应激与肠道粘膜免疫耐受.ppt

应激对肠道粘膜 免疫耐受影响 滨州市人民医院消化科 刘宝珍 细细 胞胞 核核 CD4 T 细胞细胞 APC B7 CD28 5 MHC-II 类类 分分 子子 抗抗 原原 呈呈 递递 途途 径径 MHC-II分子的合成分子的合成 a a,b b链和不变链链和不变链的运输的运输 运输至膜表运输至膜表 4 3 2 溶酶体溶酶体 吞噬体吞噬体 CD4 TCR 抗原肽抗原肽 1 应激 应激是指机体受到各种内、外环境刺激时所出现的非特异性全身性反应。是整个机体适应保护机理的一个重要组成部分。随着脑-肠轴及神经生物学研究的深入，表明应激源无论来自体内或体外、肉体上或心理上，都将刺激机体产生相应的应激反应以维持机体内环境的稳定性和机体的存活。其中对免疫系统的影响也是应急反应的一个重要方面。肠道免疫学 肠道不仅是机体消化、吸收营养物质的功能器官，同时还具有黏膜屏障功能。肠黏膜屏障主要由一下方面组成：机械屏障：肠黏膜上皮细胞的完整性和上皮细胞间的紧密连接。化学屏障：胃肠道分泌的胃酸、胆汁、蛋白分解酶等。生物屏障：肠道菌群平衡。免疫屏障：上皮内淋巴细胞和SIgA 等组成。肠道粘膜免疫系统是一个复杂的网络体系，由多种细胞组成。肠上皮是由极化的高度分化的肠上皮细胞通过紧密连接而成，成为黏膜防御的第一道防线。肠道相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue，GALT 包括间断分布于小肠肠壁上的PeyerS结(PeyerS patch，PP)，Peyer S结是肠道重要的免疫器官，其内含有DCs、B细胞滤泡和生发中心及少量滤泡内T淋巴细胞。PeyerS结内的DCs可以摄取细菌抗原并将其呈递给成熟的淋巴细胞，故PeyerS结可作为针对肠道抗原产生免疫应答的主要部位。肠道相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue，GALT PeyerS结顶部亚上皮区域由特殊的上皮细胞覆盖，能摄取特殊类抗原如细菌，称为M细胞(Microfold cell),适于将肠腔内抗原转运给APCs，通过其抗原提呈作用，可诱导GALT中的B淋巴细胞分化为浆细胞从而产生IgA，活化T淋巴细胞分散到肠道黏膜各处，产生相应的免疫应答反应。肠道相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue，GALT DCs主要分布于PeyerS结和肠系膜淋巴结(Mesenteric lymphnodes，MLN)，少量分布于肠道黏膜固有层(Laminapropria，LP)，可以直接摄取抗原或通过伸出树突进入肠腔内摄取抗原以呈递给T、B淋巴细胞而引起免疫应答反应。肠道相关淋巴组织(gut-associated lymphoid tissue，GALT 有研究证明，肠道上皮细胞(epithelial cel1，EC)分泌的胸腺间质淋巴蛋白(thymicstromal|ymphoprotein，TSLP)可帮助DC维持不成熟的状态。肠道DCs的不同亚群、DCs的不同成熟阶段，均可影响其对免疫功能的调节作用。此外肠道粘膜还有吞噬细胞，在清除肠道异物，消灭病原菌发挥了很大的作用。低度炎症反应与IBS 研究发现，40的IBS 患者肠粘膜活检组织在显微镜下可见非特异性炎症改变，如中性粒细胞、肥大细胞和T 细胞浸润；50的IBS 患者常规病理检查正常，但免疫组化染色可发现上皮内淋巴细胞和固有层CD25+CD3+T 细胞数量增加。近年来大量国外研究发现，与健康志愿者相比，IBS 回肠和结肠粘膜中免疫细胞的数量明显增加，如肠嗜铬细胞、肥大细胞、T细胞、巨噬细胞等。低度炎症反应与IBS 研究发现：与正常组比较，无论腹泻型还是便秘型IBS 患者结肠和小肠黏膜上皮均可见到杯状细胞内黏液泡和融合的黏液分泌泡明显增多,呈分泌旺盛状态，这种现象提示肠黏膜腺细胞功能处于活跃状态。低度炎症反应与IBS 肠道杯状细胞分泌的黏液对细胞具有保护作用，可明显减轻多种损伤因子介导的肠黏膜损害，肠道杯状细胞在受到炎性介质的刺激下，分泌明显增加。因此肠道粘膜超微结构提示IBS 患者肠黏膜可能存在某些不明原因的炎性损伤。IL-1与IBS IL-1 主要是由单核细胞及受损组织释放的炎性介质，也是一种免疫反应的标志物,它对胃肠分泌和运动有影响。王利华等应用RT-PCR 法测定了有或无痢疾/肠炎史的IBS 患者及对照组肠黏膜中IL-1、IL-1 及IL-1ra 的mRNA 表达：在有痢疾/肠炎史的IBS 患者中，其末端回肠和直乙结肠交界处肠黏膜内IL-1mRNA 的表达明显增高。IL-1与IBS 国外的研究将痢疾感染后进展或不进展为IBS 的急性胃肠炎患者进行比较，其中进展为IBS 患者的IL-1mRNA 表达较没有进展为IBS 的患者明显增高。有研究发现神经病理性疼痛大鼠脊髓背角IL-1mRNA 及蛋白表达均明显升高。现已知IL-1mRNA 的可抑制肠道水、钠的吸收而产生腹泻，还与迟发性疼痛和过敏有关。IL-1与IBS IL-1 可以通过诱导初级传入神经产生COX-2、iNOS 及SP 等疼痛介质,引起中枢敏化，从而产生持续性疼痛。因此IL-1 的表达情况是了解肠道是否存在炎症的可靠指标，也是了解肠道内脏高敏感性的指标。VIP与IBS 肠道运动的调节主要包括神经系统和内分泌系统,这两个系统相互作用,相互影响,任何影响这两个系统的因素都可以使肠道运动紊乱。有研究发现IBS患者肠黏膜中杯状细胞、MC、浆细胞、神经内分泌细胞超微结构的变化.，提示它们均处于高度功能活跃和分泌旺盛状态，因此提示神经-免疫-内分泌系统可能在IBS发病中发挥着重要的作用。VIP与IBS VIP广泛分布于肠道和神经系统，是一种含28个氨基酸残基的碱基多肽,在结肠的含量最高。VIP 作用十分广泛,主要通过神经分泌和旁分泌的方式发挥作用。在消化道表现为抑制下段食管括约肌张力，抑制胃、肠肌张力，抑制小肠水电解质吸收和胆囊收缩。VIP与IBS 便秘型IBS患者血浆和肠黏膜中VIP 含量明显升高，推测可能由于VIP一般都对胃肠道运动的抑制作用,患者体内VIP表达升高，造成了肠道动力抑制性环境，以致肠蠕动性收缩不易发生，导致便秘发生。VIP与IBS 腹泻型IBS患者空腹血浆VIP水平较正常人也明显升高。腹泻型IBS与便秘型IBS之间没有差异。但是国内也有报道,IBS患者血浆中VIP 含量不高。目前,IBS患者是否存在VIP或神经支配的异常尚无定论，但VIP以其显著的肠道抑制性效应而受到研究者的关注。肠道炎症与免疫功能的变化 有关肠道炎症和免疫功能的改变可能通过以下几种机制影响肠道功能：(1)促肾上腺皮质激素释放因子的释放：肠道内的炎症刺激可能引起促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)增加,而持续的CRF分泌增加可引起结肠运动加快和内脏感觉异常。肠道炎症与免疫功能的变化 (2)破坏肠黏膜屏障：某些感染肠道的病原体直接破坏肠黏膜屏障，也可通过内毒素和细胞因子破坏肠黏膜，使其通透性增加。免疫细胞可以被食物、细菌抗原或通过肠神经系统和免疫细胞上的神经肽类受体激活，分泌细胞因子、炎症递质以影响肠道的功能。肠道的炎症反应可能会削弱肠道黏膜的屏障作用,使得黏膜通透性增加。肠道炎症与免疫功能的变化 (3)炎症刺激导致肥大细胞（MC）活化 脱颗粒，MC是一种重要的肠道炎症细胞,表面具有胃肠激素的受体,一些胃肠激素可以刺激MC释放多种生物活性物质影响肠道运动和感觉功能,这也许是炎症所致IBS症状的关键环节,是神经-免疫和脑-肠轴之间的桥梁。肠道炎症与免疫功能的变化 研究发现，IBS患者(包括PI-IBS和非PI-IBS)肠黏膜内肥大细胞的数量较正常人和非IBS患者明显增多，且活化比例增高。肥大细胞和淋巴细胞均为免疫细胞，其活化还提示免疫机制的启动。IBS患者肠道粘膜存在炎症反应，但并不是所有IBS患者都存在炎症,且这种肠道低度炎症改变的发生率尚不明确,其相关的研究还不能充分解释这种炎症存在的原因,且这种低度炎症反应具体是 如何影响肠道动力及内脏感觉而产生IBS症状,这诸多的问题还有待于进一步 研究。树突状细胞、协同刺激分子与肠道免疫调节 树突状细胞(Dendritic cells，DCs)是机体主要的抗原递呈细胞（professionalantigen presenting cells，APC)，是肠道免疫系统中的重要组成成员。在这个高度抗原性的肠腔环境中，肠道黏膜免疫系统必须维持对共生菌、食物和自身抗原的免疫耐受，维持肠道自稳，并启动对病原菌的免疫应答反应，以预防控制宿主体内的感染,在这一过程中，肠道DCs 发挥着重要作用。树突状细胞、协同刺激分子与肠道免疫调节 人体肠道DC 有许多不同的特异性亚型，其形成与肠道不同部位微环境，并且也受到各种细胞因子的影响。目前认为，CD1lc+DC 按是否表达表面标志CD1lb 和CD8 分为四种亚型：CDl1b+CD8-、CDl1b-CD8+、CDl1b-CD8-等。CD80 和CD86 属B7 分子超家族成员，是巨噬细胞、树突状细胞等抗原递呈细胞(APC)上的重要共刺激分子,可向T 细胞传递十分重要的共刺激信号。树突状细胞、协同刺激分子与肠道免疫调节 T 细胞活化除需要特异性抗原肽呈递的第一信号(识别信号)外,还需要协同刺激分子呈递的第二信号(协同刺激信号)。在协同刺激分子中,较重要的是B7 家族的B7-1（CD80）和B7-2(CD86),它们在T 细胞的生长、分化、死亡及细胞因子分泌的调节过程中发挥重要作用。DCs在诱导免疫耐受中的作用 免疫耐受和免疫激活对维持肠道稳态是必要的，通常认为口服食物、可溶性抗原和肠道益生菌可产生免疫耐受。免疫耐受的可能机制是诱导T 细胞无能或缺失。或诱导调节性T 细胞产生转化生长因子TGF-或IL-10。树突细胞在黏膜中的作用主要体现为在肠道黏膜免疫系统中的作用。研究证明，静息状态下黏膜DC 主要诱导Th2 的免疫应答，发挥免疫耐受的作用，其诱导免疫耐受的机制最新研究发现如下：DCs在诱导免疫耐受中的作用 诱导T 细胞的无能或诱导激活T 细胞凋亡 未成熟DC表面表达低水平的MHC分子，几乎不表达CD40、CD80、CD86、LFA-3、ICAM一1等激活T细胞所必须的辅助分子，所以，虽然它们具有很强的抗原摄取加工能力，但由于缺乏多种共刺激分子而不能活化T 细胞，导致T细胞的无能或低能反应，从而诱导抗原特异性耐受。DCs在诱导免疫耐受中的作用 实验表明，DC通过受体介导内吞作用摄取抗原而被刺激，导致自身反应性T细胞被大部分清除。如CD205(DEC-205)是淋巴结DC表达的一种内吞受体，它允许在没有炎症刺激的情况下摄取抗原而引起T细胞耐受。这种DC只表达MHC-和MHG-I抗原递呈分子，而缺少或表达相当低的T细胞伴随因子CD80和CD86。DC能表达抑制T细胞生长或诱导T细胞凋亡的分子(如NO、FasL等)，使得DC具有破坏T细胞应答的能力。DCs在诱导免疫耐受中的作用 诱导调节性T 细胞 现在发现具有调节功能的T细胞有很多亚群，可根据它们的表面标记、细胞因子分泌和发挥作用的方式来分类。目前研究最多的也甚为重要的是D4+CD25+Tr细胞。并且CD4+CD25+Tr细胞被公认为经典的具有调节作用的T细胞。DCs不仅可以通过摄取、加工和提呈作用诱发T细胞免疫，而且可通过对T细胞的删失作用和/或对Tr细胞的诱生作用来介导免疫耐受的发生。DCs在诱导免疫耐受中的作用 当CD4+CD25+Tr与不成熟DC接触时，能形成负反馈来影响DC的分化与成熟。而降低DC与Tr的作用后，这些DC不能有效的刺激T细胞免疫反应，甚至可以诱导出更多的D4+CD25+Tr。如果在DC和D4+CD25+Tr细胞间不存在相互作用，那么很难想象机体还具备维持免疫与耐受间堪称精妙平衡的能力。DCs在诱导免疫耐受中的作用 选择性激活Th2 型T 细胞亚群 DC的耐受性可能与选择性激活Th2型T细胞亚群有关。早期的研究证明，抗原刺激后的D8+DC可诱导Th1反应，而CD8-DC则诱导Th2反