Мукозальная иммунология и барьерный иммунитет

Мукозальная иммунология изучает, как иммунная система защищает организм на влажных эпителиальных поверхностях кишечника, дыхательных путей и мочеполового тракта, где хозяин встречается с внешним миром через один слой клеток. Эти барьерные участки содержат наибольшую концентрацию иммунных клеток в организме и должны постоянно отличать вредные патогены от безвредных пищевых антигенов и резидентной микробиоты, балансируя между защитой и толерантностью.

Definition

Мукозальный иммунитет — это часть иммунной системы, функционирующая на эпителиальных поверхностях, выстланных слизистыми оболочками, объединяющая физические и химические барьеры, ассоциированную со слизистыми оболочками лимфоидную ткань, секреторные антитела и регуляторные механизмы, которые поддерживают гомеостаз с комменсальными микробами, одновременно защищая от патогенов.

Scope

Эта область знакомит читателя с общей логикой иммунитета на барьерных поверхностях: самим эпителиальным барьером, организованной и диффузной лимфоидной тканью, выстилающей слизистые оболочки, доминирующей ролью секреторного иммуноглобулина А и диалогом между мукозальными иммунными клетками и микробными сообществами, с которыми они сосуществуют. Она представляет мукозальную иммунологию как справочный предмет и связывает ее с составляющими темами, а не служит клиническим руководством.

Sub-topics

• Кишечный эпителиальный барьер и лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником
• Микробиота, дисбиоз и гомеостаз слизистого иммунитета
• Иммунитет дыхательных путей и защита слизистых оболочек
• Секреторный IgA и транспорт антител через слизистые оболочки

Core questions

• Как иммунная система защищает барьерные поверхности, не реагируя деструктивно на пищу и комменсальные микробы?
• Какие особенности являются общими для кишечных, респираторных и других мукозальных участков, и что является регионально специализированным?
• Как генерируется и доставляется секреторный IgA в мукозальные секреты?
• Как микробиота формирует мукозальный иммунитет и как она формируется им?

Key concepts

• Эпителиальный барьер
• Лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми оболочками (MALT)
• Лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником (GALT)
• Секреторный IgA
• Оральная и мукозальная толерантность
• Комменсальная микробиота и гомеостаз
• Общая мукозальная иммунная система
• Региональная специализация

Mechanisms

Барьерные поверхности сочетают физический эпителиальный слой, запечатанный плотными контактами и покрытый слизью и антимикробными пептидами, с подлежащим иммунным компартментом. Антиген отбирается через эпителий, в том числе через специализированные М-клетки, расположенные над организованными лимфоидными фолликулами, и представляется в ассоциированной со слизистыми оболочками лимфоидной ткани, стимулируя В-клетки к переключению класса на IgA. Димерный IgA транспортируется через эпителий полимерным иммуноглобулиновым рецептором и высвобождается в виде секреторного IgA, который нейтрализует патогены и формирует микробиоту, не вызывая воспаления. Регуляторные Т-клетки и толерогенные дендритные клетки обеспечивают толерантность к пищевым антигенам и комменсалам, в то время как иммунная система и резидентные микробы постоянно взаимно регулируют друг друга. Эти темы повторяются с региональной специализацией в кишечном, респираторном и других мукозальных компартментах.

Clinical relevance

Мукозальные поверхности являются точкой входа для большинства инфекций и местом распространенных иммуноопосредованных заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника, астма и пищевая аллергия, поэтому принципы этой области лежат в основе понимания многих заболеваний барьерных участков и мукозальной вакцинации. Содержание описывает механизмы и концепции для справки и образования и не является основанием для индивидуальной диагностики или лечения.

History

Мукозальная иммунология выделилась в отдельную область, как только стало ясно, что секреторные антитела во внешних секретах отличаются от таковых в сыворотке и что лимфоидная ткань, выстилающая слизистые оболочки, образует интегрированную систему. Работы по структуре и номенклатуре ассоциированной со слизистыми оболочками лимфоидной ткани, региональной специализации кишечного иммунитета и роли микробиоты постепенно определяли эту дисциплину на протяжении конца двадцатого и начала двадцать первого веков.

Key figures

• Per Brandtzaeg
• Allan Mowat
• Akiko Iwasaki
• Yasmine Belkaid

Seminal works

• mowat-2014
• brandtzaeg-2008
• belkaid-2014

Frequently asked questions

Чем мукозальный иммунитет отличается от системного иммунитета?

Мукозальный иммунитет функционирует на барьерных поверхностях, общих с пищевыми антигенами и комменсальными микробами, поэтому он смещен в сторону толерантности и невоспалительной защиты, и он в значительной степени опирается на секреторный IgA, а не на сывороточные антитела, которые доминируют в системных ответах.

Почему секреторный IgA так важен для мукозальной защиты?

Секреторный IgA — это класс антител, доставляемых в мукозальные секреты; он может связывать и нейтрализовать патогены и токсины, а также помогать удерживать микробиоту на эпителиальной поверхности, не вызывая воспаления.