結核感染與機體免疫反應機制研究進展

楊峻 何永玲 唐文軍 王鳳 王艷霞

【關鍵詞】?結核;免疫;吞噬細胞;輔助性T細胞;調節(jié)性T細胞

中圖分類號：R52;R392?文獻標志碼：A?DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2019.03.015

根據(jù)2017年全球結核病報告顯示[1]，結核感染排名感染病原致死率的第九位，全球約有130萬人死于結核病，結核新發(fā)病例1040萬例，其中男性占65%，女性占35%，兒童占10%。新發(fā)病例中約60%出現(xiàn)在印度、中國、印度尼西亞、尼日利亞、巴基斯坦和南非。隨著人類免疫缺陷病毒感染、濫用抗生素和免疫抑制劑的使用，2017年全球結核菌耐藥范圍進一步擴大，有60萬例新發(fā)病例為利福平耐藥，且有48萬例新發(fā)生的多重耐藥性肺結核（multidrug-resistant TB，MDR-TB）病例[2]。這些耐藥病例中近一半（47%）發(fā)生在印度、中國和俄羅斯。我國作為人口大國，結核感染率一直居高不下。因此，對機體免疫狀態(tài)與結核桿菌感染間相互作用的進一步明確，對于結核的防控意義重大。人體被結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）感染后通常會出現(xiàn)以下三種情況：約5%的感染者能夠徹底清除自身體內的MTB，5%～10%的感染者可發(fā)展為結核病患者，90%感染者發(fā)展為潛伏患者，長期帶菌，自身無癥狀但也無法徹底清除病原體。其中發(fā)展為有臨床癥狀的結核病患者人數(shù)僅占結核感染總人數(shù)的5%～10%[3]，這說明了機體被MTB感染時，MTB毒力和入侵數(shù)量是影響結核感染進展的主要因素之一，而被MTB感染時機體的自身免疫狀態(tài)則是另一主要因素。結核桿菌侵入機體后，由固有免疫細胞如自然殺傷細胞（NK）、吞噬細胞等首先反應，啟動免疫反應機制，然后適應性免疫啟動，共同完成免疫防御?，F(xiàn)就機體感染結核桿菌后的免疫機制作一綜述。

1?固有免疫

固有免疫系統(tǒng)作為機體抵御外來病原體的第一道防線，主要由免疫分子、固有免疫細胞及相關組織屏障共同組成，它們可以在MTB感染早期對病原體進行非特異性清除[4]。免疫反應期間各種免疫細胞，例如NK細胞、巨噬細胞、γδT細胞、樹突狀細胞和中性粒細胞等共同參與MTB的識別與殺傷，同時激活一系列固有免疫和獲得性免疫反應共同抵抗結核桿菌入侵。對于組織屏障及固有免疫分子限于篇幅不做細述，僅對免疫細胞做部分綜述。

1.1?吞噬細胞

主要有兩種類型，一種即小吞噬細胞，主要為中性粒細胞;一種即大吞噬細胞，主要為單核細胞和巨噬細胞，共同構成了單核-吞噬細胞系統(tǒng)。存于肺部的單核細胞被稱為肺泡巨噬細胞，其以強大的吞噬、殺菌能力在結核病的保護性免疫應答中發(fā)揮著重要的作用[5]。巨噬細胞在機體抗結核感染過程中發(fā)揮著重要作用，它們既參與對結核桿菌的識別與吞噬，又介導和啟動獲得性免疫反應。進入肺部的結核桿菌，若在其與宿主細胞結合并增殖之前就被中性粒細胞及肺泡巨噬細胞吞噬消滅，那么機體并不會發(fā)生結核感染[6]。所以，吞噬細胞在機體抗結核免疫過程中起到了至關重要的作用。

1.2?中性粒細胞

結核桿菌進入人體并被識別后，中性粒細胞會迅速趕到感染部位[7]，活化并分泌出大量趨化因子，包括白細胞介素、生長調節(jié)致癌基因α、γ干擾素誘導單核因子、γ干擾素誘導蛋白10、干擾素誘導T細胞α趨化因子、單核細胞趨化蛋白、巨噬細胞炎性蛋白1α等[8]。這些趨化因子可定向趨化多種免疫細胞，包括Th1細胞、Th17細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞、單核細胞、NK細胞、抗原呈遞細胞等，而且，由中性粒細胞分泌的趨化因子能進一步放大其對同類細胞的招募作用。Dallenga等學者[9]的研究提示，MTB感染的初期，結核桿菌的清除可通過中性粒細胞吞噬并殺滅的方式完成。而徐曉萌等[10]的研究提示，中性粒細胞可能參與感染后免疫組織損傷及MTB慢性感染的免疫活化過程。

1.3?自然殺傷細胞

NK細胞作為固有免疫細胞，具有強大的細胞溶解能力，在抵抗MTB感染過程中發(fā)揮著重要的作用[11]。機體感染結核桿菌后，NK細胞快速響應，由于其激活不受MHC限制，也不受限于抗體，可以通過細胞毒作用，直接對細胞內外的MTB進行殺傷[12]。NK細胞還能通過分泌IFN-γ等細胞因子來介導CD8+T細胞等效應細胞的反應。Travar等[13]的研究證實，IFN-γ是由NK細胞分泌的主要效應因子，可通過激活單核-巨噬細胞系統(tǒng)，參與結核分枝桿菌感染后的肉芽組織形成，有助于結核感染的控制。NK細胞能通過分泌細胞因子有效調節(jié)γδT細胞，參與機體抗結核感染，但當前對于NK細胞在結核感染患者外周血中數(shù)量變化的結果尚有爭議。有研究報道，結核患者外周血中NK細胞的比例明顯低于對照組[14]。而其他研究結果則表明，結核患者外周血中NK細胞數(shù)量與對照組無明顯差異[15]。

1.4?γT細胞

γT細胞可根據(jù)鏈的類型不同，分為γ1與γ2兩種亞型。其中γ1亞型主要存在于黏膜與皮下，參與呼吸道和腸道黏膜免疫，而γ2主要存在于血循環(huán)系統(tǒng)中，在機體抗感染、腫瘤及自身免疫調節(jié)中均發(fā)揮著重要作用[16]。γT細胞在識別結核桿菌后可被激活，活化后通過分泌IL-17、IFN-γ及TNF-α等細胞因子發(fā)揮抗結核免疫作用，也可通過穿孔素-顆粒酶通路直接導致靶細胞裂解，或介導Fas-Fas1、IFN-γ通路導致靶細胞凋亡[17]。

2?適應性免疫

適應性免疫包括體液免疫和細胞免疫，由B細胞介導的稱之為體液免疫，由T細胞介導的稱之為細胞免疫。

2.1?體液免疫

體液免疫是指B細胞受到抗原刺激后分化增殖，成為漿細胞并合成分泌各類抗體發(fā)揮其生物學效應的特異性免疫應答[18]。體液免疫在機體抗結核免疫中發(fā)揮著重要作用，當前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種結核桿菌抗原可刺激機體產(chǎn)生相應抗體，如Ag85復合物、熱休克蛋白、至阿拉伯甘露糖蛋白等。近期研究證明[19]，機體針對MTB產(chǎn)生的特異性抗體可抑制病原復制、中和毒素、增強抗體依賴性細胞毒作用、提高巨噬細胞及中性粒細胞的滅菌作用，從而保障機體抗結核感染免疫的正常進行。

2.2?細胞免疫

細胞免疫是由T細胞所介導的免疫反應。根據(jù)T細胞表面的分子標志物，可將成熟T細胞分成CD4+和CD8+T細胞[20]。而根據(jù)CD4+T細胞的生物學功能不同可分為輔助性T細胞（help T lymphocyte，Th）和調節(jié)性T細胞（Regular T lymphocyte，Treg）。Th細胞可進一步分為Th1、Th2和Th17細胞，各T細胞亞群的功能簡述如下。

2.2.1?Th1與Th2細胞

Th1和Th2細胞都是由Th0發(fā)展分化出來的不同T細胞亞群，它們在人體免疫系統(tǒng)中各自發(fā)揮著不同的免疫作用[21]。Th1細胞參與細胞免疫反應為主，通過介導單核細胞分化，引發(fā)炎癥反應;Th2細胞參與體液免疫為主，通過抗原抗體反應引發(fā)變態(tài)反應，從而對外來病原體進行控制。Th1在結核感染時主要通過分泌IFN-γ和TNF-α等細胞因子來活化單核-巨噬細胞系統(tǒng)并控制MTB增殖，在抗結核桿菌感染免疫當中起到了關鍵性作用[22]。雖然Th1是抵抗胞內病原體感染的主力，但Th2在抵抗結核感染過程中同樣具有不可忽視的作用。da Silva等[23]發(fā)現(xiàn)，結核病人外周血中IL-4表達過低可能是導致肺結核感染預后不良的主要因素。有研究表明[13]，在肺結核活動期患者的肺部組織及外周血中可檢測到高水平IL-4與低水平IFN-γ。雖然Th2能夠在一定水平上降低Th1給機體帶來的副作用，但Th2表達過強時也會抑制Th1細胞的殺菌作用，為結核桿菌在體內生存提供便利條件。因此，使Th1/Th2保持相對平衡才能自發(fā)高效地抵抗結核感染。

2.2.2?Th17細胞

Th17細胞是近年研究發(fā)現(xiàn)的機體中一種新型的不同于1型和2型的CD4+效應T細胞，其通過分泌多種細胞因子如IL-17等發(fā)揮作用，可活化中性粒細胞向感染部位聚集，并發(fā)揮其抗感染的作用[24]。機體感染結核桿菌后，如IL-17分泌被阻斷，會影響中性粒細胞針對結核桿菌的炎癥反應[25]。但是動物實驗表明，反復感染結核桿菌的動物，其損傷部位可出現(xiàn)潰爛壞死，壞死組織在鏡下可見到大量的中性粒細胞聚集[26]。對于這種炎癥反應，IL-17的大量分泌可加重組織損傷，而抗IL-17抗體可減輕損傷[27]。而有研究[28]表明結核病的發(fā)生與結核分枝桿菌特異性的Th17反應比率的低下有關，Th17的產(chǎn)生可以被INF-γ、IL-2等細胞因子抑制。

2.2.3?Treg細胞

Treg細胞[29]是一群具有調節(jié)功能的T 細胞亞群，主要為CD4+CD25+調節(jié)性T細胞（CD4+CD25+ Treg），具有免疫抑制和免疫無能的特性[30]。近期研究顯示[31]，CD4+CD25+CD127-Treg可以抑制Th細胞活化和介導免疫反應，同時分泌TGF-β抑制促炎癥反應，保護機體組織免受損傷，肺內持續(xù)增加的Treg細胞在結核桿菌慢性感染過程中起著負性免疫應答調節(jié)作用。在結核患者，機體抗結核免疫炎癥反應的增強，刺激了Treg的增殖，同時也抑制了抗MTB感染的免疫反應，從而使MTB在機體內長期生存、感染呈慢性化表現(xiàn)。

2.2.4?CTL細胞

CTL細胞即表達CD8抗原的細胞毒性T細胞，具有細胞毒作用[32]。當結核分枝桿菌與巨噬細胞結合時，可使其感染并喪失免疫殺菌能力，而結核桿菌能在巨噬細胞內部增殖，隨血流散布到身體其他組織，此時的巨噬細胞成為吞噬病原體后失去免疫活性的靶細胞[33]。靶細胞對內源性抗原處理，表達與MHCI類分子相結合的抗原信息并遞呈給CTL， CTL識別靶細胞抗原后，活化并發(fā)揮細胞毒效應，釋放穿孔素、顆粒酶與顆粒溶素等成分，破壞已經(jīng)失去免疫活性的巨噬細胞，此時細胞內結核桿菌失去了保護，可被活化的吞噬細胞、NK細胞殺滅[34]。

3?小結

機體抗結核感染的過程是一個精細而復雜的免疫反應過程，細胞免疫和體液免疫在其中都發(fā)揮著極其重要的作用，它們相互影響，共同維持機體的正常免疫防御機制。結核分枝桿菌侵入機體后，各種免疫細胞間相互影響與調節(jié)功能仍待進一步研究。WHO的報告提示，近年來結核病發(fā)病率的不斷升高及結核桿菌耐藥率的增加，都給醫(yī)務工作者敲響了結核防范的警鐘。只有對結核感染的免疫機制不斷深入研究，才能從根本上解決結核病防治的難題。

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（收稿日期：2018-12-10?修回日期：2019-01-10）

（編輯：潘明志）