NLRP3炎癥小體與真菌感染

徐志慶 吳大強(qiáng) 邵菁 汪天明 汪長(zhǎng)中

(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合臨床學(xué)院，合肥 230038;2.安徽省中醫(yī)藥科學(xué)院中西醫(yī)結(jié)合研究所，合肥 230038)

·綜述·

NLRP3炎癥小體與真菌感染

徐志慶1,2吳大強(qiáng)1,2邵菁1,2汪天明1,2汪長(zhǎng)中1,2

(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合臨床學(xué)院，合肥 230038;2.安徽省中醫(yī)藥科學(xué)院中西醫(yī)結(jié)合研究所，合肥 230038)

在真菌感染時(shí)，宿主免疫細(xì)胞通過模式識(shí)別受體 (PRR)識(shí)別β-葡聚糖等多種病原體相關(guān)分子模式 (PAMP)引發(fā)抗真菌天然免疫。NLR家族中的NLRP3與ASC和caspase-1共同組成NLRP3炎癥小體，參與或調(diào)控真菌感染。該文就近年來關(guān)于NLRP3炎癥小體在真菌感染中的作用作一綜述。

白念珠菌；NLRP3炎癥小體；天然免疫；模式識(shí)別受體；病原體相關(guān)分子模式

[Chin J Mycol，2017，12(3):162-167]

當(dāng)宿主遭遇細(xì)菌、真菌、病毒等微生物感染時(shí)，天然免疫系統(tǒng)是其抵御入侵的第1道屏障。樹突狀細(xì)胞 (dendritic cell,DC)、巨噬細(xì)胞 (Macrophage)等免疫細(xì)胞通過模式識(shí)別受體 (pattern recognition receptors，PRRs)識(shí)別病原體相關(guān)分子模式 (Pathogen associated molecular pattern，PAMPs)進(jìn)而啟動(dòng)炎癥反應(yīng)機(jī)制以清除病原體。常見的PRR主要包括TOLL樣受體 (TLRs)、C型凝集素受體 (CLRs)、NOD樣受體 (NLRs)、視黃酸誘導(dǎo)基因I樣受體 (RLRs)和AIM2樣受體 (ALRs)等。其中，NLRs及其參與組成的炎癥小體在感染性疾病、自身免疫性疾病、炎癥性疾病等多種疾病中扮演著重要的角色，尤其在抗感染天然免疫中的作用成為近年來免疫學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)[1-2]。本文著重對(duì)近年來NLRP3炎癥小體在真菌感染中的作用作一綜述。

1 NLRP3炎癥小體

炎癥小體 (inflammasome)是一類由胞漿內(nèi)PRRs參與組裝的多蛋白復(fù)合體，能夠識(shí)別病原體PAMPs或者宿主來源的危險(xiǎn)信號(hào)分子 (DAMPs)。NLR蛋白如NLRP1、NLRP3、NLRC4以及非NLR家族成員如AIM2以及Pyrin均能形成炎癥小體并具有較明確的生理功能。NLRP3是目前研究得最多的一種炎癥小體[3]。

NLRP3炎癥小體由作為識(shí)別分子的NLRP3、作為接頭分子的ASC (apoptosis-associated speck-like protein containing CARD，ASC)以及作為效應(yīng)分子的半胱天冬酶1 (capase-1)組成。NLRP3炎癥小體具有多種激活劑，可以被細(xì)菌、真菌、病毒等病原體的PAMP，以及ATP、尿酸晶體、β淀粉樣纖維等DAMP所激活。當(dāng)細(xì)胞被上述激活劑激活后，NLRP3進(jìn)行自身寡聚化，并招募接頭分子ASC，后者招募并使caspase-1前體自身剪切活化，活化的caspase-1剪切pro-IL-1β和pro-IL-18，產(chǎn)生相應(yīng)的成熟細(xì)胞因子，引起宿主炎癥反應(yīng)[4-5]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體在參與并調(diào)控真菌感染過程中發(fā)揮重要作用。

2 NLRP3炎癥小體與白念珠菌感染

白念珠菌 (Candidaalbicans)是條件致病性真菌，盡管黏膜白念珠菌感染也發(fā)生于一般人群，但免疫力低下人群如AIDS、器官移植患者等對(duì)白念珠菌更加易感，甚至出現(xiàn)白念珠菌從原定植部位如口腔、腸道等處發(fā)生移位 (translocation)進(jìn)入血液引發(fā)系統(tǒng)性感染。天然免疫在抵御白念珠菌感染過程中發(fā)揮重要作用，除了TLR、CLR等PRR之外，NLR可通過識(shí)別白念珠菌PAMP繼而激活炎癥小體介導(dǎo)炎癥反應(yīng)或免疫應(yīng)答以清除白念珠菌[6]。NLRP1雖是第1個(gè)被報(bào)道能形成炎癥小體的NLR受體，但在真菌感染中則以NLRP3作用的研究最多。

2.1 白念珠菌形態(tài)結(jié)構(gòu)及細(xì)胞壁組分對(duì)NLRP3炎癥小體的影響

研究發(fā)現(xiàn)，白念珠菌細(xì)胞壁成分如β-葡聚糖、殼多糖和甘露聚糖等是引發(fā)真菌天然免疫的誘導(dǎo)物。β-葡聚糖具有廣泛的免疫調(diào)節(jié)功能以及對(duì)菌體自身的保護(hù)作用。凝膠多糖 (curdlan)是真菌的β-1,3-葡聚糖，可以通過NLRP3途徑促進(jìn)樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞釋放IL-1β，白念珠菌菌體本身也能促進(jìn)NLRP3途徑的IL-1β產(chǎn)生。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，宿主細(xì)胞依賴Syk激酶產(chǎn)生的ROS產(chǎn)生和K+外流參與了凝膠多糖介導(dǎo)的IL-1β產(chǎn)生，溶酶體破壞導(dǎo)致了組織蛋白酶cathepsin B和cathepsin L的外漏進(jìn)入胞漿，觸發(fā)了NLRP3炎癥小體的活化；另外，凝膠多糖還可以通過NLRP3激活B淋巴細(xì)胞促進(jìn)抗體的產(chǎn)生，提示NLRP3炎癥小體在β-葡聚糖誘導(dǎo)的真菌天然免疫甚至適應(yīng)性免疫中均發(fā)揮重要的促進(jìn)作用[7]。Ganesan等[8]也研究了β-葡聚糖對(duì)炎癥小體的影響，發(fā)現(xiàn)dectin-1/CR3/caspase-8通路協(xié)同NLRP3-ASC-caspase-1通路共同參與了針對(duì)β-葡聚糖或白念珠菌菌體誘導(dǎo)的小鼠巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)和細(xì)胞死亡，提示真菌感染時(shí)針對(duì)β-葡聚糖這種PAMP的作用，宿主可能通過不止一種炎癥或免疫反應(yīng)通路對(duì)其進(jìn)行應(yīng)答。

白念珠菌具有酵母-菌絲二相性，從酵母相轉(zhuǎn)化為菌絲相是體現(xiàn)該菌毒力的一個(gè)重要因素，以敲除菌絲形成關(guān)鍵基因的突變株感染小鼠，小鼠的存活率明顯高于野生株的感染[9]。Melanie等[10]不僅證實(shí)白念珠菌通過NLRP3和caspase-1依賴性的焦亡方式誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞裂解，更進(jìn)一步比較了菌體形態(tài)對(duì)焦亡以及活化NLRP3所產(chǎn)生的IL-1β的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以熱滅活或紫外線滅活的酵母相白念珠菌不能觸發(fā)明顯的巨噬細(xì)胞裂解，且誘生的IL-1β水平也很低，而白念珠菌只有經(jīng)形態(tài)轉(zhuǎn)化由酵母相轉(zhuǎn)化成菌絲 (假菌絲或真菌絲)相才能誘導(dǎo)焦亡，作為對(duì)比，也觀察到形態(tài)上難以形成菌絲的克柔念珠菌和光滑念珠菌則難以裂解巨噬細(xì)胞和產(chǎn)生IL-1β。另外，將轉(zhuǎn)錄因子UPC2基因敲除后，巨噬細(xì)胞焦亡減輕，但對(duì)細(xì)胞內(nèi)的菌絲并無明顯影響；相應(yīng)地，功能獲得性突變的UPC2突變株則能誘導(dǎo)較高水平的細(xì)胞焦亡。此結(jié)果表明，菌絲雖是觸發(fā)NLRP3介導(dǎo)焦亡的必要條件，但卻不是唯一的因素，白念珠菌所致焦亡過程中至少部分受到轉(zhuǎn)錄因子UPC2的調(diào)控。

Peter等[11]觀察到，在外陰陰道念珠菌病 (vulvovaginal candidiasis，VVC)模型小鼠陰道腔灌洗液中，中性粒細(xì)胞 (PMN)、鈣結(jié)合蛋白S100A8與細(xì)胞因子IL-1β等均增多，以單抗Ly6G清除PMN后，S100A8與IL-1β水平也顯著下降。進(jìn)一步，將菌絲形成關(guān)鍵基因BCR、EFG、CPH敲除的菌株感染小鼠陰道，陰道灌洗液中PMN、S100A8、IL-1β水平以及對(duì)陰道組織的損傷程度，與野生株相比均明顯降低。Joly等[12]發(fā)現(xiàn)，白念珠菌可體外誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞IL-1β分泌，但菌絲缺失突變株并不能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生IL-1β；同時(shí)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，NLRP3基因敲除小鼠的腎臟、脾臟和肝臟等器官的真菌負(fù)荷明顯高于野生鼠，即對(duì)白念珠菌更加易感，推測(cè)這是由于缺乏NLRP3進(jìn)而導(dǎo)致IL-1β水平低下，造成抗真菌感染能力下降。該實(shí)驗(yàn)既表明NLRP3在白念珠菌天然免疫中的重要性，同時(shí)也證明，菌體的形態(tài)即菌絲相的存在對(duì)于誘導(dǎo)NLRP3小體活化及IL-1β的分泌至關(guān)重要。進(jìn)一步深入研究發(fā)現(xiàn)，必須是活的菌絲相才能誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-1β，如果以熱滅活或紫外線滅活，甚至菌體細(xì)胞壁成分酵母多糖，均不能誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-1β，推測(cè)這種結(jié)果不是菌體表面成分而應(yīng)該是酵母-菌絲相的轉(zhuǎn)化過程所致。

白念珠菌雖然不是專性細(xì)胞內(nèi)寄生菌，但在遭到巨噬細(xì)胞吞入后，能殺死巨噬細(xì)胞并從中逃逸。若在細(xì)胞水平上研究白念珠菌—宿主相互作用，巨噬細(xì)胞往往是理想的細(xì)胞模型。白念珠菌線粒體外膜/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的4種蛋白質(zhì)Mmm1/Mdm10/Mdm12/Mdm34形成的復(fù)合物-ERMES對(duì)于維持線粒體形態(tài)以及菌體在宿主體內(nèi)的生長(zhǎng)至關(guān)重要[13]。為精確了解巨噬細(xì)胞吞入白念珠菌后針對(duì)菌體的炎癥小體反應(yīng)，Timothy等[13]以活細(xì)胞成像技術(shù)在單細(xì)胞水平上分析了ERMES在白念珠菌活化炎癥小體中的作用。實(shí)驗(yàn)顯示，白念珠菌mmm1突變體以及NLRP3抑制劑MCC950的應(yīng)用均可下調(diào)該菌引起的炎癥小體過度活化和焦亡；在細(xì)胞水平，ERMES失活會(huì)導(dǎo)致白念珠菌線粒體正常形態(tài)的破壞、菌絲的生長(zhǎng)延伸緩慢?？梢奅RMES與白念珠菌引起的炎癥小體激活密切相關(guān)，前者對(duì)炎癥小體的影響離不開線粒體完整的形態(tài)以及菌絲的延伸?？紤]到ERMES突變體表型的生物學(xué)特征，加之ERMES在動(dòng)物身上缺乏相應(yīng)的對(duì)應(yīng)物，提示ERMES是一個(gè)充滿前景的抗真菌靶標(biāo)。同時(shí)，也進(jìn)一步證明，NLRP3的抑制劑 (如MCC950抑制劑)能夠調(diào)節(jié)白念珠菌誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。ERMES是激活炎癥小體發(fā)揮抗真菌免疫所必需的蛋白，如何把握炎癥小體過度活化所造成的免疫炎癥性損傷與正?？拐婢庖咧g的微妙平衡，還需要進(jìn)一步深入研究。

2.2 白念珠菌SAP對(duì)炎癥小體的影響

白念珠菌分泌型天冬氨酰蛋白酶 (secreted aspartyl proteinase，Sap)能降解多種蛋白，如細(xì)胞外基質(zhì)、角蛋白、粘蛋白及免疫球蛋白等，為菌體提供營養(yǎng)，并促進(jìn)菌體黏附上皮細(xì)胞，侵入宿主造成組織損傷及協(xié)助菌體免疫逃逸，因而是白念珠菌重要的致病因子[14-15]。

Vincent等[16]通過轉(zhuǎn)錄組分析，以白念珠菌感染NLRP3基因敲除的小鼠，小鼠的陰道灌洗液中PMN以及IL-1β、IL-12、IL-6、MIP-1b以及S100A8等降低，推測(cè)在VVC時(shí)NLRP3促進(jìn)PMN的趨化可能是通過誘導(dǎo)預(yù)警素 (alarmin)以及包括IL-1β在內(nèi)的細(xì)胞因子所致。且以NLRP3炎癥小體抑制劑優(yōu)降糖 (glyburide)干預(yù)野生型小鼠也能降低PMN浸潤(rùn)和IL-1β。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，菌絲相關(guān)的SAP4、5、6 (尤其是SAP5)的突變株誘導(dǎo)PMN浸潤(rùn)與IL-1β有所減少。而SAP4、5、6是已知的炎癥小體激活劑。

白念珠菌的Sap家族尤其是Sap2和Sap6可以通過活化單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的NLRP3炎癥小體誘導(dǎo)IL-1β和IL-18的產(chǎn)生；NLRP3 siRNA干擾后，IL-1β的分泌則顯著降低。進(jìn)一步證實(shí)，炎癥小體的激活需要通過網(wǎng)格蛋白依賴性的Sap內(nèi)化，以及K+內(nèi)流和ROS的存在[17]。因此就這點(diǎn)而言，在白念珠菌致病過程中，Sap則是促進(jìn)宿主免疫而不是幫助菌體逃逸免疫。Sap2和Sap6是否還能通過非經(jīng)典途徑激活炎癥小體？Elena等[18]發(fā)現(xiàn)，Sap2和Sap6能通過I型干擾素激活caspase-11，后者與caspase-1協(xié)同，共同誘導(dǎo)IL-1β的分泌。在I型干擾素的誘生過程中也需要Sap的內(nèi)化，這對(duì)誘導(dǎo)非經(jīng)典途徑激活炎癥小體至關(guān)重要。該實(shí)驗(yàn)表明，以capase-1和capase-11之間復(fù)雜的相互作用作為紐帶將炎癥小體的經(jīng)典活化和非經(jīng)典活化途徑聯(lián)系起來，以應(yīng)對(duì)白念珠菌及其產(chǎn)生的Sap，說明針對(duì)病原真菌毒力因子機(jī)體往往不止一種應(yīng)對(duì)機(jī)制。

2.3 炎癥小體基因多態(tài)性對(duì)白念珠菌感染的影響

外陰陰道念珠菌病 (VVC)大多出現(xiàn)在育齡期女性，其中一部分女性經(jīng)歷著1 a至少3次感染的復(fù)發(fā)型陰道念珠菌病即RVVC。NLRP3炎癥小體會(huì)否參與RVVC 的發(fā)病過程？Jaeger等[19]對(duì)270例RVVC患者和583例健康對(duì)照進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)女性NLRP3基因上一可變串聯(lián)重復(fù)序列 (variable number tandem repeat，VNTR)多態(tài)性與RVVC存在關(guān)聯(lián)，該病易感性的增高與12/9基因型存在關(guān)聯(lián)性。進(jìn)一步的功能研究證明，具有12/9基因型的患者陰道表面的IL-1β分泌量要高于對(duì)照組，同時(shí)IL-1受體拮抗劑anakinra (阿那白滯素)水平出現(xiàn)下降。提示白念珠菌在陰道表面定植與生長(zhǎng)時(shí)通過NLRP3炎癥小體介導(dǎo)IL-1β分泌引起過度的炎癥反應(yīng)在RVVC致病過程中發(fā)揮一定作用。女性外陰前庭炎綜合征 (vulvar vestibulitis syndrome，VVS)往往伴有白念珠菌感染，Ahinoam等[20]研究了編碼NLRP3的CIAS1基因中內(nèi)含子4的長(zhǎng)度多態(tài)性與VVS之間的關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)在10個(gè)基因型中，伴有RVVC的VVS患者7/7基因型的頻率 (43.9%)高于無RVVC的VVS患者 (30.8%)和正常對(duì)照 (26.7%)，并在前庭組織檢出NLRP3的表達(dá)。考慮到易感基因在疾病中的作用特點(diǎn)，故還需要對(duì)CIAS1的表達(dá)調(diào)控以及基因之間的交互作用等做進(jìn)一步研究。

雌性新西蘭黑鼠 (NZB)易產(chǎn)生類似于系統(tǒng)性紅斑狼瘡 (systemic lupus erythematosus,SLE)患者的抗核抗體和抗紅細(xì)胞抗體，是自身免疫病研究的常用模型。David等[21]在研究炎癥小體對(duì)自身免疫病狀態(tài)下病原體感染的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，NZB鼠的巨噬細(xì)胞在白念珠菌感染時(shí)不能產(chǎn)生caspase-1和IL-1β，經(jīng)證實(shí)是由于在NLRP3基因上存在一個(gè)點(diǎn)突變，導(dǎo)致NLRP3在這種小鼠細(xì)胞中的缺失，因此不會(huì)對(duì)白念珠菌感染產(chǎn)生有效的IL-1β釋放。

2.4 炎癥小體對(duì)白念珠菌感染適應(yīng)性免疫的影響

盡管天然免疫在抗真菌感染中的作用更為重要，但適應(yīng)性免疫所發(fā)揮的作用也不可或缺。Frank等[22]發(fā)現(xiàn)在播散型白念珠菌病中，Caspase-1突變與ASC突變小鼠對(duì)播散型白念珠菌病更加易感，腎臟的真菌載荷量增加，Caspase-1與ASC缺陷會(huì)導(dǎo)致Th1與Th17細(xì)胞應(yīng)答受損，ASC突變小鼠在感染早期炎癥反應(yīng)強(qiáng)度增高。而近年來Th17細(xì)胞在白念珠菌的適應(yīng)性免疫中的作用備受矚目。

CD47是一種廣泛表達(dá)于多種細(xì)胞的Ig超家族跨膜受體，通過與吞噬細(xì)胞上反受體SIRPα或可溶性配體血小板反應(yīng)素 (TSP-1)的配接，介導(dǎo)免疫逃逸，促進(jìn)細(xì)胞遷移。小鼠若缺乏CD47會(huì)表現(xiàn)出對(duì)病原性細(xì)菌的反應(yīng)異常，但CD47在真菌免疫中的作用還沒有被研究。Dhammika等[23]發(fā)現(xiàn)CD47基因缺乏的小鼠感染白念珠菌時(shí)，腎臟與腦組織中中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)增多，腎臟中NLRP3與IL-1β mRNA水平升高，NLRC4下降，其他炎癥小體相關(guān)的組分AIM2、NOD2、caspase-1、Naip5、NLRP1和ASC的mRNA水平則在腎臟中未見明顯升高，另外，血清中TNFalpha、IL-6、IL-10升高，IL-17降低。提示與NLRP3相關(guān)的CD47分子通過限制宿主炎癥性細(xì)胞因子或趨化因子的表達(dá)以及中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)在播散型念珠菌病中扮演著保護(hù)性角色。

2.5 細(xì)胞因子對(duì)白念珠菌感染炎癥小體的影響

I型IFN (IFN-α、IFN-β)不僅具有抗病毒作用，近年來也被用于白塞綜合征 (Behcet’s syndrome)和家族性地中海熱 (familiar Mediterranean fever，F(xiàn)MF)等以IL-1過度產(chǎn)生為特征的疾病的治療[24]。Greta等[25]發(fā)現(xiàn)，I型IFN通過轉(zhuǎn)錄因子STAT1抑制NLRP3活性，進(jìn)而抑制caspase-1依賴性的IL-1β成熟；另外，I型IFN還以STAT-1依賴性方式誘導(dǎo)IL-10，后者再經(jīng)過STAT3抑制pro-IL-1α和pro-IL-1β的產(chǎn)生；而且，在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中觀察到，干擾素誘生劑poly I：U所誘生的I型IFN也能減輕白念珠菌感染時(shí)所產(chǎn)生的IL-1β，在臨床上經(jīng)用IFN-β治療的多發(fā)性硬化癥 (multiple sclerosis)患者的單核細(xì)胞所產(chǎn)生的IL-1β也遠(yuǎn)低于健康對(duì)照者，表明I型IFN治療炎性疾病可能是通過對(duì)NLRP3炎癥小體的干預(yù)而發(fā)揮作用的。

IL-22在黏膜抗真菌感染中具有重要作用，IL-22的缺陷會(huì)增加宿主對(duì)白念珠菌的易感性[26]。IL-22與炎癥小體在抗白念珠菌感染時(shí)是否發(fā)生相互作用？Monica等[27]發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體激活時(shí)引起的中性粒細(xì)胞募集與炎癥反應(yīng)會(huì)被IL-22所抵消，而IL-22則通過蛋白激酶PKCδ促進(jìn)上皮細(xì)胞NLRC4 (NLRC4也是NLR家族中的一員)的活性，NLRC4引起IL-1受體拮抗劑anakinra (阿那白滯素)的持續(xù)產(chǎn)生，后者抑制NLRP3活化。阿那白滯素若缺陷會(huì)導(dǎo)致小鼠和人的系統(tǒng)性感染，且在小鼠可以用阿那白滯素來進(jìn)行補(bǔ)救性治療。這些結(jié)果表明，VVC時(shí)致病性NLRP3炎癥小體可以通過激活I(lǐng)L-22/NLRC4/IL-1Ra軸實(shí)行負(fù)向調(diào)節(jié)。

2.6 營養(yǎng)狀況對(duì)炎癥小體的調(diào)節(jié)

新生兒期營養(yǎng)狀況對(duì)于個(gè)體早期甚至終生免疫力均至關(guān)重要，營養(yǎng)不良易導(dǎo)致各種疾病包括真菌感染性疾病，若給予營養(yǎng)補(bǔ)充療法能否改善低下的免疫力？Thacianna等[28]觀察到，動(dòng)物哺乳期若營養(yǎng)不良，不僅體重輕，而且白念珠菌感染的肺泡巨噬細(xì)胞中TLR4與caspase-1表達(dá)也降低，但TLR2、NLRP3以及IL-1β和IL-18的釋放在營養(yǎng)正常和營養(yǎng)不良組之間沒有區(qū)別，表明在生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期營養(yǎng)不良雖對(duì)機(jī)體免疫力產(chǎn)生一定的影響，但后期及時(shí)的營養(yǎng)補(bǔ)充能使機(jī)體保留某些特定的信號(hào)機(jī)制，使得在成年后免受廣泛機(jī)會(huì)致病菌的感染，這應(yīng)是長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果。

3 NLRP3炎癥小體與其他真菌感染

3.1 NLRP3炎癥小體與曲霉菌

對(duì)于免疫缺陷患者，煙曲霉 (Aspergillusfumigatus)感染可引起致命的侵襲性曲霉病 (Invasive aspergillosis，IA)。但煙曲霉感染時(shí)機(jī)體的天然免疫如何發(fā)揮作用，我們了解的并不多。Najwane等[29]發(fā)現(xiàn)，與孢子相相比，煙曲霉菌絲相可誘導(dǎo)人單核細(xì)胞內(nèi)NLRP3炎癥小體組裝、capase-1活化和IL-1β的分泌，菌絲相激活NLRP3炎癥小體時(shí)伴有ROS產(chǎn)生和K+外流，若以糖皮質(zhì)激素干預(yù)單核細(xì)胞會(huì)抑制IL-1β基因的轉(zhuǎn)錄。進(jìn)一步證實(shí)，NLRP3炎癥小體激活過程需要依賴Syk酪氨酸激酶，后者位于Dectin-1信號(hào)的下游。近來，Karki R等[30]發(fā)現(xiàn)，AIM2與NLRP3這兩個(gè)PRR共同參與了對(duì)胞內(nèi)煙曲霉的識(shí)別，AIM2與NLRP3同時(shí)缺失突變的小鼠比野生型小鼠對(duì)煙曲霉更易感，不能將煙曲霉菌絲局限于炎癥病灶，而是容易播散至肺血管。AIM2與NLRP3的活化會(huì)激發(fā)胞漿內(nèi)炎癥小體平臺(tái) (inflammasome platform)的組裝，后者由接頭蛋白ASC與caspase-1和caspase-8組成。Caspase-1和caspase-8聯(lián)合作用導(dǎo)致IL-1β和IL-18的產(chǎn)生從而控制感染?？梢姡跓熐垢腥具^程中，AIM2與NLRP3以胞內(nèi)雙組份監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)同作用，共同應(yīng)對(duì)煙曲霉感染。

3.2 NLRP3炎癥小體與隱球菌

新生隱球菌 (Cryptococcusneoformans)是一種機(jī)會(huì)致病性真菌，人類感染主要是吸入空氣中的繁殖體。當(dāng)宿主免疫力低下時(shí)，潛伏的新生隱球菌開始增殖，可擴(kuò)散到機(jī)體多個(gè)器官，甚至越過血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，即使得到及時(shí)治療，死亡率仍然高達(dá)10%～25%。國內(nèi)孟廣勛課題組[31-32]發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體可以識(shí)別新生隱球菌的生物膜 (biofilm)，并且Nlrp3或Asc基因缺陷小鼠感染新生隱球菌后死亡率明顯高于野生型，進(jìn)一步證明莢膜突變株可以激活NLRP3炎癥小體，Nlrp3缺陷的小鼠肺組織中真菌載荷量與野生型相比顯著增加。這些結(jié)果表明，NLRP3炎癥小體在宿主抗隱球菌感染中發(fā)揮重要功能。

3.3 NLRP3炎癥小體與馬拉色菌

馬拉色菌 (Malassezia)是一種嗜脂性酵母菌，常寄生于皮膚角層或毛干表面，引起淺部感染，如花斑癬、脂溢性皮炎等。Magdalena等[33]發(fā)現(xiàn)，馬拉色菌可以通過其一種耐熱的非蛋白因子作為PAMP，經(jīng)Syk激酶信號(hào)通路活化單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞等髓樣細(xì)胞的NLRP3炎癥小體，并釋放高水平的IL-1β。

4 結(jié) 語

目前對(duì)真菌感染的控制仍十分具有挑戰(zhàn)性，尤其是對(duì)免疫功能缺陷的患者而言。天然免疫在抗真菌感染中的重要性明顯，而作為天然免疫重要組成部分的NLRP3炎癥小體所觸發(fā)的中性粒細(xì)胞募集與吞噬，以及IL-1β、IL-18等因子的釋放均發(fā)揮了重要作用。雖然免疫應(yīng)答對(duì)清除真菌很重要，但另一方面也應(yīng)該看到過度炎癥反應(yīng)的同時(shí)也會(huì)給宿主造成嚴(yán)重的后果。針對(duì)真菌感染，既可以病原體為靶標(biāo)，例如ERMES在動(dòng)物身上缺乏相應(yīng)的對(duì)應(yīng)物，理論上ERMES應(yīng)是一個(gè)充滿前景的抗真菌靶標(biāo)，也可以對(duì)真菌感染時(shí)機(jī)體出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)或免疫性損傷進(jìn)行調(diào)節(jié)或干預(yù)，而參與真菌感染病理損傷的NLRP3炎癥小體也可能成為今后治療的靶標(biāo)。事實(shí)上，靶向NLRP3炎癥小體已經(jīng)成為相關(guān)疾病治療藥物開發(fā)的熱點(diǎn)，所以對(duì)真菌感染過程中NLRP3炎癥小體調(diào)控機(jī)制的深入認(rèn)識(shí)將有助于新藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)和治療藥物的開發(fā)。

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[本文編輯] 施 慧

The effects of NLRP3 inflammasome in fungal infection

XU Zhi-qing1,2,WU Da-qiang1,2,SHAO Jing1,2,WANG Tian-ming1,2,WANG Chang-zhong1,2

(1.SchoolofIntegratedTraditionalandWesternMedicine，AnhuiUniversityofChineseMedicine，Hefei230038，China;2.InstituteofIntegratedTraditionalandWesternMedicine，AnhuiAcademyofChineseMedicine，Hefei230038，China)

In fungal infection,host immune cells recognized pathogen associated molecular patterns (PAMPs),such as beta-glucan,by pattern recognition receptors (PRRs) and trigger innate immunity against fungi.NLRP3,a member of NLR family,together with ASC and caspase-1,constituting NLRP3 inflammasome,participated in or controls fungal infection.In this paper,we reviewed the role of NLRP3 inflammasome in the fungal infection in recent years.

Candidaalbicans；NLRP3 inflammasome；innate immunity；pattern recognition receptors (PRRs);pathogen associated molecular patterns (PAMPs)

國家自然科學(xué)基金 (81573725)

徐志慶，女 (漢族)，碩士，助教.E-mail:634763910@qq.com

汪長(zhǎng)中,E-mail:ahwcz63@sina.com

R 519

A

1673-3827(2017)12-0162-06

2017-02-02