Th1/Th2平衡在結(jié)核分枝桿菌免疫中的研究進(jìn)展①

岳麗敏　秦峻嶺　王春芳　王春鳳　錢愛東　(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長春130118)

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Th1/Th2平衡在結(jié)核分枝桿菌免疫中的研究進(jìn)展①

岳麗敏秦峻嶺王春芳王春鳳錢愛東(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長春130118)

①本文為國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.31272566，No.31302124)和吉林省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(20090219，20120235)。

Th1/Th2細(xì)胞是機(jī)體內(nèi)最重要的CD4+T細(xì)胞亞群，在機(jī)體抵抗外界感染中起到了重要的作用。機(jī)體的免疫保護(hù)作用也主要來源于Th1/Th2的相對平衡。如果這種平衡被打破，機(jī)體將會出現(xiàn)免疫低下，甚至不同程度的病理變化。目前利用該平衡在腫瘤、移植免疫抑制及慢性疾病中的應(yīng)用越來越受到廣大學(xué)者的重視，而在結(jié)核病中的作用報(bào)道較少。本文就Th1/Th2細(xì)胞在結(jié)核分枝桿菌感染中的變化及在治療方面的相關(guān)研究作一綜述。

1　Th1/Th2細(xì)胞免疫學(xué)的特點(diǎn)

隨著Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞最早由Mosmann和Coffman在1986年提出后，這些年研究人員對Th1 和Th2細(xì)胞的分化進(jìn)行了概括(圖1)［1-3］: Th1和Th2是由Th0在一定的條件下分化的T細(xì)胞亞群，它們在機(jī)體免疫系統(tǒng)中起著不同的免疫作用，但都是機(jī)體免疫系統(tǒng)中不可分割的部分。Th1細(xì)胞主要參與細(xì)胞免疫，刺激單核細(xì)胞的分化，能引起組織的炎癥反應(yīng); Th2細(xì)胞主要參與體液免疫，可引起變態(tài)反應(yīng)，控制寄生蟲的感染。Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞在發(fā)揮作用的同時分泌多種細(xì)胞因子。Th1細(xì)胞主要分泌IL-1、IL-2、IL-12、IL-15、IL-18、IFN-γ和TNF。Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13和GMCSF［4］。Th1和Th2細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子可促進(jìn)自身因子的生成，又可抑制對方因子的分泌。細(xì)胞因子之間相互影響、相互制約調(diào)控疾病的發(fā)展［5，6］。Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞還擁有各自特異性轉(zhuǎn)錄因子，分別是T-bet和GATA-3。T-bet在Th1細(xì)胞內(nèi)選擇性地表達(dá)，同時在IFN-γ生成中起正反饋?zhàn)饔?。它不僅促進(jìn)Th1細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ，還促進(jìn)Th2細(xì)胞也分泌IFN-γ。此外，它還抑制一些Th2細(xì)胞因子的表達(dá)［7］。GATA-3除了利于Th0向Th2分化外，還在IL-4和IL-5因子的表達(dá)中起關(guān)鍵性作用。

圖1　 Th1和Th2細(xì)胞的分化Fig．1 Differentiation of Th1 and Th2 cells

2　Th1/Th2細(xì)胞在結(jié)核分枝桿菌感染的作用

結(jié)核分枝桿菌感染機(jī)體后，能否被消除，并不是Th1細(xì)胞發(fā)揮作用越強(qiáng)越好，它需要Th2細(xì)胞對其抑制，以減少Th1細(xì)胞在免疫過程中給機(jī)體帶來的炎癥反應(yīng)。因此Th1/Th2的相對平衡在抵抗結(jié)核分枝桿菌感染中至關(guān)重要。

2.1 Th1細(xì)胞在結(jié)核分枝桿菌感染中的作用Th1細(xì)胞主要通過誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞活化和控制結(jié)核分枝桿菌復(fù)制來抵抗該菌的感染。Th1細(xì)胞在發(fā)揮作用時離不開相關(guān)因子的參與。IFN-γ和TNF-α在抗結(jié)核分枝桿菌感染的免疫中起到關(guān)鍵性作用，這主要體現(xiàn)在能激活單核細(xì)胞并維護(hù)肉芽腫的完整性方面［8］;活化T細(xì)胞產(chǎn)生的IL-2可影響活化細(xì)胞的壽命，并對其效應(yīng)功能的發(fā)揮起積極作用［9］; IL-12是Th0向Th1分化中最核心的因子，它還能正調(diào)節(jié)IFN-γ的分泌，在激活的單核細(xì)胞和T細(xì)胞之間也起到了橋梁的作用，除此之外，它還能促進(jìn)CD4+CD25－T細(xì)胞的擴(kuò)增并表達(dá)激活標(biāo)志［10］。

2.2 Th2細(xì)胞在結(jié)核分枝桿菌感染中的作用雖然Th1細(xì)胞是抗胞內(nèi)菌感染的主要細(xì)胞，但Th2細(xì)胞在抗結(jié)核感染中也具有不可忽視的作用。Wu等［11］在比較結(jié)核病人和健康人體內(nèi)的IL-4時發(fā)現(xiàn)，結(jié)核病人表達(dá)少量的IL-4，認(rèn)為IL-4表達(dá)過低可能是導(dǎo)致肺結(jié)核出現(xiàn)嚴(yán)重病變的主要因素。雖然Th2細(xì)胞在一定水平上能夠降低Th1細(xì)胞給機(jī)體帶來的傷害，但Th2細(xì)胞表達(dá)過剩會抑制Th1細(xì)胞的作用，為結(jié)核分枝桿菌在體內(nèi)生存提供有利條件。Ashenafi等［12］在活動期肺結(jié)核病人的肺內(nèi)就檢測到了高水平的IL-4和低水平的IFN-γ。由此可見，使Th1/Th2達(dá)到相對平衡才能從根本上治療結(jié)核。

3　Th1/Th2細(xì)胞亞群的失調(diào)在結(jié)核分枝桿菌感染中的作用

對不同時期結(jié)核病人體內(nèi)Th1/Th2細(xì)胞因子進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn)，機(jī)體內(nèi)這兩種細(xì)胞因子的表達(dá)存在很大差異，而這可能就與該病的預(yù)后有關(guān)。胥萍等［13］在對不同感染程度的結(jié)核病人進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn):隨著病情的加重，Th1細(xì)胞因子表達(dá)量下降加劇，且Th1/Th2嚴(yán)重失衡。崔海燕等人［14］在結(jié)核性胸膜炎患者體內(nèi)檢測出了高含量的IFN-γ。Asma khanniche等［15］在非活動期結(jié)核患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)Th1細(xì)胞因子表達(dá)呈現(xiàn)下降趨勢。除此之外，在感染耐藥結(jié)核分枝桿菌的病人體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)Th1細(xì)胞免疫受抑制的現(xiàn)象。Tan［16］在多重耐藥結(jié)核病人體內(nèi)檢測到Th1細(xì)胞被抑制，其細(xì)胞因子IFN-γ、IL-2表達(dá)量下降，而Th2細(xì)胞處于激活狀態(tài)，表達(dá)了較高的IL-4、IL-6和TNF-α。因此一些學(xué)者提出了一種假設(shè): Th1/Th2細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是否會造成結(jié)核分枝桿菌感染向慢性轉(zhuǎn)化或?qū)е缕淠退幮缘某霈F(xiàn)。但是為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象的免疫機(jī)制有待探索。

Th1和Th2細(xì)胞因子在體內(nèi)分布的不均衡可能會導(dǎo)致Th1/Th2平衡漂移。相關(guān)研究結(jié)果顯示外周血和肺組織細(xì)胞因子確實(shí)存在差異。Sharma等［17］對粟粒性結(jié)核病人進(jìn)行檢測時發(fā)現(xiàn)外周血中高表達(dá)IFN-γ，肺內(nèi)病變部位主要表達(dá)Th2細(xì)胞因子。這種不平衡的分布可能與一些調(diào)節(jié)因子有關(guān)。Ankathatti Munegowda等［18］證明單獨(dú)缺陷IL-6或IL-10時，會使CD4+Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)變成Th1細(xì)胞。de Paus等［19］發(fā)現(xiàn)IFN-α和IFN-β能夠抑制IFN-γ的免疫反應(yīng)并減少巨噬細(xì)胞分泌Th1型細(xì)胞因子。同時Bo Wu等在感染肺結(jié)核病人的外周血中檢測到了低水平的IFN-γ、IL-12β、IL-12α和IL-23mRNA含量，卻發(fā)現(xiàn)了高水平IL-9的mRNA。如果加入IL-9的特異性抗體，則體內(nèi)IFN-γ的含量就會大大地增加［20］。此外，他還首次證明了在感染結(jié)核時IL-24 對IFN-γ的表達(dá)起到了正調(diào)節(jié)作用［21］。在肺結(jié)核病人的病變部位，Pradip.Saha等觀察到含有大量的CXCR3+CCR5+細(xì)胞聚集，而且它能促進(jìn)IFN-γ的產(chǎn)生［22］。Tregs細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中最重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞，在Tregs對IFN-γ調(diào)節(jié)的研究方面，Shimon Sakaguchi等［23］觀察到: Treg細(xì)胞通過促進(jìn)IL-10和TGF-β的分泌抑制T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ。但陳心春等［24］通過CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞促進(jìn)了結(jié)核患者體內(nèi)細(xì)胞因子IFN-γ及IL-10的分泌。因此，Treg在結(jié)核病患者體內(nèi)的具體作用還不是很清楚［25］。關(guān)于是否是調(diào)節(jié)因子控制著機(jī)體內(nèi)細(xì)胞因子的分布還有待進(jìn)一步的研究，此外這些調(diào)節(jié)因子是如何對細(xì)胞因子作用的也同樣需要探討。

病變部位的微環(huán)境也可能對細(xì)胞因子的變化造成影響，從而導(dǎo)致平衡的失調(diào)。Li等［26］已經(jīng)證明了來自結(jié)核病人的胸膜液可以導(dǎo)致從健康人體內(nèi)分離的Th1細(xì)胞發(fā)生功能紊亂，且抑制Th1細(xì)胞的分化和阻止其發(fā)揮免疫效應(yīng)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，他又用結(jié)核病人的胸膜液作用分離于BCG刺激后胸膜液中的CD4+T細(xì)胞，檢測到胸膜液以劑量依賴的形式抑制CD4+T細(xì)胞分泌IFN-γ、IL-2和TNF-α，從而猜測局部產(chǎn)生的胸膜液可能會破壞CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生的免疫反應(yīng)［27］。

4　Th1/Th2平衡失調(diào)與結(jié)核分枝桿菌感染的治療

4.1通過細(xì)胞因子治療結(jié)核分枝桿菌的感染通過細(xì)胞因子對結(jié)核分枝桿菌進(jìn)行治療已經(jīng)成為一個新的研究方向。王霞芳［28］通過向感染結(jié)核的小鼠體內(nèi)注入外源的IFN-γ，證實(shí)了該細(xì)胞因子具有增強(qiáng)小鼠抵抗結(jié)核分枝桿菌免疫保護(hù)力的能力。Ma等［29］認(rèn)為建立在IL-24基礎(chǔ)上的免疫治療能起到很好的抑制結(jié)核分枝桿菌感染的目的。Zhang等［30］通過減少肺結(jié)核病人體內(nèi)的CD19+CD5+CD1d+調(diào)節(jié)性B細(xì)胞來恢復(fù)抗結(jié)核特異性抗原IL-22的反應(yīng)達(dá)到有效的治療。從這些實(shí)驗(yàn)成果中我們可以看到通過細(xì)胞因子治療結(jié)核病具有一定的參考價值。

除此之外，細(xì)胞因子還能夠提高結(jié)核分枝桿菌疫苗的免疫效果。張豐經(jīng)等［31］成功地構(gòu)建了重組卡介苗———rBCG-IL-12p70-TB10.4，該重組卡介苗誘導(dǎo)產(chǎn)生的特異性細(xì)胞免疫應(yīng)答比BCG產(chǎn)生的應(yīng)答強(qiáng)且持久。李暉等［32］將IL-12表達(dá)質(zhì)粒與結(jié)核分枝桿菌的Mtb8.4基因疫苗聯(lián)合免疫給小鼠，觀察到該表達(dá)質(zhì)粒能夠在一定程度上增強(qiáng)Mtb8.4基因疫苗提供的保護(hù)力。陳麗萍等［33］則檢測到T-bet佐劑有利于Ag85B抗結(jié)核疫苗發(fā)揮免疫作用，顯著地誘導(dǎo)Th1細(xì)胞免疫。在結(jié)核分枝桿菌治療模型中，So-Shin Ahn等采用IL-7作為結(jié)核分枝桿菌DNA疫苗的佐劑提高了抗原特異性T細(xì)胞的反應(yīng)［34］。

4.2構(gòu)建細(xì)胞因子相關(guān)的融合基因疫苗目前有很多將表達(dá)細(xì)胞因子和結(jié)核分枝桿菌抗原的融合基因做成疫苗的報(bào)道，這種疫苗在一定程度上提高了機(jī)體的抵抗力，為結(jié)核分枝桿菌感染的治療和預(yù)防開辟了另一條新的道路。Shi等［35］建立了HSP65-IL-2-DNA融合基因疫苗，發(fā)現(xiàn)該疫苗的免疫原性和保護(hù)性均優(yōu)于HSP65-DNA疫苗，之后又在大腸桿菌體內(nèi)成功地表達(dá)出了IL-12與結(jié)核分枝桿菌Rv1759c結(jié)構(gòu)域的融合蛋白［36］。鄧儀昊等［37］構(gòu)建了能夠表達(dá)IL-12p70-Ag85A融合蛋白的重組卡介苗。鄧儀昊［38］在比較rBCG-IL-12p70-MPT64重組疫苗與卡介苗時，證實(shí)了該重組疫苗能提供很好的保護(hù)力。郝牧等［39］在該領(lǐng)域同樣也有重大的突破，將人IL-12和結(jié)核分枝桿菌ESAT-6抗原建立聯(lián)合疫苗，能明顯地刺激機(jī)體的細(xì)胞免疫和穩(wěn)定體液免疫，使機(jī)體形成足夠的免疫力。這些研究的方向都為以后結(jié)核分枝桿菌的預(yù)防和治療奠定了基礎(chǔ)。

5　展望

雖然通過細(xì)胞因子可能達(dá)到結(jié)核治療的目的，但該技術(shù)還不成熟。由于就目前研究的結(jié)果來看，處在不同的結(jié)核感染期及感染的毒株存在差異等原因，其不同的結(jié)核病人體內(nèi)Th1/Th2漂移的方向不同，不能盲目地通過細(xì)胞因子進(jìn)行治療結(jié)核。而且，對于細(xì)胞因子在疫苗設(shè)計(jì)中達(dá)到的免疫效果也并不是十分完美，仍然需要研究人員不斷地對其完善。對于Th1/Th2漂移的研究還只是起步，特別是在慢性結(jié)核分枝桿菌感染中，現(xiàn)在只是觀察到了這種現(xiàn)象，然而為什么出現(xiàn)向Th2漂移及其機(jī)制有待進(jìn)一步的研究。而調(diào)節(jié)因子在Th1和Th2平衡中的調(diào)節(jié)機(jī)制更值得我們進(jìn)行研究與探討，這對于結(jié)核病的預(yù)防和治療具有重要的參考價值。

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［收稿2014-04-21修回2014-05-15］

(編輯張曉舟)

doi:10．3969/j．issn．1000-484X．2015．10．030

通訊作者及指導(dǎo)教師:王春鳳(1972年－)，女，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事動物微生態(tài)和黏膜免疫研究，E-mail: wangchunfeng@ jlau.edu.cn。錢愛東(1960年－)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事動物微生物與分子免疫學(xué)的研究，E-mail: qianaidong0 115@ 163.com。

作者簡介:岳麗敏(1987年－)，女，E-mail: min241987yue@ 163．com。

文章編號1000-484X(2015) 10-1426-04

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

中圖分類號R392