應(yīng)激與腸道粘膜免疫耐受

應(yīng)激與腸道粘膜免疫耐受第1頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

細(xì)胞核CD4T細(xì)胞APCB7CD285

MHC-II類分子抗原呈遞途徑MHC-II分子的合成a,b鏈和不變鏈的運(yùn)輸運(yùn)輸至膜表432溶酶體吞噬體CD4TCR抗原肽1第2頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四應(yīng)激應(yīng)激是指機(jī)體受到各種內(nèi)、外環(huán)境刺激時所出現(xiàn)的非特異性全身性反應(yīng)。是整個機(jī)體適應(yīng)保護(hù)機(jī)理的一個重要組成部分。隨著腦-腸軸及神經(jīng)生物學(xué)研究的深入，表明應(yīng)激源無論來自體內(nèi)或體外、肉體上或心理上，都將刺激機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)激反應(yīng)以維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性和機(jī)體的存活。其中對免疫系統(tǒng)的影響也是應(yīng)急反應(yīng)的一個重要方面。第3頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道免疫學(xué)

腸道不僅是機(jī)體消化、吸收營養(yǎng)物質(zhì)的功能器官，同時還具有黏膜屏障功能。腸黏膜屏障主要由一下方面組成：機(jī)械屏障：腸黏膜上皮細(xì)胞的完整性和上皮細(xì)胞間的緊密連接。化學(xué)屏障：胃腸道分泌的胃酸、膽汁、蛋白分解酶等。生物屏障：腸道菌群平衡。免疫屏障：上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞和SIgA等組成。腸道粘膜免疫系統(tǒng)是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)體系，由多種細(xì)胞組成。腸上皮是由極化的高度分化的腸上皮細(xì)胞通過緊密連接而成，成為黏膜防御的第一道防線。第4頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道相關(guān)淋巴組織(gut-associated

lymphoidtissue，GALT包括間斷分布于小腸腸壁上的Peyer’S結(jié)(Peyer’Spatch，PP)，Peyer’S結(jié)是腸道重要的免疫器官，其內(nèi)含有DCs、B細(xì)胞濾泡和生發(fā)中心及少量濾泡內(nèi)T淋巴細(xì)胞。Peyer’S結(jié)內(nèi)的DCs可以攝取細(xì)菌抗原并將其呈遞給成熟的淋巴細(xì)胞，故Peyer’S結(jié)可作為針對腸道抗原產(chǎn)生免疫應(yīng)答的主要部位。第5頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道相關(guān)淋巴組織(gut-associated

lymphoidtissue，GALTPeyer’S結(jié)頂部亞上皮區(qū)域由特殊的上皮細(xì)胞覆蓋，能攝取特殊類抗原如細(xì)菌，稱為M細(xì)胞(Microfoldcell),適于將腸腔內(nèi)抗原轉(zhuǎn)運(yùn)給APCs，通過其抗原提呈作用，可誘導(dǎo)GALT中的B淋巴細(xì)胞分化為漿細(xì)胞從而產(chǎn)生IgA，活化T淋巴細(xì)胞分散到腸道黏膜各處，產(chǎn)生相應(yīng)的免疫應(yīng)答反應(yīng)。第6頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道相關(guān)淋巴組織(gut-associated

lymphoidtissue，GALTDCs主要分布于Peyer’S結(jié)和腸系膜淋巴結(jié)(Mesentericlymphnodes，MLN)，少量分布于腸道黏膜固有層(Laminapropria，LP)，可以直接攝取抗原或通過伸出樹突進(jìn)入腸腔內(nèi)攝取抗原以呈遞給T、B淋巴細(xì)胞而引起免疫應(yīng)答反應(yīng)。第7頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道相關(guān)淋巴組織(gut-associated

lymphoidtissue，GALT有研究證明，腸道上皮細(xì)胞(epithelialcel1，EC)分泌的胸腺間質(zhì)淋巴蛋白(thymicstromal|ymphoprotein，TSLP)可幫助DC維持不成熟的狀態(tài)。腸道DCs的不同亞群、DCs的不同成熟階段，均可影響其對免疫功能的調(diào)節(jié)作用。此外腸道粘膜還有吞噬細(xì)胞，在清除腸道異物，消滅病原菌發(fā)揮了很大的作用。 第8頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四低度炎癥反應(yīng)與IBS研究發(fā)現(xiàn)，40％的IBS患者腸粘膜活檢組織在顯微鏡下可見非特異性炎癥改變，如中性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞和T細(xì)胞浸潤；50％的IBS患者常規(guī)病理檢查正常，但免疫組化染色可發(fā)現(xiàn)上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞和固有層CD25+?CD3+T細(xì)胞數(shù)量增加。近年來大量國外研究發(fā)現(xiàn)，與健康志愿者相比，IBS回腸和結(jié)腸粘膜中免疫細(xì)胞的數(shù)量明顯增加，如腸嗜鉻細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等。第9頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四低度炎癥反應(yīng)與IBS研究發(fā)現(xiàn)：與正常組比較，無論腹瀉型還是便秘型IBS患者結(jié)腸和小腸黏膜上皮均可見到杯狀細(xì)胞內(nèi)黏液泡和融合的黏液分泌泡明顯增多,呈分泌旺盛狀態(tài)，這種現(xiàn)象提示腸黏膜腺細(xì)胞功能處于活躍狀態(tài)。第10頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四低度炎癥反應(yīng)與IBS腸道杯狀細(xì)胞分泌的黏液對細(xì)胞具有保護(hù)作用，可明顯減輕多種損傷因子介導(dǎo)的腸黏膜損害，腸道杯狀細(xì)胞在受到炎性介質(zhì)的刺激下，分泌明顯增加。因此腸道粘膜超微結(jié)構(gòu)提示IBS患者腸黏膜可能存在某些不明原因的炎性損傷。第11頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

IL-1β與IBS

IL-1β主要是由單核細(xì)胞及受損組織釋放的炎性介質(zhì)，也是一種免疫反應(yīng)的標(biāo)志物,它對胃腸分泌和運(yùn)動有影響。王利華等應(yīng)用RT-PCR法測定了有或無痢疾/腸炎史的IBS患者及對照組腸黏膜中IL-1α、IL-1β及IL-1ra的mRNA表達(dá)：在有痢疾/腸炎史的IBS患者中，其末端回腸和直乙結(jié)腸交界處腸黏膜內(nèi)IL-1βmRNA的表達(dá)明顯增高。第12頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四IL-1β與IBS國外的研究將痢疾感染后進(jìn)展或不進(jìn)展為IBS的急性胃腸炎患者進(jìn)行比較，其中進(jìn)展為IBS患者的IL-1βmRNA表達(dá)較沒有進(jìn)展為IBS的患者明顯增高。有研究發(fā)現(xiàn)神經(jīng)病理性疼痛大鼠脊髓背角IL-1βmRNA及蛋白表達(dá)均明顯升高?，F(xiàn)已知IL-1βmRNA的可抑制腸道水、鈉的吸收而產(chǎn)生腹瀉，還與遲發(fā)性疼痛和過敏有關(guān)。第13頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四IL-1β與IBSIL-1β可以通過誘導(dǎo)初級傳入神經(jīng)產(chǎn)生COX-2、iNOS及SP等疼痛介質(zhì),引起中樞敏化，從而產(chǎn)生持續(xù)性疼痛。因此IL-1β的表達(dá)情況是了解腸道是否存在炎癥的可靠指標(biāo)，也是了解腸道內(nèi)臟高敏感性的指標(biāo)。第14頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

VIP與IBS

腸道運(yùn)動的調(diào)節(jié)主要包括神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng),這兩個系統(tǒng)相互作用,相互影響,任何影響這兩個系統(tǒng)的因素都可以使腸道運(yùn)動紊亂。有研究發(fā)現(xiàn)IBS患者腸黏膜中杯狀細(xì)胞、MC、漿細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化.，提示它們均處于高度功能活躍和分泌旺盛狀態(tài)，因此提示神經(jīng)-免疫-內(nèi)分泌系統(tǒng)可能在IBS發(fā)病中發(fā)揮著重要的作用。第15頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

VIP與IBS

VIP廣泛分布于腸道和神經(jīng)系統(tǒng)，是一種含28個氨基酸殘基的堿基多肽,在結(jié)腸的含量最高。VIP作用十分廣泛,主要通過神經(jīng)分泌和旁分泌的方式發(fā)揮作用。在消化道表現(xiàn)為抑制下段食管括約肌張力，抑制胃、腸肌張力，抑制小腸水電解質(zhì)吸收和膽囊收縮。第16頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

VIP與IBS

便秘型IBS患者血漿和腸黏膜中VIP含量明顯升高，推測可能由于VIP一般都對胃腸道運(yùn)動的抑制作用,患者體內(nèi)VIP表達(dá)升高，造成了腸道動力抑制性環(huán)境，以致腸蠕動性收縮不易發(fā)生，導(dǎo)致便秘發(fā)生。第17頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

VIP與IBS

腹瀉型IBS患者空腹血漿VIP水平較正常人也明顯升高。腹瀉型IBS與便秘型IBS之間沒有差異。但是國內(nèi)也有報道,IBS患者血漿中VIP含量不高。目前,IBS患者是否存在VIP或神經(jīng)支配的異常尚無定論，但VIP以其顯著的腸道抑制性效應(yīng)而受到研究者的關(guān)注。第18頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道炎癥與免疫功能的變化有關(guān)腸道炎癥和免疫功能的改變可能通過以下幾種機(jī)制影響腸道功能：(1)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子的釋放：腸道內(nèi)的炎癥刺激可能引起促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子(CRF)增加,而持續(xù)的CRF分泌增加可引起結(jié)腸運(yùn)動加快和內(nèi)臟感覺異常。第19頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道炎癥與免疫功能的變化(2)破壞腸黏膜屏障：某些感染腸道的病原體直接破壞腸黏膜屏障，也可通過內(nèi)毒素和細(xì)胞因子破壞腸黏膜，使其通透性增加。免疫細(xì)胞可以被食物、細(xì)菌抗原或通過腸神經(jīng)系統(tǒng)和免疫細(xì)胞上的神經(jīng)肽類受體激活，分泌細(xì)胞因子、炎癥遞質(zhì)以影響腸道的功能。腸道的炎癥反應(yīng)可能會削弱腸道黏膜的屏障作用,使得黏膜通透性增加。第20頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道炎癥與免疫功能的變化(3)炎癥刺激導(dǎo)致肥大細(xì)胞（MC）活化脫顆粒，MC是一種重要的腸道炎癥細(xì)胞,表面具有胃腸激素的受體,一些胃腸激素可以刺激MC釋放多種生物活性物質(zhì)影響腸道運(yùn)動和感覺功能,這也許是炎癥所致IBS癥狀的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是神經(jīng)-免疫和腦-腸軸之間的橋梁。第21頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四腸道炎癥與免疫功能的變化研究發(fā)現(xiàn)，IBS患者(包括PI-IBS和非PI-IBS)腸黏膜內(nèi)肥大細(xì)胞的數(shù)量較正常人和非IBS患者明顯增多，且活化比例增高。肥大細(xì)胞和淋巴細(xì)胞均為免疫細(xì)胞，其活化還提示免疫機(jī)制的啟動。IBS患者腸道粘膜存在炎癥反應(yīng)，但并不是所有IBS患者都存在炎癥,且這種腸道低度炎癥改變的發(fā)生率尚不明確,其相關(guān)的研究還不能充分解釋這種炎癥存在的原因,且這種低度炎癥反應(yīng)具體是如何影響腸道動力及內(nèi)臟感覺而產(chǎn)生IBS癥狀,這諸多的問題還有待于進(jìn)一步研究。第22頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

樹突狀細(xì)胞、協(xié)同刺激分子與腸道免疫調(diào)節(jié)

樹突狀細(xì)胞(Dendriticcells，DCs)是機(jī)體主要的抗原遞呈細(xì)胞（professionalantigenpresentingcells，APC)，是腸道免疫系統(tǒng)中的重要組成成員。在這個高度抗原性的腸腔環(huán)境中，腸道黏膜免疫系統(tǒng)必須維持對共生菌、食物和自身抗原的免疫耐受，維持腸道自穩(wěn)，并啟動對病原菌的免疫應(yīng)答反應(yīng)，以預(yù)防控制宿主體內(nèi)的感染,在這一過程中，腸道DCs發(fā)揮著重要作用。第23頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

樹突狀細(xì)胞、協(xié)同刺激分子與腸道免疫調(diào)節(jié)

人體腸道DC有許多不同的特異性亞型，其形成與腸道不同部位微環(huán)境，并且也受到各種細(xì)胞因子的影響。目前認(rèn)為，CD1lc+DC按是否表達(dá)表面標(biāo)志CD1lb和CD8α分為四種亞型：CDl1b+CD8α-、CDl1b-CD8α+、CDl1b-CD8α-等。CD80和CD86屬B7分子超家族成員，是巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等抗原遞呈細(xì)胞(APC)上的重要共刺激分子,可向T細(xì)胞傳遞十分重要的共刺激信號。第24頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

樹突狀細(xì)胞、協(xié)同刺激分子與腸道免疫調(diào)節(jié)

T細(xì)胞活化除需要特異性抗原肽呈遞的第一信號(識別信號)外,還需要協(xié)同刺激分子呈遞的第二信號(協(xié)同刺激信號)。在協(xié)同刺激分子中,較重要的是B7家族的B7-1（CD80）和B7-2(CD86),它們在T細(xì)胞的生長、分化、死亡及細(xì)胞因子分泌的調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮重要作用。第25頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四

DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用

免疫耐受和免疫激活對維持腸道穩(wěn)態(tài)是必要的，通常認(rèn)為口服食物、可溶性抗原和腸道益生菌可產(chǎn)生免疫耐受。免疫耐受的可能機(jī)制是誘導(dǎo)T細(xì)胞無能或缺失?；蛘T導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長因子TGF-β或IL-10。樹突細(xì)胞在黏膜中的作用主要體現(xiàn)為在腸道黏膜免疫系統(tǒng)中的作用。研究證明，靜息狀態(tài)下黏膜DC主要誘導(dǎo)Th2的免疫應(yīng)答，發(fā)揮免疫耐受的作用，其誘導(dǎo)免疫耐受的機(jī)制最新研究發(fā)現(xiàn)如下：第26頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用誘導(dǎo)T細(xì)胞的無能或誘導(dǎo)激活T細(xì)胞凋亡未成熟DC表面表達(dá)低水平的MHC分子，幾乎不表達(dá)CD40、CD80、CD86、LFA-3、ICAM一1等激活T細(xì)胞所必須的輔助分子，所以，雖然它們具有很強(qiáng)的抗原攝取加工能力，但由于缺乏多種共刺激分子而不能活化T細(xì)胞，導(dǎo)致T細(xì)胞的無能或低能反應(yīng)，從而誘導(dǎo)抗原特異性耐受。第27頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用實驗表明，DC通過受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用攝取抗原而被刺激，導(dǎo)致自身反應(yīng)性T細(xì)胞被大部分清除。如CD205(DEC-205)是淋巴結(jié)DC表達(dá)的一種內(nèi)吞受體，它允許在沒有炎癥刺激的情況下攝取抗原而引起T細(xì)胞耐受。這種DC只表達(dá)MHC-Ⅱ和MHG-I抗原遞呈分子，而缺少或表達(dá)相當(dāng)?shù)偷腡細(xì)胞伴隨因子CD80和CD86。DC能表達(dá)抑制T細(xì)胞生長或誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡的分子(如NO、FasL等)，使得DC具有破壞T細(xì)胞應(yīng)答的能力。第28頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)具有調(diào)節(jié)功能的T細(xì)胞有很多亞群，可根據(jù)它們的表面標(biāo)記、細(xì)胞因子分泌和發(fā)揮作用的方式來分類。目前研究最多的也甚為重要的是D4+CD25+Tr細(xì)胞。并且CD4+CD25+Tr細(xì)胞被公認(rèn)為經(jīng)典的具有調(diào)節(jié)作用的T細(xì)胞。DCs不僅可以通過攝取、加工和提呈作用誘發(fā)T細(xì)胞免疫，而且可通過對T細(xì)胞的刪失作用和/或?qū)r細(xì)胞的誘生作用來介導(dǎo)免疫耐受的發(fā)生。第29頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用當(dāng)CD4+CD25+Tr與不成熟DC接觸時，能形成負(fù)反饋來影響DC的分化與成熟。而降低DC與Tr的作用后，這些DC不能有效的刺激T細(xì)胞免疫反應(yīng)，甚至可以誘導(dǎo)出更多的D4+CD25+Tr。如果在DC和D4+CD25+Tr細(xì)胞間不存在相互作用，那么很難想象機(jī)體還具備維持免疫與耐受間堪稱精妙平衡的能力。第30頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用選擇性激活Th2型T細(xì)胞亞群DC的耐受性可能與選擇性激活Th2型T細(xì)胞亞群有關(guān)。早期的研究證明，抗原刺激后的D8α+DC可誘導(dǎo)Th1反應(yīng)，而CD8α-DC則誘導(dǎo)Th2反應(yīng),最近有人將DC根據(jù)其功能不同分為DC1/DC2，其中DC1可產(chǎn)生大量IL-12、TNF-α和少量IL-6，誘導(dǎo)Th向Th1分化；而DC2可分泌大量IL-6和少量IL-12，誘導(dǎo)Th向Th2分化，體外試驗證明，DC與腸道EC共培養(yǎng)時，可分泌IL-10和IL-6(而不是分泌IL-12)，進(jìn)而介導(dǎo)Th2反應(yīng)。第31頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用DCs與腸道免疫激活腸道DCs在腸道抗原刺激、趨化因子和細(xì)胞因子的作用下，在遷移的過程中逐漸形成成熟的DCs(mDCs)，上調(diào)一些協(xié)同刺激分子包括CD80、CD86和CD40在內(nèi)的表達(dá)，開始表達(dá)趨化因子DC-CK1，優(yōu)先吸引naive(CD45RA)T細(xì)胞。表達(dá)一些黏附分子如CD2、CD11α、和整合素βl與β2。以上這些性質(zhì)能使mDC吸引并聚集naiveT淋巴細(xì)胞，從而誘導(dǎo)naiveT細(xì)胞分化為Thl細(xì)胞，而產(chǎn)生炎癥相關(guān)的免疫反應(yīng)。第32頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用研究發(fā)現(xiàn)對IBD患者固有層CD11c+DC進(jìn)分離和培．發(fā)現(xiàn)DC表面活性標(biāo)志CD40升高，TLR2和TLR4表達(dá)增加，且分泌IL-6和IL-12，而IL-10水平無明顯變化．提示固有層CD1lc+DC的激活參與IBD發(fā)病。最近的研究發(fā)現(xiàn)，在用急性葡聚糖硫酸鈉（dextransulfatesodium,DSS)基因CD11c-DTR/GFP小鼠結(jié)腸炎的研究表明，骨髓來源的樹突狀細(xì)胞（BM-DCs）在受到DSS刺激時，能產(chǎn)生炎性趨化因子MIP-2，MIP-1，KC。并且還能產(chǎn)生Th1型細(xì)胞因子IL-12、TNF-alpha等，總之，這個實驗提供一個直接的證據(jù)說明DCs在DSS致急性結(jié)腸炎中發(fā)揮了重要的免疫調(diào)節(jié)作用。第33頁，共38頁，2023年，2月20日，星期四DCs在誘導(dǎo)免疫耐受中的作用腸易激綜合癥(IBS)是最常見的胃腸功能紊亂性疾病，而近年的研究發(fā)現(xiàn)，IBS與炎癥性腸病在發(fā)病機(jī)制和臨床表現(xiàn)方面具有一定的相似性。有學(xué)者提出：IBS可能是IBD的一個輕癥亞型。有研究顯示小鼠結(jié)腸炎模型的結(jié)腸DCs中發(fā)現(xiàn)共刺激分子表達(dá)增加，結(jié)腸炎小鼠分離的DC細(xì)胞顯示高水平的CD80和MHC-II的表達(dá)，與成熟和活化的DCs表型一致，高效提呈抗原更易引起T細(xì)胞活化。第34