为什么免疫系统不会攻击存在人体的益生菌,比如乳酸杆菌? 许诺,北卡某山校免疫phd在读 说实话,我觉得题主真的是一个非常善于思考的人,肠道微生物 + 免疫调节这个问题正是现在研究非常的热点……很多位朋友的回答都是聚集在内环境与外环境的这个物理隔绝问题,其实,免疫的这种物理隔绝更多出现在皮肤上,因为皮肤是一层死细胞,而在肠道中,直接与细菌接触的是肠道上皮细胞,这是一群高度活跃的细胞(吸取营养),这与皮肤是非常不同的。如果肠道中的细菌是和免疫系统隔绝的,那么也不会出现肠胃炎(俗称的拉肚子)以及自身免疫性肠胃炎(crohn’s disease,克隆式症等)。 其实关于内环境这个概念,在免疫学上是非常模糊的(其实我英文 wiki 都找不到关于内环境这个概念的具体生物解释,望有识之士能够告知),因为随着免疫的发展,我们逐渐发现很多我们以为无菌的地方其实充满了不同的微生物(commensal microbiota),它们对于人的发育,健康等等都有着密不可分的关系(有兴趣的人可以关注我的专栏,我以后会在这里面写的),我这次主要介绍下免疫系统如何和这些共生微生物“和平”相处的。 1.肠道免疫系统的双向性 图 1. 肠道免疫系统在健康的平衡状态下和病害微生物感染下不同的对策。图左为平衡状态下产生的免疫耐受,图右为免疫系统耐受被打破从而对病害微生物进行反制攻击 对于病害微生物来说,免疫反应的 T 或 B 细胞等等,是通过隐藏在肠上皮细胞下面的哨兵细胞(树突状细胞 (DC cells) 或者巨噬细胞(Macrophages)),识别与传递细菌的特殊结构而被激活的,而对于共生菌来说,这些识别产生后,也会刺激 T 或 B 细胞的免疫反应,但是与病害微生物的刺激不同,这些微生物最后会将 T 细胞激活为免疫调节的 T 细胞(Treg)。另一方面,通过分析这些 T 细胞的受体的时候(T cell receptor, TCR)发现,这些 TCR 是专门识别共生微生物的细菌结构的(可谓是一把钥匙一把锁)。这个 Treg 可谓是免疫系统中重要的协调员,它可以抑制其它杀伤性 T 细胞的激活,从而调节免疫系统为保护而非杀伤功能。另外,这里的哨兵细胞也会将 T 细胞刺激为 Th2 cells (T helper 2 cells)。Th2 cells 细胞虽然是参与体液抗体调节的重要帮手,它的存在却会极大得抑制了杀伤性 T 细胞的激活。 然而,当病害性微生物进入肠道后,会被这些哨兵细胞识别,在病害微生物的特殊结构激活下,哨兵细胞会将 T 细胞激活为杀伤性 T 细胞(Th1 cells & Th17 cells),而非调节性 T 细胞(Treg 为主)。另一方面,中性粒细胞 (neutrophils) 也会在哨兵细胞等的引导下从血管中渗透出来到感染部位,对病害微生物进行清除与拉响免疫警报。 2. 肠道上皮细胞削弱共生微生物的毒性 这些共生微生物也并不会时时刻刻听免疫微环境的话,偶尔也会产生一些毒素来刺激免疫系统。为了防止这些刺激让免疫系统伪警报从而杀死有益的微生物,肠道上皮细胞会产生一些物质削弱这些毒素。最为典型的是一种叫 LPS(Lipopolysaccharide)的毒素。肠道上皮细胞会分泌去磷酸酶将这种 LPS 的毒性弱化从而降低免疫警报的阈值。另一方面,哨兵细胞内部也会通过降低自己呈递抗原的能力(警报杀伤 T 细胞的能力)从而钝化自己的激活免疫的能力。然而对于病原微生物来说,其它的刺激免疫系统的毒素则不会被这些机制所干扰,从而达到了区别于共生有益微生物的目的。 3. 粘液的物理隔绝作用 这个作用也许就是很多回答中涉及的“内环境”。有一项研究表示,粘液将肠道微生物分为了微生物富含的外区和靠近肠道上皮细胞的含有微生物甚少的内区。但这样的物理隔绝作用比较难以区分有害微生物和共生有益微生物。 上述 3 点为现在确认的几种机制,而上述机制的出现则是现在研究的热点。现在普遍接受的理论是在个体发育的过程中,肠道的微生物已经对肠道的免疫系统进行了免疫编辑,从而让肠道免疫系统更加适应肠道的微生物的存在,和它能和平相处。 肠道微生物是一个非常有意思的新话题,除了我这里叙述的肠道微生物的免疫耐受外,还有肠道微生物与肥胖,肠道微生物独特构成形成的微生物 ID,肠道微生物导致的自身免疫病,肠道微生物构成对器官移植 / 癌症的影响,甚至是最近很火的“屎疗”概念等等都是研究热点之一。有兴趣的读者可以关注我的专栏,我以后会在合适的机会写一写相关的。如果对肠道微生物的免疫耐受有任何问题,欢迎在回复中给出,我会尽力回答。谢谢! 查看知乎原文