接触性超敏反应（CHS）
CHS是针对半抗原发生的T细胞介导的皮肤免疫反应。临床上，CHS表现为变态反应性接触性皮炎。长久以来，CHS被视为迟发型超敏反应（DTH）的原型，然而，最近研究表明CHS无论在发病机制上还是在临床表现上都与DTH有所不同。
一般认为CHS是LC依赖性的Th1细胞因子介导的免疫反应，但是介导CHS的分子机制十分复杂。随着分子生物学的飞速发展，基因敲除（gene knockout，KO）鼠已广泛应用于CHS的研究中。这些研究革新了一些有关CHS的传统观念。研究证明LC并不是CHS反应所绝对必须的，真皮树突状细胞也可在皮肤抗原提呈中发挥重要作用。CD4+Th细胞并不是CHS反应惟一的效应细胞．CD8+Tc细胞也可发挥重要的效应作用。不但Th1细胞因子，有时Th2细胞因子也可介导CHS反应。
基因敲除鼠（KO鼠）
遗传密码突变对于了解基因的功能极有帮助。通过基因突变而阻断或改变基因的最终产物，可以直接阐明基因的性质与功能。在小鼠繁殖过程中可能会随机发生基因突变，称为自发性突变。许多自发性突变小鼠已被应用于生物学研究中。但是，在多数情况下，对其特异的遗传缺陷并不十分清楚。
近年来，生物学技术上有了两项重大突破：①由小鼠胚胎培养多能干细胞；②通过同源DNA重组引导细胞发生基因突变（诱发性突变）。这些技术可以使小鼠的某种基因发生失效突变（null mutation）而产生KO鼠。这种突变鼠缺乏某种基因以及相应的最终基因产物。自1989年第一例KO鼠产生以来，至今已有上千种KO鼠面世。在这一研究领域，华裔加拿大科学家麦德华（Tak W Mak）是世界最著名的学者之一。笔者有幸与他进行了多年合作，将多种KO鼠应用于CHS研究。
基因敲除致使CHS消失
CHS是研究体内LC抗原提呈的最佳模型。当皮肤接触变应原时，LC摄取抗原并迁移至淋巴结，将抗原性多肽提呈至T细胞。T细胞激活需要两个信号。TCR的αβ二聚体与MHC-多肽复合体相互作用释放第一信号。TCRα链KO鼠与MHC Ⅰ类抗原KO鼠不能引发CHS。
淋巴结是LC提呈抗原的场所。淋巴毒素（LT）-αKO鼠完全缺乏淋巴结，不能发生CHS。LT-βKO鼠仅25%完全缺乏淋巴结，不发生CHS。而75%则保存黏膜相关的淋巴结，则可发生CHS。
趋化性因子CCL21（SLC）及其受体CCR7对LC从皮肤迁移至淋巴结起指导作用。居住于表皮的LC不表达CCR7，但在迁移时开始表达。淋巴管内皮细胞分泌CCL21，吸引LC进入淋巴管。CCR7对LC最后定位于淋巴结T细胞区也十分重要，因为T细胞区的高内皮小静脉（high endothelial venules，HEV）和基质细胞表达CCL21。CCR7 KO鼠完全丧失CHS。
粘连分子控制细胞一细胞间的附着以及细胞穿透内皮迁移。淋巴细胞功能相关抗原-1（LFA-1）属β2整合素，对CHS反应至关重要。CD11a KO鼠缺乏LFA-1α链，而CD18 KO鼠缺乏LFA-1β链，它们均不发生CHS。选择素也与CHS有关。岩藻糖转换酶（α-1、3-fucosyItransferase，Fuc-Ts）调节选择素受体的表达。Fuc-TⅣ/Fuc-TⅤⅡ双重KO鼠丧失CHS。
细胞毒性T细胞（CTL）通过两条通路杀伤靶细胞：穿孔蛋白（ perforin）通路和Fas/FasL通路。穿孔蛋白KO鼠呈现正常的CHS。缺乏FasL的自发性突变鼠（gld鼠）的CHS也正常。然而，穿孔蛋白Ko/gld鼠（双重缺乏穿孔蛋白和FasL）丧失CHS，提示CHS需要同时激活这两条通路。
基因敲除致使CHS减弱
CD4+T细胞与CD8+T细胞分别识别MHC Ⅱ类和Ⅰ类分子结合的多肽。传统上认为CD4+T是CHS的效应细胞，而CD8+T细胞起负性调节作用。CD4 KO鼠及CD83 KO鼠的研究支持这一观念。CD4 KO鼠完全缺乏CD4+T细胞，而CD83 KO鼠的CD4+T细胞仅为正常的10%-25%，它们的CHS均减弱。然而另一些研究则提示CD8+T细胞在CHS起效应作用。MHCⅠ类基因敲除导致CHS丧失，而MHC Ⅱ类基因敲除反而使CHS增强。另外，CD8 KO鼠亦显示CHS减弱。这些看似矛盾的结果可能提示CD4+Th1与CD8+Tc1细胞均可介导CHS。
协同刺激分子与其受体作用而释放第二信号，对CHS也很重要。B7-2 KO、CD28 KO以及CD40L KO鼠都呈现CHS减弱。
粘连分子介导白细胞附着于内皮细胞。L-选择素KO、P-选择素KO以及PSGL-1（P-选择素糖蛋白配体-1）KO鼠显示CHS减弱。
一般认为Th1细胞因子在CHS起效应作用，而Th2细胞因子起负性调节作用。已发现IFN-γ受体KO鼠的CHS减弱，而IL-10 KO鼠CHS增强。然而，另一些研究提示Th2细胞因子也可起效应作用。IL-4 KO鼠的CHS非但不增强，反而减弱。STAT6对IL-4及IL-13的信号通路起关键作用，STAT6 KO鼠也呈现CHS减弱。
IL-1、IL-6、IL-18和TNF-α是前炎症性（proinflammatory）细胞因子。IL-1αKO、IL-1βKO、IL-6 KO、TNF-αKO以及TNF受体-2 KO小鼠都显示CHS减弱。caspase-1 KO鼠的CHS也减弱，可能由于缺乏成熟的IL-1β及IL-18。
基因敲除某些趋化性因子如单核细胞趋化蛋白-1（ MCP-1/CCL2）、干扰素诱导蛋白-10（IP-10/CXC10）或osteopontin（OPN）可使CHS受损。
另外，KO研究显示其他一些分子如补体C5a、Thy-1、基质金属蛋白酶（MMP）、Fc受体γ亚单位（FcRγ）以及CD39等也参与CHS反应。
基因敲除致使CHS增强
敲除某些基因可以使CHS增强，表明这些基因的最终产物对CHS反应可能起负性调节作用。与αβ T细胞的效应细胞功能不同，γδ T细胞是CHS的调节细胞。TCRδKO鼠缺乏γδ T细胞，其CHS反应明显增强。
IL-10是重要的调节性细胞因子。基因敲除IL-10致使小鼠CHS反应增强。趋化性细胞因子受体CCR5及CCR6表达于未成熟的树突状细胞以及T细胞，CCR5 KO鼠和CCR6 KO鼠呈现增强的CHS反应，提示CCR5和CCR6可能通过目前尚未明了的机制而调节T细胞免疫反应。
Ron受体属于酪氨酸激酶（TK）受体家族，参与免疫反应的许多方面，包括抗原提呈、巨噬细胞激活及一氧化氮（NO）调节。RonTK KO鼠的CHS增强，提示Ron介导的胞质内信号发送为局限、抑制炎症反应所需要。
血管生成和微血管通透性增强是各种炎症性疾病的特点。血小板反应素-2（TSP-2）是一种内源性血管生成抑制物，其在患有炎症的皮肤表达增强。TSP-2敲除鼠的CHS反应明显增强，可能与TSP-2限制水肿形成以及抑制炎细胞浸润有关。
韧黏素-C （tanascin-C）是一种细胞外间质（ECM）糖蛋白。基因敲除韧黏素-C的小鼠呈现增强的CHS反应，提示韧黏素-C对皮肤炎症的负性调节作用。感觉神经源性神经肽如：P物质也见于细胞外间质，具有多种促炎症性（proinflammatory）生物活性。中性内肽酶（NEP）属细胞表面金属蛋白酶，能降解P物质。NEP KO鼠的CHS反应明显增强，显示皮肤神经肽在CHS反应中起一定作用。
磷酸核酮糖激酶（PRK）参与干扰素调节的抗病毒、抗增殖反应。PRK KO鼠的CHS反应增强，表明这种激酶对免疫反应有抑制作用。
角质形成细胞和朗格汉斯细胞都能合成一氧化氮（NO）。这一过程由一氧化氮合成酶介导，包括可诱导性一氧化氮合成酶（iNOS）。很清楚，NO涉及皮肤免疫反应。然而，出乎预料的是iNOS KO鼠的CHS非但不减弱反而增强，其原因尚不明了。
基因敲除未改变CHS
虽然许多基因敲除鼠的研究与预期的相符合，但是有些研究却产生出未能预料的结果。某些分子被公认为对CHS反应是关键性的，然而基因敲除并未明显影响小鼠的CHS反应。
IFN-γ、IL-2和IL-12是重要的Th1细胞因子，在皮肤免疫炎症反应中起重要的效应作用。然而，IFN-γKO、IL-2 KO和IL-12P40 KO鼠却显示CHS正常。大概当某种细胞因子缺乏时，另一种或几种具有类似功能的细胞因子可替代其在CHS的作用。
当基因敲除某些重要的皮肤炎症介质时，也未明显影响小鼠的CHS反应。白三烯B4（LTB4）是一种强炎症介质，在急性皮肤炎症反应中起重要作用。然而，出乎预料地LTB4水解酶KO鼠（缺乏LTB4）却呈现正常的CHS。IL-1受体相关激酶（IRAK）参与IL-1和IL-18的信号传导，而IL-1和IL-18对CHS反应十分重要。意外地，IRAK KO鼠的CHS反应正常，提示可能另外存在IRAK非依赖通路。
基因敲除某些协同刺激因子和粘连分子也不明显影响小鼠的CHS。B7-1 KO、E-选择素KO、血小板、内皮细胞粘连分子-1（PECAM-1）KO鼠具有正常的CHS反应。
虽然前面提及的TCRδ KO鼠（FVB背景）呈现增强的CHS，但C57 BL/6背景的TCRδKO鼠的CHS正常，表明小鼠的遗传学背景影响小鼠的CHS。类似地，韧黏素-C KO鼠（BALB/c背景）呈现增强的CHS，但是C3H/NeH或C57BL/6背景KO鼠的CHS却正常。
IL-1β KO鼠对半抗原OXZ的CHS反应正常，但对TNCB的反应减弱，提示半抗原的类型也影响CHS。十分类似地，IL-4 KO鼠对OXZ的CHS正常，但对DNFB的反应减弱．CD40L KO鼠对DNFB呈正常的CHS反应，而对FITC的反应减弱。
结语
基因敲除鼠的应用给CHS研究带来一场革命。KO研究产生出许多无法预料的结果，对以往的一些传统观念提出了挑战。KO技术对CHS研究的强大冲击不仅由于它们帮助回答了一些重要问题，而且也因为它们提出了很多新问题。例如，INF-γ KO鼠的CHS正常，使人们对作为主要效应性细胞因子INF-γ在CHS的关键作用提出了质疑。再如，IL-3 KO鼠的CHS明显受损，然而作为造血细胞生长因子的IL-3又是如何影响CHS反应的？通过进一步研究来回答这些新问题，将有助于进一步阐明介导CHS的复杂分子生物学机制。
