免疫学在实际应用中,人们认为最重要的仍然是特异性免疫系统,而做为物理屏障的粘膜系统,常因为人们对疫苗的重视而忽略,事实上无论特异性免疫和非特异性免疫,物理屏障的粘膜系统所具有的固有免疫都具有重要的意义,无论弱毒疫苗甚至灭活疫苗,刺激机体产生的特异性免疫都需要通过粘膜下固有免疫系统的识别、抗原处理等产生最早的免疫反应。
当人们重视粘膜免疫时会关注与粘膜有关的问题如:不同部位粘膜组织的生理结构和作用机制是否一致?神秘的生殖系统粘膜真的有免疫作用吗?粘膜组织的病理发生?粘膜病变对其它组织生理机能和生产性能的影响?粘膜保健实操的意义等等。本文针对以上问题通过资料汇总综述如下。
一、粘膜系统的生理结构
动物粘膜组织位于机体与外界相通的腔道表面,主要分布在呼吸、消化、泌尿生殖系统。人的粘膜覆盖面积超过400平方米,动物粘膜占动物总面积的20%比例。粘膜组织是病原微生物入侵机体的重要门户,在任何系统,粘膜组织的生理结构基本相似,包括粘膜层、粘膜下层、固有层和基底层。粘膜组织通过生理结构实现防御机能。粘膜组织具有共同的、独立的免疫系统,包括鼻黏膜相关淋巴组织(NALT)、支气管相关淋巴组织(NALT)、肠相关淋巴组织(GALT),泌尿生殖道相关淋巴组织,共同形成机体防御外来病原的第一道防线。粘膜表面的分泌型IGA是粘膜免疫的主要效应因子,许多细胞因子也构成了粘膜局部的免疫效应。
二、粘膜系统的屏障机能
1、免疫屏障:抑制病原黏附(免疫分子slgA覆盖于病毒表面,使其不能黏附易感细胞)。中和病毒(阻断其表面的特异结合位点以及与病原微生物结合)。中和毒素(粘膜分泌的slgA可以中和相应肠毒素的毒性作用)。促进病原凝聚(slgA与溶菌酶,补体等共同作用,使细菌溶解)。配合粘膜表面各种免疫细胞,实现对粘膜入侵病原的识别、抗原信息传递、吞噬溶解、刺激机体粘膜下淋巴组织产生分泌型IGA)。免疫排除反应(免疫分子slgA能封闭由呼吸道及消化道进入的某些抗原物质,使其游离于分泌物,或局限于粘膜表面,便于排除,避免某些超敏反应的发生)。
2、机械屏障:呼吸道黏膜上皮细胞以及细胞间的紧密连接,防止病原进入机体。呼吸道粘膜上皮细胞包括纤毛细胞、杯状细胞、基底细胞以及黏膜下分泌腺体等。其中纤毛细胞通过纤毛摆动清除异物。杯状细胞及黏膜下腺体是主要的分泌细胞,通过分泌黏蛋白等化学物质保护呼吸道黏膜。消化道黏膜免疫系统主要由肠上皮细胞、固有层淋巴细胞、肠上皮内淋巴细胞、派伊尔结等组织构成。机体肠黏膜表面积巨大,与外界直接相同,与肠道内各种有机及无机物质直接接触,使得肠粘膜上皮称为抵御病原的第一道防护屏障。肠粘膜表面的柱状上皮细胞和肠绒毛不仅有营养吸收的作用,同时通过紧密连接蛋白和膜选择性通过等机制阻止有害菌和有害物质进入机体。
3、微生物屏障:呼吸道黏膜表面时刻定居着一定数量和种类的微生物,这些微生物之间以及微生物和宿主之间相互作用形成动物机体稳定的微生态环境。呼吸道微生物科水平的主要优势菌群为乳酸杆菌科、芽孢杆菌科、肠球菌科、葡萄球菌科、链球菌科和肠杆菌科等。
4、化学屏障:主要由覆盖在整个呼吸道表面的具有一定弹性和黏性的表面液体组成,包括黏液层和浆液层,能够保持气道湿润,阻止多种有害因子侵袭。
三、粘膜固有层的共同防御结构
1、固有免疫也叫先天免疫,是一种非特异性的先天免疫反应,属于机体的第一道防线。同时也是启动适应性免疫的基础,肠道的固有免疫由免疫细胞(杯状、潘氏)和免疫分子(白介素、防御素等)组成。粘膜免疫系统是机体固有免疫系统的重要组成,是防御经粘膜入侵的病原微生物的第一道屏障,是弱毒疫苗实现局部免疫的重要场所。不仅是抵抗病原菌入侵的屏障,更是对进入机体的有害物质的识别系统。
2、研究资料,粘膜免疫系统按照功能不同分为诱导部位(识别、捕获和递呈抗原信息给T细胞和B细胞)和效应部分(分泌产生抗体)。
3、诱导部位于胃肠道相关淋巴组织(PP结)、呼吸道相关淋巴组织和泌尿生殖道相关淋巴组织。效应部位主要包括固有层、上皮内淋巴组织和一些相关外分泌腺。在诱导和效应部位之间,主要通过粘膜中M细胞将抗原信息递呈给免疫细胞,激活固有层中的B淋巴细胞、使IGAB细胞前体致敏---淋巴细胞归巢来发生联系。
四、特异性粘膜免疫系统的激活
1、特异性免疫系统也是适应性免疫系统,是继固有免疫而产生的特异性免疫系统,相应的免疫细胞主要由粘膜下层的相关淋巴组织、和细胞、免疫分子组成,黏膜免疫是一个高度分化的免疫系统。粘膜免疫途径主要包括口服、滴鼻、点眼、喷雾、泄殖腔免疫等,其中喷雾免疫是公认较好的免疫途径,疫苗通过口腔、鼻腔、眼结膜等途径直接靶向病原体侵入的天然门户,不用经过胃肠道的消化作用,可以避免胃肠道的酸性pH环境及各种酶类的破坏作用。
2、滴鼻免疫因为鼻腔内含有丰富的血管,所以既能引起粘膜免疫,又能引起系统免疫,可以诱导远距离的粘膜部位的免疫反应,使粘膜免疫系统起到抗感染的作用。点眼免疫可以通过眼角膜的哈德氏腺刺激产生粘膜抗体。
3、粘膜免疫佐剂对抗原的免疫原性的增强作用会因为免疫途径不同而有着不同的影响,分析可能的原因为:疫苗通过不同免疫途径时所处的环境酸碱值及所含的蛋白酶种类不同,佐剂本身所具有的活性不同,能有多少佐剂到达免疫诱导位点。
4、研究资料显示:使用特殊的免疫佐剂可以刺激机体对灭活H5N2抗原产生鼻腔粘膜免疫,如使用重组白介素2、核酸佐剂等。其机理是激活了黏膜上皮的淋巴细胞。
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