白色念珠菌感染免疫應(yīng)答的研究進(jìn)展①

羊玉林 葉水文 張 楠 （南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，南昌 330006）

近年來，念珠菌感染日益增加，常引起局部感染或全身性感染，嚴(yán)重威脅人類的生命健康。念珠菌通過黏附定植、分泌水解酶、細(xì)胞形態(tài)的轉(zhuǎn)換、群體感應(yīng)、生物被膜的形成等多種致病機(jī)制對(duì)人體產(chǎn)生極大的損害［1］。對(duì)于免疫功能正常的人群，其免疫系統(tǒng)可有效抑制病原菌的生長與增殖、控制病原菌的蔓延，不會(huì)出現(xiàn)明顯臨床癥狀。然而，在免疫功能低下的人群中，機(jī)體免疫系統(tǒng)不能有效控制病原菌的生長增殖以及蔓延，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的感染性疾?。?］。

白色念珠菌是侵襲性念珠菌病的主要致病菌，50%～70%侵襲性念珠菌病由白色念珠菌引起［3］。面對(duì)白色念珠菌的非正常侵入，機(jī)體形成了多種復(fù)雜的免疫機(jī)制，依賴先天性免疫與獲得性免疫產(chǎn)生一系列復(fù)雜的反應(yīng)來控制、清除病原菌。先天性免疫是機(jī)體防御的第一道防線，能夠察覺并消除侵入機(jī)體的部分病原菌，通過非特異性免疫直接殺死病原菌，抵御外來感染。感染的控制及清除主要依賴于獲得性免疫即各種免疫細(xì)胞，如淋巴細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞（dendritic cell,DC）、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞和非免疫細(xì)胞，以及這些細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞因子之間的相互協(xié)調(diào)作用［4-5］。此外，機(jī)體對(duì)白色念珠菌的清除還依賴模式識(shí)別受體（pattern recognition receptors，PRRs）及時(shí)識(shí)別病原菌相關(guān)模式分子（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）啟動(dòng)機(jī)體的免疫防御反應(yīng)，以及抗菌肽、防御素等殺菌介質(zhì)的參與?？傊?，機(jī)體對(duì)病原菌的清除是一系列復(fù)雜并且相互協(xié)調(diào)的免疫反應(yīng)。

1 機(jī)體免疫防御

1.1 免疫細(xì)胞 獲得性免疫在病原體的監(jiān)測(cè)和清除中的作用毋庸置疑，機(jī)體通過反應(yīng)性T淋巴細(xì)胞以及產(chǎn)生抗體等多種復(fù)雜的免疫機(jī)制有效地控制病原菌。先天性免疫在感染早期以及啟動(dòng)適應(yīng)性免疫過程中發(fā)揮不可替代的作用，很大程度上依賴于先天免疫細(xì)胞，尤其是DC、巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。先天免疫細(xì)胞識(shí)別、攝取和殺死病原體的能力與真菌的大小、形狀和成分以及真菌逃避免疫機(jī)制的能力密切相關(guān)［6］。當(dāng)機(jī)體發(fā)生全身性念珠菌病時(shí)，先天免疫系統(tǒng)與髓樣細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫發(fā)揮及時(shí)有效的免疫保護(hù)，是宿主能否控制感染的關(guān)鍵因素［7］。

1.1.1 自然殺傷細(xì)胞（natural killer cell,NK）與DC NK能夠非特異性識(shí)別病原菌，通過釋放穿孔素、自然殺傷細(xì)胞毒因子和TNF等殺傷介質(zhì)選擇性殺傷、裂解被感染的靶細(xì)胞，在感染早期發(fā)揮著重要作用。雖然NK的吞噬作用對(duì)菌絲相念珠菌的生長增殖無有效的抑制作用，但其釋放的殺傷介質(zhì)可有效對(duì)抗念珠菌的感染。還有研究證明，在某些特定情況下，NK可替代具有特定功能的B、T細(xì)胞［8］。在念珠菌感染中，DC對(duì)啟動(dòng)適應(yīng)性T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答起著重要作用［9］。PATRICIO等［4］發(fā)現(xiàn)，DC對(duì)T細(xì)胞的分化具有重要作用，DC識(shí)別病原菌后將產(chǎn)生大量促炎細(xì)胞因子，并遷移至引流淋巴結(jié)以刺激先天性T細(xì)胞向效應(yīng)性T細(xì)胞分化，促進(jìn)機(jī)體對(duì)病原菌的免疫應(yīng)答。徐美蘭等［10］通過研究發(fā)現(xiàn)，DC可誘導(dǎo)刺激CD4+與CD8+T的形成，上調(diào)IFN-α表達(dá)、下調(diào)IL-4表達(dá)，在感染白色念珠菌時(shí)保護(hù)機(jī)體、抵抗感染。NK還能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生IFN-β、IL-8等細(xì)胞因子和誘導(dǎo)CD80、CD86表達(dá)，這在機(jī)體對(duì)抗白色念珠菌感染中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用［11-12］。

1.1.2 巨噬細(xì)胞與單核細(xì)胞 巨噬細(xì)胞在宿主防御的初期階段發(fā)揮了重要作用，其通過Toll樣受體識(shí)別念珠菌的胞壁多糖，并依賴dectin-1介導(dǎo)的吞噬作用吞噬念珠菌形成吞噬體，在吞噬體中念珠菌由于營養(yǎng)物質(zhì)消耗、滲透壓變化、氧化應(yīng)激反應(yīng)等因素，最終裂解死亡［13］。研究發(fā)現(xiàn)，在炎癥因子誘導(dǎo)下由M0轉(zhuǎn)化形成的M1型巨噬細(xì)胞能夠分泌大量炎癥細(xì)胞因子和誘導(dǎo)一氧化氮合酶（iNOS）生成，從而引發(fā)氧化應(yīng)激反應(yīng)以此破壞裂解病原菌，這些機(jī)制對(duì)控制全身性真菌感染起至關(guān)重要的作用［14］。LIONAKIS等［15］研究證明，巨噬細(xì)胞能夠有效抑制腎臟中真菌的擴(kuò)散，若腎臟組織中缺乏巨噬細(xì)胞，在機(jī)體感染真菌后更易發(fā)生腎功能衰竭，死亡率更高。除了巨噬細(xì)胞，單核細(xì)胞在控制全身性真菌感染中也發(fā)揮著重要作用，其不僅能夠吞噬孢子并抑制孢子萌發(fā)，還可以增強(qiáng)中性粒細(xì)胞對(duì)分生孢子的殺滅作用［16-17］。在某些情況下，單核細(xì)胞可以迅速轉(zhuǎn)化為樹突狀細(xì)胞，可將孢子運(yùn)送至引流淋巴結(jié)清除［18］。NGO等［17］研究也證明，缺乏單核細(xì)胞的小鼠感染灶內(nèi)白色念珠菌會(huì)大量增殖，機(jī)體無法有效控制白色念珠菌感染。

1.1.3 中性粒細(xì)胞 中性粒細(xì)胞是抵抗白色念珠菌感染的重要免疫細(xì)胞，是感染部位浸潤的主要白細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)，伴中性粒細(xì)胞缺少癥患者更易發(fā)生嚴(yán)重、致命性的念珠菌病［19］。實(shí)驗(yàn)證明，相比于免疫功能正常的小鼠，在缺乏中性粒細(xì)胞的小鼠體內(nèi)念珠菌會(huì)短時(shí)間內(nèi)大量增殖導(dǎo)致小鼠迅速死亡［20］。中性粒細(xì)胞在趨化因子或其他信號(hào)分子的作用下遷移至感染部位，通過吞噬作用、脫顆粒作用產(chǎn)生活性氧，形成中性粒細(xì)胞胞外誘捕網(wǎng)（neutrophil extracellular traps，NETs）等機(jī)制從而殺滅清除病原菌［21］。中性粒細(xì)胞釋放的顆粒中含具有抗菌特性和降解性的蛋白質(zhì)，如溶菌酶、防御素、乳鐵蛋白、彈性蛋白酶、明膠酶或組織蛋白酶G，可有效介導(dǎo)細(xì)胞外殺傷作用［22-23］。NETs是中性粒細(xì)胞活化后分泌顆粒蛋白、染色質(zhì)以及細(xì)胞外纖維等物質(zhì)，其中分布抗菌肽等殺菌物質(zhì)，研究證明，細(xì)胞外誘捕網(wǎng)能夠降解病原菌毒力因子，有效抑制真菌的生長［24-25］。

1.2 其他免疫細(xì)胞 除了上述免疫細(xì)胞，上皮細(xì)胞、朗格漢斯細(xì)胞、血小板等具有免疫作用的細(xì)胞在念珠菌病發(fā)病時(shí)也起重要作用。上皮細(xì)胞是抵御真菌入侵的機(jī)械屏障，其通過激活NF-κB途徑、產(chǎn)生細(xì)胞因子等機(jī)制，抵抗菌絲相念珠菌誘導(dǎo)的內(nèi)吞和主動(dòng)穿透作用，以抵抗念珠菌的侵入與散播［19］。朗格漢斯細(xì)胞可通過特異性表達(dá)的Langerin識(shí)別白色念珠菌，還可介導(dǎo)IL-6依賴的Th17應(yīng)答反應(yīng)對(duì)抗念珠菌感染。研究已證實(shí)血小板可釋放各種細(xì)胞因子、趨化因子和其他蛋白質(zhì)，激發(fā)并調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，來防御各種病原體。血小板依賴前列腺素調(diào)節(jié)Th1型應(yīng)答反應(yīng)，減少IFN-γ的產(chǎn)生來抵抗念珠菌感染，在控制白色念珠菌感染的過程中起著重要作用［26］。另一方面，血小板在真菌的刺激下能夠釋放抗菌肽殺傷裂解念珠菌［27］。還有研究發(fā)現(xiàn)，在酵母相念珠菌刺激下血小板分泌釋放具有一定免疫能力的血小板微粒，能夠影響念珠菌的生長與存活能力［28-29］。

1.3 細(xì)胞因子 細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞或其他非免疫細(xì)胞受刺激合成分泌的小分子蛋白，能夠激活骨髓效應(yīng)細(xì)胞、誘導(dǎo)白細(xì)胞遷移至感染部位、激發(fā)和調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，在機(jī)體抵抗念珠菌感染過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。機(jī)體感染念珠菌后，釋放多種細(xì)胞因子，如 TNF-α、IL-23、IL-17、lL-6、IL-12、IL-1β，調(diào)節(jié)機(jī)體有效免疫應(yīng)答，抵抗念珠菌的感染［4］。TNF是一種在先天性和適應(yīng)性免疫機(jī)制中均起作用的細(xì)胞因子，TNF可通過與特定的膜受體或可溶性受體結(jié)合作用于巨噬細(xì)胞使其活化。除此之外，TNF對(duì)念珠菌生物被膜的形成具有一定的抑制作用，在局部或全身性感染中起著保護(hù)性作用。CASTRO等［30］發(fā)現(xiàn)外源性TNF能夠干擾菌絲形成，抑制生物被膜形成與成熟，影響白色念珠菌體外生長。在全身性念珠菌病發(fā)病時(shí)，IL-23不僅對(duì)宿主起著重要的保護(hù)作用，減弱了念珠菌對(duì)機(jī)體的損害，保護(hù)骨髓細(xì)胞免受念珠菌的損害，而且對(duì)真菌的生長增殖也有抑制作用［7］。IL-23是由C型凝集素途徑誘導(dǎo)生成的，能夠調(diào)節(jié)T細(xì)胞與固有淋巴細(xì)胞分泌IL-17，在抗真菌感染中IL-17也起著重要作用［31-32］。炎癥細(xì)胞因子與抗炎細(xì)胞因子相互作用，抗炎細(xì)胞因子能夠在炎癥因子產(chǎn)生過多的情況下抑制炎癥因子的生成，保護(hù)機(jī)體免遭免疫損害，還能在感染消除后調(diào)節(jié)機(jī)體免疫平衡的恢復(fù)。機(jī)體分泌的抗炎細(xì)胞因子如IL-4、IL-10是抵抗感染的重要成分，IL-10由調(diào)節(jié)性B細(xì)胞（regulatory B cells，Bregs）與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分泌，具有免疫抑制的效應(yīng)，在維持免疫系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和調(diào)節(jié)病理情況下的炎癥反應(yīng)發(fā)揮重要作用［33］。

1.4 PRRs 免疫細(xì)胞膜上具有多種PRRs，PRRs包括Toll樣受體（TLRs）如TLR2和TLR4，C型凝集素受體（CLRs）如Dectin-1、Dectin-2和DC-SIGN、甘露糖受體（MR）、半乳糖凝聚素-3、巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)的C型凝集素，以及NOD樣受體（NLRs）和RIGI樣受體（RLRs）［34-35］。PRRs在機(jī)體識(shí)別病原菌的過程中發(fā)揮重要作用，它們之間相互作用開啟機(jī)體免疫應(yīng)答并使免疫反應(yīng)有效協(xié)調(diào)，保證機(jī)體對(duì)侵入的病原菌產(chǎn)生及時(shí)有效的防御作用［36］。雖然機(jī)體對(duì)真菌這種識(shí)別模式為先天性而非適應(yīng)性識(shí)別驅(qū)動(dòng)，但這一過程仍是啟動(dòng)適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［9］。

2 白色念珠菌防御機(jī)制

2.1 形成生物被膜 面對(duì)機(jī)體的免疫攻擊，白色念珠菌也形成了多種機(jī)制來逃避宿主的免疫攻擊。白色念珠菌可聚集黏附于活性組織或非活性組織的表面，分泌多糖基質(zhì)、纖維蛋白、脂質(zhì)蛋白等高分子聚合物形成生物被膜（bacterial biofilm，BF），不僅可有效阻止環(huán)境中的毒性物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，還可保護(hù)內(nèi)部白色念珠菌逃避宿主的調(diào)理作用、吞噬作用等免疫防御，抵抗抗菌藥物的作用［37］。還有研究發(fā)現(xiàn)，白色念珠菌形成生物被膜后可抑制NETs的形成，并且暴露于生物被膜下的中性粒細(xì)胞活性氧的產(chǎn)生也受到了抑制［24，38］。

2.2 影響巨噬細(xì)胞功能 在感染早期巨噬細(xì)胞等先天免疫細(xì)胞的吞噬作用起著重要作用，巨噬細(xì)胞發(fā)揮吞噬作用的關(guān)鍵是其向感染灶遷移和識(shí)別念珠菌細(xì)胞壁上的配體。有研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細(xì)胞的遷移能力被生物被膜型念珠菌抑制［39］。白色念珠菌被吞噬細(xì)胞吞噬后，可在3～4 h 內(nèi)形成菌絲破壞吞噬體膜，引起H+外漏導(dǎo)致吞噬體堿化，以此來削弱吞噬體的殺菌作用［40］。念珠菌還可影響巨噬細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換，誘導(dǎo)促炎型巨噬細(xì)胞（M1型）向抗炎性型巨噬細(xì)胞（M2型）轉(zhuǎn)換來減少機(jī)體特異性免疫反應(yīng)［41］。另外念珠菌通過分泌效應(yīng)分子如念珠菌素或者改變營養(yǎng)機(jī)制等其他機(jī)制來應(yīng)對(duì)機(jī)體的免疫應(yīng)答。

2.3 抑制信號(hào)通路 研究發(fā)現(xiàn)，白色念珠菌在感染人小腸上皮細(xì)胞過程中對(duì)細(xì)胞因子與受體間的作用、AK/STAT途徑、Toll樣受體信號(hào)途徑、T、B細(xì)胞受體信號(hào)途徑等均有顯著的影響，擾亂宿主的免疫系統(tǒng)［42］。炎癥小體蛋白復(fù)合體、抗菌肽（antimicrobial peptide，AMPs）、緊密連接蛋白是腸黏膜防御屏障的重要組成部分，而念珠菌能夠降低炎癥小體及相關(guān)蛋白的水平，破壞機(jī)體免疫防御屏障導(dǎo)致宿主受病原菌、真菌和病毒的侵害［43-44］。白色念珠菌能夠抑制NLRP3和NLRP6通路，并通過減少AMPs和緊密連接蛋白的產(chǎn)生來抑制人腸黏膜屏障免疫活性，破壞腸黏膜防御屏障，以此抵抗機(jī)體的免疫反應(yīng)，以便于白色念珠菌在腸道定植與增殖［42］。還有研究發(fā)現(xiàn)，念珠菌通過結(jié)合人類補(bǔ)體抑制劑C4BP蛋白、H因子和H因子樣蛋白1（FHL-1）來逃避宿主的免疫防御。

2.4 影響細(xì)胞因子釋放 大量研究發(fā)現(xiàn)白色念珠菌可影響細(xì)胞因子的表達(dá)。白色念珠菌感染腸上皮細(xì)胞后可降低炎癥因子IL-β的表達(dá)，而IL-1β可以刺激抗菌肽的產(chǎn)生以及維持腸上皮細(xì)胞屏障的功能與完整性［45-46］。還有研究發(fā)現(xiàn)，感染初期白色念珠菌可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生大量IL-10，導(dǎo)致小鼠巨噬細(xì)胞凋亡、壞死［47］。IL-23在宿主防御外來細(xì)菌和真菌的全身感染中發(fā)揮重要作用，胡志德等［48］通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)白色念珠菌可能通過下調(diào)機(jī)體Bcl-10表達(dá)進(jìn)而影響機(jī)體IL-23的分泌。單核細(xì)胞受念珠菌生物被膜影響分泌的TNF-α顯著減少［49］。

3 展望

白色念珠菌逃避機(jī)體免疫攻擊的能力是導(dǎo)致慢性、持續(xù)反復(fù)感染的原因之一。持續(xù)反復(fù)的感染需要將感染部位徹底清除才能根除感染，這不僅增加了治療的難度，而且增加了患者的痛苦甚至危及患者生命，為臨床控制、治療念珠菌感染帶來了巨大的挑戰(zhàn)。功能正常的免疫系統(tǒng)對(duì)白色念珠菌感染做出快速有效的防御反應(yīng)至關(guān)重要，而及時(shí)有效的免疫反應(yīng)才能控制白色念珠菌感染。艾滋病患者以及長期使用激素、抗生素或免疫抑制藥物等免疫功能低下的人群更易被白色念珠菌的感染，最終發(fā)展為嚴(yán)重的全身性感染，提高該類人群抗念珠菌能力是控制念珠菌感染的重要方法。深入了解機(jī)體對(duì)白色念珠菌的免疫反應(yīng)機(jī)制以及白色念珠菌的免疫逃避機(jī)制不僅對(duì)控制白色念珠菌感染十分重要，而且對(duì)尋找新的藥物靶點(diǎn)、開發(fā)新型抗真菌療法具有重要意義。