黏膜免疫你知道多少?让我们来揭开黏膜免疫系统的种种......黏膜免疫系统的组成及疫苗应⽤
黏膜免疫是近⼏年来⼈们研究的热点内容,黏膜是与抗原接触的第⼀个部位,黏膜局部免疫
和全⾝系统免疫对于防御病原体进⼊机体⾄关重要。随着分⼦⽣物学、细胞⽣物学和遗传学的
渗透,现代免疫学深⼊到分⼦和基因⽔平。
黏膜免疫系统的组成
⾃20世纪50年代黏膜免疫概念产⽣以来,黏膜免疫系统(MIS)就⼀直被国内外学者所关
注。动物机体内存在强⼤的黏膜免疫系统,约占机体淋巴组织的50%以上。黏膜免疫系统
(MIS)独⽴存在于全⾝免疫系统之外,是抵抗病原微⽣物从黏膜⼊侵机体的主要屏障,也是机
体免疫系统的重要组成部分之⼀。黏膜免疫系统主要由⼀些黏膜相关的淋巴组织,包括⽀⽓管
相关淋巴组织、肠道相关淋巴组织和眼结膜相关淋巴组织以及微褶细胞(M细胞)组成,这些上
⽪淋巴组织结构统称为黏膜相关淋巴组织。猪体的⼝腔、⿐腔、呼吸道、消化道以及泌尿⽣殖
道的表⾯被黏膜组织所覆盖,其表⾯积达400m2,这些黏膜上存在着⼤量的免疫细胞,如淋巴
细胞和巨噬细胞。
黏膜免疫的机理
绝⼤多数的病毒感染是通过黏膜途径,病毒感染的细胞和上⽪细胞的黏膜⾯接触后发⽣的病
毒穿胞运输是病毒侵⼊黏膜的重要⽅式之⼀。病毒通过穿胞⽅式穿过黏膜屏障,然后经由黏膜
下的树突状细胞将病毒散布到相应的靶细胞。体外研究表明,黏膜免疫诱导体液免疫应答效应
的主要过程是产⽣分泌型免疫球蛋⽩A(sIgA),sIgA主要存在于唾液、乳液、胃肠液、呼吸道
分泌液等是黏膜部位抵抗病原微⽣物和有害物质的第⼀道防线。sIgA主要通过阻抑黏附、免疫
排除、溶解细菌、中和病毒等机制来⾏使其多种⽣物功能。sIgA除了为黏膜表⾯提供⼀个免疫
屏障防⽌微⽣物的黏附外,还具有抗炎症和调理作⽤。
机体免疫细胞中绝⼤部分是黏膜免疫细胞,⽬前已知有多种细胞参与黏膜免疫,第⼀,上⽪
内淋巴细胞,主要功能是对病原体⼊侵及上⽪细胞变性作出快速反应。根据对⼩⿏的研究,推
测上⽪内淋巴细胞具有特异的免疫效应功能,包括细胞杀伤性活性、分泌⼲扰素,使上⽪细胞
的主要相容复合体MHC-II类抗原表达增加;第⼆,固有层是黏膜免疫应答的主要效应场所,黏
膜固有层细胞包括T细胞、B细胞、⾃然杀伤细胞和辅助细胞(如巨噬细胞、树突状细胞),其
他免疫细胞有粒细胞和肥⼤细胞等。固有层的主要功能为分泌多种细胞因⼦,诱发局部及全⾝
抗体应答,中和抗原物质,清除外来抗原;第三,微褶细胞(M细胞)⼴泛分布于胃肠道、⼝咽
部、上下呼吸道、唾液腺管及⽣殖泌尿道中,具有黏附、转运⼤分⼦、颗粒和微⽣物的能⼒。
经M细胞黏附的抗原通常能够引发分泌型IgA参加免疫应答,因此M细胞黏附抗原被看作是启动
我中了你下的毒
粘黏膜免疫的关键步骤;第四,肠上⽪细胞位于黏膜上⽪层内,其刷状缘表⾯分布着致密的碱
性磷酸酶,与sIgA和杯状上⽪细胞分泌的黏液组成重要的第⼀道黏膜屏障,肠上⽪细胞还可产
⽣⼤量调节性细胞因⼦如IL-1、IL-6、IL-7、IL-8等。除特异性黏膜免疫应答外,⾮特异黏膜免疫
是动物在长期进化过程中逐渐建⽴起来的⼀系列防御功能,主要由正常菌、黏膜分泌物、肠
上⽪脱屑的物理作⽤、上⽪组织的完整性、肠道的液体动⼒系统等构成。
黏膜免疫的功能
黏膜免疫系统的主要功能是为机体提供黏膜表⾯的防御作⽤。它包括⾮免疫保护和免疫保护
两个⽅⾯。宿主黏膜表⾯良好防御功能的保持有赖于⾮免疫保护作⽤和免疫应答反应两者的健
全和完整。⾮免疫保护包括:1)常驻正常菌抑制潜在病菌的⽣长;2)消化道蠕动和⽓管、
⽀⽓管纤⽑上⽪细胞的纤⽑定向摆动作以减少潜在病菌与上⽪细胞的作⽤;3)胃酸、胃胆盐的
微环境不利于病菌⽣长;4)黏膜上⽪细胞分泌的糖蛋⽩构成细胞膜的外被称糖萼或细胞⾐,在
上⽪表⾯与病菌间形成屏障;5)溶菌酶、乳铁蛋⽩、乳过氧化物酶对某些病菌有抑杀作⽤。
黏膜免疫与疫苗
近年来疫苗投递系统成为研究传染病防御领域新技术的热点之⼀。尤其是细菌活载体疫苗因
具有培养⽅便,外源基因容量⼤,刺激细胞免疫⼒强等优点具有巨⼤的应⽤潜⼒。细菌载体疫
苗是新兴现代疫苗的重要发展⽅向,所谓细菌载体疫苗是将所需的编码病原菌特异性抗原的
DNA⽚段插⼊减毒的病原菌或者共⽣菌中,提呈表达所编码的抗原,以期达到预防⼀种或多种
疾病的⽬的。通过活菌载体递送疫苗抗原不仅可刺激肠道局部免疫应答,⼜可针对特异性抗原
产⽣特异性免疫应答,使机体可以获得全⾯的保护⼒。以前的研究表明⼀些减毒细菌可作为疫
苗抗原的载体,如沙门⽒菌、弱毒李斯特菌等。国外学者以减毒沙门⽒菌为载体在真核细胞中
成功表达了lacZ基因、绿⾊荧光蛋⽩(GFP)基因、HIV-gp140基因、李斯特菌溶⾎素基因等。
但沙门⽒菌为载体传递DNA疫苗也存在潜在危险性。⾸先,减毒细菌可能存在毒⼒返强的危险;其次,质粒DNA可能会整合到宿主细胞基因组,从⽽引起调控细胞⽣长的基因紊乱、原癌基因和抑癌基因的表达失控、体细胞癌变、细胞转型等⼀系列问题。此外,减毒细菌对⼀些⽼弱病残个体可能有潜在致病性。因此,选择理想的疫苗抗原载体是建⽴⽣物学新技术的关键。理想的输送抗原的载体应该是能够在体内较长时间存在,本⾝对机体既安全⼜能产⽣持续免疫⼒的⼀些微⽣物。
黏膜途径免疫疫苗具有如下优点,第⼀,绝⼤多数的微⽣物经消化道、呼吸道和泌尿⽣殖道侵⼊机体⽽致病,⽽黏膜免疫可以在局部黏膜部位产⽣特异性的抗体反应,来阻⽌病原微⽣物侵⼊或将其杀灭;第⼆,研究显⽰在黏膜的某处受到抗原刺激的黏膜活性细胞,同时会在机体的其他黏膜效应部位产⽣相应的免疫反应。⿐黏膜接种进⾏黏膜免疫简便易⾏,疫苗经⿐黏膜部丰富⽑细⾎管吸收后直接进⼊全⾝循环,可免受胃肠道酶的破坏和肝脏对疫苗的消除效应,有利于提⾼免疫效应。另外,⿐黏膜接种可极⼤地减少疫苗⽤量,也使疫苗不良反应的机率⼤⼤降低;第三,研究显⽰,黏膜免疫在产⽣局部免疫反应的同时,也能产⽣很⾼的⾎清抗体效价,甚⾄能诱导细胞毒T淋巴细胞活性;第四,与传统的注射免疫接种⽅法相⽐,黏膜免疫操作⽐较⽅便,免疫副作⽤⼩,安全性好。