动物营养与免疫---第二章 消化道粘膜免疫(2013).ppt

第五节粘膜免疫应答,主要内容,一、黏膜免疫系统的组成二、黏膜免疫系统的结构三、IgA与黏膜免疫IgA的特性、SIgA的产生和转运、SIgA合成和分泌的调节、SIgA的免疫功能四、黏膜免疫系统的功能与黏膜免疫疫苗,肠道:免疫器官,肠道是人体最大的外周免疫器官。肠道黏膜相关的淋巴组织较身体其他组织含有更多的免疫细胞。小肠的肠道相关淋巴网状内皮组织（GALT）是体内最丰富的淋巴样组织。,肠道:最大的细菌库,小肠是机体内最大的细菌库肠腔内容物细菌种类达500种以上。肠腔内细菌密度高达1012/g。,肠粘膜屏障：免疫屏障,免疫屏障的作用机制：1、肠壁内存在的淋巴样组织（小肠最丰富）在抗原刺激下，产生局部免疫反应，中和抗原物质（主要是产生大量sIgA）。2、sIgA包被细菌，形成抗原抗体复合物，刺激肠道粘液分泌，加速流动，阻止细菌黏附于肠粘膜，使细菌不能从肠内进入肠壁。,肠道是人体最大的消化器官和免疫器官。肠道在维持机体正常营养与免疫功能中起着极其重要的作用。肠道是外科应激反应的中心器官。肠道是人体最大的“贮菌库”。某些情况下肠道是细菌及毒素侵入人体的危险通道。,对肠道功能的全面认识,肠粘膜支持能力下降：免疫屏障破坏,第一防线：分泌sIgA形成局部反应第二防线：肠壁或肠系膜淋巴结、肝脾网状内皮系统。免疫受损、侵入的细菌及毒素易于进入循环或其他组织。,抗感染黏膜免疫,穹窿区,淋巴滤泡,一、黏膜免疫系统的组成,黏膜免疫是指机体与外界相通的腔体黏膜表面的免疫。该系统主要由胃肠道、呼吸道、泌尿生殖道的黏膜和某些外分泌腺（如唾液腺、泪腺、乳腺等）黏膜相关的淋巴组织组成，是机体最大的屏障。人的黏膜面积400m2。,VisualEffects,Enhancing,inPowerPointPresentations,VisualEffects,粘膜免疫系统（mucosalimmunesystem）称粘膜相关淋巴样组织(MALT)包括nasal-associatedlymphoidtissue-NALT(鼻相关淋巴组织),gut-associatedlymphoidtissue-GALT(肠道相关淋巴组织)bronchus-associatedlymphoidtissue-BALT(支气管相关淋巴组织)lymphoidtissueassociatedwiththegenitourinarysystem-GUALT(泌尿生殖系统相关淋巴组织)。,黏膜免疫系统的特点,免疫球蛋白以分泌型IgA、IgM为主，数量均超过IgG；黏膜部位有特异的、具有调节或效应功能的TC、MC和IEC(肠黏膜上皮细胞)；黏膜细胞交通系统使局部黏膜淋巴滤泡中受抗原诱导后的细胞经循环系统分布到广泛的弥散淋巴组织中发挥作用。黏膜免疫系统是相对独立于免疫系统的免疫体系。,一、粘膜免疫系统的组成,粘膜相关淋巴组织（mucosalassociatedlymphoidtissue，MALT）M细胞、派氏结（peyerspatches,PP）、淋巴滤泡；固有层弥散分布的免疫细胞肠上皮细胞、上皮内淋巴细胞、固有层淋巴细胞,二、粘膜免疫系统的结构,大量免疫细胞及免疫分子弥散于黏膜上皮内及黏膜固有层(laminapropria)，发挥免疫效应。肠道淋巴细胞不少于脾脏淋巴细胞；40%-50%的外周循环淋巴细胞。,一）、粘膜相关的淋巴组织,M细胞穹窿区：PP结（Peyerspatch）淋巴滤泡胸腺依赖区,M细胞又称膜细胞或微皱褶细胞，广泛分布于支气管、扁桃体和肠淋巴滤泡圆顶区之上，在远段结肠、直肠黏膜分布丰富。扁平的、呈哑铃状的上皮细胞，刷状缘发育不整齐，有稀落的多糖蛋白复合物，胞浆含大量吞饮小泡，但缺乏蛋白酶。作用将抗原转运至上皮下区域，适用于病毒、细菌、原虫等微粒和可溶性蛋白。不表达MHC类抗原分子-与抗原递呈无关。,派伊尔氏淋巴结（Peyerpatch）是小肠粘膜内的一组淋巴滤泡，由巨噬细胞、树突状细胞、B细胞和T细胞（CD4为主）等抗原递呈细胞构成。,小肠潘氏结,淋巴滤泡,淋巴滤泡（lymphoidfollicle）又称淋巴小结（lymphoidnodule）其生发中心为高度分化状态的B细胞，表面有IgD，约40%是SIgA+（即分泌型IgA），是IgA类B细胞发育基地，但无分泌IgA的B细胞，认为其在其他部位发育成熟。,肠道集合淋巴滤泡,胸腺依赖区,主要含有各种T细胞，表达TCR-CD3复合物，95%以上为/型TCR，约60%的T细胞为CD3+CD4+CD8+，为支持IgA产生的辅助性T细胞，少数CD8细胞被诱导成为CTL细胞。,二）、弥散免疫细胞,肠上皮细胞(IEC)上皮内淋巴细胞(IEL)固有层淋巴细胞(LPL),肠上皮细胞(IEC),表面有致密的碱性磷酸酶，与SIgA、杯状上皮细胞分泌的黏液形成一层屏障，阻止绝大部分的外来致病原侵入。表达MHC、MHC、CD1发挥抗原递呈作用。产生分泌成分（SC）有效转运SIgA从固有层到肠腔，参与SIgA分泌。产生黏膜免疫调节因子，如IL-4、IL-10等。,上皮内淋巴细胞(IEL),是体内最大的淋巴细胞群，约占肠上皮细胞的5%-15%。80%-90%是CD3+(TCR)，其中，80%为CD8+(接受内源性抗原刺激产生CTL)。/和/型TCR大致相等。/型TCR细胞呈现特异的免疫功能：CTL活性、NK活性、分泌IFN-等。,内源性抗原-MHC类分子复合物提呈给CD8+T细胞识别-产生IL-2、细胞毒性T细胞（CTL）和记忆性T细胞。外源性抗原-MHC类分子复合物提呈给CD4+T细胞识别-迟发型超敏反应；,固有层淋巴细胞(LPL),包括T细胞、B细胞、浆细胞、巨噬细胞、肥大细胞、树突状细胞和粒细胞等。浆细胞（以分泌IgA）为主，也有分泌IgM、IgG、IgE，当IgA缺乏，则IgM代替IgA，其中，IgG的数量不增加。黏膜免疫应答的辅助性T细胞以Th2为主。CD4+Th2细胞可分泌多种细胞因子，如TGF-、IL-4、5、6、10。IL-4、5、6可协同诱导SIgA+B细胞分化成IgA+的浆细胞。,三）、共同黏膜免疫系统,在诱导部位致敏的免疫细胞，经胸导管进入血循环，逐步分化成熟，在特异性归巢受体的介导下，多数免疫细胞（约80%）归巢到抗原致敏部位（即黏膜固有层或上皮内）发挥效应功能(为黏膜归属性)，使黏膜免疫表现为局限性。另20%广泛地分布于全身各处黏膜部位，发生效应反应，使不同黏膜部位的免疫反应相关联，这种黏膜免疫共享的机制称为共同黏膜免疫系统(commonmucosalimmunesystem,CMIS)。,PP结诱导的淋巴细胞表面有一种黏膜定居受体，可使血循环中的免疫细胞滞留于此，并增殖。,三、IgA与黏膜免疫,IgA的特性SIgA的产生和转运SIgA合成和分泌的调节SIgA的免疫功能,免疫球蛋白的单体结构,轻链(L链)和重链(H链)组成的四肽链(H2L2)可变区(V区)与恒定区(C区)铰链区,四肽链(H2L2),免疫球蛋白单体结构,2个端,N端,C端,2个区,VH,VL,恒定区(C区),CH,CL,抗原结合部位,HVR,FR,铰链区,(/),(,),可变区(V区),H,L,一)、IgA特性,IgA有单体、双体和三体之别。有血清型和分泌型之分。血清中含量仅次于IgG，占总量的1020。而黏膜免疫中产量大、合成率高，仅SIgA为50-100mg/kgd，超过IgG为30mg/kgd。,分类,IgA1:约占循环IgA的80%，对细菌性蛋白酶敏感，受酶作用后活性明显下降。IgA2在黏膜分泌物中最为丰富，在远侧胃肠道约占IgA总量的60%，对细菌性蛋白酶有较强的耐受性。,分泌片(secretorycomponent,SC),由肠上皮细胞产生的分子量约为95kDa的蛋白质分子。与IgA二聚体结合，成为IgA聚合体的转运受体，也是IgA的一部分。可使IgA对蛋白酶敏感性下降，黏液更黏稠，增强黏附作用及防御能力。,分泌型IgA除含有两个分子的单体IgA外，尚有一个分泌片。通过二硫键连接在重键的羧基端。此外两个单体IgA之间，还有一多肽链，称为连接链（J链），J链通过二硫键分别与两个单体IgA连接。,IgA铰链区有一富含脯氨酸的糖基化区域，比IgG更耐受蛋白酶的消化作用，因此，IgA在胃肠道的生存能力极强。,Fc段-惰性,不亲和细胞，不通过胎盘，也不通过任何途径活化补体，故其与炎性细胞及炎症介质无关，且游离的IgA还有抗炎作用；与乳铁蛋白及乳过氧化物酶结合，增强抗菌特性；与杀伤细胞结合，介导产生ADCC效应。,抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(antibody-dependentcell-mediatedcytotoxicity,ADCC）,IgG,(Ab包被的靶细胞),ADCC-指IgG类抗体与靶细胞表面抗原特异性结合后，表达IgGFcR的效应细胞(NK细胞、巨噬细胞和中性粒细胞)可通过与靶细胞表面IgG的Fc段结合，而直接杀伤被抗体包被的靶细胞,二)、SIgA的产生和转运,IgA有单体、双体和三体之别。有血清型和分泌型之分。血清中主要是单体，由骨髓产生，直接入血，称为血清IgA；黏膜主要是双体(9s)或三体(11s)IgA，黏膜分泌液中主要是双体，称为分泌型IgA。由SC介导的IgA转运发生在上皮细胞中，也发生在肝脏细胞中，将IgA分泌入胆汁(肠道)，加强肠黏膜免疫功能，以非炎症形式清除有害抗原。,分泌性IgA的胞吞转运IgA（二聚体或多聚体）或IgM（五聚体）与上皮细胞基底侧表面pIgR（多聚IgR，即分泌成分）结合内吞、转运至上皮细胞粘膜侧胞吐至粘膜腔，参与粘膜局部免疫机制,2020/5/11,三)、SIgA合成和分泌调节,T细胞的调节作用上皮细胞的调节作用黏膜免疫系统的记忆功能神经内分泌因素病原菌营养素,T细胞的调节作用,SIgA的免疫应答高度依赖于T细胞和可溶性因子。SIgM+B细胞转换为SIgA+B细胞-释放TGF-和IL-4；促进转型后的SIgA+B细胞成为浆细胞-释放IL-5、IL-6,上皮细胞的调节作用,M细胞摄取抗原，但无抗原递呈作用；上皮细胞具备抗原处理和递呈作用，但往往导致免疫无反应。产生免疫耐受？,黏膜免疫系统的记忆功能,口服蛋白复合抗原，免疫力可持续2年，再次刺激可产生二次IgA应答，但观察发现，TI(T细胞非依赖性)抗原诱导的SIgA很难有二次应答。,神经内分泌因素,SS(生长抑素)：可直接或间接抑制淋巴细胞分裂和Ig合成。VIP(血管活性肠肽)：抑制丝裂原引起的淋巴细胞增殖；对IgA合成的影响大于IgM、IgG；减弱淋巴细胞定向迁往黏膜组织的能力。SP(P物质)：能抑制上皮内淋巴细胞中NK细胞的活性，显著促进ConA刺激的PP淋巴细胞和脾淋巴细胞的DNA合成，增强淋巴细胞迁往黏膜能力，促进Ig合成，对IgA合成的影响大于IgM，IgG不变。,病原菌,病原菌(如白色念珠菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌)进化出一种IgA蛋白水解酶，削弱SIgA的保护作用，便于侵入和定殖，是病原菌的重要致病机制。人类血清和外分泌液中有这类因子的抑制因子，还能对抗肠道动力系统的干扰。在细菌感染恢复期血清水平最高。,营养素,谷氨酰胺、精氨酸、苏氨酸、VA、Zn及一些非营养素如益生菌等，可通过促进SIgA的合成与分泌、维持胃肠道黏膜的完整性来调节肠黏膜免疫和效应分子SIgA的合成与分泌。,四)、SIgA的免疫功能,阻抑黏附作用-免疫屏障中和、清除病原微生物的黏附。免疫排除作用-凝聚细菌和中和毒素结合抗原（中和病毒、中和毒素）、阻止进入机体，局限病原和免疫反应。促进天然抗菌因子作用:增强肝褐质、乳铁传递蛋白、乳过氧化物酶和溶菌酶黏膜病原体的抗菌作用。,五、黏膜免疫系统功能与疫苗,保护机体不受病原微生物的侵害；对饮食中大量的抗原及正常菌群产生免疫耐受。非特异性黏膜保护的因素正常菌群、黏膜的机械运动、黏膜微循环中的抗菌物质、黏性分泌物、微生物抑菌物。,四、黏膜免疫系统的其他因素,口服疫苗，如脊髓灰质炎、布氏杆菌病等。持续存在的可复制抗原(如活病毒)或可直接通过黏膜表面的细菌都不诱导产生免疫耐受性。用脂质体、佐剂、植物血凝素等混合抗原，能增强黏膜免疫应答。通过CMI