黏膜免疫系统浅谈

健康的黏膜免疫系统（mucosal immune system）使生活在日常环境中的人群在吸入空气中的微粒或食入膳食蛋白质类后，并不发生异常反应。所谓黏膜免疫系统是由黏膜上皮或黏膜相关淋巴样组织（MALT）构成庞大而复杂的内环境稳定和免疫应答系统。另一维系因素是微生物群系（常驻益生菌群）。在已知黏膜免疫结构中，与临床关系最为密切的是呼吸道黏膜和肠道黏膜免疫机制。相关的主要组织结构是肠相关黏膜系统（GAMS）或肠相关淋巴样组织（GALT）、鼻咽相关淋巴样组织（NALT，分别分布在上鼻腔30.1％、鼻窦2.9％、鼻中隔2.6％、上颚14.1％、旋后鼻甲10.4％、中鼻甲26.4％、下鼻甲13.5％）、喉相关淋巴组织（LALT）和支气管相关淋巴组织（BALT）。其他还有乳腺、唾液腺和泪腺、生殖道及内耳。任何结构的破坏，包括微生物群系的失衡，都将导致过敏及过敏相关性症状的发生。本文将就小儿呼吸道和肠道相关黏膜免疫组织与疾病的关联性予以简单的介绍。

黏膜免疫系统的基本组成与功能

黏膜免疫组织的分布不是孤立的，它们之间的关系密切，功能相关。在呼吸道，黏膜防御机制依赖于黏膜表面纤毛的机械清除作用和黏膜上皮细胞抗原呈递、参与炎症性细胞趋化或活化的启动与维持。在缺少黏膜纤毛的肺泡，其免疫反应则依赖于肺泡内巨噬细胞。值得注意的是，在一些病理状态下，广泛分布于支气管、血管周围和肺内间质形成的可诱导气管相关淋巴组织（inducible BALT，iBALT）与免疫介导组织损伤的关系。一个特殊的黏膜结构区―喉黏膜区域，是下呼吸道IgG 优势区与消化道IgA 优势区的交汇域。与下呼吸道不同的是，在CD1d-NKT 细胞轴（CD1d-NKT cell axis）的黏膜免疫应答中，此区域正常分布的独特菌群具有重要作用。相关机制涉及的临床实例是喉咽返流（LPR）。在消化道，突出的组织结构是Peyer 淋巴集合小结（PP），作为第一道防线，黏膜表面的免疫排除（immune exclusion）能有效防止肠上皮细胞中和抗原的干扰；尤为重要的是在膜样细胞（membrone-like cells，M 细胞）介导的抗原选择性过程中，抗原（呼肠病毒、脊髓灰质炎病毒、轮状病毒和沙门菌属等）粘附到PP的M细胞，通过胞转作用和抗原呈递等关联性免疫过程，最终形成分泌型IgA（sIgA）的应答。BALT和GALT的组织区别在于前者缺乏M细胞，但在抗原量增加的病理状态时，BALT及肺泡内可诱导上皮分化产生M细胞。

在生命早期，特别生后第1年，是包括黏膜免疫在内的适应性免疫从幼稚到成熟的重要阶段，也是婴幼儿变应性紊乱的易发生阶段。有关呼吸道黏膜下淋巴细胞和GALT（BALT、NALT和GALT）分别或共同构成黏膜IgA应答感应和效应部位的深层机制的阐明，既有助于对某些疾病的理解，如食物不耐受、炎性肠病、呼吸道慢性炎症性或过敏性疾病、类风湿等自身免疫性疾病，还将影响治疗新理念的形成。

黏膜免疫系统与过敏性

在健康个体呼吸道黏膜捕获抗原后，气道黏膜树突细胞（AMDC）和其他抗原呈递细胞（APCs）通过T细胞介导的免疫应答，完成对致病原和非致病原处理，使呼吸道黏膜处于原状稳定（homeostasis）。在实验性变应性气道疾病（EAAD）模型鼠的抗原捕获试验中证实，这种稳定一旦被破坏将导致呼吸道变应性异常。如哮喘病，以辅助性T淋巴细胞亚群（Th2）偏移的潜在性损伤为主，但对非致病性变应原的处理则由CD4+T细胞介导形成炎症应答。

对变应原的易感性受环境和遗传因素两个重要条件制约。消化道内共生微生物与过敏存在特殊关系。GALT中，因肠腔内细菌的抗原性刺激而呈现Th2调节细胞优势，防御肠内炎症形成。在TLR4依赖性信号和非侵袭性共生菌群抗原刺激下，GALT形成复杂的淋巴细胞应答和Th1偏移性记忆效应细胞，从而抑制对食物抗原的变应性应答。一旦缺失这种效应，将不能形成口服免疫耐受（oraltolerance）诱导，Th2细胞介导的高反应性即可发生。

口服免疫耐受是黏膜免疫生理学的基本特征，涉及纷繁的免疫学机制。其完整性与变应性紊乱有密不可分的联系，后者具有异质性表现和相互关联的临床疾病谱。事实上，肠黏膜相关的免疫反应并非仅局限于局部或很少引起全身性免疫应答。儿科医生常会听到这样典型的主诉：我的孩子食入某种食物后，哮喘病突发加重。这是典型的消化道与呼吸道症状关联的现象。还有饮食与皮肤变应性疾病等。在儿科另一个普遍的临床表现是呼吸道病毒感染后慢性咳嗽和耳鼻喉科问题（变应性鼻炎、鼻窦炎和腺样体增殖等）。此所谓上呼吸道和下呼吸道变应性炎症源自一个系统（呼吸系统）疾病的基本认识，也是抗变应性治疗的免疫学基本点。而呼吸道-消化道黏膜免疫系统间的关联所构成的黏膜局部免疫效应与系统免疫应答的内在关系已不仅仅是一种推测（图1）。由图1可见，肺固有树突细胞（抗原呈递细胞）捕获变应原（吸入的花粉）。变应原刺激树突细胞（DC）成熟，促进次级淋巴样器官变应原特异性T细胞增生。之后，这些变应原特异性T细胞进入到肺内与负载丰富变应原的抗原呈递细胞一起形成对变应原变应性应答初级病理生理阶段。正常情况下，调节性T细胞（Treg）网络可以防止过度的气道变应性T细胞应答的形成。由于窦和上呼吸道黏膜层固有解剖结构可滞留环境细微微粒，吸入的花粉也可被吞咽入消化道。健康状态时，摄入的变应原由胃肠道抗原呈递细胞处理，胃肠道抗炎症的环境使这些抗原呈递细胞转化成调节性抗原呈递细胞（DCr），并促进变应原应答特异性Treg细胞的增生。在这种抗炎症的环境和正常平衡紊乱的维系与形成过程中，微生物丛具有重要的作用，包括增加酵母菌落和阻止Treg对变应原的应答增强。在胃肠道，通过宿主和微生物作用产生的一种潜在的信号分子构成是氧化脂类（oxylipins）。虽然宿主遗传学可能通过改变固有识别应答来调整特定的应答，但抗生素和饮食却可改变微生物丛的平衡而产生紊乱性应答。

黏膜免疫相关疾病谱临床研究较集中的是食物不耐受相关湿疹、慢性呼吸道疾病和IgA缺陷相关性疾病和慢性炎症性肠病。因此，调整异常的口服免疫耐受也是未来治疗的积极方向。动物实验研究发现，肠道内抗原特异性S-IgA抗体水平可影响实验鼠的食物过敏性，而Peyer集合淋巴小结中抗原特异性CD3+细胞通过释放IL-10和TGF-β，使分泌抗原特异性IgA细胞数量增加，促进IgA的产生。提示S-IgA在食物耐受机制中发挥作用。

肠道微生物群区系―黏膜免疫生理性调节的重要因子

众所周知，肠道黏膜的免疫生理性调节有赖于其健康微生物群的建立，即微生物群落假说（microflora hypothesis）尽管对异质性表现（heterogeneous manifestations）很强的过敏性疾病复杂的本质还需要深刻地去认识，但已知完整的黏膜屏障可使宿主免除或减少环境中过敏性因素导致的变应性紊乱（allergic disorders）。因此，维系健康菌群即成为靶向治疗的生理基础（图2）。一些疾病已经通过改变病理状态下的菌群而得到治疗的裨益。这些益生菌群的抗变应性紊乱的潜能具有菌株特异性、菌株产物特异性和宿主专一特性（host-specific），正确地选择年龄相关人群可获得有益的效果。如乳酸分支菌或芽胞菌乳剂对婴儿期特应性湿疹和牛奶诱发的变态反应有很好的改善作用但对哮喘的发作无效。相关要点：首先是宿主的年龄。在低龄儿童，通过TLR依赖性过程，可以发生成人没有的鼻黏膜对微生物刺激所产生的迅即感应性应答体外实验发现，经过细菌脂多糖和变应原处理的鼻黏膜由于脂多糖通过局部免疫应答由Th2向Th1的转化和增强了抗炎性反应的IL-10表达强度，从而阻碍了鼻黏膜过敏性炎症。此现象却未在成人发生。作为益生菌假说，针对哮喘病的治疗尚未得到证实，或许对伴随明显消化道问题的哮喘患者群有益。其次，针对变态反应性紊乱的益生菌治疗靶位还有待于深入研究。这主要取决于菌株的特异性和宿主变应性紊乱疾病的类型。第三，益生菌转运抗原的潜能与食物中蛋白水解度相关。适度水解的蛋白不仅刺激肠道内的体液免疫，还可诱导口服免疫耐受，因为抗原的分解是黏膜耐受形成必不可少的内容。最后，菌株特异性已在早些的干预性研究中得到证实。例如，两种不同的L.rhamnosus菌株在轮状病毒腹泻中的作用完全不同。由以上可以看出，在强调黏膜免疫生物学在变应性紊乱中的作用时，不能忽视菌株和食入蛋白水解度作用，同时，年龄因素是婴幼儿期影响变应性紊乱产生的重要条件。

抗生素―微生物群―黏膜免疫―过敏性疾病

在这四个关系链中，抗生素与过敏性疾病的关系曾经被简化为药物过敏，从而忽视了中间环节庞大而复杂的已知与未知性。从常见的婴幼儿湿疹、哮喘病及哮喘样症状中（asthma-like symptoms），虽然还不能清楚地得到明确的结论，但一些研究结果已在提示：在生命的早期，抗生素使用的频率与随后的儿童期过敏性疾病或状态（湿疹、哮喘病和哮喘样症状）不仅存在风险关系，还与抗生素的种类存在联系。一项涉及出生后第1年至7岁13116例儿童的队列研究表明，给非呼吸道感染的儿童使用抗生素，其哮喘发生率明显高于呼吸道感染人群（OR 1.86，95％CI1.02-3.37），特别是超过4个疗程（OR 1.46，95％CI1.14-1.88），乡村儿童更突出。这些易感儿童的广谱头孢菌素类抗生素使用频度高和时间长的问题更为普遍。然而，减少广谱的头孢菌素类抗生素之后，过敏性疾病的风险指数是否会减低还有待观察。近来，一项来自加拿大的涉及1997―2003年出生的251817例从新生儿期到儿童早期的队列分析，在比较围生期因素和出生体质、环境因素，以及中耳炎、气管炎、上呼吸道感染和下呼吸道感染之间的相对危险因素之后，对生后第1年抗生素暴露人群后期（2～9岁）哮喘病患病情况的分析（危害比，HR）结果也得出了同样的提示（修正HR1.12，95％CI 1.08-1.16），当抗生素使用时间＞4个疗程时，暴露风险突出（修正HR：1.30，95％CI1.20-1.41）；在抗生素种类的对比中，大环内酯类抗生素暴露风险尤为突出（修正HR：1.11，95％CI 1.06-1.17）。

肠黏膜结构性破坏修复到功能恢复正常需要12周的时间，这是一个相对漫长的历程。在婴幼儿（生命的早期），不仅此期间可能会出现变应性紊乱症状（湿疹、多汗、长时间的卡他样症状等），而且抗生素导致肠道微生物群（intestinal flora）破坏，进而影响黏膜免疫生理学的有效性，特别是对口服免疫耐受的影响。这就不难理解，婴幼儿早期阶段抗生素使用频度与此后的变应性紊乱趋升的现象：口服免疫耐受的结构性破坏与功能性缺失的结果是重要的原因之一。

结语

1942年，纽黑文（New Haven）的1名33岁妇女，因链球菌性脓毒症而危在旦夕……然而，她活到了99岁，是青霉素救了她。66年后，三藩市（San Francisco）的1名70岁的老者，感染了耐万古霉素的屎肠球菌，虽经医生尽力，不幸辞世。广谱抗生素的广泛使用，使人类不得不面对细菌耐药疯狂的超级挑战。

伴随感染性疾病的相对减少，过敏性疾病的发病率相对增加。重视并深入研究黏膜免疫系统在过敏性疾病形成中的作用，减少影响黏膜免疫系统的不利因素，包括合理使用抗生素，是所有临床儿科医生的责任。