肠道淋巴细胞归巢与自身免疫性葡萄膜炎的相关性探讨

2023-03-10陈水龄周维通褚利群

中国中医眼科杂志 2023年1期

陈水龄，周维通，褚利群

葡萄膜炎（uveitis）是累及葡萄膜、视网膜和视网膜血管的炎症性眼病。葡萄膜炎多发于青壮年，且治疗棘手、反复发作，是导致视力丧失的主要原因之一[1]。其发病因素多样，临床以自身免疫功能紊乱所致最为常见，即是由眼组织特异性T 细胞介导的自身免疫性疾病，因而又称为自身免疫性葡萄膜炎（autoimmune uveitis，AU）[2]。AU既可以是单一的眼组织损害，也可以是全身多器官自身免疫性疾病的一部分，如白塞病和Vogt-小柳原田综合征（vogt-koyanagiharada，VKH）[3]。目前研究[4]发现，肠道淋巴细胞归巢参与了AU 的发生发展，本文拟从葡萄膜炎与T 细胞分化、T 细胞分化与肠道免疫、肠道免疫与肠道淋巴细胞归巢以及肠道淋巴细胞归巢与AU等几个方面进行探讨。

1 葡萄膜炎与T细胞分化

在葡萄膜炎的发病过程中，成熟的CD4+T细胞由胸腺迁出进入外周循环，在受到相应抗原刺激后，发生活化、增殖，并分化为辅助性T 细胞1、17（Th1、Th17）和调节性T 细胞（regulatory cells，treg）等细胞亚型。每种Th 细胞群都受其特定的细胞因子及转录因子的调节，进而影响炎症的发生、发展和转归。在实验性自身免疫性葡萄膜炎（experimental autoimmune uveitis，EAU）模型中，Th1 细胞数量异常增高，通过分泌肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）、干扰素（interferon-γ，IFN-γ）和白介素-12（interleukin-12，IL-12）诱导淋巴细胞、巨噬细胞和多形核白细胞的渗出[5]。IMAI 和SHARMA 等[6-7]发现大量Th17 细胞的浸润和激活可引起视网膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）细胞产生大量前炎性因子和趋化因子，趋化中性粒细胞和巨噬细胞进入感染部位，导致EAU 的发生、加重和慢性化。临床研究[8-9]发现葡萄膜炎患者呈现Th1 和Th17 细胞增加的同时伴随Treg细胞的下调，Treg细胞主要通过与效应细胞之间的直接接触介导免疫抑制作用，从而维持机体免疫耐受及抑制自身免疫性疾病的发生。

2 T细胞分化与肠道免疫

自身免疫性疾病的发生一般需要自身抗原的激活从而形成组织特异性T细胞[10-11]，但在葡萄膜炎中，因为眼是免疫赦免器官，并被血-视网膜屏障所隔离，眼组织尤其是视网膜的自身抗原并不能直接激活处于循环系统中的T 细胞，所以能引发葡萄膜炎的组织特异性T 细胞及其激活过程一定发生在眼外。研究[4,12]表明，这种活化的组织特异性T 细胞来源于肠道组织。

肠道是机体最大的免疫器官，拥有丰富的微生态系统，在免疫系统发育、免疫防御、自身免疫及免疫调节等过程中发挥重要作用[3]。肠道免疫系统主要指肠相关淋巴组织，按解剖及功能分为：诱导部位和效应部位。诱导部位主要为肠派尔集合淋巴结（peyer's patches，PP），效应部位包括肠黏膜上皮和固有层淋巴细胞。出生前人的肠道通常是无菌的，出生后人的肠道免疫系统需要外来菌刺激才能发育成熟。

在自身免疫性疾病中，肠道菌群及其代谢产物通过“抗原模拟”使淋巴细胞在PP结内活化、进而增殖分化为抗原特异性效应细胞或记忆淋巴细胞进入循环系统[13]。血液循环中的大部分淋巴细胞会定向归巢到肠道，其分子机制是淋巴细胞表面表达的归巢受体与选择性表达在PP 结、肠系膜淋巴结高内皮微静脉（high endothelial venule，HEV）及小肠和结肠中固有层扁平血管内皮表面的粘附分子即归巢配体相结合而发挥作用[4,14]。

3 肠道免疫与肠道淋巴细胞归巢

肠道淋巴细胞归巢是血液循环中的淋巴细胞选择性穿越HEV，定向迁移至肠黏膜并发挥效应的生理过程。肠道作为机体最大的免疫器官，拥有着表面积巨大的肠黏膜免疫屏障，而在肠黏膜上发挥免疫监视和免疫效应的淋巴细胞正是通过肠道淋巴细胞归巢作用从循环系统定向迁移而来[3]，因而肠道淋巴细胞归巢对肠道免疫功能的维持具有重要意义[15-16]。

肠道免疫系统的诱导部位和效应部位主要通过肠道淋巴细胞归巢相互联系的。肠道淋巴细胞归巢过程可以概括为：产生于胸腺、骨髓以及肠道自身生成的初始淋巴细胞，通过HEV 进入循环，在诱导部位（PP 结）活化后逐步分化为效应/记忆淋巴细胞，经胸导管回流进入循环，再次穿越HEV，归巢至效应部位发挥免疫功能[17-18]。血液循环中约有80%的淋巴细胞定向归巢到肠道，是因为在淋巴细胞表面存在着归巢受体，如整合素α4β7、L-选择素（L-selectin）等，同时在肠黏膜及肠淋巴组织表达特定的血管内皮细胞地址素，又称归巢配体，如黏膜地址素粘附分子（mucosal addressin adhesion molecule-1，MAdCAM-1）、ICAM-1。归巢受体与其配体的特异性识别与结合，是肠道淋巴细胞归巢的分子基础[19-20]。

MAdCAM-1 是肠道重要的归巢因子，通常情况下选择性表达于PP 结、肠系膜淋巴结的HEV 表面及小肠和结肠中的固有层扁平血管上[21-22]；整合素α4β7 是其主要的功能受体，几乎表达于所有的初始淋巴细胞和部分记忆T 细胞亚群[23-24]。循环中淋巴细胞表面的归巢受体整合素α4β7 与HEV 上的归巢配体MAdCAM-1的特异性结合是淋巴细胞归巢至肠道的主要分子基础[23-24]。表达α4β7 的淋巴细胞与HEV 上的MAdCAM-1 结合后，可使淋巴细胞滚动速度下降并粘附于HEV 内皮上。在炎性环境下，肠道中炎症因子TGF-α 和IL-1 可上调MAdCAM-1 分子的表达[24-25]。随着抗原特异性T 淋巴细胞不断被招募进入肠道，再被肠道菌群的“抗原模拟”机制活化，进而在肠道淋巴组织内不断扩增，经血液循环从肠道迁移到眼部，穿越“血-视网膜”屏障，针对眼内的自身抗原产生自身免疫反应，引发眼内炎症。

4 肠道淋巴细胞归巢与自身免疫性葡萄膜炎

4.1 肠道淋巴细胞归巢参与炎症的加重和慢性化

DU YZ 等[21,26]研究表明，EAU 中眼内检测出的特异性T细胞来源于肠道，且活化的眼组织特异性T 细胞在眼内的数量高于在肠道的数量，为组织特异性T 细胞从肠道迁移到眼并触发葡萄膜炎提供了可靠的证据。在EAU 中，肠道菌群通过“抗原模拟”作用产生的模拟信号激活从血液循环进入肠道淋巴组织中的T 细胞[13]，从而被肠道菌群的“抗原模拟”信号激活，形成活化的眼组织特异性T 细胞，并在诱导部位PP 结内增殖分化，具备了穿越血-视网膜屏障的能力从而迁移至眼内，再通过归巢机制回到肠道不断扩增，形成“肠-眼”轴的循环机制，导致EAU的发生、加重和慢性化。

循环中的T 细胞之所以能够进入肠道，正是通过淋巴细胞归巢作用所介导的，即淋巴细胞表面归巢受体α4β7 与HEV 上内皮细胞表达的MAdCAM-1 识别与结合发挥作用[4,14]。研究表明，α4β7 缺乏的小鼠肠道黏膜相关淋巴组织及PP 结呈现明显的发育不良的现象，进一步证实了α4β7参与肠道淋巴细胞归巢。而上调肠道黏膜层浸润的淋巴细胞中α4β7 的表达可导致淋巴细胞在黏膜上皮层内滞留，参与肠道炎症的持续性损伤[12,27]。

4.2 归巢因子MAdCAM-1 的表达与自身免疫性炎症密切相关

MAdCAM-1 是肠道淋巴细胞重要的归巢因子，MAdCAM-1 的表达与自身免疫性炎症密切相关。在伴有葡萄膜炎症状的炎症性肠病如克罗恩病或溃疡性结肠炎，MAdCAM-1 的表达上调[28-29]。活检标本中MAdCAM-1 在炎症活动期的局部表达增加了2～3 倍[30]。一些自身免疫性炎症发生时MAdCAM-1 也可在肠外检测到，如关节、肝脏、眼睛和皮肤[31]，提示MAdCAM-1 的表达可能会招募组织特异性T细胞并引发肠外炎症。

研究[32-33]发现，MAdCAM-1 在活动期中枢神经系统（central nervous system，CNS）自身免疫病患者肠道中的表达显著上调，提示MAdCAM-1 与CNS 疾病的发生发展呈正相关。KRISTINA 等[34]在实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）动物模型中发现，当MAdCAM-1 被敲除后无法诱导产生EAE，证明MAdCAM-1 介导的肠道淋巴细胞归巢在EAE 的发生发展中起关键作用。EAE 是多发性硬化（multiple sclerosis，MS）的实验动物模型，MS是一种影响大脑和脊髓的疾病，大脑和眼一样均为免疫豁免器官，而眼被认为属于CNS 的一部分[35]。与EAU相似，EAE也是一种T细胞介导的自身免疫性疾病模型，可通过CNS 抗原主动免疫诱导。在这2 个模型中，来源于肠道的活化的组织特异性T细胞随着血液循环穿越血-视网膜/血-脑屏障，特异性识别CNS 的自身抗原而引发炎症。经细胞示踪技术[22,34]证实EAE中组织特异性T细胞来源于肠道，确立了“肠-脑”轴在EAE 发病机制中的作用，也为EAU中“肠-眼”轴的研究提供借鉴。