腸內共生菌（gut microbiota）是人體消化系統中不可或缺的共生生物，它們影響的範圍不僅是營養代謝，近年來研究也發現它們對於腸道免疫系統發育的重要性。可是身為最惡名昭彰的一類病原體－細菌，其組成含有許多會引起相關免疫反應的分子模式（pathogen-associated molecular pattern, PAMP），免疫系統如何在健康生理情況下維持腸道內的和平，容忍腸內菌的存在，而在腸道感染的時候又能夠全面啟動，擊退來犯的入侵者呢？
健康生理情況中，腸內共生菌自身的抗原、其所產生的代謝物、以及食物的成分透過M細胞（Microfold cells）送入腸道的淋巴組織－培氏斑塊 （peyer’s patch）當中，或是經由樹突細胞（dendritic cell, DC）直接對腸內採樣而獲得這些成分。調節型T細胞（regulatory T cell, Treg）在腸繫膜淋巴結 （mesenteric lymph nodes）中辨認樹突細胞所呈現的腸道抗原並且活化後，分泌具有免疫調節功能的細胞激素 interleukin-10（IL-10），避免針對這些外來而無害的腸道抗原產生的過度發炎反應。失去恆定的腸道免疫系統，例如功能失調的調節型T細胞，將導致發炎性腸道疾病（inflammatory bowel disease）。
當腸道感染或是腸道上皮細胞失去完整性（integrity）而導致腸內菌入侵，此時上皮細胞產生的發炎介質和細胞激素暫時阻斷了免疫恆定，並且吸引其他免疫細胞聚集。噬中性白血球（neutrophil）透過 netosis，釋放自身的核酸而產生 neutrophil extracellular trap（NET），減低發炎區域的物質流動率，將細菌困在原地。輔助型T細胞（helper T cell）進一步分泌細胞激素來活化鄰近的細胞、促進發炎反應來清除入侵的病源。當狀況解除之後，組織開始修復，腸道上皮細胞也恢復原本的完整性。
參考資料：
- Lora V. Hooper, Dan R. Littman, Andrew J. Macpherson (2012).Interactions Between the Microbiota and the Immune System. Science 336(6086), 1268-1273. DOI: 10.1126/science.1223490
- Clemente, J.C., Ursell, L.K., Parfrey, L.W., and Knight, R. (2012). The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view. Cell 148, 1258-1270. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2012.01.035
- Nature Immunology-Multimedia.
https://www.nature.com/ni/multimedia/index.html - Animation: Immunology in the gut mucosa.
https://www.nature.com/ni/multimedia/mucosal/index.html
撰文｜陳致曄
審稿｜黃翊柔
修訂｜黃子瑄
