腸上皮由單層上皮細(xì)胞組成，上皮細(xì)胞通過緊密連接相連，并間插免疫細(xì)胞（圖1）。最近的一項(xiàng)單細(xì)胞RNA測(cè)序（scRNA-seq）研究表明，活動(dòng)性潰瘍性結(jié)腸炎患者的結(jié)腸杯狀細(xì)胞分泌蛋白WFDC2下調(diào)可能導(dǎo)致黏液層形成過程異常、微生物群定植和入侵增加以及上皮屏障破壞。這些發(fā)現(xiàn)提示W(wǎng)FDC2和杯狀細(xì)胞產(chǎn)生的其他分子可能在潰瘍性結(jié)腸炎中發(fā)揮保護(hù)作用。基質(zhì)細(xì)胞是非造血間充質(zhì)細(xì)胞，包括成纖維細(xì)胞、肌成纖維細(xì)胞和血管周圍周細(xì)胞；基質(zhì)細(xì)胞位于固有層上皮之下，在纖維化和傷口愈合過程中發(fā)揮重要作用。最近的一篇文獻(xiàn)指出，一個(gè)以前未知的成纖維細(xì)胞亞群在加重潰瘍性結(jié)腸炎方面發(fā)揮作用，其機(jī)制是免疫細(xì)胞吸引物趨化因子CCL19和CCL21表達(dá)增加，此外可誘導(dǎo)某些免疫細(xì)胞亞群產(chǎn)生2型細(xì)胞因子的白介素-33也表達(dá)增加9。因此，旨在增強(qiáng)上皮屏障功能的方法可能成為IBD的潛在治療策略。遺傳學(xué)、基因組學(xué)和表觀基因組學(xué)
迄今全基因組關(guān)聯(lián)研究已識(shí)別出超過240個(gè)影響以下幾個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)變異：識(shí)別微生物產(chǎn)物的細(xì)胞內(nèi)通路（如NOD2），促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器再循環(huán)和細(xì)胞內(nèi)微生物清除（如ATG16L1）的自噬通路，調(diào)節(jié)上皮屏障功能的基因（如ECM1），以及調(diào)節(jié)固有免疫和適應(yīng)性免疫通路（如IL23R和IL10）。在克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎中，分別僅有8%～13%和4%～7%的變異可用已知的IBD風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)解釋，但遺傳因素（如抗炎IL10信號(hào)通路的變異）可能在極早發(fā)型IBD患兒中起更重要的作用。全基因組分析側(cè)重于識(shí)別旨在達(dá)到以下目的的分子特征（如基因表達(dá)和表觀遺傳修飾）：在克羅恩病或潰瘍性結(jié)腸炎這一經(jīng)典分類中區(qū)分其他亞型，鑒別克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎，或者區(qū)分IBD和健康狀態(tài)。對(duì)結(jié)腸組織樣本的基因表達(dá)和染色質(zhì)可及性所做的分析已用于識(shí)別克羅恩病的兩種分子亞型，這兩種亞型在細(xì)胞代謝（如葡萄糖和脂質(zhì)代謝途徑）和免疫信號(hào)傳導(dǎo)通路（如白介素受體、G蛋白偶聯(lián)受體和Toll樣受體）方面存在差異。其他研究已經(jīng)識(shí)別出IBD患者組織中表達(dá)水平較高的基因，如在IBD患者的發(fā)炎腸組織中，細(xì)胞因子抑瘤素M的表達(dá)水平升高，這預(yù)示了后續(xù)抗TNF療法的失敗。技術(shù)的進(jìn)步使我們可以在單細(xì)胞水平進(jìn)行轉(zhuǎn)錄譜分析（如scRNA-seq）和高維蛋白質(zhì)分析（如質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)），這樣可以識(shí)別出IBD相關(guān)標(biāo)簽，并發(fā)現(xiàn)IBD中富集或減少的成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞和免疫細(xì)胞新亞群。遺傳學(xué)、基因組學(xué)和表觀遺傳學(xué)研究具有在特定細(xì)胞亞型中識(shí)別基因和通路的潛力，而這些基因和通路在未來可能成為治療靶點(diǎn)或協(xié)助臨床決策的生物標(biāo)志物。圖1. 處于健康狀態(tài)的腸黏膜免疫系統(tǒng)
總體而言，克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎均與微生物種類總數(shù)、多樣性和豐富性減少相關(guān)，提示基于微生物群的干預(yù)措施（如糞菌移植）可能對(duì)IBD有效。然而，在臨床試驗(yàn)中，糞便移植對(duì)IBD的療效因試驗(yàn)而異，其原因可能是試驗(yàn)設(shè)計(jì)差異，包括糞便供者選擇、移植途徑、輸入次數(shù)和抗生素預(yù)治療的應(yīng)用。供者糞便中可能對(duì)IBD產(chǎn)生有益作用的具體成分仍然不確定，而要合理設(shè)計(jì)出基于微生物群的療法，確定該成分是必要的第一步。此外，微生物群研究有可能發(fā)現(xiàn)通過影響?zhàn)つっ庖呦到y(tǒng)來促進(jìn)或減輕腸道炎癥的微生物或微生物群，從而幫助我們尋求新的IBD治療方法。黏膜免疫系統(tǒng)是人體免疫系統(tǒng)的最大組成部分，包含全部淋巴細(xì)胞的約75%，并且產(chǎn)生健康人體內(nèi)的大部分免疫球蛋白。不同于全身免疫，黏膜免疫必須同時(shí)平衡以下兩方面相反需求：一方面是提供針對(duì)病原體的保護(hù)性免疫，另一方面是避免針對(duì)食物抗原和共生微生物的過度免疫應(yīng)答。在腸黏膜中，免疫細(xì)胞存在于有組織的次級(jí)淋巴結(jié)構(gòu)（統(tǒng)稱為腸道相關(guān)淋巴組織[GALT]）內(nèi)，也存在于負(fù)責(zé)腸組織引流的腸系膜淋巴結(jié)內(nèi)，這些淋巴結(jié)嵌入表面上皮細(xì)胞之間和底層結(jié)締組織中。針對(duì)微生物或其產(chǎn)物（如釀酒酵母、E. coli外膜蛋白C [OmpC]和細(xì)菌鞭毛蛋白[CBir1]）的抗體在IBD患者中易檢測(cè)到，但這些抗體是否直接參與IBD的發(fā)病機(jī)制尚不確定。與IgA占優(yōu)勢(shì)的健康腸道組織不同，在發(fā)炎IBD組織中，IgG明顯占優(yōu)勢(shì)，因此有人提出IgA缺乏、IgG增加或兩者同時(shí)存在可能具有致病性。實(shí)際上，在小鼠中，IgA生成過程缺陷或某些IgA特異性的親和力成熟過程缺陷會(huì)導(dǎo)致腸道微生物群多樣性減少，并導(dǎo)致腸道炎癥。此外，在潰瘍性結(jié)腸炎患者的結(jié)腸黏膜中，我們已觀察到共生微生物群特異性IgG抗體增多；在小鼠模型中，由于巨噬細(xì)胞活化、中性粒細(xì)胞募集和17型免疫（即產(chǎn)生17型細(xì)胞因子的所有免疫細(xì)胞），抗共生微生物群IgG抗體受到的誘導(dǎo)導(dǎo)致了腸道炎癥。因此，由于在IBD組織中觀察到的IgG優(yōu)勢(shì)可能通過幾種機(jī)制（包括募集炎性免疫細(xì)胞和激活補(bǔ)體，導(dǎo)致細(xì)胞溶解）導(dǎo)致腸道炎癥，因此靶向生成IgG的漿細(xì)胞，或者將IgG優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)镮gA優(yōu)勢(shì)的方法可能成為IBD治療策略。活化T細(xì)胞可分化成效應(yīng)細(xì)胞、調(diào)節(jié)細(xì)胞和記憶細(xì)胞亞群（圖3）。一般而言，效應(yīng)細(xì)胞可產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子，并針對(duì)微生物感染提供即時(shí)保護(hù)，調(diào)節(jié)細(xì)胞可減輕炎癥，而記憶細(xì)胞壽命長(zhǎng)且可提供持久免疫力。效應(yīng)CD4+ T細(xì)胞還具有其他異質(zhì)性，受到初始細(xì)胞被激活時(shí)所處細(xì)胞因子微環(huán)境的影響（圖3）。圖2. 炎性腸?。↖BD）中的腸黏膜免疫系統(tǒng)
IBD患者發(fā)生微生物生態(tài)失調(diào)，并伴有黏液層破壞、上皮緊密連接失調(diào)、帕內(nèi)特細(xì)胞數(shù)量和功能缺陷以及腸通透性增加，從而導(dǎo)致細(xì)菌暴露增加?；罨木奘杉?xì)胞吞噬微生物群，并增加TNF、IL6、IL23和IL12水平，從而促進(jìn)了炎癥。中性粒細(xì)胞釋放預(yù)先形成并儲(chǔ)存在各種細(xì)胞內(nèi)顆粒中的分子。攜帶抗原的樹突狀細(xì)胞保留在派爾集合淋巴結(jié)中，或遷移到腸系膜淋巴結(jié)并在此向初始T細(xì)胞呈遞抗原。CD4+ T細(xì)胞增殖并分化成效應(yīng)T細(xì)胞亞群，如Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞。分化的Th1和Th17細(xì)胞上調(diào)趨化因子受體和整合素，使Th1和Th17細(xì)胞進(jìn)入全身循環(huán)并歸巢到腸道組織，它們?cè)谶@里具有炎癥功能，如Th1細(xì)胞產(chǎn)生IFγ，Th17細(xì)胞產(chǎn)生IL17A、IL17F和IL22。產(chǎn)生IFγ的ILC1細(xì)胞、產(chǎn)生IL17A的ILC3細(xì)胞和分泌IgG的漿細(xì)胞增加。上皮區(qū)室和固有層中的TRM細(xì)胞被活化并擴(kuò)增，產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子、殺死感染細(xì)胞、向固有細(xì)胞報(bào)警并募集更多免疫細(xì)胞。已批準(zhǔn)或在研的治療方法（以藍(lán)色顯示）包括中和對(duì)炎癥有促進(jìn)作用的細(xì)胞因子（抗TNF、抗IL12p40和抗IL23p19抗體）或者驅(qū)動(dòng)效應(yīng)CD4+ T細(xì)胞亞群分化（抗IL12p40和抗IL23p19抗體）；抑制炎癥通路下游的信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)（JAK抑制劑）；阻斷淋巴細(xì)胞向腸道的遷移（抗α4β7、抗β7、抗αEβ7和抗MAdCAM-1抗體）或者抑制淋巴細(xì)胞離開淋巴結(jié)（S1PR調(diào)節(jié)劑）；減少炎性介質(zhì)的產(chǎn)生（PDE4抑制劑和TLR9激動(dòng)劑）；或者促進(jìn)傷口愈合（基于間充質(zhì)干細(xì)胞的方法）。
研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)小鼠模型和IBD患者涉及了1型免疫（如Th1細(xì)胞和ILC1）和17型免疫（如Th17細(xì)胞和第3組ILC）。IL17A可能具有多重效應(yīng)：除了誘導(dǎo)炎癥外，還可促進(jìn)腸道上皮屏障功能和修復(fù)，在可限制Th17細(xì)胞致病性的自調(diào)節(jié)回路中發(fā)揮作用，并且提供針對(duì)共生真菌的保護(hù)作用。這些發(fā)現(xiàn)凸顯出調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)在維持腸道黏膜穩(wěn)態(tài)和健康方面的復(fù)雜性。因此，通過以下機(jī)制靶向1型和17型免疫的治療策略是當(dāng)前治療IBD的主要手段：淋巴細(xì)胞遷移（抗整合素和S1PR調(diào)節(jié)劑）或細(xì)胞因子信號(hào)傳導(dǎo)（抗IL12和IL23抗體，以及JAK抑制劑）。表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子FOXP3的Treg細(xì)胞通過多種機(jī)制維持免疫穩(wěn)態(tài)，這些機(jī)制包括表達(dá)抑制性分子（如CTLA-4，以及T細(xì)胞免疫受體TIGIT）和產(chǎn)生抗炎細(xì)胞因子（如IL10和TGF-β）。此外，Treg細(xì)胞具有非免疫功能，如通過產(chǎn)生生長(zhǎng)因子雙調(diào)蛋白來介導(dǎo)組織修復(fù)。圖3. 免疫細(xì)胞異質(zhì)性
初始CD4+ T細(xì)胞（圖A，左側(cè)）與帶有同源抗原的樹突狀細(xì)胞相互作用后，可以分化成不同的效應(yīng)細(xì)胞亞型（如1、2、9、17和22型輔助性T[Th1、Th2、Th9、Th17和Th22]細(xì)胞，以及濾泡輔助性T [TFH]細(xì)胞），它們各自產(chǎn)生一組特征性的細(xì)胞因子。向效應(yīng)細(xì)胞亞群分化的過程受到初始CD8+ T細(xì)胞被激活時(shí)所處細(xì)胞因子微環(huán)境的控制，上述分化可使譜系決定性轉(zhuǎn)錄因子（如Th1的T-bet，以及Th17的RORγ）上調(diào)。固有淋巴樣細(xì)胞可分成ILC1、ILC2和ILC3亞群，類似于CD4+ Th1、Th2和Th17 T細(xì)胞亞群。Treg細(xì)胞（圖A，右側(cè)）具有顯著異質(zhì)性，胸腺Treg（tTreg）亞群在胸腺中成熟，而外周（pTreg）細(xì)胞是從初始CD4+ T細(xì)胞分化而來（CD4+ T細(xì)胞在外周與攜帶抗原的樹突狀細(xì)胞相互作用，同時(shí)與TGF-β、視黃酸和SCFA等因子相互作用）。一些證據(jù)提示，tTreg細(xì)胞可識(shí)別自身抗原，而pTreg細(xì)胞則優(yōu)先識(shí)別源于微生物的抗原。Treg細(xì)胞根據(jù)其激活狀態(tài)而具有其他異質(zhì)性，并且可以進(jìn)一步細(xì)分成激活的效應(yīng)Treg（eTreg）和靜息中央Treg（cTreg）細(xì)胞。最后，研究表明，Treg細(xì)胞采用與CD4+ T細(xì)胞亞群相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子。例如，某些Treg細(xì)胞可上調(diào)T-bet，使其可以遷移至含有Th1細(xì)胞的部位，并特異性抑制1型免疫應(yīng)答。濾泡調(diào)節(jié)性T（Tfr）細(xì)胞可抑制生發(fā)中心內(nèi)抗體分泌細(xì)胞的分化，部分機(jī)制是通過對(duì)TFH細(xì)胞的作用。記憶T細(xì)胞可大致分成循環(huán)和組織駐留亞群（圖B）。循環(huán)亞群包括：中央記憶T（TCM）細(xì)胞（檢查淋巴結(jié)），以及周圍記憶T（TPM）細(xì)胞和效應(yīng)記憶T（TEM）細(xì)胞（檢查組織）。TEM細(xì)胞具有進(jìn)一步的異質(zhì)性，其他亞型包括TEMRA（重新表達(dá)CD45RA的效應(yīng)記憶T細(xì)胞）和終末分化的TEM細(xì)胞（這些細(xì)胞仍保留在循環(huán)中）。我們描述的循環(huán)記憶T細(xì)胞亞群之間可能有重疊，例如TPM細(xì)胞可以是TEM細(xì)胞的一個(gè)亞群。一旦形成，TRM細(xì)胞就駐留在組織中，這些細(xì)胞具有其他的分子和功能異質(zhì)性。每種記憶T細(xì)胞亞群在IBD中的相對(duì)作用仍然未知。腸上皮區(qū)室和固有層中的T細(xì)胞是異質(zhì)的（圖C）。最近的單細(xì)胞研究表明，在發(fā)炎的IBD組織中，各種T細(xì)胞亞群的數(shù)量和比例增加。這些T細(xì)胞亞群在IBD中的相對(duì)作用和相互關(guān)系仍然未知。
數(shù)項(xiàng)研究表明，IBD患者發(fā)炎組織中的Treg細(xì)胞增加，這似乎提示這些細(xì)胞有功能缺陷，F(xiàn)OXP3（Treg細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子）在活化的常規(guī)T細(xì)胞中也可低水平短暫表達(dá)。但是，大多數(shù)研究尚未考慮Treg細(xì)胞可能的異質(zhì)性，并且Treg細(xì)胞亞群在IBD中受到差異性影響的可能性仍然存在。實(shí)際上，一項(xiàng)研究表明，克羅恩病患者的發(fā)炎組織中富含RORγt+ FOXP3+ Treg細(xì)胞，這些細(xì)胞可產(chǎn)生IL17A和IFγ，同時(shí)仍維持抑制功能。之后的一項(xiàng)研究表明，潰瘍性結(jié)腸炎患者的腸組織中可能富含類似的RORγt+ FOXP3lo細(xì)胞群。我們尚不清楚這些細(xì)胞代表發(fā)生適應(yīng)后，可抑制17型免疫應(yīng)答的Treg細(xì)胞亞群，還是代表因不再表達(dá)FOXP3而正轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏⌒孕?yīng)細(xì)胞表型的細(xì)胞，上述情況增加了在Treg細(xì)胞可塑性和穩(wěn)定性方面的不確定性。此外，由于這些研究中的Treg細(xì)胞是在活動(dòng)性IBD的背景下進(jìn)行評(píng)估，因此很難確定觀察到的Treg細(xì)胞表型是腸道炎癥的原因還是后果。雖然存在這些問題，但通過提高Treg細(xì)胞數(shù)量、功能或這兩方面來減輕IBD腸道炎癥的策略正在評(píng)估中。除了產(chǎn)生效應(yīng)性和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的異質(zhì)性亞群外，活化的CD4+和CD8+ T細(xì)胞還可產(chǎn)生功能多樣的循環(huán)和組織駐留記憶細(xì)胞亞群（圖3）；組織駐留記憶T（TRM）細(xì)胞的特征是在腸黏膜中高水平表達(dá)CD69和CD103。一旦在微生物的激發(fā)下形成，TRM細(xì)胞就定位在關(guān)鍵屏障表面（如皮膚，以及腸道、生殖器官和呼吸道黏膜），并且直接識(shí)別抗原，增強(qiáng)固有免疫和招募循環(huán)記憶T細(xì)胞，從而在感染早期階段減少微生物負(fù)荷。由于駐留在組織中的免疫細(xì)胞處于活化、平衡狀態(tài)并且位于屏障表面，因此它們可能在器官特異性自身免疫和炎性疾病中發(fā)揮致病作用。我們觀察到克羅恩病通常表現(xiàn)為跳躍性病變（即炎癥部位之間間隔正常黏膜），這使人聯(lián)想到銀屑病，銀屑病加重往往發(fā)生于同一皮膚部位，并且與在克隆上相關(guān)的TRM樣細(xì)胞有關(guān)。此外，克羅恩病在回腸結(jié)腸切除術(shù)后往往于手術(shù)吻合部位復(fù)發(fā)，這增加了TRM細(xì)胞涉及其中的可能性。實(shí)際上，TRM樣細(xì)胞數(shù)量在潰瘍性結(jié)腸炎和克羅恩病中均增加。有數(shù)據(jù)表明鼠類和人類TRM細(xì)胞可以離開組織并再次進(jìn)入血液循環(huán)，這與潰瘍性結(jié)腸炎患者的以下觀察結(jié)果一致：在外周血中，與處于炎癥狀態(tài)的腸道CD8+ TRM細(xì)胞在克隆上相關(guān)的CD8+ T細(xì)胞數(shù)量增加，這些現(xiàn)象產(chǎn)生了下面這個(gè)引人關(guān)注的可能性：離開腸道組織的CD8+ TRM細(xì)胞再次進(jìn)入血液循環(huán)可能與IBD累及胃腸道以外其他器官系統(tǒng)的趨勢(shì)相關(guān)。這些Eomeshi CD8+ TRM細(xì)胞與潰瘍性結(jié)腸炎患者體內(nèi)富含的其他T細(xì)胞亞群之間的關(guān)系，以及它們?cè)贗BD和抗原特異性中的功能尚待確定。綜上所述，這些數(shù)據(jù)指出，長(zhǎng)壽記憶T細(xì)胞群（尤其是組織駐留亞群）可能使IBD成為慢性疾病，而且可能是潛在治療靶點(diǎn)。
