。 核因子核因子NF-B與其抑制物與其抑制物IB結(jié)合而存在于細(xì)胞漿，細(xì)胞結(jié)合而存在于細(xì)胞漿，細(xì)胞受刺激（如受刺激（如LPS）后，）后，IKK激酶活化，使激酶活化，使IB磷酸化，泛磷酸化，泛素化被降解，素化被降解，NF-B釋放入核，與其靶基因結(jié)合并促進(jìn)基釋放入核，與其靶基因結(jié)合并

29、促進(jìn)基因表達(dá)因表達(dá) 。 共生菌抑炎作用的機(jī)制：通過活化核受體共生菌抑炎作用的機(jī)制：通過活化核受體PPAR而促進(jìn)而促進(jìn)NF-B出核；或抑制出核；或抑制IB降解，使降解，使NF-B滯留于胞漿而不滯留于胞漿而不能入核發(fā)揮作用能入核發(fā)揮作用 。腸道黏膜腸道黏膜DC耐受共生菌但對(duì)致病菌產(chǎn)生應(yīng)答耐受共生菌但對(duì)致病菌產(chǎn)生應(yīng)答共生菌抑制病原體誘導(dǎo)上皮細(xì)胞共生菌抑制病原體誘導(dǎo)上皮細(xì)胞NF-kB活化活化 5. 下調(diào)腸道炎癥應(yīng)答下調(diào)腸道炎癥應(yīng)答u正常情況下，核因子正常情況下，核因子NF-B與其抑制物與其抑制物IB結(jié)合而存在于結(jié)合而存在于細(xì)胞漿，細(xì)胞受刺激（如細(xì)胞漿，細(xì)胞受刺激（如LPS）后，）后，IKK激酶活化，使

30、激酶活化，使IB磷酸化，泛素化被降解，磷酸化，泛素化被降解，NF-B釋放入核，與其靶基釋放入核，與其靶基因結(jié)合并促進(jìn)基因表達(dá)因結(jié)合并促進(jìn)基因表達(dá) 。u共生菌抑炎作用的機(jī)制為：通過活化核受體共生菌抑炎作用的機(jī)制為：通過活化核受體PPAR而促而促進(jìn)進(jìn)NF-B出核；或抑制出核；或抑制IB降解，使降解，使NF-B滯留于胞漿而滯留于胞漿而不能入核發(fā)揮作用不能入核發(fā)揮作用 。The gut microbiota-mediated development of the intestinal immune systemDirect and indirect resistance of the microbio

31、ta to colonization by enteric pathogens.58 IL-22的作用IL22可由TH1,Th17產(chǎn)生， 也可由RORrt+ILC3產(chǎn)生，可刺激上皮細(xì)胞產(chǎn)生防御素REGIII。共生菌共生菌VS免疫系統(tǒng)免疫系統(tǒng)u 共生菌對(duì)免疫系統(tǒng)的影響共生菌對(duì)免疫系統(tǒng)的影響u MALT對(duì)共生菌的低應(yīng)答對(duì)共生菌的低應(yīng)答1.共生菌侵襲能力低下共生菌侵襲能力低下-忽視忽視 u共生菌共生菌不產(chǎn)生不產(chǎn)生可介導(dǎo)穿透黏液層與完整上皮屏障并侵可介導(dǎo)穿透黏液層與完整上皮屏障并侵入機(jī)體的毒力因子；入機(jī)體的毒力因子；u可識(shí)別共生菌可識(shí)別共生菌PAMP的的PRR分布于黏膜上皮細(xì)胞胞內(nèi)分布于黏膜上皮細(xì)胞胞

32、內(nèi)（如（如NLR）及基底膜面）及基底膜面(如如TLR5)，腸腔面僅，腸腔面僅低表達(dá)低表達(dá)；u少量共生菌即使跨越黏膜屏障，但由于少量共生菌即使跨越黏膜屏障，但由于缺少毒力因子缺少毒力因子，不能抵抗吞噬細(xì)胞攝取和殺傷，被快速殺滅。不能抵抗吞噬細(xì)胞攝取和殺傷，被快速殺滅。 粘膜上皮腸腔面不表達(dá)PRR，而僅在上皮細(xì)胞內(nèi)體、胞漿內(nèi)及其基底面表達(dá)PRR。故MIS忽視共生菌；而侵襲力強(qiáng)的病原體則可被相應(yīng)的PRR識(shí)別。MIS忽視共生菌忽視共生菌2. MALT使系統(tǒng)免疫系統(tǒng)與共生菌隔絕使系統(tǒng)免疫系統(tǒng)與共生菌隔絕 u由于腸道黏膜屏障、黏液屏障及黏膜免疫系統(tǒng)將共生由于腸道黏膜屏障、黏液屏障及黏膜免疫系統(tǒng)將共生菌（及

33、其產(chǎn)物）與系統(tǒng)免疫次級(jí)淋巴器官隔絕，從而菌（及其產(chǎn)物）與系統(tǒng)免疫次級(jí)淋巴器官隔絕，從而使系統(tǒng)免疫忽視共生菌而無應(yīng)答。使系統(tǒng)免疫忽視共生菌而無應(yīng)答。u共生菌一旦通過損傷的黏膜屏障進(jìn)入機(jī)體，則可誘導(dǎo)共生菌一旦通過損傷的黏膜屏障進(jìn)入機(jī)體，則可誘導(dǎo)保護(hù)性免疫應(yīng)答。保護(hù)性免疫應(yīng)答。 3. 黏膜免疫系統(tǒng)對(duì)共生菌應(yīng)答能力低下黏膜免疫系統(tǒng)對(duì)共生菌應(yīng)答能力低下 u共生菌持續(xù)刺激黏膜免疫系統(tǒng)，可誘生共生菌特異性共生菌持續(xù)刺激黏膜免疫系統(tǒng)，可誘生共生菌特異性Th1和和Th17細(xì)胞細(xì)胞，通過，通過產(chǎn)生產(chǎn)生IL-22而促進(jìn)而促進(jìn)抗菌肽抗菌肽產(chǎn)生，限制共生菌穿產(chǎn)生，限制共生菌穿越上皮屏障越上皮屏障(見見slide 18:

34、黏膜免疫黏膜免疫 化學(xué)屏障功能化學(xué)屏障功能-防御素防御素)；u黏膜免疫系統(tǒng)產(chǎn)生黏膜免疫系統(tǒng)產(chǎn)生高水平抗共生菌高水平抗共生菌IgA抗體抗體，可限制共生菌黏，可限制共生菌黏附及定居，并阻止其穿越上皮屏障；附及定居，并阻止其穿越上皮屏障；u共生菌可刺激腸上皮細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞組成性產(chǎn)生共生菌可刺激腸上皮細(xì)胞與基質(zhì)細(xì)胞組成性產(chǎn)生TGF-、TSLP和和PGE2，維持局部維持局部DC處于處于不成熟不成熟狀態(tài)，并誘生狀態(tài)，并誘生Treg細(xì)細(xì)胞胞，繼而限制共生菌穿越上皮屏障，并阻止共生菌特異性，繼而限制共生菌穿越上皮屏障，并阻止共生菌特異性Th1和和Th17效應(yīng)細(xì)胞的致炎作用。效應(yīng)細(xì)胞的致炎作用。 .The gu

35、t microbiota-mediated development of the intestinal immune system 共生菌可被IgA與粘液和粘膜屏障滯留在腸腔；其侵襲能力弱。病原體有毒力因子(粘附分子, 毒素)，故有很強(qiáng)的侵襲性。 粘膜屏障和粘膜屏障和IgA滯留共生菌在腸腔滯留共生菌在腸腔Multiple firewalls limit immune responses against resident intestinal bacteria.Regulation of the resident intestinal bacteria by the immune systemu

36、李蘭娟（Lanjuan Li）中國(guó)工程院院士、浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院傳染病診治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任u“我們使用宏基因組學(xué)和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)工具，來闡明微生物在肝病進(jìn)程中的作用，構(gòu)建肝病進(jìn)程中的微生物互作網(wǎng)絡(luò)。這些研究可以幫助我們提出新策略，對(duì)肝硬化等疾病進(jìn)行診斷、治療和預(yù)防。u今年我們希望闡明抗生素和益生素（probiotic）對(duì)肝臟的影響。我們已經(jīng)跟進(jìn)了八十名肝硬化患者半年時(shí)間，以闡明益生素（乳果糖等）對(duì)疾病進(jìn)程的影響和作用機(jī)制。為了研究患者腸道微生物組的改變，我們還跟蹤了四十名肝功能衰竭患者的情況，每周進(jìn)行樣本收集，現(xiàn)在已經(jīng)持續(xù)了一個(gè)月。我們希望找到可以治療肝病的新益生素。u在新的一年里，我還希望為我的團(tuán)

37、隊(duì)創(chuàng)造更多的機(jī)會(huì)，與其他國(guó)家的人進(jìn)行交流和協(xié)作。” u Wang J, Li F, Sun R, Gao X, Wei H, Li LJ, Tian Z. Bacterial colonization dampens influenza-mediated acute lung injury via induction of M2 alveolar macrophages. Nat Commun. 2013;4:2106. uLv LX, Li YD, Hu XJ, Shi HY, Li LJ. Whole-genome sequence assembly of Pediococcus pent

38、osaceus LI05 (CGMCC 7049) from the human gastrointestinal tract and comparative analysis with representative sequences from three food-borne strains. Gut Pathog. 2014 Aug 30;6:36 SFB（Segmented filamentous bacteria，分節(jié)，分節(jié)絲狀菌）絲狀菌）uSegmented Filamentous Bacteria Antigens Presented by Intestinal Dendriti

39、c Cells Drive Mucosal Th17 Cell DifferentiationImmunity，2014；uInduction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteriaCell，2009；uThe Key Role of Segmented Filamentous Bacteria in the Coordinated Maturation of Gut Helper T Cell ResponsesImmunity，2009； 擬桿菌屬擬桿菌屬(Bacteroides) uStat3 Activati

40、on in Murine Colitis Induced by Enterotoxigenic Bacteroides fragilisInflamm Bowel Dis，2014；uEnterotoxigenic Bacteroides fragilis (ETBF)-mediated colitis in Min (Apc+_-) mice_ a human commensal-based murine model of colon carcinogenesis.Cell Cycle. 2010；uA human colonic commensal (ETBF)promotes colon

41、 tumorigenesis via activation of T helper type 17 T cell responsesNature Med，2009；Microbes and Inflammation in Colorectal（ CancerCancer Immunol Res-2013）共生菌與疾病共生菌與疾病u機(jī)體對(duì)共生菌應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制異常機(jī)體對(duì)共生菌應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制異常 u 共生菌在體內(nèi)異位存在共生菌在體內(nèi)異位存在 u共生菌的組成譜共生菌的組成譜 1.機(jī)體對(duì)共生菌應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制異常機(jī)體對(duì)共生菌應(yīng)答的調(diào)控機(jī)制異常 u如如IL-10和和TGF-b b缺陷，則共生菌可激發(fā)系統(tǒng)免疫

42、應(yīng)答，缺陷，則共生菌可激發(fā)系統(tǒng)免疫應(yīng)答，并介導(dǎo)黏膜部位強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，微環(huán)境產(chǎn)生大量炎并介導(dǎo)黏膜部位強(qiáng)烈的炎癥反應(yīng)，微環(huán)境產(chǎn)生大量炎性細(xì)胞因子（如性細(xì)胞因子（如IL-23、TNF-a a、IL-12等），從而引等），從而引發(fā)腸道炎性疾?。ㄈ绨l(fā)腸道炎性疾病（如Crohns?。┎。?。 2.共生菌在體內(nèi)異位存在共生菌在體內(nèi)異位存在 u黏膜屏障受損（如腸上皮完整性遭破壞）時(shí)黏膜屏障受損（如腸上皮完整性遭破壞）時(shí)（創(chuàng)傷、感染、內(nèi)毒素性休克、重癥肝炎等），（創(chuàng)傷、感染、內(nèi)毒素性休克、重癥肝炎等）， 大量正常無害的共生菌（如大腸桿菌）跨越上皮屏障大量正常無害的共生菌（如大腸桿菌）跨越上皮屏障而進(jìn)入血流，可引起致命性全身感染，并激發(fā)系統(tǒng)免而進(jìn)入血流，可引起致命性全身感染，并激發(fā)系統(tǒng)免疫應(yīng)答。疫應(yīng)答。 3.共生菌的組成譜共生菌的組成譜-與糖尿病與糖尿病u高能量飲食可改變腸道共生菌組成，并導(dǎo)致糖尿病發(fā)生，高能量飲食可改變腸道共生菌組成，并導(dǎo)致糖尿病發(fā)生，u其機(jī)制：共生菌組成譜改變（擬桿菌減少；壁厚菌增加），可其機(jī)制：共生菌組成譜改變（擬桿菌減少；壁厚菌增加），可選擇性增加雙歧桿菌，使革蘭陰性菌選擇性增加雙歧桿菌