縮小膜殼絳蟲的研究與發(fā)展

回 晶，張業(yè)崎，孫世明，蘭宇娟，韓 凱，尤 欣

(1.遼寧大學(xué) 生命科學(xué)院，遼寧 沈陽 110036；2.北京協(xié)和醫(yī)院，北京100730)

0 引言

蠕蟲是一種可寄生在宿主各個(gè)器官組織中的一類真核多細(xì)胞生物，與宿主之間有緊密的聯(lián)系.然而，有許多研究表明，蠕蟲可以為宿主帶來相應(yīng)的健康益處.蠕蟲的存在可引起宿主進(jìn)行自主免疫調(diào)節(jié)，通過長(zhǎng)期的感染使兩者之間共同進(jìn)化導(dǎo)致免疫相互依賴[1].然而隨著人們的生活和衛(wèi)生水平提高，蠕蟲感染的發(fā)生率降低，自身免疫性疾病和神經(jīng)性疾病卻日益增加.隨后有人提出“衛(wèi)生學(xué)假說”，即隨著衛(wèi)生安全意識(shí)的提高，機(jī)體在幼年時(shí)期感染蠕蟲等病原體的機(jī)會(huì)減少，使自身持續(xù)存在的免疫反應(yīng)模式平衡受到破壞，導(dǎo)致自身免疫功能出現(xiàn)紊亂，進(jìn)而患有疾病[2].因此蠕蟲感染治療成為一種治療疾病的新途徑.

新近有關(guān)于蠕蟲治療的研究，利用鼠-絳蟲模型研究縮小膜殼絳蟲與宿主相互關(guān)系的組織化學(xué)、生物化學(xué)以及病理學(xué)[3]，這些模型分析揭示了宿主為驅(qū)除縮小膜殼絳蟲而產(chǎn)生的自身免疫反應(yīng)，從而平衡了疾病引起的免疫破壞，證明其對(duì)治療自身免疫性疾病和神經(jīng)性疾病的治療作用.有了這些理論依據(jù)，縮小膜殼絳蟲將可能作為治療藥物走向臨床研究.

1 縮小膜殼絳蟲

縮小膜殼絳蟲(Hymenolepis diminuta)又稱長(zhǎng)膜殼絳蟲，是膜殼絳蟲屬的一種，成蟲可生活在人或者嚙齒動(dòng)物中的小腸內(nèi)，并釋放蟲卵到宿主的糞便中.蟲卵在中間宿主中會(huì)發(fā)育到感染性幼蟲似囊尾蚴(Hymenolepis diminuta Cysticercoids)這一階段[4]，HDCs在人體內(nèi)的存活時(shí)間很短，在停止治療后，可在幾周后被消除，它沒有磨蝕性的鉤子或牙齒，而是裝有吸盤，整個(gè)生命都附著在宿主小腸的絨毛上，不會(huì)穿透粘膜[5].因此，這種蠕蟲不會(huì)異常地通過宿主進(jìn)行遷移，導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的病理.

當(dāng)HD的可溶性產(chǎn)物或者HDCs進(jìn)入機(jī)體后，會(huì)引起一系列抗蠕蟲感染機(jī)制.先作用于抗原提呈細(xì)胞(APCs)上的Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)，其中APCs包括樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞，增加免疫球蛋白E(IgE)的合成通過IgE與抗原反應(yīng)，嗜堿性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞中釋放出來一些趨化因子，引起炎癥反應(yīng)，并調(diào)控Th細(xì)胞亞群和其釋放的細(xì)胞因子.主要刺激Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10、IL-13[6]，這一作用可導(dǎo)致蠕蟲受到損害，將其從宿主體內(nèi)排出.而HD的可溶性產(chǎn)物或者HDCs可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為M2型，并通過增加IL-10分泌而誘導(dǎo)機(jī)體的抗炎反應(yīng)，這種適應(yīng)機(jī)制刺激了宿主體內(nèi)的抗炎途徑，可避免絳蟲的排出[7].

HD的可溶性產(chǎn)物或者HDCs也會(huì)改變宿主腸道微生物的變化.這些細(xì)胞以及分子在不同的疾病中發(fā)揮不一樣的治療作用，這種作用使HD成為研究治療免疫疾病的對(duì)象，研究人員建立鼠模型口服HDCs或提取成蟲中的活性分子進(jìn)行免疫治療分析.

2 自身免疫性疾病

自身免疫性疾病是指機(jī)體免疫反應(yīng)發(fā)生紊亂，原本平衡的免疫應(yīng)答發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使免疫系統(tǒng)無法區(qū)分病原體和自身抗原，對(duì)于體內(nèi)的成分產(chǎn)生抗體以及相關(guān)細(xì)胞因子，導(dǎo)致健康組織受損[8].疾病的發(fā)生多是與Th1或Th17細(xì)胞介導(dǎo)免疫失調(diào)有關(guān)，如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、炎癥性腸病、多發(fā)性硬化等.而縮小膜殼絳蟲感染機(jī)體后會(huì)引發(fā)Th2細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[9]，抑制Th1細(xì)胞反應(yīng)，平衡了Th1和Th2的免疫反應(yīng)，從而達(dá)到治療作用.以下介紹在不同類型的自身性免疫疾病的模型中，HD的可溶性產(chǎn)物和HDCs的作用機(jī)制.

2.1 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種常見的自身免疫疾病，主要表現(xiàn)為慢性關(guān)節(jié)滑膜炎，滑膜襯里細(xì)胞增生、間質(zhì)大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)等，主要由Th1細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答引起疾病[10].

有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，小鼠口服HDCs后誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞以及B220+B細(xì)胞分泌IL-10，并抑制受損關(guān)節(jié)中TNF-α mRAN的表達(dá)來減輕由弗氏完全佐劑(CFA)誘導(dǎo)的RA[11].說明HDCs引起IL-10上調(diào)對(duì)RA有保護(hù)作用.而也有服用HDCs后加重K/BxN血清誘導(dǎo)的RA.蠕蟲感染導(dǎo)致嗜酸性粒細(xì)胞過氧化物酶的活性增加，活化肥大細(xì)胞，補(bǔ)體C5a和肥大細(xì)胞蛋白酶-1水平顯著升高[12].所以蠕蟲療法也有可能使疾病惡化，在臨床實(shí)驗(yàn)時(shí)需要多加注意護(hù)理，避免造成病情加重.有研究人員提取了縮小膜殼絳蟲中一種可溶于磷酸緩沖鹽溶液的提取物可阻止中性粒細(xì)胞向膝關(guān)節(jié)趨化并聚集，從而減輕RA.并發(fā)現(xiàn)其起主要作用的是縮小膜殼絳蟲中提取的對(duì)熱和胰蛋白酶敏感的多糖，其阻斷甲酰肽受體配體(WKYMVm)誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞中p38 MAPK信號(hào)和下游信號(hào)熱休克蛋白(HSP27)的表達(dá)[13].這一發(fā)現(xiàn)闡明了縮小膜殼絳蟲新的研究方向，并可能會(huì)消除活蟲治療帶來的恐懼.

2.2 炎癥性腸病

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種特發(fā)性腸道炎癥性疾病，病因復(fù)雜，主要由于特異效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)失調(diào)所引起，其包括潰瘍性結(jié)腸炎(UC)和克羅恩病(CD).CD歷來被認(rèn)為是由Th1介導(dǎo)的疾病，最近發(fā)現(xiàn)與Th17通路也相關(guān)聯(lián).而發(fā)現(xiàn)UC是一種Th2型疾病，在UC患者中有發(fā)現(xiàn)Th2型細(xì)胞因子升高[14].雖然UC和CD的發(fā)病機(jī)制有差異，但都是由巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等免疫細(xì)胞和非免疫粘膜細(xì)胞之間的交互作用介導(dǎo)的，最終導(dǎo)致腸道損傷.

有研究表明，小鼠口服HDCs使腸系膜淋巴結(jié)中的調(diào)節(jié)性T細(xì)胞標(biāo)志物-Foxp3和交替激活巨噬細(xì)胞標(biāo)志物-FIZZ1的表達(dá)增加，Th2型細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-9、IL-10、IL-13增加，減緩二硝基苯磺酸(DNBS)誘發(fā)的結(jié)腸炎，并發(fā)現(xiàn)CD4+T不是作用機(jī)制的必要條件，但對(duì)該模型中的抗結(jié)腸炎機(jī)制發(fā)揮重要作用[15].并且發(fā)現(xiàn)IL-10的表達(dá)增加在抗炎機(jī)制中起到重要作用[16].也有從HD的排泄/分泌產(chǎn)物-糖蛋白方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這種糖蛋白可減輕DNBS誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎，伴有TNF-α降低，刺激脾細(xì)胞分泌IL-4和IL-10，下調(diào)IL-6的表達(dá)[17].還有進(jìn)一步將HDCs和皮質(zhì)類固醇藥物(地塞米松)對(duì)DNBS誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎的治療效果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)HDCs優(yōu)于地塞米松，HDCs使小鼠脾細(xì)胞產(chǎn)生的IL-4和IL-10增加，減輕結(jié)腸炎的癥狀，并且沒有導(dǎo)致額外的副作用，而地塞米松的治療效果相對(duì)于HDCs并不明顯[18].但HD的可溶性產(chǎn)物或HDCs并不能對(duì)惡唑酮誘導(dǎo)的結(jié)腸炎起到保護(hù)作用，甚至可能會(huì)加重病情[19]，所以并不是所有的結(jié)腸炎都能用其進(jìn)行治療.而這些長(zhǎng)期的研究和探索是HD的可溶性產(chǎn)物或者HDCs成為臨床可行治療方法所必不可少的.

3 神經(jīng)性疾病

神經(jīng)性疾病是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)、周圍神經(jīng)系統(tǒng)、植物神經(jīng)系統(tǒng)的功能紊亂，主要表現(xiàn)為感覺、運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)發(fā)育、認(rèn)知發(fā)生障礙，如自閉癥譜系障礙(ASD)、偏頭痛、焦慮癥和帕金森氏癥.研究發(fā)現(xiàn)，免疫系統(tǒng)、腸道菌群和大腦的三個(gè)系統(tǒng)的相互作用與神經(jīng)性疾病的行為改變和共病癥狀之間存在相關(guān)性.神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)之間聯(lián)系可以看作為通訊系統(tǒng)，通常高免疫相關(guān)的疾病會(huì)影響大腦，尤其是神經(jīng)發(fā)育，而腸-腦軸又可充當(dāng)“第二大腦”[20].有研究表明HDCs感染的大鼠回腸和空腸中膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(GDNF)的濃度增加[21].神經(jīng)細(xì)胞的正常功能依賴于GDNF，它負(fù)責(zé)多巴胺能神經(jīng)元的存活和分化，修復(fù)和生長(zhǎng)受損的腸神經(jīng)元，還參與腸道上皮細(xì)胞的再生，維持腸道上皮屏障，減少腸道炎癥[22].因此，可以認(rèn)為HD的可溶性產(chǎn)物或者HDCs可引起三個(gè)系統(tǒng)的相互作用.

已有實(shí)驗(yàn)證明，懷孕大鼠口服HDCs后，預(yù)防后代細(xì)菌感染后小膠質(zhì)細(xì)胞啟動(dòng)，并下調(diào)腦組織海馬體中促炎因子IL-1β的表達(dá)；在脾細(xì)胞中IL-1β、TNFα以及趨化因子CXCL2、CCL2和CCL3的表達(dá)降低；而在腸道內(nèi)容物中表現(xiàn)為削弱放線桿菌和柔嫩桿菌向擬桿菌的門級(jí)轉(zhuǎn)移，增加毛螺菌科的數(shù)量，最終減弱了成年大鼠認(rèn)知功能障礙[23].這證明HDCs不僅僅可以引起免疫系統(tǒng)的變化，同時(shí)引起大腦和腸道中微生物的改變，從而可以減緩神經(jīng)性疾病.而HD的可溶性產(chǎn)物和HDCs在神經(jīng)性疾病治療方面的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型還不是很多，但這并不影響研究它們的治療效果，西方國(guó)家已經(jīng)對(duì)人類受試者進(jìn)行治療與觀察，發(fā)現(xiàn)服用HDCs后對(duì)ASD、偏頭痛、焦慮癥和帕金森氏癥都有所改善[24].這些實(shí)驗(yàn)與成果都預(yù)示著HDCs和HD的可溶性產(chǎn)物會(huì)成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn).

4 問題與前景展望

隨著醫(yī)學(xué)的進(jìn)步和對(duì)蠕蟲的深入了解與探索，發(fā)現(xiàn)很多蠕蟲都可以起到治療疾病的作用，如曼氏血吸蟲、豬鞭蟲、肝片形吸蟲等，其幼蟲或者可溶性產(chǎn)物都具有研究?jī)r(jià)值，其中豬鞭蟲卵(TSO)已經(jīng)獲得美國(guó)食品和藥物管理局正式批準(zhǔn)量產(chǎn)并用于一系列的臨床試驗(yàn)研究，但昂貴得令人望而卻步[25-27].而文中提到的蠕蟲相對(duì)便宜并容易獲得，與宿主之間相互作用，在動(dòng)物模型中可以對(duì)RA和IBD以及神經(jīng)性疾病中起到一定的治療作用.西方的醫(yī)學(xué)報(bào)告中，給自愿受試者服用HDCs后發(fā)現(xiàn)可以改善Ⅰ型糖尿病、克羅恩結(jié)腸炎等疾病的癥狀，有人猜想HDCs會(huì)減緩但并不能阻止阿爾茨海默氏癥的發(fā)展，因?yàn)榘柎暮Ｄ习Y可能與腸道微生物有關(guān)[23].顯然，HDCs為炎癥相關(guān)疾病以及神經(jīng)性疾病的治療提供了新的線索.

HDCs作為蠕蟲療法的手段之一，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面的研究相對(duì)較少。與其他治療方法相比較，若將人類直接暴露于HDCs副作用還不太確定，也可能會(huì)出現(xiàn)讓病情加重的情況，如少數(shù)服用者出現(xiàn)嚴(yán)重的胃腸不適應(yīng)，并出現(xiàn)抽筋等.雖然會(huì)出現(xiàn)副作用，但利大于弊.現(xiàn)如今在國(guó)外已有相關(guān)臨床試驗(yàn)，而國(guó)內(nèi)研究HDCs感染具有治療疾病作用的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)少之又少.活蟲感染是不容易被廣大人們接受的，也許可以從HD的可溶性產(chǎn)物進(jìn)行探索，讓這個(gè)還未開發(fā)的免疫調(diào)節(jié)分子，作為新藥物的藍(lán)圖.