淋病奈瑟菌的侵入感染與免疫逃逸研究進(jìn)展

解如山

（菏澤醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校，山東菏澤276000）

淋病奈瑟菌的侵入感染與免疫逃逸研究進(jìn)展

解如山

（菏澤醫(yī)學(xué)?？茖W(xué)校，山東菏澤276000）

奈瑟球菌，淋?。?感染； 抗體生成； 免疫逃逸； 綜述

淋病奈瑟菌（淋球菌）由Neisser于1879年首先發(fā)現(xiàn)，呈橢圓形或蠶豆形，常成對排列，在人體內(nèi)可產(chǎn)生淋病。淋病直接危機(jī)社會公共健康，在全世界性傳播疾病中估計有6 200萬例[1-2]，其中美國每年有35萬例[3]。

淋球菌在侵入人類機(jī)體尿道等組織時，首先憑借其表面的菌毛及外膜上的蛋白黏附于尿道黏膜等部位的上皮細(xì)胞并被胞吞，隨后在宿主細(xì)胞內(nèi)大量增殖致細(xì)胞裂解，進(jìn)而進(jìn)入黏膜下層，并通過其毒素與人機(jī)體免疫系統(tǒng)相互作用最終導(dǎo)致炎性反應(yīng)，使機(jī)體顯現(xiàn)出代表性的膿性尿道分泌物[4]。淋球菌在機(jī)體急性炎癥時多存在于膿性分泌物的白細(xì)胞胞漿內(nèi)，慢性炎癥時則常存在于白細(xì)胞外[5]。人機(jī)體對淋球菌的入侵產(chǎn)生強(qiáng)烈的天然免疫應(yīng)答，但是在特異性免疫應(yīng)答時產(chǎn)生抗體的濃度低、效價低。這可能與淋球菌入侵機(jī)體時產(chǎn)生的免疫逃逸有關(guān)。本文針對淋球菌對人體的入侵感染及產(chǎn)生的免疫逃逸的關(guān)系作一綜述。

1 淋球菌感染機(jī)體后的反應(yīng)特征

1.1 自然免疫 淋球菌的細(xì)胞壁主要由黏肽層和外膜構(gòu)成，外膜又主要分為脂多糖、外膜蛋白及菌毛三部分。其中脂多糖與淋球菌的毒力、致病和免疫性有關(guān)；外膜蛋白主要參與淋球菌的黏附功能，并能對機(jī)體中抗體的殺菌作用予以抵抗，與機(jī)體上皮細(xì)胞層的破壞及免疫逃避有關(guān)；菌毛只存在于有毒力的淋球菌菌株中，具有介導(dǎo)淋球菌黏附宿主細(xì)胞及抑制機(jī)體內(nèi)白細(xì)胞的吞噬功能。

淋球菌侵入并感染人體后，以機(jī)體內(nèi)大量中性粒細(xì)胞浸潤為特征性表現(xiàn)。淋球菌一方面作用于中性粒細(xì)胞膜從而減弱其生理功能，另一方面可抑制中性粒細(xì)胞內(nèi)吞噬小體的發(fā)育[6]。淋球菌表面的外膜蛋白Ⅰ可調(diào)節(jié)宿主體內(nèi)中性粒細(xì)胞的呼吸爆發(fā)，從而影響機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的氧自由基生成并使細(xì)胞內(nèi)部氧化性新陳代謝下調(diào)，這些影響或許就是機(jī)體感染淋球菌后發(fā)生炎性反應(yīng)時部分淋球菌能削弱體內(nèi)吞噬細(xì)胞氧依賴性反應(yīng)作用的原理[7]。有研究表明，淋球菌能誘導(dǎo)機(jī)體內(nèi)中性粒細(xì)胞發(fā)生氧化這一反應(yīng)可能也依賴于其表面的外膜蛋白Ⅰ[8]。此外，還有部分淋球菌通過旁路途徑激活人的補(bǔ)體系統(tǒng)，最終在人體內(nèi)形成膜攻擊復(fù)合物（MAC），從而殺傷淋球菌。

1.2 獲得性免疫 球菌測反應(yīng)機(jī)體對淋球菌的免疫防御主要依賴于其體內(nèi)產(chǎn)生的IgG和IgM型抗體，少量的IgA抗體也可在機(jī)體黏膜免疫中發(fā)揮預(yù)防感染的作用。IgA為分泌性抗體，但可從黏膜表層進(jìn)入血液，在機(jī)體血清中發(fā)揮抗體-補(bǔ)體介導(dǎo)的殺菌作用，從而抵抗并削弱淋球菌感染所致的菌血癥。所以，淋病患者體內(nèi)的炎癥一般不會擴(kuò)散到全身。在確診為淋球菌性尿道炎的男性尿道分泌液中常發(fā)現(xiàn)有針對淋球菌的抗體，這些抗體類型除了IgA外還有一部分為IgG和IgM。在感染淋球菌后通過檢測患者血清，發(fā)現(xiàn)IgG、IgM和IgA類淋球菌抗體水平均升高。

淋球菌會擴(kuò)散到全身，可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生多種抗體，這些抗體對淋球菌的作用可表現(xiàn)在各個方面。

1.2.1 主要外膜蛋白及其抗體 淋球菌外膜上主要為3類蛋白，分別是PⅠ（即孔蛋白Porin、Por）、PⅡ（Opa蛋白）和PⅢ（Rmp蛋白），這些蛋白在淋球菌與宿主的免疫過程中起著重要作用。PⅠ是主要的外膜蛋白，約占淋球菌外膜上蛋白總量的60%，可作用于靶細(xì)胞而在機(jī)體形成特異性免疫應(yīng)答[9]。目前，科學(xué)家已成功構(gòu)建并表達(dá)出PⅠ重組蛋白，并廣泛用其進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)。PⅠ可上調(diào)機(jī)體中B細(xì)胞和抗原提呈細(xì)胞表面表達(dá)CD86分子及主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子的程度，進(jìn)而加強(qiáng)機(jī)體內(nèi)輔助性T細(xì)胞的活化，增強(qiáng)抗原提呈細(xì)胞與T細(xì)胞的相互作用，促進(jìn)抗原提呈細(xì)胞分泌更多的IgG和細(xì)胞因子，最終增強(qiáng)機(jī)體對淋球菌的免疫應(yīng)答[10]。PⅠ還可以活化B細(xì)胞并促進(jìn)其增殖，從而增加機(jī)體中免疫球蛋白的分泌，增強(qiáng)體液免疫應(yīng)答[11]。1989年，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)淋球菌自然感染人體時，機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生抗PⅠ抗體的水平與血清抗淋球菌活性作用的強(qiáng)弱密切相關(guān)。淋球菌主要外膜蛋白PⅠ免疫原性強(qiáng)、變異性小，能增強(qiáng)機(jī)體內(nèi)的體液免疫應(yīng)答。因此，目前PⅠ是研究制備淋球菌疫苗的候選對象。外膜蛋白PⅡ是淋球菌的另一類重要外膜蛋白，也是一種輔助性黏附因子，可使由菌毛啟動的淋球菌黏附機(jī)體變得更加緊密，增強(qiáng)其感染機(jī)體的能力。PⅡ蛋白中的OpaⅠ以癌胚抗原相關(guān)的細(xì)胞黏附因子1（carcinoembryonic antigen-related cellular adhesion molecule 1，CEACAM1）為受體，輔助淋球菌對機(jī)體黏膜上皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等的黏附。

1.2.2 轉(zhuǎn)鐵結(jié)合蛋白及其抗體 淋球菌的轉(zhuǎn)鐵蛋白有2種類型：TbpA和TbpB。淋球菌可憑借此蛋白在宿主體內(nèi)與鐵原子結(jié)合，從而促進(jìn)自身生長及維持正常的新陳代新。Price等[12]用淋球菌的轉(zhuǎn)鐵蛋白與霍亂毒素B亞單位（Ctb）連接組成重組體，隨后經(jīng)鼻黏膜免疫小鼠，并在小鼠的血清中和陰道內(nèi)檢測出抗淋球菌轉(zhuǎn)鐵蛋白抗體，類型為IgG和IgA。這些抗TbpA、TbpB抗體可結(jié)合淋球菌表面的轉(zhuǎn)鐵蛋白，阻礙轉(zhuǎn)鐵蛋白與鐵的結(jié)合，從而抑制淋球菌的生長，發(fā)揮抗體抗菌活性的作用。目前有研究推測，淋球菌轉(zhuǎn)鐵蛋白疫苗可抑制淋球菌對鐵原子的攝取，從而抑制其生長[13]。因此，淋球菌的轉(zhuǎn)鐵蛋白是一種很有前景的疫苗抗原之一。

2 淋球菌產(chǎn)生的免疫逃逸

淋球菌唯一的自然侵入宿主是人類[14]。淋球菌在與人類長期的相互作用和影響下，形成了一系列逃避人類機(jī)體免疫防御的系統(tǒng)。例如，在現(xiàn)實(shí)生活中，人類群體對淋球菌有相當(dāng)高的感染率，并可反復(fù)感染，這主要?dú)w因于淋球菌形成的逃避人類機(jī)體免疫防御的系統(tǒng)。淋球菌表面的菌毛蛋白抗原、外膜蛋白抗原等主要抗原有不穩(wěn)定的抗原性，可使其在感染的過程中易發(fā)生自身抗原成分變異或丟失，從而導(dǎo)致淋球菌逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的攻擊并易引起再感染。同時，淋球菌內(nèi)部的基因重組及外部的表型變化也增強(qiáng)了其侵入和感染人類機(jī)體的能力。淋球菌的以下成分參與了免疫逃逸的機(jī)制。

2.1 菌毛蛋白 Hansen等[15]在研究淋球菌感染小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，淋球菌菌毛抗原的超變區(qū)可刺激小鼠產(chǎn)生免疫應(yīng)答，而保守區(qū)卻不能誘發(fā)免疫應(yīng)答反應(yīng)。目前，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，機(jī)體中產(chǎn)生的菌毛蛋白抗體可阻礙上皮細(xì)胞黏附淋球菌，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，但是菌毛蛋白中的一級氨基酸序列易發(fā)生過度變異，從而改變了菌毛蛋白的表型和構(gòu)象，而逃避宿主的免疫應(yīng)答。所以，用菌毛蛋白作為疫苗應(yīng)用到臨床，預(yù)防效果并不理想。

2.2 脂寡糖 淋球菌表面的脂多糖主要由單糖構(gòu)成，缺少重復(fù)O抗原，所以又被稱為脂寡糖，是淋球菌表面唯一的一種碳水化合物。脂寡糖具有很好的免疫原性，能刺激機(jī)體血清中產(chǎn)生針對其末端核心多糖的抗體，這類抗體可以發(fā)揮免疫調(diào)理和抗菌活性作用[16]。但是淋球菌表面脂寡糖抗原高度變異，變異程度與菌毛蛋白、Opa蛋白相似。所以，淋球菌可以逃避宿主的免疫攻擊，并且脂寡糖的毒性大，同宿主細(xì)胞表面有相似的碳水化合物，所以，臨床上將純化的脂寡糖當(dāng)做疫苗來提高機(jī)體內(nèi)部的抗脂寡糖抗體水平來預(yù)防淋球菌的感染比較困難。

2.3 外膜蛋白PⅠ（孔蛋白） 淋球菌外膜蛋白PⅠ是一個含有8個跨膜襻（loop）且抗原性穩(wěn)定的外膜蛋白。有研究表明，暴露在PⅠA表面的loop5可結(jié)合宿主體內(nèi)的H因子來逃避體內(nèi)由補(bǔ)體介導(dǎo)的殺傷作用[17]。Ram等[18]通過質(zhì)粒構(gòu)建及PCR技術(shù)發(fā)現(xiàn)，淋球菌可通過與宿主體內(nèi)的C4b結(jié)合蛋白結(jié)合來調(diào)節(jié)由補(bǔ)體所介導(dǎo)的殺傷作用。因此，淋球菌可憑借表面的外膜蛋白PⅠ來逃避機(jī)體內(nèi)補(bǔ)體介導(dǎo)的殺傷作用。

此外，淋球菌外膜蛋白PⅠ還可活化機(jī)體內(nèi)B細(xì)胞和抗原提呈細(xì)胞，從而調(diào)節(jié)機(jī)體內(nèi)免疫應(yīng)答水平。研究證實(shí)，淋球菌外膜蛋白PⅠ還可以削弱宿主機(jī)體內(nèi)中性粒細(xì)胞的功能[19]、干預(yù)宿主內(nèi)調(diào)理素受體的表達(dá)及調(diào)理素介導(dǎo)的吞噬等作用[20]。

2.4 外膜蛋白PⅡ和PⅢ 淋球菌的免疫逃逸還與其外膜蛋白PⅡ——菌落不透明相關(guān)蛋白（Opa）所致的免疫抑制和外膜蛋白 PⅢ——還原修飾蛋白（reduction modifiable protein，Rmp）所產(chǎn)生的特異性免疫阻斷有關(guān)。

外膜蛋白PⅡ（Opa）是淋球菌黏附感染的輔助性因子之一。淋球菌憑借外膜蛋白PⅡ更加緊密地黏附機(jī)體黏膜的上皮細(xì)胞，增強(qiáng)其感染機(jī)體的能力。Opa蛋白中的OpaⅠ以CEACAM1為受體，淋球菌可憑借此蛋白對黏膜上皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞等進(jìn)行黏附。但是CEACAM1的胞漿區(qū)含有免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）。ITIM可抑制由免疫受體酪氨酸激活基序介導(dǎo)的淋巴細(xì)胞活化信號，從而抑制淋巴細(xì)胞活化。Pantelic等[21]分離了人外周血B細(xì)胞，用細(xì)胞因子IL-2刺激B細(xì)胞后能高表達(dá)CEACAM1，隨后，B細(xì)胞可通過CEACAM1與淋病奈瑟菌OpaI蛋白結(jié)合，結(jié)果不但抑制了B細(xì)胞抗體的產(chǎn)生，還促進(jìn)了B細(xì)胞的凋亡，說明OpaI蛋白與CEACAM1的結(jié)合激活了B細(xì)胞的凋亡通路。但是CEACAM1介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡依賴于被刺激的細(xì)胞類型，因?yàn)閺奈窗l(fā)現(xiàn)淋球菌通過CEACAM1刺激Hela細(xì)胞的凋亡。說明淋球菌是通過OpaⅠ與CEACAM1的相互作用選擇性地抑制免疫細(xì)胞，而不是黏膜上皮細(xì)胞，從而既形成了感染，又實(shí)現(xiàn)了免疫逃逸。

淋球菌外膜蛋白PⅢ（Rmp）是一種高度保守的外膜蛋白[22]，能阻礙機(jī)體內(nèi)黏膜的防御作用。1993年，Plummer等[23]在研究淋球菌時發(fā)現(xiàn)，血清Rmp抗體陽性女性淋球菌感染的概率高于血清Rmp抗體為陰性的女性，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），表明血清中Rmp抗體可以增強(qiáng)淋球菌感染黏膜的程度。Rosenqvist等[24]發(fā)現(xiàn)，淋球菌感染患者康復(fù)后血清對淋球菌無殺菌作用，如果選擇性去除血清Rmp抗體可以恢復(fù)其殺菌作用。

綜上所述，Rmp抗體具有阻抑機(jī)體血清清除淋球菌的作用。目前，Rmp蛋白是淋球菌中一種抗原性較高的免疫原，能刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生針對該蛋白的抗體進(jìn)而結(jié)合補(bǔ)體，但產(chǎn)生的抗體無抗菌活性，并能拮抗或阻斷血清中其他抗體如PⅠ抗體的殺菌作用，甚至能促進(jìn)機(jī)體對淋球菌的感染。

3 小結(jié)與展望

淋球菌可憑借表面的菌毛及外膜上的蛋白黏附于機(jī)體上皮細(xì)胞，并被胞吞，隨后在宿主細(xì)胞內(nèi)大量增殖以致細(xì)胞裂解，并通過其毒素與人機(jī)體免疫系統(tǒng)相互作用，最終導(dǎo)致炎性反應(yīng)，使機(jī)體顯現(xiàn)出代表性的膿性尿道分泌物。而人體感染淋球菌后，可憑借其免疫系統(tǒng)，一方面通過炎癥時募集的中性粒細(xì)胞等細(xì)胞通過天然免疫來抵抗淋球菌的侵入；另一方面也可通過抗原呈遞等過程來啟動機(jī)體特異性免疫應(yīng)答以消滅淋球菌，尤其是體液免疫產(chǎn)生的多種抗體結(jié)合補(bǔ)體系統(tǒng)能對淋球菌產(chǎn)生免疫中和及殺菌作用。但也有一些淋球菌的外膜蛋白在人機(jī)體內(nèi)產(chǎn)生的抗體如PⅢ抗體卻拮抗其他抗體，且能阻抑其他抗體殺菌的活性，或淋球菌的某些外膜蛋白PⅠ等所致的免疫抑制能逃逸宿主的免疫反應(yīng)。這些逃逸宿主免疫的能力能幫助淋球菌逃避機(jī)體的殺傷。因此，深入研究淋球菌的侵入感染與免疫逃逸的能力能幫助認(rèn)清淋球菌與人類機(jī)體的相互關(guān)系，也為淋病診治及疫苗研發(fā)提出了新的挑戰(zhàn)。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.020

A

1009-5519（2015）21-3262-03

2015-06-28）

解如山（1983-），男，山東臨沂人，碩士研究生，主要從事感染免疫方面的研究；E-mail：rushan2008@163.com。