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口服耐受机制的研究进展

文发布者:冀景玲来源:中国寻医问药网

提要:口服耐受是通过口服抗原诱导免疫耐受,其可能的机制涉及到克隆缺失、克隆无能以及反应细胞的抑制。何种机制发挥主导作用,受一定因素影响。口服耐受中旁观者抑制现象的存在,为特异性治疗自身免疫性疾病提供了新的途径,因而口服耐受的研究引起人们的极大关注。

关键词:口服耐受;免疫机制

  口服耐受(oral tolerance)是指口服抗原后,引起机体对该种抗原产生无或低免疫性反应,但机体对其他抗原仍可产生正常免疫性应答。应用口服耐受,治疗自身免疫性疾病,在动物模型上获得了成功,同时对于一些自身免疫性疾病,就口服抗原的治疗效果,进行了一期、甚至二期的临床试验。口服耐受,为特异性治疗自身免疫性疾病提供了新的途径和思路,而其涉及的机制,亦引起人们的极大兴趣。

1 肠相关淋巴组织
  口服耐受的诱导是基于肠相关淋巴组织(gut-associatedlymphoid tissues,GALT)独特的组织解剖学上的特点。
  GALT包括Peyer淋巴结、肠系膜淋巴小结、肠上皮细胞、固有层淋巴细胞、上皮间淋巴细胞(intraepithelial lymphocytes,IEL)。GALT持续接触食物中各种抗原成分以及通过肠道途径进入机体的、从病毒到寄生虫的各种微生物,肠粘膜免疫系统能够有效区别病原体和食物抗原成分,一方面对病原体的侵害作出有效的保护性免疫反应,另一方面对食物蛋白和共生细菌避免发生免疫应答,是独具特性的免疫网。
  首先,GALT富含淋巴细胞,据估计小肠上皮中T细胞数量几乎占全身T细胞数量的ed%。淋巴细胞主要分布于淋巴结、固有层和肠上皮细胞间。固有层中CD4+与CD8+淋巴细胞的比例与其在周围器官比例相似,固有层中的T细胞都表达TCRαβ,这些细胞在抗原刺激后仅能产生很弱的增殖过程,但却能分泌大量的细胞因子,如 INF-γ、IL-4和IL-5等。表明这类淋巴细胞是受到持续抗原刺激,多为晚期分化的效应细胞。IEL散布于肠上皮细胞间,80%以上为CD8+T细胞,其中相当数量为TCRγδT细胞。IEL可能需经特殊途径活化或 IEL已是充分分化的效应细胞。其次,GAL具有紧邻各种抗原的特点,IEL是机体中最接近抗原的淋巴细胞,Peyer淋巴结是T细胞和B细胞发生初始免疫应答的主要场所之一,淋巴结上由一层各种上皮细胞组成的上皮层与肠腔相隔。在上皮细胞中,有微皱壁细胞(M细胞),其功能是摄取抗原并将抗原转移给 Pper淋巴结中抗原递呈细胞(APC)。第三,GAL中有多种抗原递呈细胞,包括大量的非专职APC的肠上皮细胞,以及专职APC如DC、巨噬细胞、B细胞等。第四,肠上皮是一些T细胞胸腺外分化场所。在一些动物模型中如棵鼠、β2微球蛋白基因剔除(KO)鼠中,都有TCRγδ IEL的存在。另外,有证据表明,粘膜亦是前淋巴细胞来源之一。在鼠的大、小肠粘膜中分布了大约1500左右个隐淋巴结(cryptopathch),该种淋巴结是由大量的CD3-4-8-SIg-IL-7R+ c-kit+淋巴细胞聚集而成,细胞具有相对高的增殖能力,有早期T细胞的标志[1]
  GAL组织解剖学上的特点,使之既能抵御病原体的侵袭,又能避免对食物抗原和共生微生物发生免疫应答,同时也为诱导口服耐受,具备了条件。

2 口服耐受可能的机制
2.1口服抗原诱导克隆缺失或克隆无能 口服抗原诱导克隆缺失或克隆无能是口服耐受的机制之一。在正常动物或外周器官极少发现克隆缺失,但对卵清蛋白(OVA)或懂磷脂蛋白特异性TCR转基因鼠喂饲高剂量的OVA或髓磷脂蛋白,可以诱导鼠牌和GALT中T细胞对抗原的克隆缺失[2]。说明如果抗原与T细胞具有高亲合力的情况下,高剂量抗原能诱导克隆缺失。
  肠相关淋巴组织解剖学上的特点,使GALT中APCs具有独特性。口服抗原诱导克隆无能的形成,是由于APC缺乏必要的协同刺激信号B7-1/B7-2和细胞间粘附分子-1(I-CAM-1)和其他因子,使T细胞不能活化,出现克隆无能。
  肠上皮具有巨大的表面积,以利于物质的吸收。小鼠口服 OVA 5~10min后,即可发现一些肠上皮细胞结构发生改变,并可在一些上皮细胞中检测到OVA。在体外培养中,发现上皮细胞能将抗原递呈给CD4+T细胞[3]。由于肠上皮细胞不表达B7-1/B7-2和ICAM-1,仅低水平表达MHC Ⅱ,导致CD4+T细胞的无能,也观察到上皮细胞能将抗原递呈给CD8+T细胞。上皮细胞能表达一些非经典的MHC分子如TL和CD1,这些分子在抗原递呈过程中也发挥着作用[4]
  专职APC广泛分布于肠道粘膜组织中,已经证实从小鼠肠粘膜固有层分离出的DC,在体外或在体内被抗原致敏后,具有活化天然T细胞的能力[5]。然而,粘膜中专职APC能处理口服抗原活化T细胞,使之产生免疫应答,与口服可溶性抗原常常可在动物中诱导耐受的现象相矛盾。对此的解释是,体外培养实验中,CD在分离、培养过程中被激活,而粘膜中的DC处静息状态,不具有活化T细胞的能力。它们类似于皮肤中的朗罕细胞,除非受到局部炎症的影响刺激,通常状态下几乎无活化T细胞能力。有实验证实,小鼠摄入生长因子Flt3L(类fms酪氨酸激酶配体)后,能促使肠粘膜和其他淋巴器官中的DC数量增加,因而小鼠在口服OVA后,更容易诱导口服耐受。Fit3L介导的增生DC,仅表达低水平的B7-1或CD40,是一种处于静息状态的细胞[6]。所以,DC一方面使T细胞对可溶性抗原或无害微生物产生耐受,另一方面存在适当的细胞因子和炎症信号的条件下,使T细胞对有害抗原产生免疫应答。是否有不同的队亚群在免疫耐受和应答中发挥不同的作用,仍需进一步研究。
2.2口服抗原诱导反应细胞抑制口服抗原诱导激发调节性T细胞,包括CD4+和CD8+T细胞。在肠道粘膜、肠道淋巴结和脾脏中有抑制性T细胞的存在,口服抗原后能激活CD8+抑制性T细胞,该种T细胞进而抑制对口服抗原的体液和细胞免疫反应。抑制性T细胞具体的免疫抑制机制不明,可能与分泌细胞因子如TGF-β发挥抑制功能有关[7]。有实验证实,TCRαβ+T细胞在诱导口服耐受中是非必需的,而TCRγδ+T细胞在诱导口服耐受中发挥重要作用。实验动物注射抗γδ+链的抗体(GL3)可以降低T细胞上TCRγδ+的表达,阻止口服耐受的形成,剔除TCRγδ+基因亦能阻止口服耐受的产生[8]。有关TCRγδ+T细胞的调节机制仍在进一步研究,另外,TCRγδ+T细胞是来源于IEL还是来源于其他淋巴组织,也有待进一步分析。
  口服抗原诱导激发调节性CD4+T细胞,CD4+T细胞能将口服耐受过继传输给其他动物,CD4+T细胞是诱导口服耐受必需的。CD4+T细胞包括功能相互抬抗的Th2和Thl,Th2分泌的抑制性因子如IL-4、IL-10和TGF-β能介导免疫抑制。口服抗原后6h内,可以检测到GALT中IL-4、IL-10和TGF-β水平的升高,并持续24-48h。IL-4可降低依赖于Th1的迟发性超敏反应(DTH),IL-4、IL-10和TGF-β能阻抗Th1分泌的INF-γ发挥生物学功效,TGF-β可由T细胞、巨噬细胞和DC产生。它能作为粘膜分泌IgA的关键因子,是诱导口服耐受的重要因子[9,10]。从小鼠的肠系膜淋巴结克隆出分泌TGF-β的CD4+T细胞,该种细胞与Th1在许多方面相似,但却锈导免疫耐受,这是否是CD4+T细胞的又一细胞亚群,值得进一步研究[11]
  口服抗原后,GALT中被活化的CD4+-Th2、Th3和调节性CD8+T细胞,随后迁移到全身各淋巴器官中,直接抑制效应细胞的产生。或迁移到特异的靶器官,通过释放非特异的抑制性细胞因子(IL-4、IL-10和TGF-β),抑制Th1细胞活化,阻止病理免疫反应的产生和发展,此即旁观者抑制(BYSTANDER SUPPRESSION)效应[12]。诱导旁观者抑制效应的抗原是特异的,但发挥的效应是非特异的。旁观者抑制在临床上具有重要意义。对于由多种自身抗原引起的,县尚未确定何种抗原为主要抗原或尚未明了所有自身抗原的自身免疫性疾病,通过口服已知一种抗原,诱导旁观者抑制效应产生,从而抑制自身抗原所在器官的所有炎症反应。例如在T型糖尿病中,其自身抗原包括胰岛素、谷氨酸脱浚酶、热休克蛋白等多种抗原,Zhang等给非肥胖性糖尿病(NOD)小鼠口服胰岛素,即能有效降低小鼠胰岛素严重程度,并抑制糖尿病的发生[13]

3口服耐受在临床上应用
  通过口服相应抗原诱导免疫耐受,以治疗自身免疫性疾病的临床试验研究,业已有报道。多发性硬化症是发生在中枢神经系统的自身免疫性疾病,其中已确定MBP(MYELIN BASIC PROTEIN)和 PLP(proteolipid protein)是自身抗原。在1年的双盲试验中,15个多发性硬化症患者每日口服牛髓磷脂(bovine myelin,BM)含 MBP和 PLP为实验组,另15人为对照组,观察期间实验组6人发病,而对照组12人发病。口服BM实验者体中T细胞对MBP免疫反应性降低,未观察到毒副作用[14]。在类似的实验中,可以在口服BM的实验组外周血中观察到Th3细胞,该细胞能分泌对MBP和PLP特异的TGFβ,而在对照组则未发现[15]。在对280名类风湿关节炎中进行的口服鸡Ⅱ型胶原的双盲二期临床试验,实验组口服剂量0.025~2.5mg的鸡Ⅱ型胶原,结果表明在低剂量组中能显著降低发病。对其他自身免疫性疾病,如葡萄膜炎、Ⅰ型糖尿病的临床试验也在进行。另外,亦有利用口服抗原治疗过敏反应的报道。由于在动物试验中口服抗原能有效诱导受体对移植物的耐受[16],目前,在器官移植病人中口服MHC蛋白的临床预试验也在进行之中。

4结语
  口服耐受涉及到多种机制,人们对它的了解认识还有待进一步的深入。在抗原的形式、抗原递呈途径、细胞因子的作用、口服抗原对抗体CTL,的影响以及TCRγδ+T细胞的作用等方面,是口服耐受机制今后研究的热点。随着口服耐受研究的不断深入,口服耐受在临床上的应用必然也随之增加,从而对自身免疫性疾病、过敏性疾病等方面的疾病治疗将产生重大的影响。

                 参考文献
1、 Mowat AM, Viney JL. The anatomical basis of intestinal immunity. Immunol Rev, 1997; 156:145
2、 Chen Y, Inobe Ji, Marks R,et al . Peripheral deletion of antigen-reactive T cells in oral tolerance. Nature, 1995; 376:177
3、 Hershberg RM, framson PE, Cho DH,et al . Intestinal epithelial cells use ttwo distinct pathways for HLA classⅡantigen processing. J Clin Invest, 1997; 100:204
4、 Cheroutre H, Holombe HR, Tangri S,et al . Antigen-presenting function of the TL antigen and mouse CD1 MOLECULES. Immunol Rev, 1995; 147:31
5、 Liu L, Macpherson GG. Antigen acquisition by dendritic cells: Intestinal dendritic cells acquire antigen administered orally and can prime na?ve T cells in vivo. J Exp Med, 1993; 177:1299
6、 Viney JL, Mowat AM, Omalley JM, et al. Expanding dendritic cells in vivo enhances the induction of oral tolerance. J Immunol, 1998; 160:5815
7、 Ke Y, Kapp JA. Oral antigen inhibits priming of CD8+ CTL, CD4+T cells and antibody responses while activating CD8+ suppressor T cells. J Immunol, 1996; 156:916
8、 Ke Y, Pearce K, Lake JP, et al, Gamma delta T lymphocytes regulate the induction and maintenance of oral tolerance, J Immunol, 1997; 158:3610
9、 Gonnella PA, Chen Y, Inobe JI, et al. In situ immune response in gutassociated lymphoid tissue(GALT) following oral antigen in TCR-transgenic mice. J Immunol, 1998; 160:4708
10、 Barone KS, Tolarova DD, Ormsby I, et al. Induction of oral tolerance in TGF-beta 1mull mice. J Immunol, 1998; 161:154
11、 Chen Y, Kuchroo VK, Inboe JI,et al. Regulatory T cell clones induced by oral tolerance:Suppression of antoimmune encephalomyelitis. Science, 1994; 265:1237
12、 Miller A, Lider O, weiner HL. Antigen-driven bystander suppression following oral administration of antigens. J Exp Med, 1991; 174:791
13、 Zhang ZJ,Davidson L, Eisenbarth G, et al. Suppression of diabetes in nonobese diabetic mice by oral administration of porcine insulin, ProcNatl Acad Sci USA,1991;88:10252
14、 Weiner HL, Mackin GA, Matsui M, et al. Double-blind pilot trial of tolerization with myelin antigens in multiple sclerosis. Science, 1993; 259:1321
15、 Hafler DA, Kent SC, Pietrusewicz MJ, et al. Oral administration of myelin induces antigen-specific TGF-beta 1 secreting T cells in patients with multiple sclerosis. Ann NY Acad Sci 1997; 835:120
16、 He YG, Mellon J, Niederkorn JY. The effect of oral immunization on corneal allograft survival. Transplantation, 1996; 61:920

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