摘要  膳食中嘌呤和嘧啶，对细胞免疫反应最佳功效的发挥具有重要作用。在之前的认识中，正常的生长发育过程并不需要特别的补充核苷酸，但本论文要阐明的结果是机体在应对免疫系统挑战时核苷酸是不可或缺的。这一效果可能归因于预制嘧啶对T细胞具有促发育与激活的作用。J.Nutr的研究性论文已经阐明在明确的配方食品中，如静脉注射营养配方，肠道营养配方和婴儿配方中需要补充核苷酸。

关键词  膳食 嘌呤和吡啶 免疫反应

在过去的二十年里，相当数量的流行病学数据证实：营养状况和免疫活性之间存在必然的联系。营养失调会影响机体每个组织和生理系统的结构功能，当然免疫系统也包括在内。蛋白质卡路里营养不良或者锌、铁、硒、B族维生素、脂肪酸的缺乏，都会引起胸腺细胞依赖型细胞免疫调节的畸变。直到最近，嘌呤和嘧啶仍然不被认为是人体所必需的营养物质。总体上人们一直认为在所有的活的有机体，包括人类，都有能力合成满足自身生长发育所必需的核苷酸。而这些研究一般都是片面的基于健康人群所做的，往往这些人并不需要去面对免疫系统的挑战。

基于对德克萨斯医学院和赫尔曼医院中肾移植病人的临床观察，我们开始研究膳食核苷酸对免疫功能的作用。一定数量的肾移植病人在接受与肾脏无关的静脉营养注射后，在肾脏移植后逐渐有一个较好的康复过程，排异反应小，尽管免疫抑制降低。而当病人开始正常饮食的时候，免疫抑制作用还会加强。静脉注射营养配方中缺乏预制核苷酸被认为是膳食诱导型免疫抑制的一个可能原因。

我们一开始为证明小鼠中的这种效应作用，研究了无核苷酸膳食的免疫抑制作用。无核苷酸的膳食选用的是普瑞纳5755，这是一种含有很低水平核苷酸的酪蛋白营养配方。针对各种不同研究，这种膳食配方可以增加酵母RNA，腺嘌呤或尿嘧啶，另外在其他的一些研究中无蛋白饮食配方选用普瑞纳5765。膳食的细节和使用可见Rudolph和Pizzini的研究。我们实验室已经从事了15年的大量研究来验证限制膳食核苷酸对小鼠免疫抑制的依赖作用，同时也针对大鼠进行了一些研究。研究可以分为大体的几个部分：1.针对同体种原，同种异体心脏移植，延迟型过敏症状对体内体外细胞介导免疫的影响。2.针对细菌真菌感染对机体抵抗力影响。3.对淋巴造血生长因子的影响4.对肿瘤T细胞生长的影响。

这些研究中的一部分之前已经公布，其中的细节就不再罗列。另外，1993年3月28日举办了命名为“核苷酸与营养”的专题讨论会。会议中核苷酸作为补充剂，其摄入量，新陈代谢以及与相关的其他方面都做了讨论。在此，我们将公布讨论研究的重大结果，同时针对所观察到的效果，建立机制来调节今后膳食营养的配方。

如上所述，免疫系统的功能完整性会因为膳食的不同发生显著的改变。我们大部分的研究证实，在缺乏膳食核苷酸的情况下，膳食机体的特异性和非特异性免疫反应都会显著降低。限制膳食核苷酸使用的观察效果如图1所示。如图细胞免疫功能的很多方面都受到影响，活性观察方面都存在一个降低的趋势。而观察到的这些效果还可以通过在动物的饮食中添加RNA或者尿嘧啶来改变，这也表明嘧啶在维持细胞免疫反应方面扮演重要的角色。

图1， 描述了作者对啮齿目动物免疫系统所观察到的不同反应，不同的效果在文本中进行了描述。缩略语使用：DHT，延迟型过敏反应；GM-CSF，粒-巨噬细胞集落刺激因子；GVH，移植vs宿主疾病；IL，白细胞介素；MLC，混合白细胞培养；PLN，淋巴结；TdT，末端脱氧核苷酸转移酶

通过最初的体外检测可以看出，不同膳食的动物中脾淋巴细胞对刀豆凝集素-A，植物凝集素分裂素的增生性反应有明显的降低，然而对脂多糖的增生反应影响很小。因此体外检测分析表明无核苷酸的膳食会不利于T细胞的增生性反应而不是B细胞。对绵羊红细胞或细菌敏感的不同膳食组动物中，其血清抗体活性抵御抗原方面没有展现出明显的差别。这一结果强调了无核苷酸饮食对T细胞调节反应具有下调作用。

无核苷酸膳食对免疫系统的影响作用已经通过体内功能活性的研究来确认和表征。使用荧光单克隆抗体试剂来处理不同的细胞表面标记物，通过体外检测本体或敏感膳食机体中抗体-O，抗体-Lyt1(辅助/诱导 T 细胞标志)，抗体-Lyt2(抑制剂细胞毒 T细胞物)或者抗免疫球蛋白标记物，脾细胞等这些标记物的存在。研究发现naive animal的脾淋巴细胞亚群的数量并未发生大的改变。然而，当敏感机体经历免疫反应时，无核苷酸膳食组的Lyt1⁺细胞有明显的降低，并伴有θ-活性细胞的降低，但免疫球蛋白标记物或者Lyt2 没有变化。因为Lyt1标记物是一种辅助诱导T细胞的标记物，我们关注T辅助细胞的功能。当与其他饮食组相对比时，无核苷酸膳食机体的脾淋巴细胞应对半刀豆球蛋白-A分裂素生成白细胞介素-2的能力明显降低。无核苷酸膳食组饲喂的动物中Lyt1⁺细胞数目和白细胞介素-2淋巴因子生成的减少让我们开始关注T细胞功能，活性以及T诱导细胞的生成。通过对无核苷酸膳食组添加RNA或者尿嘧啶来进行核苷酸膳食补充，可以恢复对分裂素的增生性反应，并能维持Lyt1⁺细胞的数目。但是仅仅补充RNA的话会明显增加白细胞介素-2的生成。

无核苷酸膳食组的小鼠，在添加和不添加腺嘌呤两种情况下，应对同种异体淋巴细胞时，免疫淋巴结表现出显著抑制作用，也就是机体的排斥反应。在这些研究中，膳食补充酵母RNA或者尿嘧啶的组别与无核苷酸组和腺嘌呤补充组相比，淋巴结反应增加。无核苷酸膳食组的小鼠有一个明显较弱的连续性淋巴结反应。但是无核苷酸膳食组在膳食补充酵母RNA后淋巴结反应与正常酵母RNA饲喂组小鼠达到相同的水平。这很清楚的表明膳食补充RNA可以增加淋巴结反应，也就是机体免疫反应。

延迟型皮肤过敏反应（DCH）依然是体内细胞介导免疫临床评估的标准方法，这也为评估体外细胞免疫测试提供了一个参考。记忆抗原如纯化蛋白质衍生物反应是一个次级反应；然后，主要的皮肤过敏反应能够通过新抗原来评估，新抗原也就是机体之前未曾接触的抗原。然而通过这样一个实验，可以来考察传入神经应对新致过敏抗原的能力。可通过激发试验来检测涉及抗原识别和响应效应的传出神经。很多的报道曾描述蛋白质卡路里营养失调中，对一定数量的皮肤测试抗原存在皮肤过敏反应缺陷。另外一些研究还建立了营养缺乏程度和延迟型皮肤过敏反应伤害程度之间的关系。我们的研究也表明无核苷酸膳食组的小鼠对PPD，绵羊RBC和二硝基氟代石油醚的DCH反应具有显著抑制作用。这明确了膳食动物体内淋巴结反应的评估，无核苷酸膳食组在补充RNA或尿嘧啶后DCH反应恢复。小鼠中皮肤过敏反应是通过Lyt1⁺2T（TDH）细胞亚群来调节控制的，而人体中则是依靠OKT4⁺T细胞。TDH细胞与抗原的局部关系导致了胚细胞变形，细胞增殖和代体细胞，伴随淋巴因子的生成可以放大淋巴细胞反应或拥有效应功能。发炎反应是由于淋巴因子和趋化因子释放在抗原上而引发的，这导致红斑硬化这些可评估和测量的症状。无核苷酸膳食组似乎影响了这些进程，表现出较轻的免疫反应。无核苷酸膳食组补充RNA或尿嘧啶可能在一个或多个关键点上阻止了有害通道，表现出一个对DCH反应的恢复或者维持。膳食补充核苷酸通过维持脾脏中Lyt1细胞数量和Lyt1+细胞生成白细胞介素-2来影响DCH反应的表达。

营养失调和营养不足对细胞免疫调节有特别重要和显著的影响。通过对饲喂无核苷酸或补充酵母RNA的膳食动物来测定蛋白质营养失调和饥饿的影响作用。在饥饿模型中，之前一直饲喂酵母RNA的动物对植物凝集素和伴刀豆凝集素的刺激母细胞转变实验有很强的反应。 在蛋白质营养不调研究中，动物开始饲喂无蛋白的饮食7到10天，然后换为无蛋白，无核苷酸的商品化饲料或酵母RNA。通过淋巴结分析，虽然无核苷酸膳食组的动物体重恢复到与其他组相类似的水平（除无蛋白组），但是无核苷酸组动物的淋巴结活性并没有明显恢复。这些研究清楚的阐明除单独蛋白质和能量外，在目前的营养状况下膳食补充核苷酸对修复和维持细胞免疫体系是必须的。

我们的研究还表明无核苷酸膳食免疫抑制导致小鼠心脏同种异体移植的存活延长，同时伴有捐赠体与受体的组织不相容性。我们也发现无核苷酸膳食对药物，环孢霉素A具有协同免疫抑制，这主要影响T辅助细胞的数量和功能。

最近几年，研究者开始关注通过营养不调状态下T淋巴细胞的免疫力缺乏来描述功能机理。曾经有一种无核苷酸膳食被验证能够引起小鼠T淋巴细胞损伤。这是通过检测无核苷酸膳食对鼠同基因骨髓辐射嵌合体免疫功能的效果来实现的。移植vs受体疾病死亡分析表明无核苷酸膳食组与对照非纯化膳食组比较辐射嵌合体，移植与受体脾细胞活性在骨髓移植后6-18周降低明显。

T细胞功能的损伤可能是存在免疫缺陷的T淋巴细胞分化成熟过程中的缺陷造成的。无核苷饲养的小鼠与饲喂普瑞纳5008对照组的还有只喂养酵母RNA的小鼠相比，脾、胸腺、骨髓中的TdT活性细胞的数量明显要多，而TdT活性细胞是未成熟T淋巴细胞的一个特异性标志。这清楚表明无核苷酸饲喂小鼠淋巴器官中无效或未成熟的T淋巴细胞的数量增加。这样的TdT活性细胞的增加也曾经在有免疫缺陷的营养不良儿童体内发现。Kulkarni曾经证明无核苷酸膳食可诱导产生细胞分化缺陷。无核苷酸喂养小鼠与补充酵母RNA或尿嘧啶的小鼠相比，在经历免疫挑战发生免疫反应时，我们发现引流淋巴结中诱导腺苷脱氨酶和嘌呤核苷磷酸化酶的活性降低。体内或/和体内的造血前体细胞的成长和分化通过集落刺激因子来控制。我们曾经阐明小鼠核苷酸膳食补充对造血功能的控制是一种必备方法。测定不同膳食组小鼠的活化脾脏细胞上清液中白细胞介素-2，白细胞介素-3的活性。这些淋巴因子通过辅助T细胞产生。因为白细胞介素-2作用于成熟的T细胞而产生T细胞亚群的增殖和克隆扩增，无核苷酸膳食组中该扩增的降低可以很好的解释无核苷酸饲喂小鼠脾脏中θ-活性细胞数量的减少和Lyt1+T辅助细胞的显著减少。至少这可能是限制核苷酸膳食中T细胞和T辅助细胞减少的成因之一。这一影响可以在膳食中补充RNA或者尿嘧啶来改善，如此一来就可以恢复和维持T细胞和T辅助细胞。当通过衡量其扩增正常骨髓细胞的能力来测定上清液种白细胞介素-3活性时，结果表明无核苷酸膳食组与膳食补充酵母RNA和商业饲喂的组别相比，其上清不能够刺激骨髓细胞的增殖。白细胞介素-2和白细胞介素-3是细胞周期中早期的G1阶段的进展因子，它们引起目标细胞进入S阶段，最终造成成熟T细胞（白细胞介素-2）的扩增和T细胞前体物（白细胞介素-3）的增殖分化。因此限制膳食核苷酸造成T细胞缺陷不足可能是这些动物中白细胞介素-2，白细胞介素-3不足的累积效应。

在脾脏中菌落形成单位研究中，与酵母RNA喂养和尿嘧啶喂养的老鼠相比，无核苷酸膳食和补充腺嘌呤膳食机体（亚致死辐射和正常骨髓再造）的脾脏环境不足以感应和存在菌落形成单位。无核苷酸膳食和腺嘌呤补充组中脾脏菌群较其他组别明显较少。这一结果强调了在体内无核苷酸膳食影响造血因子生成，而在体外造成了一个免疫缺失状态。

无核苷酸膳食不仅影响了正常机体T细胞的反应，而且也影响了肿瘤的引发，这已经通过EL4淋巴肿瘤细胞和5F4肿瘤细胞得到证实。这两条线在无核苷酸膳食的动物中增长较慢。这条线在同基因宿主中通常是致命的。之前的测定表明非T细胞起源的肿瘤细胞与膳食补充核苷酸并无依赖关系。这一点特别重要是因为宿主与肿瘤之间的关系并不仅仅是依赖于宿主的免疫反应更依赖于宿主的营养。因此无核苷酸膳食除了对正常的T细胞反应具有抑制作用，对肿瘤型T细胞瘤的扩增也具有抑制作用。这意味着药食之间的关系，特别是核苷酸同类物可能在治疗T细胞衍生肿瘤方面具有很高价值。

另外我们研究的重要领域是膳食核苷酸在应对细菌和真菌感染中的作用。食用特定食物的重症患者中败血症的流行对我们的研究特别重要，这就使我们的研究显得特别重要。我们发现喂养无核苷酸膳食或补充腺嘌呤的小鼠对金黄葡萄糖杆菌和白色念球菌感染具有较低的抵抗力，酵母RNA和尿嘧啶膳食补充的小鼠存活时间更长。这些结果意味着特定的肠内营养配方和静脉注射配方应该补充核苷酸以提高对感染的抵抗力。

我们的动物实验表明在限制膳食核苷酸中，不加或添加膳食核苷酸会影响机体的免疫反应。我们的实验研究清楚的表明没有嘌呤或者嘧啶的膳食会抑制体内还有体外的细胞免疫调节反应，膳食补充核苷酸反过来会恢复和维持免疫功能。这可能是因为在细胞周期的G阶段吸引T细胞以防止对在转移到S阶段时出现的不同免疫信号的反应。在定义膳食配方组成包含肠道内配方，静脉注射配方还有婴儿配方时，如果不包含核苷酸源的话可能在很多情况下会造成营养不足的情况。