胃肠道粘膜T淋巴细胞
第四节 胃肠道粘膜T淋巴细胞
一、T淋巴细胞分布及其特点
胃肠道T淋巴细胞分布在上皮层、固有层、粘膜集合和散在淋巴滤泡及肠系膜淋巴结内。随着免疫细胞化学技术广泛应用和各类T细胞亚群单克隆抗体的制备成功,为进一步研究不同部位T淋巴细胞的分类和功能起极其重要的作用。
1.上皮内T淋巴细胞上皮内淋巴细胞(intraepithelial lymphocyte, IEL)是指位于上皮层基底部的T淋巴细胞。近年来,对IEL对邻近上皮细胞有压迹,位于两个上皮细胞交界处,并未进入上皮细胞内。近年来,对IEL研究非常深入。已经证实75%以上成人小肠IEL是TCRγαβ阳性细胞,说明它们来源于胸腺,接受过抗原刺激。其中大部分为诱导、杀伤性T淋巴细胞(CD 8 或OKT 8 阳性),10%左右为CD 7 阳性和CD 3 阴性的IEL,类似NK细胞,有细胞毒作用,但无NK细胞标记,对NK的靶细胞无破坏作用。10%~20%左右为TCRδ阳性IEL,不受胸腺的影响,其中70%CD 4 和CD 8 均阴性,为T淋巴细胞前体。说明人的部分IEL通过胸腺外途径进行分化。内毒素等腔内抗原与肠上皮细胞微绒毛、肠腺隐窝细胞、巨噬细胞和树突状细胞膜上的组织相关性抗原分子(鼠为MHL-II,人为HLA-DR、HLA-DP和HAL-DR)相结合后,将抗原分子传递到CD 3 阳性T淋巴细胞受体(t lymphocyte receptor, TCR)中的α和β亚单位可变区进行结合,在CD 8 分子作用下导致IEL增殖和分泌大量γ-干扰素(γ-INF),α-肿瘤坏死因子(α-TNF),和少量的白介素-2(IL-2),发挥细胞毒性作用,调节 上皮细胞再生和增强对食物抗原的耐受。
2.固有层T淋巴细胞固有层T淋巴细胞(lamina propria lyphocyte, LPL)分散在固有层,约占固有层免疫细胞总数10%左右。其中CD 4 阳性细胞(CD 4 LPL)显著多于CD 8 阳性细胞(CD 8 LPL)。40%CD 4 LPL表达CD 45 RO抗原,能产生大量IL-2、IL-4和γ-INF,为记忆性T淋巴细胞,能辅助B细胞转化成抗体产生细胞并促其分泌抗体。60%CD 4 LPL表达CD 45 RA和CD 8 抗原,能直接抑制抗体产生细胞转化和分泌。这两种细胞的比例在调节 抗体分泌中起着重要作用。CD 8 LPL也可以分两种:一种表达CD 28 抗原的LPL,能通过ADCC或直接溶解靶细胞。另一种表达CD 16 抗原,具有自然杀伤功能。LPL能被IL-2激活,激活的LPL能释放大量IL-2、IL-4、γ-INF和IL-5、IL-2又能激活LPL,起着自身分泌作用。IL-5能促进抗体产生细胞分泌抗体。
3.胃肠道相关淋巴组织T淋巴细胞胃肠道相关淋巴样组织(gut � associated lymphoid tissue, GALT)主要包括肠系膜淋巴结和粘膜中集合和散在淋巴滤泡。GALTT淋巴细胞多们于生发中心的外周部位,约占40%。其中CD 8 和CD 4 阳细胞比例与周围血相似。动物研究证明,肠系膜淋巴结内的CD 4 阳民生细胞多于固有层。分子生物学研究发现GALTT淋巴细胞含有IL-4和IL-5基因,激活后产生大量IL-4和IL-5,能特异性增加B和T淋巴细胞增殖。抑制B淋巴细胞分化。其表面糖蛋白主要为CD 45 RA和leu 8 (CD 8 ),证明是幼稚T淋巴细胞。它们对抗原刺激的增殖反应低,对刀豆素A等有丝分裂促进剂的增殖反应高,产生IL-2和γ-INF低,辅助作用弱。GALTT淋巴细胞如何调节 B淋巴细胞转化成IgA产生细胞和其它免疫细胞的增殖及功能,并不十分清楚。有待进一步研究。
近年研究发现,除M细胞和巨噬细胞外,胃肠上皮细胞在接受和传递抗原中也起重要作用。免疫细胞化学发现正常小肠上皮细胞微绒毛和侧膜有斑片状MHc II类抗原,人小肠为HLA-DR糖蛋白,能识别、加工和传递抗原使粘膜内T淋巴细胞产生免疫反应。HLA-DR表达受γ-IFN诱导。因此免疫反应中组织相关性抗原与IEL和LPL淋巴细胞互相进行调节 。
二、研究方法
1.组织切片中T淋巴细胞80年代以前多用玫瑰花瓣试验和酸性酯酶方法进行组织切片中T淋巴细胞研究,特异性较差。近年来多用OKT,Leu或CD等系列T淋巴细胞单克隆抗体进行研究,特异性高,可以分类出各种亚群。免疫组化染色中应注意以下几个方面:
(1)抗体的选择:根据不同目的选择相应的抗体,如要对人胃肠道组织进行研究,可选用OKT系统单抗;对鼠类等进行研究可选用Leu 或Thy系列。如要研究辅助性T淋巴细胞可用OKT 4 或CD 4 ;研究抑制性T淋巴细胞可用OKT 8 或CD 8 等单克隆抗体。
(2)组织加工方法选择:目前所研究的特异性T淋巴细胞抗原决定簇多位于细胞膜上,用陈旧或普通组织固定和加工方法可能使抗原破坏,应采用新鲜组织和低温处理。具体方法是:手术或活检获得的组织立即用液氮冷冻,或用OCT复合物包埋后再放入液氮中,便于切片,Cryostat冰冻切片后室温下风干,用4 ℃ 纯乙醇或丙酮固定10min,PBS冲洗后即可进行免疫细胞化学染色。
(3)染色方法的选择:因抗原较微量,而且位于细胞膜,应采取敏感性强、特异性高、非特异性着色少的方法。虽然有报道采用间接荧光或间接酶标技术也能显示特异性T淋巴细胞,我们推荐最好采用PAP或ABC染色技术。具体方法参阅第三,四章 。
2.粘膜分离液中T淋巴细胞一定重量粘膜组织中分离出来的T淋巴细胞也可以用免疫细胞化学进行定量和定性研究。下面介绍用间接免疫荧光技术研究IEL的大致过程:
(1)将手术取得的肠管纵形剪开,将上皮层与固有层分离。
(2)上皮层放在无镁离子、含100U青霉素和链霉素及0.2%叠氮纳的PB中清洗,无血液和其它杂质后用解剖剪将组织剪碎,用匀浆器磨碎或用超声粉碎或用胶原酶溶解上皮细胞。
(3)匀浆液通过脱脂棉、尼龙筛(只允许淋巴细胞滤过,除去粘液、碎屑和上皮细胞凝集块)或金属网(200目)获得淋巴细胞悬液。
(4)将硅化玻璃球高压消毒,冲洗和平衡后将悬浮液过柱,得到的细胞液直接计数。也可以用淋巴细胞分离液提取,用台盼蓝测定其活性,并加10%FCS-RPMI 细胞培养 液,淋巴细胞数应达5×10 6 /ml。
(5)试管内加0.1ml细胞液后加OKT系列单抗0.1ml,同时用另一试管加0.1mlPBS作对照。混合液在4℃放置30~60min(也可以在冰箱过夜)后,PBS(含RPMI)冲洗3次,离心后细胞沉淀物再加PBS至0.1ml。
(6)加0.1mlFITC标记的抗鼠IgG(根据工作效价),4℃放置20~30min,PBS洗3次,离心后加在红细胞计数板上,荧光显微镜观察。
(7)阳性细胞为细胞膜上有绿色荧光,有的呈颗粒样,随细胞滚动。荧光镜下可计算200个淋巴细胞中阳性细胞所占的百分率,或根据血细胞计数板中阳性细胞算出细胞总数及百分率。
三、临床意义
1.IEL在胃肠道粘膜中起重要免疫屏障作用正常成人空肠100个上皮细胞有20个IEL,回肠有13个,结肠只有5个,这也可能是恶性肿瘤不发生在小肠的重要因素之一。我们发现胃粘膜也有IEL。在胃部炎症和溃疡时,上皮及腺体隐窝细胞间的IEL明显增加。IEL不但参与免疫反应,而且通过伪足与上皮细胞接触,加速上皮细胞再生。电镜下胃粘膜也发现这种现象。IEL与乳糜泻(coeliac disease, CD)关系最密切。近期研究表明,第12型腺病毒与麦胶蛋白有同源性。CD病人肠道感染这种病毒后,服用麦胶数小时粘膜中IEL显著增加。在上皮细胞HLAII抗原糖蛋白分子作用下与TCR结合,激活TCRαβlEL,发挥细胞毒作用,导致肠粘膜萎缩,引起脂肪吸收不良和腹泻等一系列临床症状。增加的TCRγδIEL调节 TCRαβ的杀伤作用。停服含麦胶食物后,TCRαβIEL明显减少,上皮细胞再生恢复,临床症状消失。CD病人出现疣状胃炎也是IEL参与的免疫反应结果。CD病人的肠道淋巴瘤也是来自IEL增殖。器官移植后的宿主排异反应、结肠炎、热带性腹泻、牛奶过敏和某些 自身免疫 性疾病均有IEL增加。也有人发现克隆氏病和溃疡性结肠炎患者结肠IEL细胞毒性作用明显减弱。当然,IEL增加是继发或是原发,是否IEL是这些疾病的病因,临床治疗和诊断价值如何,还不清楚。而且IEL受年龄、抗原、免疫调节 剂(考的松对IEL无影响,环磷酰胺显著降低IEL数量)等因素影响,因此需要深入进行研究。
2.粘膜固有层T淋巴细胞在局部体液免疫中起重要调节 作用在GALT中有开关性T淋巴细胞使生发中心的淋巴母细胞转化成IgA产生细胞。这些细胞减少或功能缺乏可导致免疫球蛋白A缺乏。有人分离出克隆氏病和溃疡性结肠炎病人固有层T淋巴细胞进行研究,发现辅助性T淋巴细胞减少,抑制性T淋巴细胞显著增加,可能导致局部免疫失调,引起细胞毒性或迟发性过敏反应等,致使炎症和溃疡发生。
3.胃肠道肿瘤细胞中T淋巴细胞研究倍受重视我们及国内外一些报道均证明胃癌组织中T淋巴细胞显著增加,且其细胞毒性大于非癌组织。胃癌病人周围血T淋巴细胞毒性低于粘膜T淋巴细胞。但有人发现胃癌组织中T淋巴细胞的ADCC作用较弱。