粘膜免疫系统与分泌型IgA

粘膜免疫系统与分泌型IgA 王彩虹　高齐瑜　(中国农业大学动物医学院,北京100094)

李福军　(山东省科学院)

以分泌型IgA(s IgA)作为主要体液防御因子的粘膜免疫系统,含有特化的淋巴组织,它和环境中的抗原接触并吞噬抗原,诱导B 和T细胞反应。然后,特异的淋巴细胞外流,定居到各种效应位点,如粘膜固有层和一些腺体,进而分化为浆细胞,分泌IgA,起粘膜免疫保护作用。在这一过程中受T细胞和细胞因子的调节[1]。

粘膜免疫系统具有诱导位点和效应位点。诱导位点为首次接触抗原并诱导起始反应的位点,主要有一些粘膜相关的淋巴组织(M AL T),包括肠道相关淋巴组织(GAL T)[2,3],支气管相关淋巴组织(BAL T)[4,5]和近年来发现的眼结膜相关淋巴组织(FA E)或微褶细胞(M细胞);上皮淋巴组织具有生发中心;具有高内皮静脉等。M AL T广泛和外界抗原接触,具有许多适于摄取抗原的特点,以“M”细胞为例,首先该细胞和其他的肠道吸收上皮不同,它缺乏由微丝构成的致密的终端网络结构,所以大分子的抗原可很容易通过;其次该细胞表面缺少粘液覆盖,因此便于抗原和细胞膜表面的附着,而且M细胞胞浆内含有大量的空泡,抗原可通过空泡系统传递;M细胞和其他吸收上皮显著不同是胞浆内缺乏溶酶体,所以摄取的抗原不经任何处理而完整的被传递;M 细胞层很薄,大约有3微米厚,所以其覆盖着的淋巴细胞可以很方便的和肠腔中的抗原接触。最近的研究表明,M细胞不表达M HC 类分子,所以不具有抗原提呈的功能,摄取抗原后将其原封不动的传递给巨噬细胞和树突状细胞,然后由这些细胞完成提呈抗原的功能。

在IgA诱导位点可以发现所有的免疫活性细胞,如CD4+T h细胞,CD8+CTL s, s IgA+B细胞和辅助细胞。该位点中的T细胞是成熟的,并且95%以上携带的T细胞受体为Α Β式,M AL T中具有IgA特异性的T 细胞,其含量显著高于脾脏,可能和M AL T 中淋巴细胞的迁移和定居有关,但是IgA特异性的T细胞和S IgA+B细胞的相互作用的机制仍不清楚,需要进一步研究。另外,该区内也可发现显著数量的CD8+CTL s可能在病毒的杀伤过程中起重要作用[8]。

M AL T的穹隆区可发现有明显的滤泡即B细胞区,滤泡内有生发中心,可见显著的B细胞分化,含有大量的IgA+B细胞,但是和免疫后的脾脏淋巴结不同,该区域内浆细胞的数量无明显的增加,这可能和s IgA+B 细胞的迁移过程有关,目前关于IgA产生过程中细胞迁移的机制存在争议。

粘膜效应位点包括肠道、呼吸道、生殖道等粘膜的固有层及一些腺体如乳腺和泪腺等,已知人类泪腺中85%的抗体为s IgA。禽类特有的哈德氏腺是1个局部免疫器官[9～11]。肠道粘膜固有层是最大的的粘膜效应位点,可分离到大量的IgA型浆细胞。效应位点中的T细胞大部分为CD3+,CD4+, CD8-2显示辅助细胞的功能;但大约1 3的T细胞是CD3+,CD4+,CD8+,可能表现细

胞毒性作用或者抑制作用。上皮间淋巴细胞(IEL)也是1个粘膜效应位点,在此处发现的T细胞主要是CD8+CFL s,可能在病毒寄生虫的杀伤过程中起重要的作用,另外,IEL 内还含有特殊的T细胞亚型,这种亚型的T 细胞受体为Χ ∆型,所以称为Χ ∆T细胞[12],成熟的Χ ∆T细胞不表达CD3,CD4,CD23等表面抗原,这种细胞的激活依赖于CD4+T 细胞分泌的的I L-2,目前关于Χ ∆T细胞的具体作用仍不清楚,有人认为它在粘膜免疫的早期起作用,具有类似于CTL的杀伤活性,但是不受M HC 类分子的限制,该细胞在进化,识别抗原的能力以及细胞因子的产生上均有别于Α ΒT细胞[13],关于Χ ∆T细胞在粘膜免疫过程的具体作用有待于进一步的研究。

分泌型IgA(s IgA)是粘膜应答过程中的主要效应因子。其在外分泌液中以双链和四链的形式存在,所以比单链IgA有更大的抗原结合力。s IgA的特性包括它的多链性,粘膜亲和性与抵抗蛋白酶的作用,均有助于其对病毒,细菌的亲和作用,在研究流感病毒A 的附着过程中发现,s IgA可以阻止病毒的附着,而单链IgA和IgG不能阻断病毒的附着,这表明s IgA可以从空间构象上阻断病毒的附着[14]。另外,s IgA对细菌和宿主粘膜上皮的附着有直接阻断效应,这一过程包含着非特异性的疏水作用和特异性的阻断表面结合物与宿主细胞表面受体的结合。由于

猪・的・免・疫・学・基・础

章金钢　(解放军农牧大学兽医学院,长春130062)

钱爱东　(吉林农业大学动物科学系)

丘鹤英　李万猛　(英特威[香港]有限公司)

第六讲　抗感染免疫

感染是病原微生物侵入动物体引起的一系列病理反应过程。当动物对某一病原体缺乏抵抗力或免疫力时,可以引起感染。在大多数情况下,机体并不适于侵入的病原体生长繁殖,或者机体迅速调动防御机制,限制或消灭病原体,从而不表现出任何可见的临床和病理变化,这种状态即为抗感染免疫。根据病原体的性质,可将抗感染免疫分为抗病毒免疫、抗细菌(含抗毒素)免疫、抗真菌免疫和抗寄生虫免疫;根据免疫的进化程度,可分为先

天性免疫和获得性免疫。1　先天性免疫

先天性免疫又称非特异性免疫、天然免疫,是机体在种系发育和生物进化过程中逐渐建立起来的天然防御能力。先天性免疫生来即有,具有广泛性和遗传性,但缺乏专一性。

构成动物先天性免疫的因素很多,主要包括各种屏障结构,吞噬细胞及组织体液中IgA 具有独特的电荷特性,广泛的糖基化作用

和抗蛋白酶水解的作用均比同一特异性的

IgG 抗体更有效[15]

。此外,IgA 可以不依靠特异抗体活性的一种机制阻断肠杆菌科的成员对上皮细胞的附着,IgA 尤其是IgA 2的重链末端含甘露糖的寡聚糖可以被菌毛抗原上甘露糖特异性的植物血凝素所识别,正因为这些碳水化合物之间的相互作用使s IgA 有广泛的抗菌谱,但这和IgA 分子的特异性无关。

IgA 除具有中和病毒,阻止细菌和病毒与粘膜结合的能力外,还具有免疫排斥功能,由于特异性IgA 存在,粘膜暴露于外界可溶性抗原后可以减少相同抗原的吸收,但对不相关抗原没有影响[16]。与其他免疫球蛋白不同,IgA 不能有效固定补体或促进吞噬作用,因此在维持粘膜的完整性以及减少由其他独特型抗体引起的局部过敏反应方面有重要的意义[17]。

数项研究表明,血清及分泌液中的s IgA 可以促进外分泌液中天然抗菌因子的作用,乳肝褐质及乳过氧化物酶系统对几种粘膜病原体的抗菌作用可以进一步被血清中或分泌液中的IgA 增强[16]。初乳中含有丰富s IgA ,能为新生儿肠道提供免疫保护,同时对新生儿肠道菌丛的形成也有很大影响,可促进正常菌群生长,抑制致病菌和条件致病菌的定植与生长[18,19]。

综上所述,由于机体内存在广泛的粘膜

免疫系统以及s IgA 在抵抗病毒,细菌入侵等方面的高效能的作用,可以提示我们进行粘膜免疫疫苗的研制,选择合适的与粘膜粘附,侵袭相关的目的抗原,并配以合适的粘膜免疫载体,以最有效的促进粘膜免疫应答的途径投送抗原,以引起最佳的s IgA 反应,有效的中和病毒,防止病毒及细菌的粘附,从而减少病毒性疾病的发生以及为细菌性疾病的预防和治疗开辟一条非抗生素的新途径。

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