1、第十章 腸道免疫與腸道健康M.Bailey, M.A.Vega-lopez, H.J.Rorhkother K.Haverson, P.W.Bland, B.G.MiHer和C.R.Stokes英國布里斯托爾大學(xué)臨床獸醫(yī)系墨西哥CINVESTAV-IPN實驗病理學(xué)系德國漢諾威中學(xué)功能解剖學(xué)系前言就粘膜免疫學(xué)而言，通過控制粘膜免疫系統(tǒng)對食物來源抗原的反應(yīng)來促進腸道健康的理念已經(jīng)大家所接受近30多年了。盡管此領(lǐng)域的研究最早始于對于人類早期斷奶嬰兒研究，但是人們對于早期斷奶的家畜生產(chǎn)實踐中仍沒有改變上述的觀念。然而，最近五年來，人們已經(jīng)逐漸意識到一個穩(wěn)定的粘膜免疫系統(tǒng)不但要控制其對食物抗原的反應(yīng)，而

2、且還要控制其對共生環(huán)境細(xì)菌的反應(yīng)。除此之外，控制存在于自然環(huán)境中的抗原，特別是細(xì)菌，同樣對于一個穩(wěn)定的粘膜免疫系統(tǒng)的發(fā)育和維持來說是必需的。適應(yīng)性免疫、食物和微生物菌群之間的相互關(guān)系是非常復(fù)雜的，是高級脊椎動物和生活的環(huán)境經(jīng)過數(shù)百萬年進化的產(chǎn)物。一旦意識到這一點，生活方式的改變就很可能對這三者相互關(guān)系穩(wěn)定性而言就是一個應(yīng)激。所謂的在接下來所要談到的“衛(wèi)生假說”指出，發(fā)達國家嬰兒過敏癥發(fā)病率的升高與體內(nèi)有益和有害微生物的類型改變有關(guān)。在商業(yè)化養(yǎng)豬生產(chǎn)中，存在于飼料中的抗原及微生物環(huán)境條件與穩(wěn)定的腸道粘膜免疫系統(tǒng)所處的條件極其不同的。如果一個粘膜免疫系統(tǒng)需要很復(fù)雜的條件，那么對于諸如“一個新生或者

3、斷奶仔豬能否對于抗原有免疫反應(yīng)？”的回答就不再容易簡單地回答了。為了預(yù)測斷奶對仔豬的短期影響和長期影響，監(jiān)測粘膜免疫系統(tǒng)的功能和飼料及細(xì)菌的抗原對于粘膜免疫功能的具體效應(yīng)是非常必要的。隨著關(guān)于腸道免疫對于人類健康有著重要作用的認(rèn)識和研究興趣不斷增加，在今后的十年中，我們期待將對腸道免疫在腸道和全身組織健康中所起到的重要作用會有更加深入的了解。對于新生家畜接觸微生物和飼料中的抗原的幾率應(yīng)該會得到更好的控制，而這一目標(biāo)的實現(xiàn)是不僅可以通過在人類所取得的研究結(jié)果挪用到豬的研究中來是應(yīng)該可能的，而且在豬上研究所獲得的研究數(shù)據(jù)結(jié)果也同樣有助于我們對存在于人類嬰兒中這些交互關(guān)系有更好的認(rèn)識。粘膜免疫耐受性

4、和主動免疫應(yīng)答免疫系統(tǒng)通常被認(rèn)為是一種對潛在病原菌作出特殊反應(yīng)調(diào)節(jié)的一種保護機制。雖然這種看法本身無疑是正確的，但由此也引出了一種觀點就是免疫系統(tǒng)是非特定的，可以對任何非自身的抗原作出反應(yīng)。然而，對于人類、嚙齒類動物、豬的研究已經(jīng)清楚的證明，免疫系統(tǒng)對于來自環(huán)境的非自身抗原的反應(yīng)是連續(xù)的。少量無害的抗原蛋白是可以被腸道吸收的。雖然從營養(yǎng)的角度這些抗原蛋白沒有什么意義，但是這些蛋白在腸道足以引起有很強烈的損傷性過敏反應(yīng)。對于豬來說，關(guān)注的焦點主要是大豆蛋白的免疫反應(yīng)。給三周齡斷奶的仔豬飼喂大豆型日糧兩天后，在它的血漿中就很可能能檢測出一大豆球蛋白（圖10.1）。放射免疫測定的結(jié)果表明，血漿中含有

5、結(jié)構(gòu)性的B-淋巴細(xì)胞抗原決定簇。透析試驗結(jié)果也表明了它具有生物化學(xué)完整性（Wilson等, 1989）。血漿中吸收的蛋白水平（80ng/ml左右）也反應(yīng)了抗原數(shù)量的巨大。以飼喂大豆為例，血漿中的IgG抗體與大豆蛋白有密切的關(guān)系（圖10.2）（Wilson等, 1989; Dreau等, 1994）。反應(yīng)的強度可以與給仔豬注射大豆佐劑相比。但是對這兩種反應(yīng)的控制是不同的，當(dāng)飼喂抗原時，新生仔豬可以降低這種反應(yīng)，當(dāng)注射抗原時就不行了(Bailey 等, 1994b)。試驗資料表明，飼喂可以通過腸道吸收并且引發(fā)免疫反應(yīng)的蛋白為免疫系統(tǒng)的正常功能帶來了很多的問題。如果免疫系統(tǒng)僅僅是對于非自身起反應(yīng)，那

6、么它應(yīng)該會對飼喂的蛋白起持續(xù)的反應(yīng)。這種持續(xù)的反應(yīng)會帶來兩種難以想到的結(jié)果。第一，如果生物資源直接影響到免疫系統(tǒng)，將會危及動物體的生長和發(fā)育。第二，腸道主動免疫反應(yīng)的表達與腸道功能性的損傷有關(guān)系（對營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收能力的降低）。嚙齒實驗動物模型和三周齡斷奶仔豬飼喂大豆產(chǎn)生的短暫超敏反應(yīng)所引起的腹瀉都已經(jīng)證明了這一點。雖然現(xiàn)在還沒有更有利的證據(jù)證明腸道損傷和大豆超敏反應(yīng)之間的關(guān)系，但是有兩個普遍、準(zhǔn)確的模型已經(jīng)證明測定大豆蛋白的免疫反應(yīng)可以作為預(yù)測斷奶仔豬日增重的重要指標(biāo)之一(Li等, 1991)。有趣的是，在這些數(shù)學(xué)模型中，免疫激發(fā)后通過皮膚厚度測定獲得的細(xì)胞免疫反應(yīng)的強度與體增重有很高的負(fù)相

7、關(guān)，與抗體的水平呈正相關(guān)。這個結(jié)果與嚙齒類動物和人的結(jié)果是一致的。對于嚙齒類動物和人來說，細(xì)胞免疫反應(yīng)主要與粘膜炎癥有關(guān)。結(jié)果也進一步闡述了以卵蛋白為主的日糧不能引起主動免疫反應(yīng)也不太可能引起斷奶仔豬的腹瀉(Telemo等, 1991)。大豆血清斷奶后天數(shù)表10.1飼喂大豆型日糧的3周齡斷奶仔豬血漿中的一大豆伴球蛋白濃度。每一條線代表一頭仔豬。斷奶后天數(shù)大豆血清抗體表10.2飼喂大豆型日糧的3周齡斷奶仔豬血漿中粗大豆抗原（大豆球蛋白和一大豆伴球蛋白）的IgG抗體的濃度。每一條線代表一頭仔豬。通常，“口服耐受”現(xiàn)象可以積極預(yù)防這些超敏反應(yīng)的發(fā)生。對于嚙齒類動物，抗原標(biāo)本制備的失敗或者注射抗原后的

8、細(xì)胞反應(yīng)都可以很好的證明存在這種耐受現(xiàn)象。在許多動物中都有類似的現(xiàn)象發(fā)生，包括人類。由于對于飼喂蛋白的初級反應(yīng)，斷奶仔豬對于大豆蛋白的口服耐受很難形成。然而，不管以前是否接觸過大豆蛋白的仔豬斷奶后飼喂大豆蛋白（第一次也對飼喂蛋白產(chǎn)生過反應(yīng)）或是注射過蛋白（第一次也產(chǎn)生過反應(yīng)）對第二次注射蛋白都會出現(xiàn)免疫耐受，而不會出現(xiàn)免疫保護性反應(yīng)（圖10.3Bailejy,1993）。自從人的過敏反應(yīng)被確定以來，對于耐受反應(yīng)的早期研究主要集中在對飼喂蛋白質(zhì)的反應(yīng)上。但是，耐受現(xiàn)象主要是對于共生體體腔內(nèi)細(xì)菌所產(chǎn)生的抗原，耐受性的減弱主要是因為人腸道疾病的發(fā)炎造成的。在體外實驗中發(fā)現(xiàn)，正常老鼠的T細(xì)胞不會對自身

9、細(xì)菌所產(chǎn)生的抗原起反應(yīng)，但是會對其他小鼠體內(nèi)的細(xì)菌所產(chǎn)生的抗原起反應(yīng)(Duchmann等, 1996)。相似的現(xiàn)象在人身上也同樣發(fā)生，但主要的是這種免疫耐受現(xiàn)象在腸道呈癥下會消失（Du.chmann等,1995），細(xì)菌抗原特異性T細(xì)胞常常存在于患有腸炎的老鼠腸道內(nèi)，這種T細(xì)胞可以直接將疾病傳染給其他的易感染的老鼠(Duchmann等, 1996a)。總體來說，除了下面要介紹的再生免疫缺陷的小鼠，共生體的細(xì)菌抗原是粘膜免疫反應(yīng)的對象，這種反應(yīng)往往與疾病有關(guān)系。如果機體持續(xù)的接受食物和共生細(xì)菌的刺激，機體的免疫系統(tǒng)就會對這種“非自身”抗原產(chǎn)生高于主動反應(yīng)的免疫耐受。雖然機體對于“非自身”抗原產(chǎn)生高

10、于主動反應(yīng)的免疫耐受是一種不利的反應(yīng)，但此時粘膜免疫系統(tǒng)仍可保持對潛在病原菌的主動反應(yīng)能力。免疫系統(tǒng)為了平衡效應(yīng)和調(diào)節(jié)功能，就必須對抗原作出準(zhǔn)確的判斷，如是否為外源物質(zhì)、是否有害，并作出合理的免疫反應(yīng)。如果機體能夠快速準(zhǔn)確作出判斷，就可以有效地控制病原菌的繁殖擴散，而不至于損害腸道的功能。相反，如果不能有效控制病原菌或?qū)κ澄锂a(chǎn)生過敏反應(yīng)，就會損害腸道的各種功能。因此，如果可以用免疫學(xué)概念定義腸道的健康，就是看腸道是否具有快速有效區(qū)分有害和無害物質(zhì)的能力以及能否作出準(zhǔn)確相應(yīng)反應(yīng)的能力。粘膜免疫系統(tǒng)的發(fā)展成年豬的腸道潘氏結(jié)（腸道淋巴結(jié)）、小腸絨毛外部和隱窩具有高度分化的免疫組織結(jié)構(gòu)。其中，潘氏結(jié)斑

11、的結(jié)構(gòu)與淋巴結(jié)、脾臟一樣，具有抗原集合區(qū)域，并含有大量的樹突狀細(xì)胞。潘氏淋巴結(jié)和腸系膜淋巴結(jié)是最先接觸第一次進入體內(nèi)抗原的位置，增生出T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞進入到腸道片層結(jié)構(gòu)發(fā)揮其作用。小腸粘膜有很多的免疫結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的顯著水平(Vega-Lopez等, 1993)。T淋巴細(xì)胞在粘膜中的分布有明顯的層次，CD8+主要分別上皮組織和上皮下組織，CD4+ 主要片層結(jié)構(gòu)的深層(Wilson等，1996，Harerson等，2000)。在間質(zhì)細(xì)胞和絨毛的樹突細(xì)胞還表達了很多組織相容性復(fù)合體（MHC）型抗原（T細(xì)胞用來識別抗原）。與人和嚙齒類動物小腸中表達的組織相容性復(fù)合體（MHC）型抗原相比，豬小

12、腸中的數(shù)量要多很多。在體內(nèi)所以白細(xì)胞表面都表達出了大分子量的CD45糖基化蛋白（或白細(xì)胞普通抗原）。在T淋巴細(xì)胞表達的CD45以不同的方式疊加在一起了，形成了不同的構(gòu)像。單克隆抗體可以特異性結(jié)合這些構(gòu)像不同亞型的T細(xì)胞。如CD45RA ,CD45RB , CD45RC 就可以相應(yīng)的識別不同亞型的T細(xì)胞。沒有受過抗原刺激的T細(xì)胞，表面一般都具有上述的3種多肽而受到抗原刺激后就會失去這種高分子量的形式（Akbar等1998，Plebanski等，1992），當(dāng)受到抗原刺激后CD45RABC-也可復(fù)原為CD45RABC+ 。在對人類、嚙齒類動物和豬的T細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)，他們最初都是CD45RABC-

13、，這也與它們已經(jīng)受到記憶細(xì)胞和效應(yīng)細(xì)胞的激活相一致(Halstensen等, 1990; Bailey等, 1998)。目前研究已經(jīng)推斷，腸粘膜免疫的免疫作用主要表現(xiàn)在對病原菌的主動免疫反應(yīng)。最初對于粘膜T細(xì)胞的表現(xiàn)型研究也證明了這一點（James和Zeitz, 1994）。飼喂注射對照歷次免疫血清抗體增加表.10.3.斷奶仔豬的耐受感應(yīng)現(xiàn)象（Bailey等,1993）。兩組斷奶仔豬進行實驗，一組飼喂無大豆魚粉日糧（已注射過大豆蛋白），一組在三周齡飼喂大豆型日糧。每組中有一半仔豬在9周齡注射大豆蛋白。用ELISA方法測定9到11周的抗體增加量。粘膜免疫系統(tǒng)也受環(huán)境因素所控制，并且所有的記憶細(xì)胞

14、和效應(yīng)細(xì)胞都變得易于凋亡。只有依靠其自身的微生物環(huán)境才能存活，使它們成為控制的最好靶目標(biāo)(Salmon等,1994)。特別是片層內(nèi)的T細(xì)胞，是腸道內(nèi)不尋常大范圍的細(xì)胞分裂素分泌激活的結(jié)果，但隨之開始了細(xì)胞凋亡(Bailey等, 1994a, 1998; Boirivant等, 1996)。腸道粘膜內(nèi)的T細(xì)胞主要分為潛在的效應(yīng)性T細(xì)胞，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和受調(diào)節(jié)T細(xì)胞三類，但關(guān)于這三類不同同細(xì)胞所表現(xiàn)出的功能不同，還是同一細(xì)胞在不同環(huán)境中才表現(xiàn)出不同功能，目前尚不清楚。在潘氏淋巴結(jié)和腸道粘膜內(nèi)效應(yīng)性T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞之間保持著一種平衡，準(zhǔn)確識別環(huán)境中每一種抗原中的致病物質(zhì)，并做出正確的反應(yīng)。在粘膜免

15、疫系統(tǒng)的這個功能模式中，如果腸道粘膜中存在大量的T細(xì)胞，就意味著機體對無害的食物抗原和共生細(xì)菌保持耐受，而不是像對病原菌似地做出主動免疫反應(yīng)。一個有效的粘膜免疫系統(tǒng)對于新生仔豬非常重要。仔豬出生和斷奶之后，要面臨很多新的抗原，這些抗原來源于食物、共生物、致病微生物。仔豬必須對這些抗原作出準(zhǔn)確的判斷和適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。否則就損害到腸道功能，使之不能對病原菌作出反應(yīng)或?qū)τ谟泻κ澄锟乖碳ぷ鞒雒庖叻磻?yīng)。許多研究表明，除了內(nèi)源抗體的缺乏，仔豬在出生的時候沒有主動粘膜免疫系統(tǒng)。重要的是，仔豬出生之后，這種免疫系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過了許多階段（Bianchi等, 1992; Vega-lopez等, 1995; Pab

16、st and Rothkotter, 1999），但是從本質(zhì)上來說，這四個階段可以通過免疫組織學(xué)方法進行區(qū)分開：1. 新生仔豬的腸道上皮細(xì)胞或片層結(jié)構(gòu)中含有很少的淋巴細(xì)胞，粘膜上淋巴細(xì)胞開始聚集并形成潘氏淋巴結(jié)，但與成熟的動物的T細(xì)胞聚集區(qū)域相比這時的淋巴結(jié)還沒有形成明顯的免疫組織結(jié)構(gòu)。2. 在出生后2周，小腸內(nèi)的淋巴細(xì)胞迅速聚集，這些細(xì)胞的表面存在CD2但沒有CD4 或CD8標(biāo)記 。盡管早期認(rèn)為這是不尋常的T細(xì)胞亞群，但現(xiàn)在的研究顯示，也存在少量的CD2標(biāo)記 ，所以在對這些細(xì)胞的定性分析也就存在著很多的爭議(Sinkora等, 1998)。潘氏淋巴結(jié)在出生后1015天開始形成正常的組織結(jié)構(gòu)。

17、3. 24周齡的仔豬，小腸粘膜上開始聚集了許多CD4+ T淋巴細(xì)胞，主要集中在片層結(jié)構(gòu)中。CD8+ 細(xì)胞仍然缺乏（圖10.4），開始出現(xiàn)了少量B細(xì)胞，有IgM 出現(xiàn)了。4. 5周以后，小腸上皮內(nèi)開始出現(xiàn)CD8+ 細(xì)胞，在腸道隱窩內(nèi)可以分泌IgA+ 的B細(xì)胞也開始出現(xiàn)了。7周后，小腸的各種結(jié)構(gòu)也達到了成年動物的水平。通過無菌動物實驗表明，腸道內(nèi)的細(xì)菌對粘膜免疫系統(tǒng)的健康發(fā)展有著重要作用。SPF仔豬出生后，CD2+ 細(xì)胞很快就出現(xiàn)了，但此后CD4+ 、CD8+ 細(xì)胞生并沒有出現(xiàn)(Rothkotter等, 1991)。并且潘氏淋巴結(jié)的大小比普通動物和SPF動物小(Pabst等, 1988；Barma

18、n等, 1997)，分泌IgM的B細(xì)胞也多于分泌IgA的B細(xì)胞。研究表明，B淋巴細(xì)胞的增生需要某些微生物的刺激，這也與近來將無菌豬接種細(xì)菌后出現(xiàn)的結(jié)果一致。當(dāng)大量的V基因片段與大量的D基因和J基因片段互相重排在一起，形成了大量的編碼免疫球蛋白和V-D-J區(qū)域。但與嚙齒類動物和人類不同的是豬編碼免疫球蛋白只需單一的J基因片段。無菌動物在胎兒和出生后階段只有4個V基因片斷和2個D基因片段，只能重組形成少量的免疫球蛋白重鏈編碼區(qū)域，最終也只能是識別少量的抗原多肽片斷(Sun等, 1998)。并且抗原結(jié)合位點基因還具有高的突變率，這也就意味著可以識別大量的抗原多肽(Butler等, 2000)。需要注

19、意的是，細(xì)菌對粘膜的影響大于對系統(tǒng)組織的影響，并且對分泌IgM和IgA的影響也存在這種差異。該研究也表明，如果仔豬在出生后的前5周腸道內(nèi)分泌IgM+ 的B細(xì)胞增多，就意味著在IgA分泌前，機體內(nèi)存在一個某些特異的抗原或是促有絲分裂抗原的增多。為什么微生物菌落可以促進粘膜免疫系統(tǒng)的發(fā)展，目前有兩種解釋。第一，效應(yīng)細(xì)胞因致病病原（也可以不是真正的致病病原）刺激而大量積累，這是一個獨立的控制機制。如果沒有清除這些微生物就可能減弱腸道內(nèi)免疫系統(tǒng)的主動反應(yīng)和粘膜免疫調(diào)節(jié)功能。第二，細(xì)菌可能促進粘膜免疫系統(tǒng)，逐漸建立起一個效應(yīng)與調(diào)節(jié)平衡的機制。粘膜免疫體系結(jié)構(gòu)的建立需要經(jīng)歷一個特定的發(fā)展階段，并且不同亞型

20、的T細(xì)胞相繼出現(xiàn)以維持效應(yīng)與調(diào)節(jié)功能之間的平衡。盡管粘膜免疫系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮作用了 (Bertschinger等, 2000)，但在三周齡，小腸片層少量的T細(xì)胞已經(jīng)表現(xiàn)出與成年豬不同的細(xì)胞活素(Bailey等, 1994a)，圖10.5是一個新的模型，通過胎兒出生效應(yīng)與調(diào)節(jié)功能一起發(fā)展，如果要保持腸道的完整性就要依靠這兩種功能在一定范圍內(nèi)保持平衡。如果其中的一種功能超出一定的限度，就會損壞粘膜造成不良影響。這個模型也可以預(yù)測新生仔豬免疫功能所受到的各種影響。圖10.4 四周齡未斷奶仔豬腸絨毛上分布的T細(xì)胞集合。小腸樣品經(jīng)反CD4（a）和反CD8（b）染色后在液氮中保存。在腸片層結(jié)構(gòu)中可以很明顯的觀

21、測到CD4+型T淋巴細(xì)胞，然而，在上皮中，CD8+型T淋巴細(xì)胞仍然很少。調(diào)節(jié)功能影響功能因子圖10.5 豬粘膜免疫系統(tǒng)發(fā)育的模型。（a）實線代表正常發(fā)育，它處在效應(yīng)和調(diào)節(jié)功能平衡的正常范圍（由虛線表示）；（b）斷奶使平衡超出正常的范圍，使腸胃的功能損失；（c）由于其他不定因素（基因、環(huán)境）的影響，平衡很難恢復(fù)，導(dǎo)致免疫系統(tǒng)不能對病原菌和食物與共生體中細(xì)菌抗原作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。 斷奶對仔豬免疫系統(tǒng)的影響斷奶過程會影響到腸道和粘膜免疫系統(tǒng)。在斷奶后的24h內(nèi)小腸絨毛明顯變短，到斷奶后45天更嚴(yán)重影響到腸道內(nèi)的微生態(tài)平衡(Hampson, 1986)。在這個階段，腸道內(nèi)CD2+ 淋巴細(xì)胞明顯增加(Dr

22、eau等, 1995; Vega-Lopezet等, 1995)，腸道隱窩內(nèi)的細(xì)胞轉(zhuǎn)化率雖在斷奶前12天明顯降低，但隨后又明顯升高(B.G. Miller, 未發(fā)表)。斷奶后，仔豬對皮下注射促淋巴有絲分裂原的反應(yīng)能力也明顯降低(Blecha等, 1983)，而斷奶后1天與斷奶后2周相比，對綿羊紅細(xì)胞刺激產(chǎn)生抗體的能力也明顯降低(Blecha 和 Kelley, 1981)，這可能是因為全身的T細(xì)胞分泌IL2的能力降低，而IL2又是促進大多數(shù)T細(xì)胞生長的刺激因子(Bailey等, 1992; Wattrang等, 1998)，盡管T細(xì)胞存在正常的IL2的受體，但因IL-2減少，T細(xì)胞的分裂也受到

23、抑制。對小鼠的移植反應(yīng)中，激活的脾細(xì)胞分泌IL2的量也減少了(Levy 等, 1990)，并且小腸絨毛縮短，腸道隱窩內(nèi)細(xì)胞的數(shù)量也明顯提高，并產(chǎn)生了局部的免疫反應(yīng)(Mowat 和Ferguson, 1982)。在斷奶過程中，有很多因素都會影響到仔豬免疫系統(tǒng)主動反應(yīng)的發(fā)揮和對環(huán)境抗原的耐受反應(yīng)。血清中抗大豆蛋白的抗體水平與生長性能之間有一定的關(guān)系。寒冷或干渴都會影響到仔豬體內(nèi)T細(xì)胞對非特異性的促有絲分裂原的反應(yīng)能力(Blecha和Kelley, 1981; Scheepens等，1994)。同樣，混群和畜舍的改變也會影響到仔豬免疫反應(yīng)的各種參數(shù)(Hicks等, 1998; Kelly等, 200

24、0)。如在綁定8周齡仔豬時，仔豬血清中皮質(zhì)激素含量明顯升高，這與斷奶對仔豬的影響相似(Westly和Kelley, 1984)。注射地賽米松時可激活T細(xì)胞，但這時T細(xì)胞分泌IL-2的量卻減少，在細(xì)胞表明也沒有表達出特異的IL-2的受體(Larsson, 1981; Reem and Yeh, 1984)。但隨著斷奶仔豬IL-2量的減少，可促使腸道內(nèi)發(fā)生主動的免疫反應(yīng)，或因為應(yīng)激反應(yīng)促使機體釋放出類固醇和組胺(Rezai 等, 1990)。因為對仔豬在斷奶過程中出現(xiàn)皮質(zhì)激素改變的研究很少，所以要特別注意斷奶對仔豬皮質(zhì)激素的影響(Carroll 等, 1998)，其他因素如短暫的食欲下降也會引發(fā)粘

25、膜免疫發(fā)生炎癥(McCracken 等, 1999)。如果忽略這些因素，就會影響到斷奶仔豬粘膜免疫系統(tǒng)的健康發(fā)育，也會影響免疫效應(yīng)和調(diào)節(jié)功能之間的平衡，降低粘膜免疫系統(tǒng)區(qū)分有害抗原的能力。斷奶對仔豬的影響是多方面的，其中包括母源抗體停止，各種應(yīng)激反應(yīng)增多，腸道內(nèi)容物減少，腸道微生態(tài)平衡改變和對環(huán)境中抗原的錯誤反應(yīng)等等。但如果在仔豬斷奶的早期就開始飼喂大豆蛋白，此時仔豬的免疫系統(tǒng)發(fā)育還不健全，并不會嚴(yán)重地影響到腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)(McCracken等, 1998)。嚙齒類動物的腸道形態(tài)學(xué)和功能的最終改變都是因為免疫系統(tǒng)發(fā)揮錯誤作用的結(jié)果。動物模型顯示，發(fā)生各種改變的原因是免疫效應(yīng)和調(diào)節(jié)功能的平衡被打破

26、，導(dǎo)致機體不能控制病原菌，或發(fā)生對飼料的過敏反應(yīng)（圖10.5b）。在正常情況下，可以重新建立效應(yīng)與調(diào)節(jié)功能之間的平衡，只在斷奶過程中對仔豬生長造成短期的影響。此外，現(xiàn)在對人類和豬的研究表明，建立良好的腸道微生物群落對于新生個體后期建立正常的免疫功能是非常重要的。這可能是因為斷奶所導(dǎo)致腸道群落和免疫系統(tǒng)的改變，可以對粘膜免疫系統(tǒng)造成長期的影響。斷奶時，不平衡的免疫效應(yīng)和調(diào)節(jié)功能，可長期影響免疫系統(tǒng)對粘膜抗原作出正確的反應(yīng)（圖10.5c）。生長豬出現(xiàn)的“非特異性的大腸炎”也反映出斷奶影響到仔豬免疫系統(tǒng)對粘膜抗原作出正確的免疫反應(yīng)，產(chǎn)生不良的影響后果。 豬腸道健康的模型對新生仔豬來說，最大的問題是必

27、須保持腸道內(nèi)“記憶”細(xì)胞的穩(wěn)定，以維持其免疫系統(tǒng)內(nèi)效應(yīng)和調(diào)節(jié)細(xì)胞的平衡。仔豬出生后，新分裂出的細(xì)胞均沒有接觸過抗原物質(zhì)。為了維持效應(yīng)和控制功能之間的平衡，必須仔細(xì)控制這些新生細(xì)胞向記憶細(xì)胞的轉(zhuǎn)變。在研究大腸炎的免疫缺陷鼠的模型中，就要控制腸道粘膜內(nèi)各種T細(xì)胞的平衡。雖然切除特異性免疫相關(guān)基因的免疫缺陷小鼠經(jīng)常發(fā)生大腸炎(Groux和Powrie, 1999)，但這個模型的結(jié)果仍很難解釋的，因為這可能反映的是小鼠機體沒能有效地控制病原菌，也可能是對體內(nèi)共生細(xì)菌產(chǎn)生了不合適的免疫反應(yīng)。在對所謂的“嚴(yán)重免疫缺陷”小鼠的研究中發(fā)現(xiàn)，這種小鼠體內(nèi)不存在T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞。盡管缺少這些重要的免疫成分，

28、但它們?nèi)钥稍赟PF環(huán)境中健康存活。但在這種環(huán)境下，這些小鼠體內(nèi)還具有正常的微生物菌群，也暗示了針對體內(nèi)共生細(xì)菌的粘膜免疫反應(yīng)不是必需的。與新生仔豬相似的，因為新生仔豬的各種免疫系統(tǒng)也不是完全的，但不同的是新生仔豬必須快速建立有效的免疫機制，以對付環(huán)境中各種真假病原物質(zhì)的攻擊?！皣?yán)重免疫缺陷”小鼠通過移植也可重新建立一個正常的、與新生小鼠相似的免疫系統(tǒng)。如果轉(zhuǎn)移進一個完整的免疫系統(tǒng)組成部分，就會建立起一個健康的、有功能的免疫系統(tǒng)，并可保持腸道健康。然而，如果只是由沒有受過抗原刺激的T細(xì)胞而不包括調(diào)節(jié)性T細(xì)胞重新組成的免疫系統(tǒng)，就會導(dǎo)致小鼠在出生后612周出現(xiàn)大腸炎，并以結(jié)腸內(nèi)大量的效應(yīng)性T細(xì)胞和

29、巨噬細(xì)胞浸潤為主要特征。如果在移植時同時轉(zhuǎn)進調(diào)節(jié)性T細(xì)胞或是保持無菌狀態(tài)，或是采用腸道抗生素就不會發(fā)生大腸炎(Powrie 等, 1993)，這表明大腸炎的發(fā)生與腸道內(nèi)菌群相關(guān)。特別是在未重新建立的缺少免疫系統(tǒng)的小鼠中也存在同樣的菌群。這個模型也顯示出，體內(nèi)對共生細(xì)菌的特異免疫反應(yīng)是不必要的。如果沒有很好的控制，這種免疫反應(yīng)還會造成一些損傷。其它研究也表明(Groux 等, 1997)，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可以識別食物抗原，抑制大腸炎發(fā)生，促進效應(yīng)功能和調(diào)節(jié)功能的平衡。說明免疫調(diào)節(jié)作用是非常重要的，不是抗原依賴性的。如果機體內(nèi)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞識別卵清蛋白，就可以抑制對細(xì)菌抗原的免疫反應(yīng)而引起大腸炎。盡管這

30、個模型最初是用在人類腸炎的研究，但對于研究仔豬是怎樣建立粘膜免疫功能和探討免疫調(diào)節(jié)失敗的原因也具有重要的意義，特別是為探索生長豬非特異性大腸炎的發(fā)病機理提供了有力的數(shù)據(jù)。更多的促進免疫系統(tǒng)、腸道菌群和食物抗原之間相互影響的研究動力來自于人用藥品的開發(fā)需求。因為在西方國家兒童的藥物過敏反應(yīng)發(fā)生率明顯提高。最初的流行病學(xué)研究顯示，一些抗原壓力和環(huán)境污染（被動吸煙除外）等因素已經(jīng)被排除(von Mutius, 2000; Pearce 等, 2000)。在過去的10年里，人們分析了大量的自然“試驗”，發(fā)現(xiàn)環(huán)境生活方式對孩子的過敏發(fā)生率具有明顯的影響(von Mutius 等, 1994)。如在交通比

31、較繁忙或是有工業(yè)污染的地區(qū)，過敏的發(fā)生率不高，在農(nóng)村發(fā)生率也低，這可能與動物密切接觸有關(guān)(Braun-Fahrlander 等, 1999)。如果體內(nèi)檢測到兩種或更多腸道病原抗體，過敏發(fā)生率也比較低。人們根據(jù)這些自然情況的統(tǒng)計(Matricardi 等,2000)，提出了一個“衛(wèi)生假說”，就是必須仔細(xì)地控制細(xì)菌抗原的刺激，這對是否能夠建立一個有效地區(qū)分“無害”和“有害”抗原的免疫系統(tǒng)是非常必要的(Wold, 1998)。這個提議對養(yǎng)豬生產(chǎn)也同樣具有現(xiàn)實意義。因為新生仔豬粘膜免疫系統(tǒng)的發(fā)育不如嬰兒完全，在短時間內(nèi)就要發(fā)展到成年豬的水平，這就需要詳細(xì)的探討仔豬生長過程中暴露于細(xì)菌刺激的必要性。仔豬

32、或嬰兒的生活環(huán)境條件與機體免疫系統(tǒng)、微生物菌群和食物相互影響發(fā)展的條件都是明顯不同。對于人類來說，從出生開始就會存在過敏反應(yīng)，會持續(xù)很多年。在豬生長過程的早期也會出現(xiàn)這種過敏反應(yīng)，同樣會影響到免疫系統(tǒng)對食物、公共細(xì)菌和病原菌的免疫反應(yīng)。結(jié)論為了維持腸道健康，機體的免疫系統(tǒng)就必須對各種抗原物質(zhì)（有害的或無害的）作出適當(dāng)?shù)恼_的反應(yīng)，而不能簡單地通過主動免疫反應(yīng)來對抗“非自身”抗原。雖然還不太清楚這些機制，但人們已經(jīng)對腸道粘膜上的淋巴結(jié)（潘氏淋巴結(jié)和腸系膜淋巴結(jié)）和小腸絨毛上的免疫結(jié)構(gòu)有了詳細(xì)的認(rèn)識。新生仔豬的免疫結(jié)構(gòu)發(fā)育還不健全，只有到57周后才能發(fā)育完全，這就意味著新生仔豬和斷奶仔豬的免疫力比

33、較低下，需要接觸環(huán)境中的微生物以促進其免疫能力的提高。斷奶時會有很多因素影響到仔豬的免疫力，進而使仔豬對食物、共生細(xì)菌和病原微生物產(chǎn)生一定的免疫反應(yīng)能力。如果斷奶時機體產(chǎn)生不當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)，就會損害斷奶時仔豬腸道的消化吸收功能，并且會對仔豬造成長期的負(fù)面影響。如果仔豬在3周時免疫系統(tǒng)發(fā)育還不成熟，那么對新生仔豬推遲到5周齡后進行斷奶似乎不失為一個明智的選擇。（劉華偉譯，楊紅建校）參考文獻Akbar, A.N., Terry, L., Timms, A., Beverley, P.C.L. and Janossy, G. (1988) Loss of CD45Rand gain of UCHL1

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