點(diǎn)擊回看：炎癥性腸病發(fā)病機(jī)制(上)-遺傳和環(huán)境因素

接上文：

三、腸道屏障：黏膜上皮和固有免疫

腸黏膜與腸腔內(nèi)容物存在功能的平衡，這種平衡的紊亂可導(dǎo)致IBD等疾病。腸屏障由腸上皮細(xì)胞（IEC）和固有免疫細(xì)胞組成，在腔內(nèi)容物和黏膜之間保持這種平衡。 

IBD易感性上皮屏障的重要性，得到了CD患者和一些一級(jí)親屬的腸道通透性異常的研究支持。

此外，對(duì)CD患者的腸黏膜活檢組織標(biāo)本的分析，發(fā)現(xiàn)連接蛋白上皮鈣粘蛋白的下調(diào)，尤其是腸上皮物理屏障的緊密連接破環(huán)。

其他研究還發(fā)現(xiàn)，IBD與幾種涉及上皮再生的轉(zhuǎn)錄因子存在相關(guān)性，例如HNF4A和NKX2-3。

除了在腸腔腔和黏膜之間物理屏障之外，腸上皮細(xì)胞構(gòu)成的屏障，實(shí)際上由不同類型的細(xì)胞組成，通過不同的機(jī)制維持腸腔黏膜屏障的平衡。這些細(xì)胞包括腸上皮細(xì)胞、杯狀細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞、潘氏細(xì)胞（Paneth cells）和M細(xì)胞（見下圖）。

杯狀細(xì)胞可以產(chǎn)生覆蓋腸上皮的粘液基質(zhì)，這對(duì)黏膜防御和屏障修復(fù)都是必需的。 

Muc2（粘蛋白2）的遺傳缺陷，會(huì)導(dǎo)致杯狀細(xì)胞分泌的粘蛋白受損，在小鼠模型觀察到會(huì)導(dǎo)致自發(fā)性結(jié)腸炎。

另一種杯狀細(xì)胞產(chǎn)生的特異性蛋白：抵抗素樣分子β（RELMβ），會(huì)直接影響Th2細(xì)胞免疫，并可將腸腔抗原傳遞給樹突細(xì)胞，從而調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。研究顯示干擾RELMβ基因表達(dá)，可以降低小鼠模型中結(jié)腸炎的嚴(yán)重程度。

腸上皮杯狀細(xì)胞似乎具有保護(hù)個(gè)體降低結(jié)腸炎癥的作用，而潘氏細(xì)胞（Paneth cell）的生物學(xué)缺陷，則與CD風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。 

Paneth細(xì)胞位于小腸隱窩的基部，在維持隱窩穩(wěn)態(tài)、腸干細(xì)胞功能，同時(shí)分泌抗菌效應(yīng)物制以控制微生物群和黏膜之間的平衡。 

IBD的幾個(gè)關(guān)鍵遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素，均與Paneth細(xì)胞功能受損相關(guān)并導(dǎo)致結(jié)腸炎，最明顯的是NOD2基因和自噬。 

NOD2蛋白是由Paneth細(xì)胞、樹突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和吸收性腸上皮細(xì)胞表達(dá)。NOD2基因變異會(huì)降低Paneth細(xì)胞分泌的α-防御素水平，從而影響抗微生物的功能。

除了NOD2之外，研究還發(fā)現(xiàn)CD患者的ATG16L1基因變異，會(huì)使Paneth細(xì)胞的自噬功能受損。

自噬是細(xì)胞內(nèi)的“自我同化”的過程，涉及細(xì)胞溶質(zhì)內(nèi)容物和細(xì)胞器的降解和再循環(huán)，以及抗感染和去除細(xì)胞內(nèi)微生物的過程。

通過研究ATG16L1基因和NOD2基因突變的小鼠和患者，同時(shí)發(fā)現(xiàn)了Paneth細(xì)胞的分泌功能異常和抗菌自噬功能缺陷。

此外，在腸黏膜樹突細(xì)胞中，這些基因中的缺陷也會(huì)導(dǎo)致將外源抗原呈遞給T細(xì)胞的能力受損。

樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、固有淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞，是腸上皮細(xì)胞物理屏障的補(bǔ)充，是人體腸黏膜固有免疫系統(tǒng)的第一道防線。

在健康的人腸道中，以CD14表達(dá)陰性的腸巨噬細(xì)胞，以低反應(yīng)性狀態(tài)存在，對(duì)于微生物或宿主細(xì)胞因子的免疫應(yīng)答，表現(xiàn)出較弱的增殖和趨化活性，同時(shí)保留吞噬和殺菌功能。

此外，這類巨噬細(xì)胞還具有產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子的能力，這種抗炎細(xì)胞因子會(huì)促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化并，并抑制Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞的免疫應(yīng)答。

已發(fā)現(xiàn)部分CD患者具有固有免疫應(yīng)答缺陷，例如巨噬細(xì)胞活性和中性粒細(xì)胞募集受損，會(huì)使腸道微生物更容易通過黏膜。

另一方面，這類CD患者還存在另一種特殊的炎性巨噬細(xì)胞群，會(huì)產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子，例如TNFα和IL-6。

與吞噬性的巨噬細(xì)胞相反，樹突細(xì)胞構(gòu)成了監(jiān)測(cè)環(huán)境的免疫信號(hào)，以啟動(dòng)適當(dāng)?shù)墨@得性免疫反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

樹突狀細(xì)胞對(duì)微生物抗原的獲取，是由CX3CR1基因依賴性的生物學(xué)機(jī)制介導(dǎo)的，該機(jī)制允許樹突狀細(xì)胞直接與微生物接觸。

CX3CR1的基因缺失，會(huì)導(dǎo)致腸黏膜固有層巨噬細(xì)胞數(shù)量減少和易位，增加細(xì)菌對(duì)腸系膜淋巴結(jié)的影響。

目前的研究已發(fā)現(xiàn)，樹突狀細(xì)胞在IBD患者的黏膜中積聚。如果阻斷樹突狀細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞群之間的CD40 / CD40L相互作用，則會(huì)阻止T細(xì)胞介導(dǎo)的結(jié)腸炎。

四、獲得性免疫應(yīng)答：效應(yīng)T細(xì)胞和調(diào)節(jié)T細(xì)胞

在遇到通過腸黏膜屏障進(jìn)入的抗原和微生物產(chǎn)物后，樹突狀細(xì)胞和其他抗原呈遞細(xì)胞（APC）會(huì)啟動(dòng)一系列促炎和抗炎信號(hào)，激活局部和循環(huán)淋巴細(xì)胞的不同亞群，遷移到炎癥的效應(yīng)部位。

淋巴細(xì)胞向發(fā)炎腸段的遷移過程，是通過位于淋巴細(xì)胞表面的整合素分子，與血管內(nèi)皮細(xì)胞表面表達(dá)的細(xì)胞粘附分子的相互作用。

這些血管內(nèi)皮細(xì)胞在感知到腸黏膜中炎癥信號(hào)后，本身也可以產(chǎn)生趨化因子，將淋巴細(xì)胞吸引到發(fā)生炎癥的部位。

整合素αLβ2、α4β1、α4β7和αEβ7是循環(huán)淋巴細(xì)胞表面表達(dá)的異二聚體受體，能夠與不同的粘附分子相互作用，將特異性淋巴細(xì)胞運(yùn)輸至腸道。

目前在臨床實(shí)踐中已經(jīng)有多種藥物，靶向結(jié)合上述整合素分子，以阻止淋巴細(xì)胞向腸道遷移，并控制IBD患者的炎癥。

目前正在進(jìn)行的臨床試驗(yàn)，正在評(píng)估通過靶向內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞粘附分子抑制淋巴細(xì)胞從淋巴結(jié)進(jìn)入血液循環(huán)，對(duì)控制CD和UC腸道炎癥的效果

腸黏膜中抗炎和促炎信號(hào)之間平衡的打破，以及隨后淋巴細(xì)胞向腸黏膜的遷移，會(huì)不斷放大T細(xì)胞免疫應(yīng)答，從而使炎癥持續(xù)存在。這在CD和UC中均可以看到。

但重要的是，不同患者參與這些炎癥疾病過程免疫應(yīng)答的T細(xì)胞似乎是不同的，這可以解釋在臨床實(shí)踐看到的患者疾病表型差異，以及不同患者新型靶向藥物的療效差異。

雖然CD的透壁性炎癥是由過量的Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞免疫應(yīng)答引起，但在UC中看到的彌漫性黏膜炎癥，主要是由于Th2細(xì)胞的功能異常。

在UC中，Th2細(xì)胞分泌特異性細(xì)胞因子IL-5，與Th1細(xì)胞免疫應(yīng)答相比可以更有效的誘導(dǎo)B細(xì)胞的活化和免疫應(yīng)答。

值得注意的是，UC特異性的Th細(xì)胞僅產(chǎn)生低水平的IL-4，提示它們不顯示經(jīng)典Th2細(xì)胞的所有特征。

在CD患者中，在抗原呈遞細(xì)胞（APC）和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子（如IL-12、IL-18、IL-23和TGFβ）后，會(huì)誘導(dǎo)Th0細(xì)胞分化成Th1和Th17細(xì)胞。

反過來，Th1和Th17細(xì)胞又會(huì)分泌促炎細(xì)胞因子IL-17、干擾素γ和TNFα，進(jìn)入自我增殖的循環(huán)，從而刺激抗原呈遞細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生更多的炎癥因子（如TNFa、IL-1、IL-6、IL-8、IL-12和IL-18）。

除了分泌效應(yīng)細(xì)胞因子的功能外，Th17細(xì)胞還在腸道中發(fā)揮重要的穩(wěn)態(tài)功能，這可以解釋一些相互矛盾的結(jié)果。

在這種情況下，IL-17A也可能在保護(hù)腸黏膜屏障完整性和Treg細(xì)胞功能方面發(fā)揮作用，這對(duì)控制免疫激活和限制炎癥反應(yīng)至關(guān)重要。 

Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞的具有相反的生物學(xué)功能，但都經(jīng)歷了共同的轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）的刺激。

腸組織中的TGF-β，可以促進(jìn)固有層初級(jí)CD4+ T細(xì)胞分化為Treg，從而促進(jìn)正常的免疫功能平衡。

在IBD的炎性狀態(tài)中，黏膜中TGF-β等多種信號(hào)（包括細(xì)胞因子、代謝物和微生物信號(hào)）的組合，促進(jìn)了Th17細(xì)胞分化。

因此，在腸道中TGF-β信號(hào)通路可以調(diào)節(jié)T細(xì)胞的分化，達(dá)到促炎或抗炎的結(jié)果，這取決于腸道局部不同細(xì)胞因子和微生物的存在。這可能是IBD發(fā)病、持續(xù)和復(fù)發(fā)的原因。 

Treg細(xì)胞和Th17細(xì)胞分化所需的許多基因，都與IBD的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，由Th17細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的炎癥反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)腸炎，但可以被Tregs細(xì)胞抑制。

在這種情況下，Tregs細(xì)胞不僅具有抑制效應(yīng)T細(xì)胞群的重要功能，而且還具有控制固有免疫炎癥機(jī)制的重要功能。

Treg關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子FOXP3的功能缺失性基因突變，會(huì)導(dǎo)致免疫紊亂、多內(nèi)分泌疾病、腸病、X連鎖綜合征，其中可伴有腸道炎癥。 

Treg細(xì)胞可能在調(diào)節(jié)炎癥疾病過程起關(guān)鍵作用。因此，已經(jīng)有學(xué)者提出使用Treg細(xì)胞作為控制IBD過度炎癥的替代治療策略。

目前正在實(shí)驗(yàn)研發(fā)和臨床試驗(yàn)中的新免疫療法，旨在通過阻斷不同細(xì)胞因子相關(guān)的下游信號(hào)傳導(dǎo)通路，來降低IBD的炎癥反應(yīng)。 

Janus激酶（JAKs）是一個(gè)酪氨酸激酶家族，包括：JAK1、JAK2、JAK3和TYK2 [酪氨酸激酶2]，介導(dǎo)細(xì)胞因子受體和核信號(hào)之間的細(xì)胞內(nèi)通訊。

這些分子充當(dāng)細(xì)胞因子受體和核內(nèi)蛋白之間的橋梁，最著名的是：信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子（STATs）。 

STAT蛋白家族包括7個(gè)不同成員（STAT1、STAT2、STAT3、STAT4、STAT5A、STAT5B和STAT6），與不同的JAK激酶的組合，可以介導(dǎo)特定細(xì)胞因子的細(xì)胞內(nèi)作用。因此STATs是潛在的調(diào)節(jié)炎癥的治療治療靶點(diǎn)。

在IL-12和IL-23存在的情況下，JAK2和TYK會(huì)被膜受體激活，募集STAT3和STAT4以傳遞與控制Th1 / Th17細(xì)胞免疫應(yīng)答相關(guān)的核內(nèi)信號(hào)。這一過程已經(jīng)在IBD患者中得到證實(shí)。

此外，最近的研究還顯示JAK抑制劑在控制難治性UC腸道炎癥方面的潛在作用。

五、未來前景：評(píng)估目標(biāo)和治療

了解IBD的發(fā)病機(jī)制，對(duì)于尋找新的治療靶點(diǎn)和制訂新的治療策略至關(guān)重要。

除了發(fā)現(xiàn)潛在的治療靶點(diǎn)之外，新的基因組研究還應(yīng)幫助患者進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分層，并分析目前治療藥物對(duì)不同人群的應(yīng)答差異，并開發(fā)更個(gè)性化的藥物。

從環(huán)境因素的角度進(jìn)行有針對(duì)性的評(píng)估，相關(guān)研究應(yīng)該嘗試在數(shù)量和功能（代謝組）方面分析腸道微生物組的組成，以評(píng)估它如何干擾腸道炎癥的機(jī)制，以及對(duì)治療的反應(yīng)。

在糞菌移植的小型試驗(yàn)中，腸道微生物調(diào)節(jié)已經(jīng)取得了有希望的結(jié)果，尤其是在UC患者中。

此外，細(xì)胞療法（尤其是干細(xì)胞治療）正處于IBD個(gè)體化療法的視野中，目的是幫助黏膜愈合，恢復(fù)腸道屏障，控制異常免疫應(yīng)答。

此外，多種新型的靶向免疫療法，已經(jīng)進(jìn)入或接近臨床使用。

未來的研究應(yīng)該基于不同個(gè)體的炎癥反應(yīng)特征，考慮個(gè)體化治療方法。因?yàn)椴煌颊甙l(fā)生炎癥反應(yīng)的機(jī)制不同，并且同一個(gè)患者的炎癥反應(yīng)也隨時(shí)間的推移發(fā)生變化。

（完）