單核巨噬細胞在梅毒免疫中的作用

周田田 連石 張海萍

·綜述·

單核巨噬細胞在梅毒免疫中的作用

周田田 連石 張海萍

梅毒是蒼白密螺旋體引起的一種慢性傳染病。目前認為梅毒的表象和過程由遲發(fā)型超敏反應(yīng)(DHC)的水平?jīng)Q定,強烈的DHC與成熟硬下疳時期機體清除自身感染的微生物有關(guān),二期、三期梅毒中多種變化的癥狀是免疫反應(yīng)未能徹底清除微生物的表現(xiàn)[1]。在一期硬下疳及二期損害中浸潤細胞主要為淋巴細胞及漿細胞,可有巨噬細胞,巨細胞罕見。晚期活動性梅毒皮損內(nèi)有大量的細胞浸潤,有時有巨細胞。晚期心血管及中樞神經(jīng)系統(tǒng)梅毒有相似的細胞浸潤[2]。淋巴器官組織病理表現(xiàn)為持續(xù)的淋巴樣組織增生,淋巴竇尤其是引流感染皮膚的區(qū)域充滿增大淡染的巨噬細胞[1]。巨噬細胞在梅毒的三期病變中都能觀察到,而其相關(guān)免疫學機制尚未完全闡明。研究者對巨噬細胞免疫學機制的了解正在逐步加深,對巨噬細胞在梅毒中的免疫學作用機制進行概述。

一、血管對單核細胞黏附的增加

Riley等[3]研究了致病蒼白密螺旋體(Tp)激活培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)的能力,研究表明,Tp誘發(fā)了細胞間黏附分子1(ICAM-1)和HUVEC表面促凝活性物質(zhì)的表達。從Tp中提取的47 000脂蛋白刺激HUVEC后,其ICAM-1的表達也提高了,提示螺旋體膜脂蛋白在內(nèi)皮細胞的激活中起到重要作用。Riley等[4]在2年后的研究中進一步發(fā)現(xiàn),HUVEC激活后對淋巴細胞和單核細胞的黏附增加,這是單核細胞穿過血管內(nèi)皮,進入組織分化為巨噬細胞,在局部引發(fā)梅毒早期免疫的第一步。

二、抗原對巨噬細胞的募集

Norgard等[5]報道了用合成的六脂肽作為天然密螺旋體脂蛋白的替代物激活免疫細胞。小鼠和兔皮下注射相當于梅毒螺旋體Tp47 000脂蛋白誘發(fā)了劑量依賴性皮炎：最初主要是嗜中性(小鼠)和異嗜性(兔)細胞浸潤,繼而主要由單核細胞組成的浸潤。2001年Sellati等擴展了這一研究,他們在健康受試者皮內(nèi)注射相當于梅毒螺旋體17 000和47 000脂蛋白N端的合成脂肽,檢測炎癥反應(yīng),通過流式細胞儀檢測注射部位皮損皰液中的細胞分布。與外周血相比,皰液中單核巨噬細胞,皮膚淋巴細胞抗原陽性的記憶T細胞和樹突狀細胞較豐富[6]。上述研究表明,在復(fù)雜的組織環(huán)境中脂肽有招募巨噬細胞的能力,因此梅毒的發(fā)病機制中,梅毒螺旋體的17 000和47 000的脂蛋白可能在招募巨噬細胞中發(fā)揮了作用。

三、抗原對巨噬細胞的免疫逃避機制

可以在一期硬下疳中發(fā)現(xiàn)大量Tp。Th1免疫反應(yīng)有利于巨噬細胞介導(dǎo)的吞噬作用殺滅螺旋體,但是仍然有少數(shù)Tp逃避免疫清除。Tp的免疫逃避機制大體可歸結(jié)為：①致病梅毒螺旋體外層的囊樣物質(zhì)的屏障作用;②這種物質(zhì)和致病密螺旋體的其他一些生物學屬性可使其逃避巨噬細胞和其他吞噬細胞的吞噬;③不同種密螺旋體的抗原競爭引發(fā)了部分耐受;④梅毒螺旋體感染可能造成宿主免疫抑制性物質(zhì)和可以抑制淋巴細胞、巨噬細胞和其他細胞正常功能的物質(zhì)的產(chǎn)生[7]。

Lukehart等[8]檢測皮損消退的不同時期,其中Tp有對調(diào)理素作用的反應(yīng)和對體外巨噬細胞吞噬作用的易感性。研究提示,在大部分細菌被清除后仍持續(xù)存在的病原體對吞噬作用有抵抗力,梅毒螺旋體的某一亞群對巨噬細胞吞噬的抵抗力可能導(dǎo)致了免疫逃避,但這一研究并無確切證據(jù)。Noss等[9]在Toll樣受體2(TLR-2)依賴的巨噬細胞MHC II類分子表達抑制研究中,證明梅毒螺旋體的脂肽合成物具有抑制巨噬細胞抗原提呈的作用,此作用可能與TLR-2依賴的巨噬細胞MHC II表達受抑制有關(guān)。Radolf等[10]在研究與轉(zhuǎn)錄相關(guān)的TP0262時發(fā)現(xiàn),Tp適當?shù)恼w代謝過程的調(diào)節(jié)有利于逃避宿主的免疫。Weigel等[11]在研究Tp47 000主要脂蛋白免疫原的分子結(jié)構(gòu)時發(fā)現(xiàn),Tp的大多數(shù)結(jié)合蛋白類是錨定于胞質(zhì)膜的脂蛋白免疫原,外膜僅含有限的表面暴露跨膜蛋白。這一獨特的模型部分解釋了病原體很強的逃避宿主免疫防御的能力。Moore等[12]也支持這一觀點,但與巨噬細胞的關(guān)系尚不明確。

四、巨噬細胞的活化途徑

1.TLR-2途徑：TLR-2是巨噬細胞表面的革蘭陽性菌肽聚糖和磷壁酸、某些細菌和支原體的脂蛋白和脂肽的受體,Lien等[13]發(fā)現(xiàn),表達TLR-2的細胞能被存活可動的疏螺旋體刺激,提示天然的疏螺旋體感染與TLR-2對脂蛋白的識別相關(guān)。無TLR-2的中國倉鼠巨噬細胞對脂蛋白/脂肽刺激不敏感,證實了天然蛋白與配體結(jié)合在巨噬細胞激活中的作用。

2.CD14依賴的途徑：CD14是單核-巨噬細胞表面細菌脂多糖(LPS)的受體,能夠選擇性識別感染時血漿中形成的脂多糖結(jié)合蛋白(LPS-LBP)復(fù)合物,使位于同一巨噬細胞表面的TLR4接受LPS的刺激,導(dǎo)致單核-巨噬細胞活化,使其吞噬和殺菌能力增強。Sellati等[14]使用未分化的THP-1細胞轉(zhuǎn)染CD14及CD14缺陷BALB/c小鼠的腹腔巨噬細胞,觀察根據(jù)梅毒螺旋體47 000脂蛋白N端合成的脂肽刺激單核細胞活化時CD14的作用,發(fā)現(xiàn)鼠抗人CD14抗體可以阻斷47 000脂肽對成熟THP-1細胞的活化(劑量依賴性IL-8濃度的降低),證實了CD14依賴性信號途徑的存在。

五、Th1型細胞對巨噬細胞免疫學功能的影響

Leader等[15]用芝加哥系Tp感染兔睪丸,測定皮損中不同T淋巴細胞群的相對豐度、Th1/Th2相關(guān)細胞因子,發(fā)現(xiàn)感染達峰值時主要是CD4+T細胞,睪丸炎消退期間CD8+T細胞比例升高,IFN-γ和IL-10 mRNA的最高水平分別出現(xiàn)在第11天和18天,為抗梅毒螺旋體免疫反應(yīng)早期Th1占優(yōu)勢的假說提供了進一步證據(jù)。Arroll等[16]在研究兔梅毒感染過程中,T細胞對一組Tp抗原應(yīng)答時發(fā)現(xiàn),試驗誘導(dǎo)了IL-2和IFN-γ的表達,而未檢測到IL-10 mRNA,表明梅毒感染中對Tp抗原的T細胞應(yīng)答偏向于Th1型。Van Voorhis等[17]使用反轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)檢測13例一期和二期梅毒皮損中的細胞因子mRNA,發(fā)現(xiàn)一期和二期皮損中均含編碼IL-2,IFN-γ,IL-12p40和IL-10的mRNA,所有皮損中未檢測到編碼IL-4的信使,13例中10例未檢測到編碼IL-5或IL-13的mRNA,這些發(fā)現(xiàn)與Th1占主導(dǎo)的局部細胞反應(yīng)激活了巨噬細胞一致。

六、血清調(diào)理素對巨噬細胞吞噬和殺傷病原體的影響

Baker-Zander等[18]檢測由VDRL抗原免疫誘導(dǎo)的兔血清、親和層析純化的兔VDRL抗體血清以及正常血清中巨噬細胞對Tp的攝取率,發(fā)現(xiàn)前兩種增強了對Tp的吞噬作用。研究指出盡管VDRL抗體有調(diào)理素功能,但不能促進巨噬細胞介導(dǎo)的殺螺旋體作用。Shaffer等[19]也認為抗兔梅毒螺旋體的免疫球蛋白IgG促進了巨噬細胞的吞噬作用,而未提及IgG是否有促進巨噬細胞殺傷螺旋體的作用。

Baker-Zander等[20]曾將密螺旋體和巨噬細胞以1∶200的比例分別和加熱的10%免疫血清、正常血清共同孵育。孵育2～10 h后,在正常兔的多個部位皮下注射這些混合物,10 h后在與免疫血清共同孵育的混合物注射部位中,只有7%(1/14)的注射部位出現(xiàn)了皮損，而與正常血清共同孵育的混合物注射部位90%(9/10)出現(xiàn)了皮損(P＜0.001),認為巨噬細胞對受調(diào)理素作用的密螺旋體的殺傷作用增強。

綜上所述,在梅毒的免疫反應(yīng)中,巨噬細胞從進入組織中被激活到發(fā)揮免疫學作用都有其完整的分子學機制,與細胞免疫和抗體有錯綜復(fù)雜的相互作用機制,目前對巨噬細胞的研究有兩個局限性,第一是實驗大都停留在對動物巨噬細胞的研究中,第二是研究方向雜亂,還未形成對巨噬細胞作用機制的系統(tǒng)性研究。對人巨噬細胞在梅毒免疫中的作用機制的研究將有重要意義。

[1]Carlson JA，Dabiri G，Cribier B，et al.The immunopathobiology ofsyphilis:the manifestationsand course ofsyphilisare determined by the level of delayed-type hypersensitivity[J].Am J Dermatopathol，2011，33(5):433-460.

[2] 趙辨.實用皮膚病學[M].江蘇科學技術(shù)出版社，2001:524.

[3]Riley BS，Oppenheimer-Marks N，Hansen EJ，et al.VirulentTreponema pallidumactivates human vascular endothelial cells[J].J Infect Dis，1992，165(3):484-493.

[4]Riley BS，Oppenheimer-Marks N，Radolf JD，et al.VirulentTreponema pallidumpromotes adhesion of leukocytes to human vascular endothelial cells[J].Infect Immun，1994，62(10):4622-4625.

[5]Norgard MV，Riley BS，Richardson JA，et al.Dermal inflammation elicited by synthetic analogs ofTreponema pallidumand Borrelia burgdorferi lipoproteins[J].Infect Immun，1995，63(4):1507-1515.

[6]Sellati TJ，Waldrop SL，Salazar JC，et al.The cutaneous response in humans toTreponema pallidumlipoprotein analogues involves cellular elements of both innate and adaptive immunity[J].J Immunol，2001，166(6):4131-4140.

[7]Pavis CS，F(xiàn)olds JD，Baseman JB.Cell-mediated immunity during syphilis[J].Br J Vener Dis，1978，54(3):144-150.

[8]Lukehart SA，Shaffer JM，Baker-Zander SA.A subpopulation ofTreponemapallidumis resistantto phagocytosis:possible mechanism of persistence[J].J Infect Dis，1992，166(6):1449-1453.

[9]Noss EH，Pai RK，Sellati TJ，et al.Toll-like receptor 2-dependent inhibition of macrophage class II MHC expression and antigen processing by 19-kDa lipoprotein ofMycobacterium tuberculosis[J].J Immunol，2001，167(2):910-918.

[10]Radolf JD，DesrosiersDC.Treponemapallidum，thestealth pathogen，changes，but how[J]?.Mol Microbiol，2009，72(5):1081-1086.

[11]Weigel LM，Radolf JD，Norgard MV.The 47-kDa major lipoprotein immunogen ofTreponemapallidumisa penicillin-binding protein with carboxypeptidase activity[J].Proc Natl Acad Sci U S A，1994，91(24):11611-11615.

[12]Moore MW，Cruz AR，LaVake CJ，et al.Phagocytosis of Borrelia burgdorferi andTreponema pallidumpotentiates innate immune activation and induces gamma interferon production[J].Infect Immun，2007，75(4):2046-2062.

[13]Lien E，Sellati TJ，Yoshimura A，et al.Toll-like receptor 2 functions as a pattern recognition receptor for diverse bacterial products[J].J Biol Chem，1999，274(47):33419-33425.

[14]Sellati TJ，Bouis DA，Kitchens RL，et al.Treponema pallidumand Borrelia burgdorferi lipoproteins and synthetic lipopeptides activate monocytic cells via a CD14-dependent pathway distinct from that used by lipopolysaccharide[J].J Immunol，1998，160(11):5455-5464.

[15]Leader BT，Godornes C，VanVoorhis WC，et al.CD4+lymphocytes and gamma interferon predominate in local immune responses in early experimental syphilis[J].Infect Immun，2007，75(6):3021-3026.

[16]Arroll TW，Centurion-Lara A，Lukehart SA，et al.T-Cell responses toTreponema pallidumsubsp.pallidum antigens during the course of experimental syphilis infection[J].Infect Immun，1999，67(9):4757-4763.

[17]Van Voorhis WC，Barrett LK，Koelle DM，et al.Primary and secondary syphilis lesions contain mRNA for Th1 cytokines[J].J Infect Dis，1996，173(2):491-495.

[18]Baker-Zander SA，Shaffer JM，Lukehart SA.VDRL antibodies enhance phagocytosis ofTreponema pallidumby macrophages[J].J Infect Dis，1993，167(5):1100-1105.

[19]Shaffer JM，Baker-Zander SA，Lukehart SA.Opsonization ofTreponemapallidumis mediated by immunoglobulin G antibodies induced only by pathogenic treponemes[J].Infect Immun，1993，61(2):781-784.

[20]Baker-Zander SA，Lukehart SA.Macrophage-mediated killing of opsonizedTreponema pallidum[J].J Infect Dis，1992，165(1):69-74.

2013-08-12)

(本文編輯：吳曉初)

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2014.05.023

100053北京,首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院皮膚科

連石,Email：drlianshi@sina.com