眼的免疫调控机制(一).doc

1、眼的免疫调控机制(一 )身体的所有器官或组织都具有针对病原体的免疫保护功能，眼也不例外。 然而，眼的免疫表达在许多方面不同于其他器官和组织，其独特性的维持依赖于极其复杂的调控因素。由于阐明其调控机制对于了解相关疾病的发病机制以及发展新的防治策略具有重要的临床意义，所以目前有关该问题的研究已成为眼科学领域的研究热点之一。1 眼免疫调控的研究历史 1， 219 世纪 70 年代，Doorremal 发现某些人类肿瘤细胞可以在兔眼前房存活。20 世纪 40 年代，Medawar 发现种植于眼前房的移植物可以存活较长的时间。他将此现象称为“免疫赦免(immuneprivilege) ，其”意指移植到该

2、部位的移植物可以不遵循排斥反应的基本规则。他推测：(1)接种于这些部位的外源性移植物与免疫系统发生了隔离；(2)由于处于免疫无视状态，所以不能激发有效的抗移植物免疫。在本世纪 70 年代早期， Kaplan 等再次观察了皮肤和甲状腺组织在近交系大鼠眼前房内的命运，证实这些同种异体移植物在眼内可以存活相当长的时间。更为重要的是，发现：(1)移植受体的免疫系统可以通过产生抗体识别这些移植抗原并与之发生反应；(2)但移植受体针对移植抗原的细胞免疫反应则受到削弱。这些发现否定了早期Medawar 将免疫无视作为免疫赦免基础的假说。 种植于赦免部位的移植物能触发全身性抗体反应，这提示移植抗原发生了逃逸并

3、被免疫系统所接受。因此，眼局部缺乏淋巴管引流并不意味存在抗原逃逸的屏障。另外，赦免部位的移植受体存在抗原特异性细胞免疫反应的缺陷，这意味着从赦免部位逃逸的抗原改变了免疫系统的反应途径。因此，免疫赦免的现代概念认为免疫赦免起因于主动的免疫调控，而非被动的抗原隔离。本世纪 80 年代， Niederkon 等 2使用表达于肿瘤的移植抗原在大鼠进行的研究进一步证实 了 Kaplan 等 人 的 研 究 结 果 。 另 外 ， 这 些 研 究 导 致 了 前 房 相 关 免 疫 偏 离(anteriorchamber-associatedimmunedeviation,ACAID)现象的发现。 ACA

4、ID是指在前房种植抗原后所激发的一种独特的偏离式免疫反应，表现为(1) 抗原特异性介导迟发型超敏反应(delayed-typehypersensitivity,DTH) 的 T 细胞和分泌补体固定性抗体反应的抑制；(2)但却保留了细胞毒 T 细胞和分泌非补体固定性抗体的B 细胞反应；(3)另外，还产生了抑制DTH 诱导和表达的调节性 T 细胞 3-5。2ACAID 的调控机制目前认为ACAID是形成和维持眼免疫赦免状态的主要部分。其诱导机制的关键环节还不完全清楚。一般认为，在局部免疫抑制因子的影响下，眼局部的抗原提呈细胞 (antigenpresentingcell,APC) 以非经典的形式捕

5、获抗原， 然后经小梁网和静脉途径迁移至脾脏。在脾脏内， APC 将俘获抗原提呈给B 细胞，而B 细胞又将该抗原以耐受原的形式提呈给T细胞，从而诱生 ACAID特征的抗原特异性调节性 T 细胞亚群 6，7。如果在此期间摘除眼球或脾脏就会消除 ACAID的诱导。 最近的研究证实， ACAID 的诱导与选择性激活 Th2 型细胞有着密切的关系。 使用抗 IL-10 抗体处理的受主针对前房接种的抗原将不能诱导 ACAID 8。3 眼的免疫调节机制3.1 光线眼是收集光线并将外界图像传输到大脑的特化器官，从理论上讲，光线本身就会造成眼免疫的独特性。Ferguson 等 9发现眼球所处的光线环境可以决定免

6、疫系统对前房接种抗原的反应性质。将携带抗原的脾细胞注入到亮适应小鼠眼可诱导 ACAID。与此相反，将同样的抗原性细胞注入到暗适应小鼠前房则激发经典的全身性免疫反应。 初始推测可见光促进 ACAID诱导的能力是由眼后节光感受器所决定的。 但是，进一步的研究发现： 上述现象取决于光线与眼前节之间的交互作用。最近发现，光线控制着房水 P 物质 (substanceP,SP)和血管活性肠肽 (vasoactiveintestinalpeptide,VIP) 的水平 10。这 2 种物质决定着眼内抗原提呈的结局。例如，在亮光下饲养的小鼠，虹膜睫状体内具有较高浓度的 VIP，但 SP 则较低；而处于暗处饲

7、养的小鼠则消除VIP，但具有高浓度的SP。将 VIP 受体拮抗肽注入亮光下饲养的小鼠眼，则可消除 ACAID 的诱导；而注射 SP受体拮抗剂则可以恢复暗处饲养小鼠诱导ACAID的能力。3.2 局部的解剖学因素3.2.1 血-眼屏障 11该屏障限制了血源性免疫效应细胞和分子的进入。与其他部位的血管相比，在正常生理状态下， 支配眼组织的微血管具有显著限制血源性细胞和分子进入眼内组织的特性。因此，在某种程度上阻断了免疫反应的传出弧。3.2.2 眼内腔缺乏淋巴管引流途径11大部分的房水通过小梁网进入眼前节的静脉系统而引流吸收。 如果房水中存在抗原物质， 那么这种吸收途径将使抗原绕过淋巴结，而直接进入脾

8、脏。 业已证实， 首先与脾脏接触的抗原将触发免疫性炎症相对缺陷的免疫反应，而首先与淋巴结接触的抗原将触发细胞介导的炎症性免疫反应。因此，抗原物质通过小梁网进入静脉途径对于 ACAID的诱导起着关键性作用。3.2.3APC 的独特分布及其功能12角膜上皮层中央缺乏Langerhans 细胞或其他骨髓来源的细胞。当实验性诱导Langerhans 细胞向角膜中央发生迁移时，接种于前房的抗原将不能诱导 ACAID。而虹膜和睫状体的上皮和基质层虽然存在类似Langerhans 细胞的树枝状细胞，但这些细胞不具有正常活化同种异体反应性T 细胞的作用。 另外，将收集于虹膜和睫状体的树枝状细胞在体外与抗原孵育

9、后，可以产生诱导 ACAID的信号。 因此，眼内骨髓来源的APC完全不同于其他部位的APC，其功能的偏离导致了眼的免疫赦免。3.3 局部免疫抑制微环境3.3.1 房水的免疫抑制功能13， 14长期认为眼内微环境具有免疫抑制性，其中房水是主要的抑制成分。业已证实，房水具有强效的免疫抑制功能，主要表现在： (1)抑制淋巴细胞的活化和增殖； (2)抑制活化 T 细胞分泌 -IFN;(3)抑制细胞毒 T 细胞的功能分化； (4)抑制巨噬细胞产生一氧化氮 (nitricoxide,NO) ； (5)阻止 NK 细胞向靶细胞释放裂解信号。3.3.2 房水的免疫抑制因子导致房水免疫抑制活性的主要来源是眼组织

10、本身分泌的某些分子，包括细胞因子、生长因子和神经肽。3.3.2.1 转化生长因子 -转化生长因子 - (transforminggrowthfactor - ,TGF-)是首先被鉴定的房水免疫抑制因子 15，16。房水中存在的 TGF-是同种型 TGF-2，且大部分呈潜活形式。当处于成熟或活性形式时，TGF-2对 T 细胞的活化具有显著的抑制作用，既抑制淋巴细胞的增殖又抑制其细胞因子的产生。另外， TGF-2的活性形式也可抑制NK 细胞对靶细胞的裂解。 TGF-2也可影响 APC的功能。当巨噬细胞和树枝状细胞在体外与TGF-2接触后再添加蛋白抗原则使其丧失活化Th1 型 T 细胞的原始动力；

11、与此相反的是， 受刺激的 T 细胞则发生增殖并分泌 Th2 细胞因子 17，18。TGF-2对 APC的影响可能具有多重性：(1)受处理的细胞以自分泌形式分泌大量的成熟型TGF-2；(2) 产生 IL-12 的量显著减少； (3)不表达 CD40。当 APC在 TGF-存在下接触抗原后， 将其通过静脉途径过继转移至同基因处女鼠，则受体鼠将获得抗原特异性 ACAID 的能力。使用房水处理的APC 具有同样赋予受体鼠产生抗原特异性 ACAID的能力。因此，房水的许多免疫抑制特性应归因于存在TGF-2。3.3.2.2 -黑色素细胞刺激激素在房水中还存在其他具有免疫抑制性的细胞因子，其中主要的是 -黑

12、色素细胞刺激激素( -melanocytestimulatinghormone,-MSH) 19。然而，房水中 -MSH的正常浓度对 T 细胞的增殖并无影响， 但却显著影响T 细胞反应的性质。 在 -MSH 存在下，通过 T 细胞受体 (Tcellreceptor,TCR)刺激的 T 细胞则失去分泌-IFN 的能力。同样，在房水存在下发生活化的 T 细胞也不能分泌-IFN。但是，在这种情况下，反应的T 细胞则以自分泌形式分泌 TGF-。有人提出确证，持续接触-MSH 的 T 细胞，在接触 TGF-后可造成该 T 细胞失去分泌 -IFN 的能力，但却获得分泌TGF-能力。另外，在房水存在下通过T

13、CR活化的T 细胞将发生无能化 (anergy) 。无能化的T 细胞即使在无房水存在下再次通过TCR刺激也不能使其活化。更为重要的是，这些 “调节性 ”T细胞分泌的 TGF-可以抑制其他 T 细胞针对抗原刺激发生的反应 20。因此，房水通过 TGF-2和 -MSH 的联合作用不仅抑制了炎性 T 细胞的活化， 而且促进产生了新的调节性 T 细胞群体以抑制其他 T 细胞。 这种 “放大 ”效应对于眼组织遭到共栖微生物或创伤刺激后通过恢复局部免疫抑制状态以重建局部微环境起着关键性的作用。3.3.2.3神经肽在房水中还存在某些神经肽，如降钙素基因相关多肽(calcitoningenerelatedpe

14、ptide,CGRP) 和血管活性肠肽(vasoactiveintestinalpeptide,VIP) ，但其确切功能尚不完全清楚。目前发现CGRP对活化的巨噬细胞具有强烈的抑制作用，可通过抑制NO 合成酶的活性抑制活化巨噬细胞产生免疫性炎症介质NO 13。 VIP 对 T 细胞的增殖具有显著的抑制作用21。3.3.2.4其它细胞因子在房水中也存在较高浓度的巨噬细胞迁移抑制因子(migrationinhibitoryfactor,MIF)。最近发现该因子对 NK细胞的裂解活性具有强烈的抑制作用，特别是 NK 细胞与靶细胞接触4h 之内的急性裂解22。房水也含有高于血浆的游离性皮质醇，因为房水

15、中仅含有微量的皮质醇结合球蛋白23。但是，皮质醇在眼内微环境中的确切作用还不清楚。同样，在房水中还含有IL-10。 IL-10 在 ACAID的诱导中起着一定的作用。但是，有关 IL-10 的来源和作用尚有待进一步研究。在房水还含有具有抑制补体活性的分子。最近，在房水内还发现存在一种小分子量( 1000道尔顿 )的物质， 该分子对抗体依赖性补体活化的早期，即 C1q 阶段，具有抑制作用。另外，在房水中还含有其他既可抑制经典途径又可抑制旁路途径的抗补体活性分子24。3.4 眼实质细胞表达的表面分子免疫系统除借助可溶性分子(如生长因子、 细胞因子、 介质和神经肽 )作为重要的调节工具外，细胞表面分子在免疫调控中也起着关键性的作用。目前发现与眼免疫调控有关的表面分子主要有Fas 配体 (Fasligand,FasL)、主要组织相容性复合体抗原(majorhistocompatibilitycomplex,MHC) 和膜性补体调控分子。3.4.1FasLFasL基础性表达于眼实质细胞：包括角膜内皮细胞、虹膜睫状体上皮细胞、视网膜色素上皮细胞和神经网膜 25。该分子是一种膜内在蛋白，在细胞浆区具有“死亡 ”功能区。当 Fas+细胞与 FasL+细胞发生交互作用时，就会诱导前者发生凋亡而死亡。静止