腸黏膜免疫屏障及其保護(hù)措施

謝天宇 胡紅蓮 高 民*

我們通常所說(shuō)的腸道屏障功能主要是依靠腸黏膜屏障功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，腸黏膜不僅是動(dòng)物機(jī)體重要的消化吸收?qǐng)鏊瑫r(shí)也是抵御毒性大分子、防止機(jī)體感染的重要局部部位。正常情況下，腸黏膜處于低滲狀態(tài)，腸黏膜上皮細(xì)胞的緊密連接結(jié)構(gòu)狀態(tài)和腸道相關(guān)淋巴組織(gut－associated lymphoid tissue，GALT)的免疫防護(hù)作用可有效地阻止大分子物質(zhì)通過(guò)，尤其是抑制細(xì)菌、毒素等通過(guò)腸黏膜向機(jī)體內(nèi)部擴(kuò)散的途徑。但是腸黏膜屏障在受損時(shí)就會(huì)為細(xì)菌、組胺和內(nèi)毒素等有害物質(zhì)吸收入血提供通道，尤其是內(nèi)毒素，其吸收入血會(huì)產(chǎn)生一系列的放大反應(yīng)，輕則引起炎性反應(yīng)、黏膜感染，重則導(dǎo)致動(dòng)物多器官和系統(tǒng)性損傷，甚至導(dǎo)致機(jī)體不可抑制性的炎癥反應(yīng)，進(jìn)而危及生命［1］。腸黏膜屏障主要包括機(jī)械屏障、生物屏障、化學(xué)屏障以及免疫屏障［2］，本文主要對(duì)腸黏膜免疫屏障的功能特點(diǎn)、免疫機(jī)制以及保護(hù)性措施進(jìn)行綜述。

1 腸黏膜免疫屏障的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和免疫機(jī)制

1.1 腸黏膜免疫屏障的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

腸黏膜免疫屏障是迄今為止動(dòng)物和人類最重要的屏障之一［3－4］。腸黏膜免疫是區(qū)別于動(dòng)物整體免疫系統(tǒng)的局部免疫，主要在抗原的刺激下產(chǎn)生局部的免疫反應(yīng)，中和抗原物質(zhì)，以避免機(jī)體本身受到損害。腸黏膜免疫屏障主要由GALT及其分泌的分泌型免疫球蛋白A(secreted immunoglobulin A，sIgA)、細(xì)胞因子等免疫生成物質(zhì)構(gòu)成。GALT 包括派伊氏結(jié)(peyer’s patch，PP)、黏膜淋巴集合體、彌散黏膜淋巴組織以及免疫細(xì)胞，其中免疫細(xì)胞包含腸上皮細(xì)胞(intestinal epithelial cell，IEC)、上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞(intraepithelial lymphocyte，IEL)和固有層淋巴細(xì)胞(lamina proprial lymphocyte，LPL)等。

1.2 腸黏膜免疫屏障的免疫機(jī)制

腸黏膜免疫屏障主要是由攝取、遞呈、處理抗原的誘導(dǎo)部位免疫細(xì)胞和發(fā)生免疫反應(yīng)的效應(yīng)部位免疫細(xì)胞共同發(fā)揮免疫功能構(gòu)成的獨(dú)立免疫體系，其以sIgA介導(dǎo)的體液免疫為主，細(xì)胞毒性介導(dǎo)的細(xì)胞免疫為輔。

腸黏膜免疫應(yīng)答是免疫系統(tǒng)的特殊免疫細(xì)胞對(duì)于潛在危害病原進(jìn)行識(shí)別及處理的過(guò)程。首先，誘導(dǎo)免疫細(xì)胞，如PP內(nèi)的微褶皺細(xì)胞(microfold cell，M細(xì)胞)選擇性接觸、黏附、攝取外部抗原，將抗原吞噬并轉(zhuǎn)運(yùn)至胞膜另一側(cè)遞呈給抗原遞呈細(xì)胞(antigen－presenting cell，APC)，再進(jìn)一步將其釋放到腸黏膜固有層和皮下;其次，進(jìn)入黏膜固有層及皮下的抗原刺激效應(yīng)部位免疫細(xì)胞IEL、LPL，進(jìn)而帶動(dòng)一系列效應(yīng)免疫反應(yīng)。IEL絕大多數(shù)為分化抗原簇(cluster of differentiation，CD)3+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞，以CD8+T細(xì)胞為主，可直接識(shí)別未加工的抗原，具有自然殺傷性(NK)細(xì)胞活性，同時(shí)釋放細(xì)胞因子。LPL主要包括T細(xì)胞、B細(xì)胞、殺傷(K)細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞(macrophages，m?)、肥大細(xì)胞(mall cell，MC)和樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)等，以CD4+T細(xì)胞為主。通常情況下，GALT中CD4+/CD8+是檢驗(yàn)動(dòng)物機(jī)體腸道免疫功能正常與否的重要指標(biāo)之一。固有層中存在兩種相互協(xié)同的免疫方式，即:1)固有層中的大量CD4+T細(xì)胞分泌細(xì)胞因子，下調(diào)免疫反應(yīng);2)致敏后轉(zhuǎn)移的B細(xì)胞在固有層中同型轉(zhuǎn)換成免疫球蛋白(immunoglobulin，Ig)A，IgA產(chǎn)生后被釋放到漿膜細(xì)胞外側(cè)，與黏膜上皮細(xì)胞分泌片段結(jié)合形成復(fù)合物sIgA，最終分泌于黏膜或漿膜表面，從而發(fā)揮免疫效應(yīng)。目前，以sIgA和細(xì)胞因子主導(dǎo)的腸黏膜免疫機(jī)制是免疫學(xué)研究的2大重點(diǎn)。

1.2.1 sIgA主導(dǎo)腸黏膜免疫功能的正常發(fā)揮

大多數(shù)病菌利用宿主腸黏膜表面作為入侵感染的第1個(gè)入口［5－6］，而以 sIgA 為主的體液免疫在腸黏膜免疫系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，是阻止病菌在腸黏膜黏附和定植的重要防御前線［7］。sIgA是腸黏膜免疫屏障最主要的體液免疫防御因子，能包裹外來(lái)病菌，封閉病菌與IEC的特異結(jié)合位點(diǎn)，使其喪失吸附于IEC的黏附能力，這是避免細(xì)菌移位途徑的重要依賴方式。作為腸黏膜免疫屏障的主要效應(yīng)因子，sIgA不僅可阻止腸黏膜上皮細(xì)胞對(duì)細(xì)菌、毒素和其他有害分子的識(shí)別及攝取，并借助腸道機(jī)械蠕動(dòng)清除病原體和毒素，還能減弱外部抗原刺激所引起的全身性免疫反應(yīng)即免疫耐受的形成，阻止腸黏膜免疫屏障系統(tǒng)對(duì)腸道共棲的有益菌群產(chǎn)生免疫應(yīng)答［8］。研究表明，適當(dāng)?shù)膕IgA免疫應(yīng)答對(duì)于維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)、降低細(xì)菌引起的炎癥反應(yīng)以及調(diào)控過(guò)敏反應(yīng)等起著重要作用，同時(shí)腸道菌群的平衡程度也可反作用于sIgA，調(diào)節(jié)其分泌釋放。值得注意的是，sIgA介導(dǎo)的腸黏膜免疫應(yīng)答在很大程度上依賴于GALT的T細(xì)胞和白細(xì)胞介素(interleukin，IL)－4、IL－6、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(transforming growth factor，TGF)－β 等細(xì)胞因子的參與。

IgA蛋白水解酶作為水解sIgA的關(guān)鍵水解蛋白酶，具有水解sIgA、抑制細(xì)胞凋亡、刺激促炎癥因子釋放和誘導(dǎo)T細(xì)胞特異性反應(yīng)等特殊作用以及其他潛在疾病治療等多方面免疫功能，從而受到廣泛關(guān)注。因此，對(duì)于腸黏膜IgA和sIgA的研究，有必要繼續(xù)探究IgA蛋白水解酶的致病機(jī)理和生物學(xué)性能，同時(shí)有關(guān)于IgA、IgA蛋白水解酶、IgA蛋白酶水解抑制因子3者之間詳細(xì)的互作關(guān)系亦有待進(jìn)一步研究。

1.2.2 細(xì)胞因子對(duì)腸黏膜免疫屏障的關(guān)鍵性調(diào)節(jié)作用

在腸黏膜免疫系統(tǒng)被激活時(shí)，活化的免疫細(xì)胞釋放細(xì)胞因子，介導(dǎo)免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)的效應(yīng)分子，能在局部作用于特定的免疫細(xì)胞以發(fā)揮免疫效應(yīng)，同時(shí)還能影響動(dòng)物機(jī)體神經(jīng)、內(nèi)分泌等非免疫組織，在許多生理、病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

腸黏膜免疫屏障可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，包括淋巴因子、趨勢(shì)化細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子(GF)、腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素(IL)、干擾素(IFN)等，目前研究較多的是炎性細(xì)胞因子(IL－2、IFN－γ、TNF－α)和抗炎性因子(IL－4、IL－5、IL－10)等。IL－2主要在于腸黏膜固有層中由T輔助細(xì)胞1(T helper cell 1，Th－1)產(chǎn)生，與sIgA一樣屬于分泌型免疫分子，可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)T細(xì)胞、B細(xì)胞的生長(zhǎng)分化，激活NK細(xì)胞，促進(jìn)IgA的分泌，參與淋巴細(xì)胞歸巢，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)和創(chuàng)傷愈合，是具有明顯的免疫增強(qiáng)和免疫治療作用的免疫調(diào)節(jié)因子。IFN－γ對(duì)IgA的分泌起抑制或下調(diào)作用，還可與其他細(xì)胞因子聯(lián)合作用，影響緊密連接蛋白基因表達(dá)，并參與腸黏膜細(xì)胞介導(dǎo)的免疫。TNF－α主要來(lái)源于巨噬細(xì)胞，能與其他細(xì)胞因子和相應(yīng)的介質(zhì)受體結(jié)合引起細(xì)胞凋亡和細(xì)胞因子的瀑布式釋放從而進(jìn)一步影響?zhàn)つっ庖咝?yīng);IL－4、IL－5等細(xì)胞因子由T輔助細(xì)胞 2(T helper cell 2，Th－2)產(chǎn)生，對(duì) IgA 免疫反應(yīng)有明顯增強(qiáng)作用。IL－10是一種免疫調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子，可限制和終止炎癥反應(yīng)、調(diào)解多種免疫細(xì)胞的分化增殖、防止過(guò)度免疫應(yīng)答所造成的損害［9］，并在一定程度上影響緊密連接蛋白的表達(dá)，保證小腸上皮完整性。另外，一些趨勢(shì)化細(xì)胞因子如胸腺表達(dá)趨勢(shì)化細(xì)胞因子(TECK)、黏膜相關(guān)上皮趨勢(shì)化細(xì)胞因子(MEC)等在對(duì)淋巴細(xì)胞、DC、NK細(xì)胞的吸引作用以及抗炎癥反應(yīng)等方面發(fā)揮明顯的上調(diào)免疫反應(yīng)作用。諸多細(xì)胞因子的免疫作用機(jī)制和治療潛力對(duì)于開發(fā)免疫增強(qiáng)性疫苗、研究動(dòng)物免疫疾病意義重大。

2 腸黏膜免疫屏障的保護(hù)性措施

鑒于腸黏膜免疫屏障對(duì)動(dòng)物機(jī)體免疫健康影響意義重大，因此關(guān)于腸黏膜免疫屏障功能的調(diào)節(jié)與保護(hù)有必要進(jìn)行深入研究，以下是常見(jiàn)的黏膜免疫屏障的調(diào)節(jié)保護(hù)性措施。

2.1 益生菌

腸道棲息著數(shù)量巨大的菌群，作為腸黏膜的潛在致病性抗原，不僅時(shí)刻威脅腸黏膜，還對(duì)黏膜免疫屏障具有明顯的刺激作用。腸道菌群影響?zhàn)つっ庖呖乖岢释返幕罨?0］、sIgA和細(xì)胞因子的生成以及免疫應(yīng)答的激活等?，F(xiàn)階段，益生菌制劑的添加應(yīng)用是維持腸道菌群平衡、改善腸黏膜免疫屏障功能最有效的保護(hù)措施之一。

益生菌是一群可以在胃腸道內(nèi)定植的有益微生物群落，主要包括乳酸菌、雙歧桿菌、酵母菌、芽孢桿菌等，不僅可有效地維持腸道內(nèi)菌群平衡，即抑制病原菌在腸道的黏附定植和腐敗菌的過(guò)度生長(zhǎng)、促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)，還能與腸黏膜共同構(gòu)成一道屏障，增強(qiáng)腸黏膜緊密連接蛋白的表達(dá)，并對(duì)于sIgA、細(xì)胞因子、腸黏膜淋巴細(xì)胞都有明顯的調(diào)節(jié)作用，具有明顯的維護(hù)正常腸道菌群環(huán)境、優(yōu)化腸黏膜免疫系統(tǒng)、預(yù)防和治療特殊病理狀況的多重保護(hù)菌株特性。Yang等［11］在用芽孢桿菌、布拉氏酵母菌和嗜酸性乳酸桿菌的混合益生菌灌喂蛋雞的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，益生菌可顯著提高腸液中IgA的含量，IgA、IgM和IgG生成細(xì)胞數(shù)量也有顯著增加趨勢(shì)，同時(shí)伴有盲腸段T細(xì)胞數(shù)量的顯著增加。研究顯示，益生菌存在著通過(guò)多類型抗原識(shí)別受體 Toll樣受體(Toll like receptors，TLRs)、髓樣分化因子88(myeloid differentiation primary response gene 88，MyD88)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、MyD88非依賴途徑來(lái)影響腸黏膜免疫屏障功能的先天免疫防御機(jī)制［12］，并對(duì)腸炎、過(guò)敏性皮膚炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的實(shí)驗(yàn)小動(dòng)物誘導(dǎo)產(chǎn)生積極的免疫效果。Galdeano等［13］在用益生菌干酪乳桿菌灌注小鼠誘導(dǎo)激活腸黏膜免疫的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)灌服后，試驗(yàn)組小鼠小腸中CD206+細(xì)胞數(shù)量與對(duì)照組相比顯著增加且固有層中Toll樣受體2(TLR－2)基因表達(dá)水平顯著上調(diào)，IgA數(shù)量和IL－6生成細(xì)胞數(shù)量在灌注后期與對(duì)照組相比有明顯的增加趨勢(shì)。

2.2 飼糧調(diào)控

腸道是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的主要場(chǎng)所，動(dòng)物機(jī)體腸內(nèi)和腸外的特定營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)很大程度上影響腸黏膜免疫屏障功能，適當(dāng)調(diào)控飼糧營(yíng)養(yǎng)因子水平是維持正常腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)供給、保證腸黏膜免疫屏障功能的最重要且最常見(jiàn)的調(diào)節(jié)、保護(hù)性措施，主要包括補(bǔ)飼精氨酸(arginine，Arg)、谷氨酰胺(glutamine，Gln)及鋅(Zn)、硒(Se)和維生素 A 等微量元素。

2.2.1 補(bǔ)飼 Arg 和 Gln

Arg是一種條件性必需氨基酸，作為一氧化氮(NO)的前提物質(zhì)，不僅在營(yíng)養(yǎng)代謝中起重要作用，參與蛋白質(zhì)的合成以及尿素、肌酸、多胺和激素的合成與釋放，還對(duì)腸黏膜免疫屏障功能起著至關(guān)重要的調(diào)節(jié)保護(hù)作用。Arg可促進(jìn)腸道T細(xì)胞活化，增加吞噬細(xì)胞活性，強(qiáng)化腸道免疫屏障對(duì)外來(lái)病原體、內(nèi)毒素的清除作用。研究表明，飼糧添加Arg對(duì)多種病理因素尤其脂多糖(LPS)、熱應(yīng)激等所致的腸黏膜損傷有明顯的緩解作用，改善腸黏膜結(jié)構(gòu)及免疫屏障功能［14］。Zhu等［15］研究發(fā)現(xiàn)，L－Arg對(duì)瘧疾感染的小鼠有潛在治療功能，可以提高宿主免疫應(yīng)答，飼糧補(bǔ)充L－Arg，可顯著增加感染早期小鼠的胃腸和脾臟CD4+T細(xì)胞、IFN－γT細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞數(shù)量，同時(shí)伴隨著CD4+、IFN－γT細(xì)胞、巨噬細(xì)胞數(shù)量明顯增加，TNF－α和NO水平提升，此外，成熟DC的兼容性復(fù)合基因Ⅱ(MHC－Ⅱ)、CD86和 TLR－9基因表達(dá)上調(diào)。Fan等［16］在對(duì)嚴(yán)重?zé)齻男∈笤囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)，腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充Arg改變腸道細(xì)胞因子濃度，sIgA數(shù)量較對(duì)照組顯著升高，同時(shí)，IL－4和 IL－10水平增加，而IFN－γ和IL－2水平顯著降低。

Gln是一種條件性必需氨基酸，是腸黏膜細(xì)胞蛋白、核酸合成的底物。Gln是腸道上皮細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的最主要能源物質(zhì)，同時(shí)又是細(xì)胞增殖分化的氮源，可滿足上皮細(xì)胞快速增殖、修復(fù)的需要，充分保證腸道正常發(fā)育，尤其是降低應(yīng)激狀態(tài)所導(dǎo)致的腸黏膜通透性變化，穩(wěn)定腸黏膜上皮細(xì)胞的緊密連接結(jié)構(gòu)［17］，抑制細(xì)菌和毒素的移位侵入途徑，并大幅度增強(qiáng)腸黏膜免疫性能，提高淋巴細(xì)胞、吞噬細(xì)胞功能。因此，在飼糧中可以考慮添加適量的Gln以維持上皮細(xì)胞增殖與修復(fù)的需要，進(jìn)而保護(hù)腸道屏障功能，緩解多種因素所致的黏膜損傷狀況。研究表明，動(dòng)物機(jī)體受創(chuàng)、燒傷后，補(bǔ)充Gln能明顯抑制TNF－α表達(dá)、增加腸黏膜sIgA的分泌和腸黏膜上皮內(nèi)T細(xì)胞、B細(xì)胞增殖活力，減輕多種嚴(yán)重創(chuàng)傷導(dǎo)致的腸黏膜機(jī)械屏障和免 疫屏障的損傷［18］。Han 等［19］發(fā)現(xiàn) Gln 對(duì)TNF－α、IL－2 和 IL－10 的產(chǎn)生和釋放以及炎性、抗炎性細(xì)胞因子之間的平衡有重要影響。在腸內(nèi)、腸外營(yíng)養(yǎng)添加Gln飼喂小鼠的試驗(yàn)1周后發(fā)現(xiàn)，腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)Gln組較對(duì)照組TNF－α含量顯著下降;相同時(shí)間點(diǎn)內(nèi)，腸外營(yíng)養(yǎng)Gln組與對(duì)照組的TNF－α含量相比亦有顯著下降的趨勢(shì);腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)Gln和對(duì)照組的IL－2水平較飼喂第4天顯著上升，而IL－10水平顯著下降。

2.2.2 飼糧 Zn、Se 水平

Zn、Se不僅是維持動(dòng)物腸道健康的重要營(yíng)養(yǎng)性微量元素，還可通過(guò)結(jié)合抗體和細(xì)胞因子來(lái)調(diào)節(jié)黏膜免疫應(yīng)答。研究表明，飼糧中適宜的Zn水平可促進(jìn)腸黏膜sIgA和IL－2的分泌，進(jìn)而維持腸黏膜免疫屏障功能，同時(shí)針對(duì)動(dòng)物機(jī)體抗氧化能力、生產(chǎn)性能以及腸炎癥類疾病的防治具有較好的飼喂效果［20－21］。Zhang 等［22］在飼糧中添加 Zn對(duì)沙門氏菌攻毒肉仔雞腸黏膜屏障功能影響的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在鼠傷寒沙門氏菌感染的情況下，不同飼糧Zn水平有利于緩解傷寒沙門氏菌應(yīng)激對(duì)于回腸黏膜SOD活性和sIgA含量的降低情況，增加緊密連接蛋白1(ZO－1)的含量，維持腸黏膜屏障功能。

谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(glutathione peroxidase，GPx)是動(dòng)物機(jī)體抗氧化和局部、整體免疫的關(guān)建酶［23］，而Se作為GPx的重要組成成分，可維持腸黏膜屏障相對(duì)穩(wěn)定。Smith等［24］在Se對(duì)小鼠胃腸特定線蟲驅(qū)除以及免疫應(yīng)答變化的研究中發(fā)現(xiàn)，飼糧缺Se會(huì)抑制小鼠小腸內(nèi)局部TH2基因表達(dá)，進(jìn)而抑制腸黏膜屏障的自我免疫保護(hù);而飼喂充足Se飼糧的小鼠小腸內(nèi)寄生蟲誘導(dǎo)的局部免疫應(yīng)答加強(qiáng)，分泌 IL－4、IL－5、IL－6、IL－10 和 IL－13 等細(xì)胞因子，可快速恢復(fù)黏膜免疫功能以及自我驅(qū)蟲機(jī)制。值得注意的是，過(guò)量尤其是中毒劑量的Zn、Se水平嚴(yán)重影響胃腸黏膜結(jié)構(gòu)完整性和上皮淋巴細(xì)胞數(shù)量、結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)控制飼糧適宜的微量元素水平，同時(shí)注意微量元素之間的協(xié)同、拮抗作用。

2.2.3 飼糧維生素A水平

維生素A動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的代謝產(chǎn)物視黃酸影響腸黏膜DC數(shù)量、sIgA含量、T細(xì)胞和B細(xì)胞功能以及細(xì)胞因子的產(chǎn)生，同時(shí)VA也可減弱黏膜炎癥和恢復(fù)維生素A缺乏所導(dǎo)致的黏膜免疫應(yīng)答受損狀況。DC是腸黏膜中功能最強(qiáng)的APC，其表面的TLR受體識(shí)別外源病原體刺激后，迅速誘導(dǎo)DC的成熟化并向次級(jí)淋巴組織遷移，進(jìn)而與T細(xì)胞共同影響細(xì)胞因子和炎癥因子的合成，產(chǎn)生一系列免疫應(yīng)答。研究表明，維生素A顯著調(diào)節(jié)腸黏膜DC的數(shù)量、變異性、成熟程度，進(jìn)而影響識(shí)別受體模式 TLR2、TLR4和 MyD88基因表達(dá)［25］。另外，Dong等［26］發(fā)現(xiàn)，DC也是維生素 A的關(guān)鍵靶細(xì)胞，且維生素A酸受體(retinoic acid receptor，RAR)在維生素A黏膜免疫中對(duì)維生素A活性起重要作用。因此，從APC(如DC、巨噬細(xì)胞)這一免疫應(yīng)答起始環(huán)節(jié)來(lái)研究維生素A作用黏膜免疫以抵抗黏膜感染癥狀的免疫研究被廣泛認(rèn)可。

2.3 預(yù)防應(yīng)激

環(huán)境因素的突然變化(溫度變化、飼糧變化、抗生素的使用等)、驚嚇、束縛以及不可預(yù)見(jiàn)性的長(zhǎng)時(shí)間慢性輕度應(yīng)激等多種應(yīng)激方式會(huì)對(duì)動(dòng)物機(jī)體多系統(tǒng)多組織器官產(chǎn)生影響。腸道是最易受應(yīng)激反應(yīng)影響的器官之一，尤其腸黏膜結(jié)構(gòu)的完整性受之影響更甚，諸多應(yīng)激方式還會(huì)誘導(dǎo)腸黏膜免疫系統(tǒng)的免疫激活。其中熱應(yīng)激嚴(yán)重?fù)p傷動(dòng)物機(jī)體的黏膜結(jié)構(gòu)和黏膜免疫屏障性能，是動(dòng)物生產(chǎn)性能和腸道健康的重要環(huán)境制約因素［27］。研究證實(shí)，熱應(yīng)激、氧化應(yīng)激等抑制黏膜免疫功能的主要原因是其導(dǎo)致內(nèi)毒素含量顯著增加，進(jìn)而誘導(dǎo)機(jī)體炎癥反應(yīng)。內(nèi)毒素是革蘭陰性細(xì)菌細(xì)胞壁外膜上的一種LPS與微量蛋白質(zhì)的復(fù)合物。LPS對(duì)腸黏膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的免疫刺激，使腸黏膜通透性增高、局部吞噬細(xì)胞和炎性介質(zhì)數(shù)量增加，尤其破壞黏膜免疫的M細(xì)胞啟動(dòng)步驟，直接或間接損傷小腸黏膜屏障功能。Liu等［28］在內(nèi)毒素改變小鼠胃腸黏膜免疫屏障功能的研究中對(duì)試驗(yàn)組小鼠進(jìn)行尾靜脈注射LPS(100 mg/頭)以刺激小鼠胃腸道，注射后2、6、12和24 h分4個(gè)時(shí)間點(diǎn)觀察腸道免疫指標(biāo)變化，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)組在相同時(shí)間點(diǎn)內(nèi)與對(duì)照組相比，小腸黏膜M細(xì)胞、DC細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、SIgA數(shù)量顯著減少;相反，Tr細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞以及凋亡淋巴細(xì)胞數(shù)量顯著增加;同時(shí)，小腸黏膜IL－4、IFN－γ水平在不同時(shí)間段內(nèi)呈現(xiàn)增加或減少的變化趨勢(shì)。因此，多角度闡明LPS引起的免疫應(yīng)激對(duì)腸黏膜免疫功能影響的作用機(jī)制，探究不同應(yīng)激方式所附帶的不同特異性免疫效應(yīng)的潛在規(guī)律，將是今后研究應(yīng)激的致病、防治工作的主要關(guān)鍵點(diǎn)。在束縛性應(yīng)激、氧化應(yīng)激、熱應(yīng)激等應(yīng)激狀態(tài)下，動(dòng)物機(jī)體會(huì)產(chǎn)生一系列活性氧族(reactive oxygen species，ROS)，包括超氧陰離子(·O－2)、過(guò)氧化氫(H2O2)、羥自由基(OH·)等，這些活化氧過(guò)量表達(dá)時(shí)，腸黏膜組織受損，大分子發(fā)生過(guò)氧化［29］，如DNA損傷、淋巴細(xì)胞功能喪失甚至凋亡、腸黏膜免疫屏障功能下降。另外，失血性休克、創(chuàng)傷、燒傷和腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)缺失［30－32］等重度應(yīng)激狀況可導(dǎo)致動(dòng)物機(jī)體全身性的免疫失調(diào)，嚴(yán)重影響胃腸黏膜免疫屏障的防御功能，如動(dòng)物在失血性休克時(shí)，各器官的血液供給發(fā)生變化，腸道會(huì)處于缺血缺氧的低灌注狀態(tài)并且不易恢復(fù)，T細(xì)胞的分化能力降低，炎性細(xì)胞因子釋放量增加。

應(yīng)對(duì)上述應(yīng)激的預(yù)防措施主要有:1)減少氧化應(yīng)激，如應(yīng)用別嘌呤;2)飼糧中添加牛初乳和山羊奶粉;3)補(bǔ)飼Gln直接對(duì)上皮免疫細(xì)胞補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng);4)使用低濃度一氧化碳(CO)以抑制LPS所致?lián)p傷;5)提前熱應(yīng)激處理。

2.5 其 他

近年來(lái)，腸黏膜免疫保護(hù)的研究更加趨向于多組織器官、多層次營(yíng)養(yǎng)和多應(yīng)用水平相結(jié)合的研究方向發(fā)展，除上述所介紹的預(yù)防保護(hù)措施外，神經(jīng)干預(yù)、核苷酸、脂肪酸、N－乙酰半胱氨酸、酵母復(fù)合物以及異麥芽低聚糖、低聚果糖等功能性低聚糖也是常見(jiàn)且應(yīng)用效果明顯的影響?zhàn)つっ庖咂琳系闹匾蛩?。例如，腸神經(jīng)系統(tǒng)(ENS)和GALT的免疫細(xì)胞分泌的降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene－related peptide，CGRP)、血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide，VIP)和神經(jīng)肽(neuropeptide Y，NY)等相關(guān)神經(jīng)介質(zhì)在很大程度上影響淋巴細(xì)胞增生、細(xì)胞因子和IgA的合成釋放進(jìn)而誘導(dǎo)腸黏膜免疫應(yīng)答，可通過(guò)運(yùn)用神經(jīng)活性藥物或神經(jīng)阻斷等方式來(lái)調(diào)節(jié)腸黏膜免疫性能。

3 小 結(jié)

腸黏膜免疫屏障功能主要是依靠以sIgA為代表的分泌型免疫球蛋白和以IEL、LPL等為代表的免疫活性細(xì)胞以及諸多細(xì)胞因子共同的免疫調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)。針對(duì)性的采取有效措施以期改善腸黏膜免疫防御效果，加強(qiáng)腸黏膜免疫屏障性能必然是未來(lái)免疫學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué)、動(dòng)物生理學(xué)等領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。目前，還有許多影響腸黏膜免疫屏障功能的制約因素被人們忽略或未被明確解析。例如，霉菌毒素對(duì)腸黏膜T細(xì)胞數(shù)量、巨噬細(xì)胞功能的抑制程度尚未明確;TLR2和TLR4等主要病原體識(shí)別受體識(shí)別外來(lái)危險(xiǎn)信號(hào)與下游炎性介質(zhì)、細(xì)胞因子激活合成的詳細(xì)鏈接過(guò)程還不完全清楚;生長(zhǎng)抑素、重組人生長(zhǎng)激素、胰高血糖素樣肽－2等腸道營(yíng)養(yǎng)效應(yīng)生長(zhǎng)類激素在腸黏膜機(jī)械屏障和免疫屏障之間的綜合應(yīng)用效果以及部分免疫淋巴細(xì)胞和分子在神經(jīng)－免疫－內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)體系、腸黏膜免疫、炎癥反應(yīng)和過(guò)敏反應(yīng)等生理病理過(guò)程之間的調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)方式亦有待進(jìn)一步重視和研究。針對(duì)這些問(wèn)題，通過(guò)進(jìn)一步的深入研究，以期更全面的為腸黏膜免疫的研究和腸道類免疫性疾病的防治提供科學(xué)依據(jù)。

致謝:感謝國(guó)家自然科學(xué)基金(31101739)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(奶牛)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金(CARS－37)的資助，同時(shí)感謝馬燕芬、杜瑞平、張興夫老師在文稿寫作中給予的寶貴意見(jiàn)。

［1］ 黎介壽.腸衰竭——概念:營(yíng)養(yǎng)支持與腸粘膜屏障維護(hù)［J］.腸外與腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)，2004，11(2):65－67.

［2］ LIU X X，LI H R，LU A，et al.Reduction of intestinal mucosal immune function in heat－stressed rats and bacterial translocation［J］.International Journal of Hyperthermia，2012，28(8):756－765.

［3］ MACPHERSON A J，MCCOY K D，JOHANSEN F E，et al.The immune geography of IgA induction and function［J］.Mucosal Immunology，2008，1(1):11－22.

［4］ NAGPAL K，MINOCHA V R，AGRAWAL V，et al.Evaluations of intestinal mucosal permeability function in patients with acute pancreatitis［J］.The American Journal of Surgery，2006，192(1):24－28.

［5］ KIM S H，LEE K Y，JANG Y S，et al.Mucosal immune system and M cell－targeting strategies for oral mucosal vaccination［J］.Immune Network，2012，12(5):165－175.

［6］ SATO S，KIYONO H.The mucosal immune system of the respiratory tract［J］.Current Opinion in Virology，2012，2(3):225－232.

［7］ ITO H，TAKEMURA N，SONOYAMA K，et al.Degree of polymerization of inulin－type fructans differentially affects number of lactic acid bacteria，intestinal immune functions，and immunoglobulin a secretion in the rat cecum［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2011，59(10):5771－5778.

［8］ BRANDT E R，HAYMAN W A，CURRIE B，et al.Functional analysis of IgA antibodies specific for a conserved epitope within the M protein of group A streptococci from Australian aboriginal endemic communities［J］.International Immunology，1999，11(4):569－576.

［9］ SUN X Y，YANG H，NOSE K，et al.Decline in intestinal mucosal IL－10 expression and decreased intestinal barrier function in a mouse model of total parenteral nutrition［J］.American Journal of Physiology:Gastrointestinal and Liver Physiology，2008，294(1):139－147.

［10］ 雷春龍，董國(guó)忠.腸道菌群對(duì)動(dòng)物腸黏膜免疫的調(diào)控作用［J］.動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)報(bào)，2012，24(3):416－422.

［11］ YANG Y R，SHE R P，ZHENG S M，et al.Effect of probiotics on intestinal mucosal immunity and ultrastructure of cecal tonsils of chickens［J］.Archives of Animal Nutrition，2005，59(4):237－246.

［12］ FOLIGNE B，NUTTEN S，GRANGETTE C，et al.Correlation between in vitro and in vivo immunomodulatory properties of lactic acid bacteria［J］.World Journal of Gastroenterology，2007，13(2):236－243.

［13］ GALDEANO C M，PERDIGóN G.The probiotic bacterium Lactobacillus casei induces activation of the gut mucosal immune system through innate immunity［J］.Clinical and Vaccine Immunology，2006，13(2):219－226.

［14］ VIANA M L，SANTOS R G，GENEROSO S V，et al.Pretreatment with arginine preserves intestinal barrier integrity and reduces bacterial translocation in mice［J］.Nutrition，2010，26(2):218－223.

［15］ ZHU X，PAN Y，LI Y，et al.Supplement of L－Arg improves protective immunity during early－stage Plasmodium yoelii 17XL infection ［J］.Parasite Immunology，2012，34(8/9):412－420.

［16］ FAN J，MENG Q，GUO G，et al.Effects of early enteral nutrition supplemented with arginine on intestinal mucosal immunity in severely burned mice［J］.Clinical Nutrition，2009，29(1):124－130.

［17］ LI Y，CHEN Y，ZHANG J，et al.Protective effect of glutamine－enriched early enteral nutrition on intestinal mucosal barrier injury after liver transplantation in rats［J］.The American Journal of Surgery，2010，199(1):35－42.

［18］ KARIAGINA A，ROMANENKO D，REN S G，et al.Hypothalamic－pituitary cytokine network［J］.Endocrinoliogy，2004，145(1):104－112.

［19］ HAN T，LI X，CAI D，et al.Effect of glutamine on apoptosis of intestinal epithelial cells of severe acute pancreatitis rats receiving nutritional support in different ways［J］.International Journal of Clinical and Experimental Pathology，2013，6(3):503－509.

［20］ 方洛云，鄒曉庭，蔣樹林，等.不同鋅源對(duì)斷奶仔豬免疫和抗氧化作用的影響［J］.中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2005，25(2):201－203.

［21］ 岳雙明.不同蛋白水平日糧添加高鋅對(duì)早期斷奶仔豬生產(chǎn)性能、抗氧化作用和腸道粘膜免疫的影響［D］.碩士學(xué)位論文.雅安:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

［22］ ZHANG B K，SHAO Y X，LIU D，et al.Zinc prevents Salmonella enterica serovar typhimurium－induced loss of intestinal mucosal barrier function in broiler chickens［J］.Avian Pathology，2012，41(4):361－367.

［23］ ZHANG L B，LIU X L，CHEN L L，et al.Transcriptional regulation of selenium－dependent glutathione peroxidase from Venerupis philippinarum in response to pathogen and contaminants challenge［J］.Fish and Shellfish Immunology，2011，31(6):831－837.

［24］ SMITH A D，CHEUNG L，BESHAH E，et al.Selenium status alters the immune response and expulsion of adult Heligmosomoides bakeri worms in mice［J］.Infection and Immunity，2013，81(7):2546－2553.

［25］ YANG Y，YUAN Y J，TAO Y H，et al.Effects of vitamin A deficiency on mucosal immunity and response to intestinal infection in rats［J］.Nutrition，2011，27(2):227－232.

［26］ DONG P，TAO Y H，YANG Y，et al.Expression of retinoic acid receptors in intestinal mucosa and the effect of vitamin A on mucosal immunity［J］.Nutrition，2010，26(7/8):740－745.

［27］ DENG W，DONG X F，TONG JM，et al.The probiotic Bacillus licheniformis ameliorates heat stress－ induced impairment of egg production，gut morphology，and intestinal mucosal immunity in laying hens［J］.Poultry Science，2012，91(3):575－582.

［28］ LIU C，LI A，WENG Y B，et al.Changes in intestinal mucosal immune barrier in rats with endotoxemia［J］.World Journal of Gastroenterology，2009，15(46):5843－5850.

［29］ FU M G，ZOU Z H，LIU S F，et al.Selenium－dependent glutathione peroxidase gene expression during gonad development and its response to LPS and H2O2 challenge in Scylla paramamosain［J］.Fish and Shellfish Immunology，2012，33(3):532－542.

［30］ AHMADI－YAZDI C，WILLIAMSB，OAKESS，et al.Attenuation of the effects of rat hemorrhagic shock with a reperfusion injury－inhibiting agent specific to mice［J］.Shock，2009，32(3):295－301.

［31］ JONKER M A，HERMSEN JL，SANO Y，et al.Small intestine mucosal immune system response to injury and the impact of parenteral nutrition［J］.Surgery，2012，151(2):278－286.

［32］ JIANG JX.Posttraumatic stress and immune dissonance［J］.Chinese Journal of Traumatology，2008，11(4):203－208.