2005年8月1日，由荷兰阿姆斯特丹自由大学医学中心Reina E. Mebius教授作为通讯作者，在免疫学顶级综述期刊Nature Reviews Immunology发表题为：Structure and function of the spleen的论文。

论文官网截图

Reina E. Mebius课题组联系信息

摘要

脾脏具备独特的组织结构，可整合固有免疫与适应性免疫两大系统。脾脏的解剖结构使其能够清除循环系统中衰老的红细胞，并高效清除经血行播散的病原微生物与细胞碎片。脾脏同时拥有高度有序的淋巴分区结构，二者共同赋予其机体抗细菌、抗真菌免疫应答中核心器官的地位。本文综述梳理了近年相关研究进展，帮助人们进一步理解这一复杂器官的生理功能。

脾脏位于腹腔内、膈肌正下方，并与胃相连，是人体最大的血液滤过器官 [1,2]。从结构本质来看，脾脏的动脉血管呈树枝状逐级分支，细小动脉分支最终汇入静脉窦网系统。脾脏外层由结缔组织构成纤维被膜包裹，被膜向内延伸形成小梁，支撑脾脏粗大血管（图1）。

图1. 脾脏结构。a.脾脏整体模式图：脾脏输入动脉逐级分支形成中央小动脉，动脉外周包裹白髓区域；白髓包含T细胞区（又称动脉周围淋巴鞘，PALS）、动脉血管与B细胞滤泡。小动脉终止于红髓髓索，血液流经髓索后汇入静脉窦（见图 2），全部静脉窦最终汇集为脾脏输出静脉。粗大动、静脉伴行走行于结缔组织小梁内，小梁与脾脏外层被膜相连。b.啮齿类与灵长类动物白髓结构对比：二者主要差异集中在白髓外周的边缘区结构。与小鼠不同，人类脾脏边缘分为内层、外层两部分，边缘区外侧环绕大面积滤泡旁区；部分血管终止于滤泡旁区，毛细血管末梢被巨噬细胞包裹。这类巨噬细胞特异性表达唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素1（Siglec1）[98,99]。

动脉供血的细小分支外被淋巴组织包裹（图1），这部分组织构成脾脏白髓。啮齿类动物体内，部分最细的动脉分支终止于边缘窦——即白髓与外围边缘区之间的腔隙；其余动脉分支则穿过边缘区，汇入红髓静脉系统，红髓因充满血液的宽大血窦而得名。人类脾脏中，部分血流终止于滤泡旁区（图1b）。脾脏身处血液循环通路，且淋巴分区结构特殊，使其成为独一无二的淋巴器官；这一点也体现在胚胎发育层面，其发育模式与其他淋巴器官存在明显差异（知识框1）。

---

知识框1.脾脏的胚胎发育

胚胎发育阶段，脾脏形成的起始事件发生于胚胎第12天（E12），脏壁中胚层板（SMP）开始生成，该过程也是机体左右不对称轴建立的环节之一。脏壁中胚层板起源于中胚层，可看作脾脏发育的组织诱导中心，即脾脏原基。若脏壁中胚层板发育缺陷，小鼠会完全无法形成脾脏，这类缺陷可见于显性半肢畸形（DH）突变小鼠、同源盒转录因子BAPX1（袋状同源盒同源物 1）敲除小鼠 [82,83]。此外，同源盒因子HOX11缺失会造成脏壁中胚层板细胞增殖停滞，脾脏后续发育完全中断 [84]。碱性螺旋-环-螺旋转录因子Capsulin、WT1（维尔姆斯肿瘤 1 因子）自胚胎第12天起便在脾脏原基中表达，二者均是脾脏形成的必需调控分子 [85,86]。

最早定植于脾脏的是红系、髓系祖细胞；胚胎第14.5 天，上述祖细胞迁入后，造血干细胞才定居脾脏（综述见文献 [87]）。胚胎第13.5 天，脾脏内即可检出淋巴组织诱导细胞（LTi），其表型特征为CD4⁺CD3⁻CD45⁺[88]。该类细胞可诱导派尔集合淋巴结、鼻相关淋巴组织（NALT）发育，同时被认为对淋巴结的发生提供相似诱导信号 [89]。淋巴结与派尔集合淋巴结的发育流程高度相似，淋巴毒素β受体信号是二者成熟的核心通路 [89]。但脾脏发育依赖一套独有的分子互作网络，调控机制与淋巴结、肠道派尔结完全不同。

---

脾脏拥有功能高度特化的巨噬细胞，再加上独特的解剖分区（尤以边缘区最为关键），这两大特点决定了脾脏是机体早期识别、清除荚膜致病菌的核心场所 [1]。本文将阐述脾脏巨噬细胞的双重功能：一方面通过模式识别受体识别、吞噬病原体；另一方面参与脾脏整体组织结构的构建。文中重点阐释脾脏巨噬细胞通过竞争性掠夺铁离子实现抑菌杀菌的机制，并汇总近年分子层面研究进展，解析滤泡B细胞与边缘区B细胞的分化、迁移相关分子互作通路（知识框 2）。

---

知识框2. 边缘区B细胞与滤泡B细胞的分化生成。

近年多项研究证实，成熟B细胞最终分化为边缘区B细胞还是滤泡B细胞的命运抉择，受Notch蛋白信号通路与E家族转录因子活性共同调控 [90,91]。若缺失Notch2或RBP-J（免疫球蛋白 κ 连接区重组信号结合蛋白1，Notch信号通路必需的DNA结合分子），机体将无法发育出边缘区B细胞，证明Notch2信号是边缘区B细胞分化的必要条件 [90,92]。与此结论一致的是，Notch2可在边缘区成熟B细胞中检出，这类成熟B细胞仍具备双向分化潜能，既可成为边缘区B细胞，也可分化为滤泡B细胞 [93]。与之相反，滤泡B细胞高表达MINT（MSH 同源盒互作核靶蛋白）；MINT可竞争性结合Notch胞内结构域，阻断RBP-J与Notch的相互作用。当细胞内MINT处于高表达水平时，Notch信号通路被显著抑制，成熟B细胞会优先分化为滤泡B细胞。由此可见，细胞内MINT的表达丰度可决定脾脏成熟B细胞的分化命运。

螺旋-环-螺旋转录因子E2A及其拮抗蛋白ID3的表达水平，同样调控成熟B细胞分化方向 [91]：E2A低表达时，细胞更倾向分化为边缘区B细胞；而ID3缺失会促使滤泡B细胞大量生成。由 Notch 通路激活ID3高表达均可驱动成熟B细胞向边缘区B细胞分化，推测Notch信号可上调ID3表达；而Notch信号的激活强度，又由成熟B细胞自身MINT表达量决定。

另有研究提出，B 细胞受体（BCR）信号强度同样参与成熟 B 细胞的命运抉择；锌指转录因子 Aiolos 与布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）对两类 B 细胞分化发挥相反调控作用 [94]。Aiolos 缺陷小鼠体内无法形成边缘区 B 细胞；BTK 是 BCR 信号下游关键活化分子，BTK 缺失时，机体仅保留边缘区 B 细胞，滤泡 B 细胞发育不受影响 [95,96]。Aiolos 缺陷会伴随 BCR 信号异常增强，据此提出调控模型：Aiolos 是 BTK 通路的负向调控分子 [94]。该模型认为：成熟 B 细胞接受强 BCR 信号刺激后，将定向分化为滤泡 B 细胞；弱 BCR 信号则诱导细胞发育为边缘区 B 细胞。

综上，成熟 B 细胞的分化命运由一套复杂调控网络共同决定，调控组分包含 BCR 信号强度、Notch2 通路、E 家族转录因子。该完整调控机制仍需更多实验进一步阐明 [97]。

---

上述一系列最新研究成果重新激起了学界对脾脏的研究热情，也让我们更清晰地认识这一重要器官结构与功能的内在关联。本文综述主要基于啮齿类动物实验开展，啮齿类脾脏解剖结构与人类存在细微区别；图1b以示意图形式对比展示了灵长类与啮齿类脾脏的解剖差异。

红髓

本章节将介绍脾脏高效的血液滤过系统，以及红髓巨噬细胞在机体铁循环过程中发挥的关键作用。此外，本文还将说明，这类巨噬细胞内调控铁代谢的相关通路，同时参与清除血液中的病原菌。

血液滤过功能

红髓静脉系统具备特殊结构，赋予该区域独特的血液滤过能力，可清除衰老红细胞。动脉血流入红髓髓索；髓索由成纤维细胞与网状纤维构成，属于无内皮衬里的开放式血管系统 [3]，内部分布大量巨噬细胞。血液从髓索汇入红髓静脉窦，所有静脉窦最终汇集为脾静脉。静脉窦内衬内皮细胞具有不连续的特殊结构：基底膜下方存在应力纤维，纤维走向与细胞长轴平行 [4]。应力纤维将内皮细胞与胞外基质组分相连，由肌动蛋白、肌球蛋白样丝束构成；提示纤维可通过丝束滑动效应调控内皮细胞间缝隙的开合（图 2）。应力纤维排布方式搭配静脉窦内皮细胞的平行排列结构，迫使髓索内血液只能穿过应力纤维形成的缝隙流入静脉窦 [5]。衰老红细胞细胞膜硬化、变形能力下降，难以通过狭窄缝隙，滞留于髓索中，随即被髓索内的红髓巨噬细胞吞噬清除 [6]。应力纤维的收缩特性还可截留红细胞，在犬、马等多种哺乳动物体内均观察到该现象：脾脏可作为红细胞储存库，动物静息状态下减少循环血容量、降低血液黏稠度，减轻心脏泵血负荷 [7]。

图2. 脾脏红髓静脉窦结构示意图。本图为分布于红髓髓索内的静脉窦模式图，箭头指示血液流动方向：血液由髓索汇入静脉窦。静脉窦内壁由平行排列的内皮细胞构成；内皮细胞通过应力纤维与环形纤维相连，环形纤维由胞外基质组分组装而成。应力沿内皮细胞长轴走行，在内皮细胞相互接触的区域分布最为密集。应力纤维具备收缩能力，可调控内皮细胞间缝隙的开合，以此控制血液与血细胞在红髓髓索、静脉窦及下游静脉系统之间的通行。红髓髓索中分布大量巨噬细胞；衰老红细胞细胞膜僵硬、无法穿过内皮缝隙，会被巨噬细胞吞噬清除。

铁循环代谢

红细胞吞噬作用是红细胞更新的核心环节，脾脏巨噬细胞与肝脏巨噬细胞共同承担机体铁回收循环的核心工作 [8]。红细胞进入巨噬细胞的吞噬溶酶体后发生水解，血红蛋白经蛋白酶降解释放血红素；血红素进一步分解为胆绿素、一氧化碳与二价亚铁离子（Fe²⁺），铁离子随后排出胞外或储存于细胞内 [9]。细胞内未利用、未释放的铁以铁蛋白（胞质蛋白）形式储存；当细胞铁储存量较大时，铁蛋白聚集形成含铁血黄素 —— 一种铁蛋白部分降解形成的不溶性复合物 [8]，在红髓巨噬细胞中可清晰观察到其沉积。巨噬细胞可通过游离铁蛋白或低分子量复合物释放铁，二者进入血液后迅速与血浆转铁蛋白结合，由转铁蛋白转运至全身。

除巨噬细胞吞噬清除红细胞外，全身血管内大量红细胞会因细胞膜持续损伤发生血管内溶血，释放血红蛋白 [8]；血红蛋白随即与触珠蛋白结合。巨噬细胞膜上特异性血红蛋白受体CD163介导胞吞作用，可清除循环内游离血红蛋白 [10]。脾脏巨噬细胞铁释放量受骨髓造血需求调控，但具体调控机制尚不明确。绝大多数细胞依靠二价金属离子 pH 依赖性转运蛋白——天然抗性相关巨噬细胞蛋白2（NRAMP2）摄取铁；该蛋白存在于转铁蛋白受体阳性循环内体，介导内体膜上铁蛋白结合铁向细胞质转运 [11]。值得关注的是，单核细胞与巨噬细胞还表达另一型NRAMP家族蛋白NRAMP1 [12]。最初研究发现NRAMP1可调控近交系小鼠对胞内致病菌的抵抗力，机制为该蛋白能跨吞噬体膜转运铁离子。尽管学界对铁转运方向尚存争议，但最终结果均为剥夺细菌生存所需铁、抑制病原菌增殖 [13]。由此可见，NRAMP1是细胞原有基础铁转运通路演化而来的免疫效应分子：红髓巨噬细胞本就通过吞噬红细胞执行铁代谢，NRAMP1使其同步获得拮抗病原体的能力，将脾脏红髓两大核心功能有机关联。

铁是宿主与病原菌生存的必需元素。多种病原菌可分泌铁载体（高亲和力铁结合小分子）竞争夺取血清与组织内铁；铁载体结合铁后，经细菌特异性受体转运回胞内供细菌利用 [14]。巨噬细胞识别细菌、激活Toll样受体信号通路后，可分泌脂质运载蛋白 2 等分子；该蛋白能与铁载体结合，阻断细菌摄取铁，抑制病原菌增殖 [15]。脂质运载蛋白2由多种髓系细胞合成，红髓巨噬细胞可快速大量诱导表达。上述特征表明：红髓依靠开放式血管与静脉窦复合解剖结构实现高效滤血；同时红髓巨噬细胞兼具调控铁代谢、清除病原菌的特殊功能。

抗体生成场所

红髓也是浆母细胞与浆细胞定居的重要部位。B细胞在白髓滤泡内完成抗原特异性分化后，浆母细胞迁移至红髓，最初聚集于边缘区外侧区域 [16]；但介导浆母细胞滞留的精确解剖位点与细胞间互作机制尚未阐明（综述见文献 [17]）。红髓内浆母细胞分布模式与淋巴结髓索浆母细胞一致；滤泡外原位生成抗体可使抗体快速释放入血液循环。现有证据表明：浆母细胞上调趋化因子受体CXCR4后，受趋化因子CXCL12（红髓高表达）趋化向红髓迁移 [18]；同时下调CXCR5、CCR7两类趋化受体（二者介导细胞归巢至白髓B细胞滤泡、T细胞区稳态趋化因子）。研究证实，浆母细胞依赖CD11c高表达树突状细胞（DC）才能在红髓存活，并完成向浆细胞的终末分化 [19]。CD11c高表达树突状细胞分布于白髓T细胞区，同时存在延伸入红髓的桥通道内，为浆母细胞分化提供微环境支持。已有报道指出，机体接触抗原后，抗体生成细胞会短暂定居于桥通道 [20]。

淋巴区室的组织结构

本节介绍脾脏淋巴区——白髓的解剖结构，重点阐述免疫系统各类细胞迁移、定居于白髓不同亚区的最新研究机制。

白髓

白髓沿动脉分支形成淋巴鞘，分为T细胞区与B细胞区，整体结构与淋巴结高度相似。特定趋化因子调控白髓正常构建与稳态维持，分别趋化T、B细胞归巢至各自区域，以此划分白髓内功能分区（图3）。T 细胞区又称动脉周围淋巴鞘（PALS），T 细胞在此与树突状细胞、途经的B细胞发生相互作用；B细胞滤泡（B细胞区）内，活化B细胞发生克隆扩增，完成抗体类别转换与体细胞高频突变。B细胞迁移至滤泡依赖趋化因子CXCL13 [21]；CC型趋化因子配体19（CCL19）、CCL21负责招募T细胞与树突状细胞聚集于T细胞区 [22,23]（图3）。上述趋化因子的表达受淋巴毒素α1β2（LT-α1β2）、肿瘤坏死因子（TNF）调控 [24]。若淋巴毒素β受体（LT-βR）或肿瘤坏死因子受体1（TNFR1）信号通路缺失，脾脏内稳态趋化因子CXCL13、CCL19、CCL21表达水平下降，最终造成白髓结构紊乱 [24]（表 1）。LT-βR与TNFR1均表达于辐射抵抗型基质细胞，其配体由造血细胞（主要为 B 细胞）分泌，该结论在辐射嵌合体实验中得到验证 [25-27]。受体被激活后，核因子κB通路活化，诱导多种趋化因子转录表达。

图3. 脾脏与淋巴结的淋巴区室及淋巴细胞迁移通路对比。a. 脾脏。淋巴细胞经边缘区迁入脾脏白髓，该归巢过程由趋化因子受体信号介导。CXC型趋化因子配体13（CXCL13）趋化B细胞定向迁移至B细胞滤泡；CC型趋化因子配体19（CCL19）、CCL21则引导T细胞进入 T 细胞区。目前尚不明确淋巴细胞迁出白髓的具体通路。b. 淋巴结。仅有少量淋巴细胞通过输入淋巴管进入淋巴结；绝大多数淋巴细胞经由特化血管 —— 高内皮微静脉（HEV）迁入，随后分别迁移至B细胞滤泡、T细胞区，该定向迁移同样分别受CXCL13、CCL19/CCL21调控。淋巴细胞经输出淋巴管离开淋巴结，随后淋巴液汇入血液循环，细胞重回血循环系统。

介导B细胞向滤泡归巢的关键趋化因子CXCL13，由CD35⁺滤泡树突状细胞（FDC）及其邻近基质细胞分泌 [21]。B细胞表面表达趋化因子受体CXCR5，介导细胞向滤泡定向迁移。此外，CXCR5信号可上调B细胞膜表面LT-α1β2；LT-α1β2反过来诱导滤泡树突状细胞分化并持续分泌CXCL13，形成正向反馈环路。

T细胞区完整性调控存在类似机制：T细胞区基质细胞大量分泌CCL19、CCL21，二者是T细胞招募与滞留的核心分子 [28]（图 3）；T细胞区树突状细胞也可分泌CCL19，但分泌量远低于基质细胞 [28]。T 细胞区基质微环境发育阶段，表达LT-α1β2的B细胞是基质细胞足量分泌CCL21的必要条件，B细胞与基质细胞的关键互作发生于新生小鼠早期 [29]。与之相反，有研究构建B细胞特异性LT-β缺陷小鼠并进行免疫刺激，发现CCL21表达仅轻微下调，提示表达LT-α1β2的 B 细胞对基质细胞的调控作用并非绝对必需 [30]。但该类实验均在免疫后检测趋化因子水平，存在两种可能性：①免疫刺激可诱导B细胞以外的其他细胞表达LT-α1β2，代偿趋化因子分泌；②免疫后其他TNF家族分子可直接刺激基质细胞合成CCL21。

边缘区

造血细胞持续经血循环进入淋巴器官、再回流至血液，是机体搜寻病原体与抗原的高效循环模式。脾脏边缘区是血细胞离开循环、迁入白髓的关键过渡区域。该迁移过程为主动调控，依赖G蛋白偶联受体信号通路 [31]，机制与白细胞穿越炎症内皮的多步迁移模型相似 [32]；目前淋巴细胞迁入白髓的完整分子互作网络仍存在争议。

边缘区除作为细胞转运通道外，还存在大量组织驻留细胞。各类细胞具备独特表型，且彼此依赖以维持定位，共同构建并稳定边缘区整体结构（图4）。边缘区存在两类特征明确的巨噬细胞亚群：

边缘区巨噬细胞（MZM）：构成外层巨噬细胞环，特征高表达C型凝集素 SIGNR1（小鼠 DC-SIGN 同源分子）[33-35]、I 型清道夫受体MARCO（含胶原结构巨噬细胞受体）[36]（图 4）。

边缘区金属嗜性巨噬细胞（MMM）：更靠近白髓，形成内层巨噬细胞环，特异性表达黏附分子Siglec1（唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素 1，又称唾液黏附素）[37]。两类巨噬细胞之间分布边缘区B细胞与一类树突状细胞亚群 [38,39]（图 4）。

B细胞对边缘区的形成与稳态维持至关重要。先天缺失B细胞或诱导清除体内B细胞的动物模型中，两类边缘区巨噬细胞会同步消失 [40,41]。在淋巴结发育过程中，CD4⁺CD3⁻CD45⁺淋巴组织诱导细胞通过LT-βR信号上调基质细胞趋化因子与黏附分子表达 [42,43]；推测B细胞在脾脏边缘区构建中发挥类似诱导功能。表达LT-α1β2的成熟B细胞可结合边缘区内皮/基质细胞表面LT-βR，诱导多种趋化因子分泌，进而调控各类免疫细胞亚群的定居与滞留。无论成熟B细胞长期定居于边缘区成为边缘区B细胞，还是途经边缘区迁移至B细胞滤泡，均可启动该诱导通路。该机制与现有研究结果吻合：边缘区巨噬细胞依赖CCL19、CCL21实现定位；缺失两种趋化因子时，巨噬细胞无法稳定分布于边缘窦内皮旁的专属区域；而敲除CXCL13后，甘露糖受体阳性树突状细胞亚群从边缘区消失 [38,44]。目前尚未发现特异性调控边缘区金属嗜性巨噬细胞招募、滞留的趋化因子，但鉴于B细胞是维持该亚群存活的核心细胞，趋化因子必然参与其定位调控 [40]。反之，边缘区巨噬细胞表面MARCO分子是边缘区B细胞稳定滞留的必需分子 [45]，证明两类细胞存在双向调控。

边缘区B细胞虽可受刺激迁移进入白髓，但属于边缘区特化、相对静止的细胞群体，表型与滤泡B细胞差异显著。近年研究逐步揭示其定居、滞留的分子机制，涉及脂质受体与趋化因子受体的复杂交叉调控。边缘区B细胞高表达1-磷酸鞘氨醇受体S1P1、S1P3（配体为溶血磷脂1-磷酸鞘氨醇S1P）；该类受体已被证实调控T细胞迁出胸腺、淋巴结 [46,47]。边缘区B细胞S1P1、S1P3表达量显著高于滤泡B细胞 [48]；体外实验中仅边缘区B细胞可对S1P产生强烈趋化应答 [48]。该应答主要由S1P3介导，S1P3缺陷小鼠的边缘区B细胞丧失向S1P迁移的能力 [48,49]。但S1P3缺失不影响边缘区B细胞初始归巢，说明S1P介导的趋化并非细胞定居边缘区的起始条件。

边缘区B细胞的初始定位依赖S1P1信号：S1P1缺陷B细胞无法滞留边缘区，直接迁入B细胞滤泡 [48]（表 1）。若同时敲除趋化因子CXCL13（介导B细胞向滤泡迁移），S1P1缺陷B细胞的边缘区定居能力可恢复。该实验证明：S1P信号对细胞迁移的调控优先级高于CXCL13趋化信号[48]。T细胞中已报道类似调控模式：血液、淋巴液生理浓度的S1P可抑制T细胞对趋化因子的应答 [50,51]。边缘区B细胞遵循相同规律：经脂多糖（LPS）刺激或结合抗原后，细胞下调S1P1、S1P3表达，进而迁移至B细胞滤泡 [48]。S1P1缺失时，B细胞存在两种迁移趋势：①响应CXCL13 迁入滤泡；②下调介导边缘区滞留的黏附分子。参与边缘区B细胞锚定的整合素主要为淋巴细胞功能相关抗原1（LFA1，αLβ2 整合素）、α4β1整合素，分别结合细胞间黏附分子1（ICAM1）、血管细胞黏附分子1（VCAM1）[52]。佐证证据：LPS刺激边缘区B细胞后，细胞同步下调S1P1、S1P3及整合素LFA1、α4β1 [48,52]。但S1P1缺陷小鼠的边缘区 B 细胞体外仍可稳定结合 ICAM1、VCAM1，说明S1P1信号不直接调控整合素表达。另有实验提示其他趋化/脂质受体参与调控：CXCR5、S1P1双敲除小鼠的B细胞仍能停留在边缘区；百日咳毒素（阻断全部趋化因子受体信号）处理后，细胞全部迁出边缘区 [48,53]。据此推测：边缘区B细胞膜表面趋化或脂质受体激活后，可上调整合素表达，维持细胞滞留。综上，边缘区B细胞定居过程由一套独特、复杂的分子互作网络调控，凸显该细胞亚群在边缘区的特殊免疫功能。

边缘区完整解剖结构的发育依赖非造血细胞表达S1P3。S1P3敲除小鼠体内，黏膜血管地址素细胞黏附分子1（MADCAM1）阳性内皮细胞无法形成连续单层衬里包裹边缘窦；MADCAM1⁺细胞弥散分布于白髓外周大范围区域。同时S1P3缺陷小鼠边缘区B细胞数量增多，环绕白髓形成更宽大、结构松散的细胞环（表1）。边缘区结构异常直接导致小鼠对T细胞非依赖抗原的免疫应答缺陷 [49]。该研究证实边缘区及其内皮衬里构成物理屏障：S1P3敲除小鼠经LPS刺激后，边缘区B细胞可更快迁入滤泡 [49]。

表1.脾脏结构发育异常或特异性细胞亚群缺失的突变小鼠汇总。* 代表小鼠（或条件性基因敲除模型中的细胞），这类小鼠缺失特定细胞膜分子或转录因子，主要造成脾脏结构排布紊乱、脾脏特异性细胞亚群缺失。‡指将突变小鼠胎肝造血细胞移植至野生型小鼠体内构建嵌合体动物模型。§ 表示细胞弥散分布于更大区域内。¶ 仅列举众多影响边缘区B细胞分化缺陷中的代表性一例；其余相关分子因暂无脾脏结构相关研究报道，未列入本表（详见知识框2）。

脾脏中的固有免疫与适应性免疫

脾脏特殊的解剖结构使大部分血流流经边缘区、紧贴白髓走行，便于免疫系统持续高效监控血液中的病原。本节将阐述各类免疫细胞在对应解剖区域的功能，以及细胞功能与其定居淋巴区室结构的关联。

脾脏可同步高效启动固有免疫与适应性免疫，是维持全身免疫稳态的核心器官。白髓仅介导适应性免疫应答；而边缘区凭借特化巨噬细胞亚群与边缘区B细胞，同时承担固有免疫、适应性免疫双重功能。

一、固有免疫应答

为高效捕获血源病原体与抗原，边缘区驻留细胞表达多种特异性受体，部分受体为该区域特有（图4）。除多数组织巨噬细胞共有的模式识别受体（如 Toll 样受体）介导病原体清除外 [54]，边缘区巨噬细胞特异性表达C型凝集素SIGNR1与I型清道夫受体MARCO。SIGNR1可高效结合多糖类抗原，例如结核分枝杆菌表面的甘露糖脂阿拉伯甘露聚糖 [34,55]；二者结合后结核分枝杆菌被细胞内吞，转运至溶酶体降解清除 [35]。同时 SIGNR1是清除肺炎链球菌的关键分子 [33,56]，也可结合多种病毒，参与病毒摄取清除 [35,57]，这与早期研究证实边缘区巨噬细胞主导病毒清除的结论一致 [58]。边缘区巨噬细胞另一关键受体MARCO可识别大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等多种致病菌；SIGNR1与MARCO对病原体的识别谱形成高度互补。

图4. 构成脾脏边缘区各类细胞的解剖定位。网状成纤维细胞搭建起边缘区的支架结构，该细胞支架和红髓网状成纤维细胞、边缘窦窦壁内皮细胞相互连通。支架结构当中最具标志性的细胞为边缘区巨噬细胞，该细胞同时表达MARCO（含胶原结构巨噬细胞受体）与SIGNR1（人源 DC‑SIGN 的小鼠同源蛋白）。边缘区B细胞同样是边缘区的关键细胞类群。除以上两类定居细胞之外，大量淋巴细胞、树突状细胞以及粒细胞会在此处穿行；部分血流经由边缘区之后流向红髓（见图1）。淋巴细胞与树突状细胞需要穿过一层窦壁衬里细胞，才可经由边缘窦迁入白髓；该层细胞构成边缘区和白髓之间的屏障，并且表达黏膜血管地址素黏附分子‑1（MADCAM1）。紧贴窦壁衬里细胞下层分布一圈SIGLEC1阳性巨噬细胞，也就是边缘区金属嗜性巨噬细胞。

边缘区金属嗜性巨噬细胞表达Siglec1，既能结合免疫细胞表面含唾液酸的分子，也可识别病原体表面唾液酸残基。Siglec1属于不断扩增的唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素（Siglec）家族，该家族分子以识别唾液酸、保守结构域为特征 [59]，广泛表达于单核细胞、树突状细胞等造血细胞表面，介导细胞间相互作用。除Siglec1外，CD22、CD33等其余Siglec分子的配体结合基序会被细胞自身表面唾液酸顺式结合遮蔽，仅细胞活化后暴露；而边缘区金属嗜性巨噬细胞高表达持续暴露配体结合位点的Siglec1，可富集血源病原体，随后通过吞噬作用清除。已有研究证实，Siglec1可结合并摄取脑膜炎奈瑟菌来源脂多糖，以此机制捕获病原菌 [60]。

病原体被边缘区细胞摄取后会发生怎样的级联反应？病毒感染时，边缘区金属嗜性巨噬细胞是α、β干扰素的主要分泌细胞，而边缘区巨噬细胞分泌干扰素水平更低 [61]。有报道指出边缘区巨噬细胞几乎不表达MHC II类分子，推测其通过释放经补体调理的病原体降解产物，间接激活边缘区B细胞 [62]。

边缘区B细胞是边缘区另一核心细胞亚群，专门识别血源病原体；活化后可快速分化为IgM分泌型浆细胞，或分化为专职抗原提呈细胞（APC）启动后续应答 [63]。边缘区B细胞与脾脏滤泡B细胞存在明确表型区分 [39]：

边缘区B细胞：高表达IgM、CD1d、CD9、CD21、CD22，低表达IgD、CD23、B220；滤泡B细胞：高表达IgD，IgM、CD21、CD22 表达低于边缘区B细胞，几乎无CD1d、CD9表达。

边缘区活化后，边缘区B细胞、部分树突状细胞亚群等驻留细胞可迁入白髓。可溶性抗原被边缘区B细胞摄取后，该细胞进入白髓成为强效抗原提呈细胞，激活初始CD4⁺T细胞 [64]；脂多糖刺激可下调边缘区B细胞S1P1、S1P3表达，使其响应滤泡树突状细胞分泌的CXCL13，迁移进入B细胞滤泡 [48]。同理，甘露糖受体阳性边缘区树突状细胞表达CXCR5，依靠S1P1/S1P3稳定滞留于边缘区；免疫活化后两类受体下调，细胞迁入B细胞滤泡 [38]。短暂停留于边缘区的循环树突状细胞活化后也会定向迁移至白髓，该过程是启动适应性免疫的必要环节。杜氏利什曼原虫感染模型证实：感染会下调树突状细胞CCR7，阻碍抗原提呈细胞迁入脾脏白髓，造成寄生虫全身扩散；回输高表达CCR7 的活化骨髓源树突状细胞可显著抑制寄生虫增殖，证明树突状细胞迁入白髓可增强宿主抗感染保护能力（无法完全排除细胞回输带来的细胞数量增益效应）[65]。

脾切除患者与基因敲除小鼠的研究直接证实脾脏抵御血源病原体的核心地位：脾脏缺失后，机体无法针对多种细菌组分产生有效免疫应答；人类脾切除后需终身预防性服用抗生素 [66]。

二、适应性免疫应答

抗原提呈细胞迁入白髓（尤其T细胞区）是启动适应性免疫的关键步骤。白髓整体结构、免疫生理功能与淋巴结高度相似 [67]，二者核心差异在于淋巴细胞归巢途径：

淋巴结：绝大多数淋巴细胞经高内皮微静脉（HEV）、输入淋巴管迁入；脾脏：所有免疫细胞必须穿过边缘区才能进入白髓（图4）。

边缘区中固有免疫细胞、边缘区B细胞呈战略性分布，快速清除入侵血源细菌。针对完整活菌的早期应答中，循环树突状细胞捕获血液细菌并转运至脾脏；进入脾脏后，这类树突状细胞在桥通道内介导B细胞初步分化，生成可分泌抗体的浆母细胞 [68]。活化抗原提呈细胞进入白髓后激活T细胞，T细胞同步上调CXCR5、下调CCR7，定向迁移至B细胞滤泡边缘 [69]。与之对应，B细胞滤泡内抗原结合B细胞受体后，B细胞上调CCR7，迁移至滤泡边缘接受活化T细胞辅助 [70]（淋巴结内淋巴细胞迁移遵循完全相同调控逻辑 [71]）。

B细胞与活化T细胞接触后，在滤泡内完成抗体类别转换；随后分为两个去向：一部分迁移至红髓与边缘区，另一部分停留于脾脏生发中心 [72]。脾脏白髓与淋巴结均存在管状网状通路 —— 导管系统 [73,74]，该结构可快速转运趋化因子、多肽等小分子至淋巴区室。二者核心区别：

脾脏白髓导管系统的小分子来源于血液循环，淋巴结导管分子由淋巴液携带 [73-76]；两类淋巴器官导管存在分子筛选差异，部分分子仅能进入其中一类导管通路 [73,74]。

淋巴结导管结构：核心为I型胶原纤维，外层微纤维区可被ERTR7抗体识别，再依次包裹基底膜、网状成纤维细胞 [77]；脾脏导管同样共定位ERTR7抗原 [74]。环绕白髓导管的网状成纤维细胞特征性表达基质标志物gp38与VCAM1（未发表数据）；淋巴结网状成纤维细胞也表达gp38，体外gp38⁺VCAM1⁺基质细胞可合成含ERTR7抗原的胞外基质 [77,78]。该合成过程依赖淋巴细胞通过TNFR、LT-βR通路激活基质细胞 [78]，说明造血细胞与网状成纤维细胞的紧密互作调控淋巴器官导管系统重塑。免疫应答期间淋巴结胞外基质（含导管结构）会发生彻底重构，直接印证该调控关系 [78]。

导管狭窄管道可转运哪些物质？淋巴结中，输入淋巴携带的趋化因子经导管快速送达高内皮微静脉管腔侧 [73,75,76]；引流区域发生炎症时，高内皮微静脉表面趋化因子谱快速改变，招募粒细胞、单核细胞等常规不通过HEV归巢的免疫细胞。脾脏无高内皮微静脉，导管系统相关趋化因子主导白髓内细胞迁移与滞留 [74]；环绕导管的网状成纤维细胞自身也可合成趋化因子，经导管通路扩散。网状成纤维细胞经TNFR、LT-βR信号活化后，可诱导CCL19、CCL21、CXCL13等稳态趋化因子表达 [78,79]。此外，血液中小分子量可溶性抗原可通过导管进入白髓，被导管周边树突状细胞摄取；该过程无需细胞活化信号，可能参与机体对这类抗原的免疫耐受诱导。

淋巴细胞迁出机制

淋巴细胞可通过输出淋巴管离开淋巴结（图3），该过程依赖细胞下调S1P1表达。脾脏白髓的细胞迁出同样受精密调控，具备明确生理功能：例如CD8⁺效应T细胞下调CCR7，脱离脾脏白髓进入血液循环，浸润外周组织；CCR7表达下调是强效抗病毒应答的必要条件，人为阻断该下调会显著削弱病毒清除效率 [80]。

目前淋巴细胞迁出白髓的分子机制、解剖通路尚未完全阐明；现有假说认为细胞经边缘区离开白髓、重回血液循环，迁移通道为桥通道。桥通道可视作白髓向边缘区、红髓延伸的突起结构，是细胞通行的专用通路 [81]。

结束语

脾脏是功能极具特色的器官，集多项核心生理功能于一体：高效吞噬衰老红细胞、完成机体铁循环，捕获并清除侵入机体的病原体，同时启动适应性免疫应答。脾脏通过分区化的特殊解剖结构，将上述独立功能整合在单一器官内，这种特化分区模式是其他淋巴器官不具备的。尽管大量研究已勾勒出脾脏整体结构及各分区核心功能，但调控脾脏关键生理过程的多种细胞互作模式与分子机制仍有待深入解析。举例而言，现有研究证实白髓内存在导管系统介导小分子转运，而红髓中同样分布着发达的胞外基质网络，同样具备小分子快速转运能力，该基质网络的精确组分与生理功能尚不明确。此外，各类免疫细胞滞留、迁出边缘区的调控条件尚未完全阐明；淋巴细胞离开白髓的迁移通路、边缘区B细胞与边缘区巨噬细胞相互依存的分子基础，以及这种细胞互作对免疫应答的影响，均有待进一步研究。深入阐明上述生物学过程，解析固有免疫与适应性免疫协同作用的完整机制，将有助于优化机体抗感染策略，研发更高效的疫苗。

研究巨噬细胞的体内功能，动物实验时，一个重要的研究手段就是使用体内给药巨噬细胞清除剂氯膦酸盐脂质体ClodronateLiposomes，Liposomes脂质体可以被单核巨噬细胞吞噬后，其包裹的氯膦酸盐释放导致吞噬细胞凋亡。Target Technology研发的首款产品：氯膦酸钠脂质体与对照脂质体巨噬细胞清除套装（货号C283539），因在2018年清华大学《Cell》发表的经典论文《The Mevalonate Pathway Is a Druggable Target for Vaccine Adjuvant Discovery》中被成功应用，成为科研领域备受瞩目的明星产品。Target Technology十年深耕单核巨噬细胞脂质体清除领域产品给终端客户，同时提供脂质体试剂贴牌代工服务（OEM）给同行数年，良好口碑广泛相传。

原始文献

Mebius, R., Kraal, G. Structure and function of the spleen. Nat Rev Immunol 5, 606–616 (2005). https://doi.org/10.1038/nri1669