結(jié)核病發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

杜 威，劉春雨，王路生，何茂郎，丁海濤，代金鵬，吳江東

結(jié)核病是一種困擾人類數(shù)千年的慢性傳染病，其傳染性之強(qiáng)、波及范圍之廣、感染人數(shù)與死亡病例之多使其成為一個(gè)不容小覷的全球性健康問(wèn)題，2020年全球新發(fā)結(jié)核病患者987萬(wàn)，發(fā)病率為127/10萬(wàn)，其中有127萬(wàn)人死于結(jié)核病[1]。雖然結(jié)核病在中國(guó)的流行趨勢(shì)有所下降，但中國(guó)作為該病的高負(fù)擔(dān)國(guó)家，疾病負(fù)擔(dān)仍難以控制[2]。結(jié)核病發(fā)病機(jī)制復(fù)雜多樣，研究結(jié)核病發(fā)病機(jī)制對(duì)于結(jié)核病防控、診斷技術(shù)的開(kāi)發(fā)和臨床治療靶點(diǎn)的尋找等具有重要貢獻(xiàn)。之前在有關(guān)結(jié)核病方面的研究仍不能很明確地解釋發(fā)病機(jī)制，故本文將進(jìn)一步總結(jié)近幾年新的研究角度和發(fā)現(xiàn)。

M.tb感染宿主后引發(fā)一系列固有及適應(yīng)性免疫反應(yīng)，其與宿主之間復(fù)雜多樣的相互作用以及宿主自身免疫相關(guān)基因及易感性成為結(jié)核病發(fā)病機(jī)制的基礎(chǔ)[3]。當(dāng)M.tb經(jīng)氣道進(jìn)入肺部首先被配備有模式識(shí)別受體的肺泡巨噬細(xì)胞內(nèi)化吞噬，巨噬細(xì)胞參與保護(hù)細(xì)胞免受M.tb入侵、吞噬后清除菌體和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)[4-5]，包括誘導(dǎo)出一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)和抗菌肽等，隨后T細(xì)胞和B細(xì)胞亞群被激活引發(fā)適應(yīng)性免疫應(yīng)答。然而過(guò)度的免疫反應(yīng)激活會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的肺部炎癥和損傷，造成肺部肉芽腫性干酪化和空洞，免疫反應(yīng)強(qiáng)烈的個(gè)體甚至發(fā)展為活動(dòng)性結(jié)核病幾率更大[6-8]，此外，抵御M.tb的免疫能力也與宿主免疫相關(guān)基因及遺傳易感性和M.tb遺傳變異有著密切關(guān)系。M.tb在宿主內(nèi)存在和長(zhǎng)期存活引發(fā)的超敏反應(yīng)與免疫反應(yīng)是影響TB發(fā)病的原因。TB發(fā)病機(jī)制涉及多個(gè)方面，本文重點(diǎn)從免疫相關(guān)基因、MTBC的遺傳變異和宿主-結(jié)核分枝桿菌相互作用進(jìn)行綜述。

1 免疫相關(guān)基因與人類結(jié)核病

人類免疫相關(guān)基因的改變以及結(jié)核病易感基因的變異成為結(jié)核病發(fā)病機(jī)制的重要方面，已有報(bào)道發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了結(jié)核病發(fā)病與人類遺傳變異的相關(guān)性[9]，表明結(jié)核病感染及疾病進(jìn)展與人類遺傳多態(tài)性有著密不可分的聯(lián)系。

正常情況下，免疫應(yīng)答基因通過(guò)表達(dá)與免疫調(diào)控有關(guān)的分子產(chǎn)生免疫效應(yīng)，參與機(jī)體抵御結(jié)核病的侵襲過(guò)程。中性粒細(xì)胞作為機(jī)體固有免疫細(xì)胞參與吞噬M.tb，但過(guò)度激活則引起肺部病理?yè)p傷加快結(jié)核病進(jìn)展[10]。Moreira-Teixeira L等人通過(guò)結(jié)核病易感小鼠模型發(fā)現(xiàn)了感染狀態(tài)下血液中中性粒細(xì)胞相關(guān)基因的增加，此外，IFNG(干擾素基因)和其他與效應(yīng)和細(xì)胞毒性功能相關(guān)的基因下調(diào)導(dǎo)致免疫應(yīng)答減弱、T細(xì)胞與NK細(xì)胞減少，保護(hù)效應(yīng)功能喪失，機(jī)體對(duì)于M.tb抵御能力降低，促使了機(jī)體結(jié)核病的發(fā)生[11]。此外，免疫相關(guān)基因的甲基化改變也使得免疫反應(yīng)性降低，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)結(jié)核病患者的IL-2/STAT5、TNF/NF-κB和IFN-γ信號(hào)通路存在DNA甲基化[12]，甲基化的發(fā)生會(huì)影響該段區(qū)域表達(dá)并具有遺傳性，可影響機(jī)體固有免疫及適應(yīng)性免疫應(yīng)答。易感性相關(guān)基因的變異對(duì)人體的感染免疫反應(yīng)也具有廣泛的影響，可能影響宿主對(duì)抗M.tb免疫從而使?jié)摲腥緺顟B(tài)轉(zhuǎn)由活動(dòng)性方向發(fā)展，如SLC11A1、IFN-γrs243056位點(diǎn)等，也有報(bào)道闡明了亞洲人群中的HLA-DRB1等位基因變異、中國(guó)人群中的Notch4中rs2071277和rs422951的G等位基因變異以及南非人群中的C1q基因簇區(qū)域的變異對(duì)結(jié)核病易感性的影響[13-18]。有研究者通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)研究(Genome-Wide Association Studies,GWAS)鑒定出HLA II類變異在俄羅斯等地區(qū)人群中復(fù)制較弱的結(jié)果[19]。宿主免疫基因的異質(zhì)性影響了人群對(duì)抗M.tb免疫應(yīng)答的不同，結(jié)核病與人類共同進(jìn)化，GWAS、地域性易感性差異以及個(gè)體免疫異質(zhì)性為易感性相關(guān)基因的變異提供了引導(dǎo)性的參考，需進(jìn)一步探索以評(píng)估人類結(jié)核病遺傳變異的后果[17，20]。將此類研究服務(wù)于臨床應(yīng)用，在基因變異導(dǎo)致的結(jié)核病易感性增加的基礎(chǔ)上對(duì)醫(yī)療狀況做出相應(yīng)調(diào)整。

免疫抵抗者是指接觸結(jié)核病感染者后一年內(nèi)IFN-γ釋放試驗(yàn)(Interferon-γ Release Assays,IGRA)和結(jié)核菌素試驗(yàn)(Tuberculin pure protein derivative,PPD)同時(shí)呈陰性，Lu LL等人的隊(duì)列研究揭示了抵抗者具有類別轉(zhuǎn)換IgG、IgM的能力以及非CD4介導(dǎo)的IFN-γ對(duì)M.tb特異蛋白如CPF-10、ESAT-6做出反應(yīng)的能力，表現(xiàn)出M.tb特異性IgG Fc信號(hào)[21-22]。目前有研究稱抵抗表型可能具有異質(zhì)性，盡管抵抗者持續(xù)接觸M.tb也有可能處于“潛伏感染狀態(tài)”而不會(huì)有活動(dòng)性結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn)[23-24]。這些研究可證明部分人群可對(duì)于M.tb的抗原刺激做出對(duì)應(yīng)免疫措施，為臨床結(jié)核病診療手段提供思路與方法。

2 MTBC的遺傳變異與人類結(jié)核病

結(jié)核分枝桿菌復(fù)合體(Mycobacteriumtuberculosiscomplex,MTBC)成員具有高度的基因組同源性，但它們?cè)谒拗鞣秶?、毒力、傳播性發(fā)病機(jī)制等方面表現(xiàn)出重要的差異[25-27]。MTBC的人類適應(yīng)譜系具有強(qiáng)大的系統(tǒng)地理結(jié)構(gòu)，7個(gè)主要的全球譜系按照地理結(jié)構(gòu)劃分[28]。MTBC成員有不同的宿主，譜系1至譜系7主要感染人類而很少感染動(dòng)物。譜系5和譜系6家族僅在西非引起人類結(jié)核病[29]。有研究發(fā)現(xiàn)，不同的MTBC譜系具有不同的毒力程度，譜系2和譜系4分布廣泛，與地理上受限的譜系相比，似乎具有更高的致病力[30-32]。譜系2中的北京亞型毒株比其他現(xiàn)代分離株更具毒性。Jia X等人對(duì)基因組結(jié)構(gòu)、特定基因以及單核苷酸多態(tài)性(SNPs)的鑒定，進(jìn)一步證明了譜系2中北京亞系具有更強(qiáng)的毒力特性[33]。毒力的增加將增強(qiáng)疾病的傳播，減少促炎性免疫反應(yīng)，并加劇疾病的嚴(yán)重性。還有研究表明，與譜系4菌株相比，譜系2菌株可能與傳播鏈風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)，而譜系5和譜系6菌株可能與傳播鏈風(fēng)險(xiǎn)降低有關(guān)[34]。

越來(lái)越多的證據(jù)表明，宿主對(duì)不同MTBC毒株的免疫應(yīng)答存在變異[35]。有研究發(fā)現(xiàn)，高致病性菌株比低致病性菌株誘導(dǎo)更低的免疫應(yīng)答，強(qiáng)毒株在宿主巨噬細(xì)胞中保持隔離是實(shí)現(xiàn)免疫逃逸的一個(gè)原因[36]。作為共同進(jìn)化機(jī)制的一部分，為了在人類中生存，結(jié)核分枝桿菌能夠適應(yīng)各種人類群體。有研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)核分枝桿菌基因組的遺傳多樣性可能會(huì)因T細(xì)胞反應(yīng)而增加[37]。這表明結(jié)核分枝桿菌可以避免宿主免疫攻擊，實(shí)現(xiàn)免疫逃逸，增加結(jié)核病的傳播速度。還有相關(guān)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)DNA測(cè)序?qū)Υ罅渴占腗TBC毒株進(jìn)行分析，MTBC基因型的地理變異與人類遷移有關(guān)[34]，從而證明MTBC的遺傳多樣性的擴(kuò)展與人類遷移有關(guān)。

3 宿主-分枝桿菌相互作用

3.1 機(jī)體免疫細(xì)胞和結(jié)核分枝桿菌的相互作用 巨噬細(xì)胞與結(jié)核分枝桿菌的相互作用是結(jié)核病發(fā)病的核心環(huán)節(jié)。巨噬細(xì)胞與分枝桿菌的相互作用有很多方面，如MTB調(diào)節(jié)與巨噬細(xì)胞相互作用的不同受體途徑[38-39]、MTB 抑制吞噬酶體的成熟和酸化[40-41]、MTB抑制巨噬細(xì)胞的凋亡和自噬、MTB 抑制氧化應(yīng)激及活性氧和活性氮中間體的功能[42]。此外，離子通道的調(diào)節(jié)也參與結(jié)核分枝桿菌的免疫逃逸[43]。

巨噬細(xì)胞的受體有多種類型，如Toll樣受體(Toll-like receptors,TLRs)、C型凝集素受體(C-type lectin receptors,CLRs)、NOD樣受體(NOD-like receptors,NLRs)、免疫球蛋白Fc受體(Fc receptors)、補(bǔ)體受體和清道夫受體等。TLRs在M.tb感染中具有重要作用，其中TLR2與TLR4與M.tb的結(jié)合是固有免疫的主要機(jī)制[44]。巨噬細(xì)胞中的TLR2可以識(shí)別M.tb的PAMPs，從而誘導(dǎo)多種固有免疫應(yīng)答[45]。TLRs中的TLR2、TLR4和TLR9可以特異性激活PI-3K途徑[46]。M.tb的脂阿拉伯甘露聚糖(lipoarabinomanman,LAM)可以通過(guò)改變TLRs之間的物理關(guān)聯(lián)來(lái)跨膜信號(hào)傳導(dǎo)。TLR4還可以抑制巨噬細(xì)胞中吞噬細(xì)胞的降解，這主要通過(guò)獨(dú)立于NF-κB的途徑。M.tb的許多成分能干擾吞噬溶酶體的成熟。M.tb分泌ESXA(ESAT-6)和PDIM作用于吞噬體膜形成孔道，使吞噬體膜破裂[47]。抑制吞噬酶體成熟的一種重要機(jī)制為抑制吞噬體與溶酶體的融合。M.tb通過(guò)減少NF-κB的合成、促進(jìn)PKnG的合成、減少PI3P的合成來(lái)抑制吞噬體和溶酶體之間的融合。有研究表明，NF-κB通過(guò)高表達(dá)膜轉(zhuǎn)運(yùn)分子來(lái)促進(jìn)吞噬體與溶酶體的融合[48]，NF-κB的合成減少會(huì)抑制吞噬體和溶酶體的融合。PKnG是真核生物中的一種類似蛋白激酶的蛋白質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)，M.tb分泌的PKnG可以加強(qiáng)宿主細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)從而抑制吞噬酶體的融合[49]。位于早期核內(nèi)體和吞噬體表面的磷脂酰肌醇3-磷酸(Phosphatidylinositol 3 Phosphate,PI3P)是構(gòu)成巨噬細(xì)胞細(xì)胞膜的重要組成部分。還有研究表明，M.tb感染后，PI3P的合成減少和水解增多也抑制了吞噬體和溶酶體的融合[50]。M.tb通過(guò)抑制吞噬體的酸化來(lái)抑制巨噬細(xì)胞的吞噬作用。有研究發(fā)現(xiàn)，缺失PtkA的M.tb突變體在THP-1巨噬細(xì)胞感染模型中無(wú)法存活，表明該突變體無(wú)法抑制吞噬體酸化，這說(shuō)明PtkA在抑制吞噬體酸化中起直接作用[51]。在感染早期，細(xì)胞凋亡是巨噬細(xì)胞殺滅M.tb的重要途徑之一。宿主細(xì)胞的凋亡主要與結(jié)核分枝桿菌的毒力有關(guān)。有研究表明，M.tb毒力株可以抑制巨噬細(xì)胞的凋亡，其毒力強(qiáng)弱與誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡能力有很大關(guān)系[52]。影響巨噬細(xì)胞凋亡的途徑有Caspase酶系途徑、TLRs家族與NF-κB途徑、Fas/FasL信號(hào)途徑、TNF-α/TNFR1/TNFR2信號(hào)途徑及其他途徑[53]。限制宿主細(xì)胞中結(jié)核分枝桿菌生長(zhǎng)的一個(gè)關(guān)鍵性保護(hù)過(guò)程是自噬。M.tb已經(jīng)產(chǎn)生了多種策略來(lái)對(duì)抗自噬，活性氧(reactive oxygen species,ROS)是機(jī)體內(nèi)一種含氧并且化學(xué)性質(zhì)活潑的一類物質(zhì)的總稱，可參與形成細(xì)胞信號(hào)[54]和氧化損傷[55]等過(guò)程，而M.tb可通過(guò)ROS依賴性途徑來(lái)抑制細(xì)胞自噬。有研究表明，ESAT-6在抑制人樹(shù)突狀細(xì)胞的晚期自噬中起重要作用[56]。還有研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)核分枝桿菌通過(guò)產(chǎn)生各種細(xì)菌蛋白因子來(lái)限制自噬相關(guān)途徑，如硫代脂質(zhì)(sulfoglycolipids,SLs)和硫代甘油二菌酸酯(DIMs)可能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的自噬[57]。M.tb可采取多種策略降低ROS對(duì)其造成的毒性損害，如通過(guò)細(xì)胞壁的LAM、分枝菌酸和酚糖脂PGL-1用于清除氧自由基[58]，通過(guò)產(chǎn)生KatG過(guò)氧化氫酶以及SodA、SodC超氧化物歧化酶等物質(zhì)來(lái)清除活性氧[59]。

CD4+、CD8+T細(xì)胞在機(jī)體特異性抵抗M.tb感染中有重要作用。有研究表明，M.tb能夠通過(guò)自身代謝功能的改變逃避T細(xì)胞的直接殺傷，如色氨酸的合成等[60]。甚至M.tb對(duì)宿主T細(xì)胞的代謝也可能產(chǎn)生影響，隨著M.tb感染不斷進(jìn)展，CD8+T細(xì)胞中的能量代謝情況不斷惡化，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)糖酵解的依賴性增加，從而增強(qiáng)炎性因子的產(chǎn)生[61]。不僅如此，M.tb還抑制了MHC分子的表達(dá)和抗原的呈遞，如M.tb脂蛋白可作為T(mén)LR2激動(dòng)劑抑制MHC-II的上調(diào)[62]、吞噬體與溶酶體融合受阻抑制抗原的呈遞[63]，從而影響了T細(xì)胞的活性。此外，M.tb還可通過(guò)作用于其他細(xì)胞間接抑制T細(xì)胞功能，比如，DC細(xì)胞需要成熟才能發(fā)揮對(duì)T細(xì)胞的刺激作用，而M.tb阻止DC細(xì)胞成熟達(dá)到抑制CD4+T細(xì)胞反應(yīng)的目的[64]。甘露糖修飾的LAM是M.tb細(xì)胞壁的主要成分之一，可誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生IL-10，IL-10 進(jìn)一步抑制CD4+T細(xì)胞極化，從而抑制了抗結(jié)核的特異性免疫[65]。中性粒細(xì)胞會(huì)在抗結(jié)核免疫時(shí)募集，產(chǎn)生有毒害作用的氧自由基破壞微循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致T細(xì)胞浸潤(rùn)能力下降[66]；有研究還發(fā)現(xiàn)，感染期間間髓源性抑制細(xì)胞可通過(guò)NO依賴性機(jī)制抑制T細(xì)胞增殖和IFN-γ的產(chǎn)生[67]。越來(lái)越多的研究表明，M.tb感染后一些抑制性受體上調(diào)進(jìn)而阻斷了T細(xì)胞發(fā)揮效應(yīng)，如Tim-3[68]、2B4[69]和PD-1[70]等。

抗結(jié)核的特異性免疫反應(yīng)以T細(xì)胞為主，體液免疫中抗體的中和作用較弱，因此B細(xì)胞曾被質(zhì)疑在TB感染期間是否具有重要的保護(hù)作用[71]。有研究在感染M.tb的患者中發(fā)現(xiàn)記憶B細(xì)胞缺乏CD27表達(dá)，從而抑制了免疫效應(yīng)，推測(cè)可能參與導(dǎo)致M.tb致病的一種機(jī)制[72]。之前的研究已揭示Th1細(xì)胞與Th2細(xì)胞失衡與TB的發(fā)展有密切關(guān)系，目前還有研究新發(fā)現(xiàn)，正常密度與低密度中性粒細(xì)胞亞群之間的平衡關(guān)系對(duì)機(jī)體防御M.tb感染也發(fā)揮重要作用，如失衡可能影響機(jī)體免疫反應(yīng)[73]。關(guān)于B細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等其他免疫細(xì)胞與M.tb間的相互作用知之甚少，它們之間可能存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)，有待進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)。

3.2 結(jié)核分枝桿菌與宿主細(xì)胞代謝 在結(jié)核病的發(fā)病過(guò)程中，M.tb可通過(guò)影響宿主細(xì)胞的代謝活動(dòng)，進(jìn)而參與結(jié)核病的發(fā)病機(jī)制[74]。M.tb利用脂質(zhì)作為非糖酵解碳源，這一優(yōu)先用途已通過(guò)轉(zhuǎn)錄誘導(dǎo)編碼參與宿主相關(guān)脂肪酸降解的酶的基因得到證明[75]。為了從巨噬細(xì)胞中獲取碳源，M.tb刺激巨噬細(xì)胞產(chǎn)生乳酸脫氫酶，催化乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，進(jìn)而促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)脂肪酸的合成，提供M.tb所需碳源[76]，正如Mahajan等人在泡沫狀巨噬細(xì)胞中所見(jiàn)，其具有大量的細(xì)胞內(nèi)三酰甘油(TAG)，這便是M.tb的儲(chǔ)存脂質(zhì)[77]。此外，M.tb還誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞中miR-33的表達(dá)，抑制脂質(zhì)分解代謝，并促進(jìn)脂質(zhì)體中脂肪酸的積累，使其在巨噬細(xì)胞內(nèi)存活更持久[78-79]，除了將其作為在宿主內(nèi)生存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，M.tb還擅長(zhǎng)利用脂質(zhì)，在感染的早期階段，發(fā)現(xiàn)M.tb細(xì)胞壁脂質(zhì)與宿主固有的免疫應(yīng)答有關(guān)。此外，結(jié)核分枝桿菌細(xì)胞壁相關(guān)脂質(zhì)的差異表達(dá)，以及其他宿主因素，也決定著該桿菌是否會(huì)經(jīng)歷活動(dòng)期或慢性期感染[80]。

結(jié)核感染期間，M.tb的大部分時(shí)間都在宿主的吞噬細(xì)胞和肉芽腫(組織反應(yīng))內(nèi)度過(guò)，事實(shí)證明，其在宿主巨噬細(xì)胞里的持續(xù)生存主要依靠脂肪酸和膽固醇[81]。目前普遍認(rèn)為，M.tb首選的體內(nèi)碳源是宿主來(lái)源的膽固醇，膽固醇廣泛存在于真核細(xì)胞膜和干酪肉芽腫中，伴隨肉芽腫壞死中心的形成，M.tb針對(duì)惡劣環(huán)境在代謝上作出適應(yīng)，并觸發(fā)宿主細(xì)胞代謝的代償性變化，以獲取長(zhǎng)期的細(xì)胞膽固醇來(lái)源[82]。

M.tb還能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞發(fā)生代謝重編程，NAD+依賴性蛋白脫乙酰酶Sirtuin 3(SIRT3)是細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)和線粒體代謝的重要調(diào)節(jié)因子。mtROS是一種由線粒體產(chǎn)生的ROS[83]，Smulan LJ等人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)宿主巨噬細(xì)胞被M.tb感染后，SIRT3發(fā)生下調(diào)增加mtROS的產(chǎn)生，隨著感染的持續(xù)，mtROS不斷積累，進(jìn)而引起氧化應(yīng)激和巨噬細(xì)胞死亡，導(dǎo)致細(xì)菌負(fù)荷增加和擴(kuò)散[84]，這提示SIRT3或許可以成為一個(gè)研究結(jié)核診斷和治療的靶點(diǎn)。

3.3 結(jié)核分枝桿菌與肉芽腫 肉芽腫的反應(yīng)情況與結(jié)核病的發(fā)病密切相關(guān)，M.tb能夠調(diào)節(jié)宿主肉芽腫反應(yīng)的能力，并保持其在肉芽腫內(nèi)的存活[74]，而深入闡明肉芽腫的形態(tài)特點(diǎn)及參與肉芽腫形成的因素，研究揭示肉芽腫形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程，可幫助我們了解肉芽腫是如何參與結(jié)核病的發(fā)病機(jī)制，對(duì)此，已有不少學(xué)者針對(duì)人類M.tb肉芽腫開(kāi)展相關(guān)的研究。

肉芽腫是M.tb感染的重要組織病理學(xué)標(biāo)志，其本質(zhì)是M.tb感染部位高度組織化的炎性細(xì)胞(T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、B細(xì)胞等)的集合體[85]。大多數(shù)單個(gè)肉芽腫是在感染的前4周由單一細(xì)菌形成的[86]，而關(guān)于肉芽腫的形成問(wèn)題，周爽等人近來(lái)通過(guò)對(duì)免疫細(xì)胞內(nèi)CH25H/25H通路的研究發(fā)現(xiàn)，25-羥基膽固醇(25HC)可能通過(guò)介導(dǎo)泡沫細(xì)胞參與肉芽腫的形成，進(jìn)一步補(bǔ)充了結(jié)核肉芽腫的形成機(jī)制[87]。肉芽腫的變化特點(diǎn)非常復(fù)雜，大致可描述為從完全消退到持續(xù)肉芽腫復(fù)發(fā)，伴有保護(hù)性和有害的炎癥、干酪樣壞死、纖維化和組織瘢痕形成，導(dǎo)致長(zhǎng)期功能性殘疾[88]。在M.tb感染的初始階段，結(jié)核分枝桿菌在具有炎癥特征的環(huán)境形成肉芽腫，6 kDa早期分泌抗原靶標(biāo)(ESAT-6)，作為一種被廣泛公認(rèn)的結(jié)核分枝桿菌毒力因子，其表達(dá)可導(dǎo)致M1表型巨噬細(xì)胞向M2表型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化，前者可通過(guò)分泌促炎因子如TNF-α、IL-12和IL-6產(chǎn)生促炎作用，而后者可通過(guò)IL-10產(chǎn)生具有抗炎作用[82,89-90]，此外，M2表型巨噬細(xì)胞也被認(rèn)為可通過(guò)釋放某些生長(zhǎng)因子如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)參與血管生成過(guò)程。這種血管生成允許肉芽腫的某些部分氧化，以促進(jìn)結(jié)核病的存活和再激活[91]。

隨著放射診斷技術(shù)的出現(xiàn)，如正電子發(fā)射斷層掃描結(jié)合計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET/CT)，徹底改變了我們對(duì)亞臨床M.tb感染動(dòng)力學(xué)的理解。GreggRW等人使用食蟹猴M.tb感染模型，通過(guò)連續(xù)PET/CT跟蹤M.tb感染期間肺部肉芽腫的進(jìn)展過(guò)程，有不少發(fā)現(xiàn)，尤其是發(fā)現(xiàn)在原發(fā)性感染期間，細(xì)菌在肺部的傳播模式類似于TNF中和誘導(dǎo)的再激活過(guò)程[85]；另外，因斑馬魚(yú)形成的肉芽腫與人類M.tb肉芽腫極為相似的特點(diǎn)，斑馬魚(yú)感染天然致病菌海洋分枝桿菌成為了研究人類肉芽腫性炎癥對(duì)結(jié)核分枝桿菌感染反應(yīng)的有效替代物[92]，近年來(lái)對(duì)其的研究不僅幫助闡述了人類肉芽腫的重要方面，如缺氧、消毒免疫和潛伏期等[93]，也促進(jìn)了我們對(duì)分枝桿菌毒力、肉芽腫-巨噬細(xì)胞上皮樣分化、血管化和對(duì)分枝桿菌感染的適應(yīng)性免疫反應(yīng)的理解[94-95]。

而另一個(gè)關(guān)于結(jié)核病的纖維化話題，目前我們知之甚少，Warsinske HC等人構(gòu)建了一個(gè)混合的多尺度纖維化肉芽腫形成模型，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肉芽腫中成纖維細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞的患病率與它們可利用的活性TGF-β1的數(shù)量有關(guān)[96]，但模擬肉芽腫中活性TGF-β1的總量不能解釋中樞或外周纖維化的發(fā)生，這些數(shù)據(jù)與NHP數(shù)據(jù)一致，NHP數(shù)據(jù)顯示纖維化和非纖維化肉芽腫中TGF-β1的濃度較高[97]；此外，成纖維細(xì)胞遷移的可能性對(duì)纖維化肉芽腫的發(fā)生很重要，這可能與其在遷移過(guò)程中遇到允許增殖的細(xì)胞因子環(huán)境有關(guān)，這些結(jié)果共同提供了關(guān)于纖維化肉芽腫形成的驅(qū)動(dòng)因素的見(jiàn)解，有助于確定M.tb感染肺纖維化發(fā)展的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，從而為開(kāi)發(fā)成功的結(jié)核病治療方法提供新思路[96]。

肉芽腫作為結(jié)核感染最主要的病理特征之一，其形成過(guò)程是病原體與宿主相互作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程的體現(xiàn)，在未來(lái)，徹底剖析這些共同控制宿主-病原體相互作用和發(fā)病機(jī)制的生物成分將揭示開(kāi)發(fā)下一代藥物和療法所必需的基本信息[98]。

4 結(jié) 語(yǔ)

M.tb采取多種手段來(lái)調(diào)節(jié)宿主免疫應(yīng)答并實(shí)現(xiàn)免疫逃逸，從而避免被殺滅，這是人類與結(jié)核分枝桿菌共同進(jìn)化的結(jié)果。臨床上長(zhǎng)期應(yīng)用的傳統(tǒng)治療藥物如異煙肼、利福平等，因M.tb對(duì)其已產(chǎn)生明顯耐藥性而無(wú)法發(fā)揮理想的治療效果，而受限于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究，加之發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚，新藥的研發(fā)還有待進(jìn)一步挖掘，導(dǎo)致不能有效遏制結(jié)核病流行[99-100]。但值得期待的是，亦有部分研究為T(mén)B的預(yù)防與治療提供了新的思路。不同于集中在巨噬細(xì)胞與T細(xì)胞機(jī)制的研究，有最新研究發(fā)現(xiàn)分枝桿菌蛋白R(shí)v0222與宿主E3泛素連接酶ANAPC2相互作用，并促進(jìn)賴氨酸11連接的泛素鏈附著到Rv0222的賴氨酸76，最終實(shí)現(xiàn)抑制促炎細(xì)胞因子表達(dá)的作用[101]。CliftonE.Barry等人發(fā)現(xiàn)：結(jié)核分枝桿菌上新的PE/PPE蛋白可增強(qiáng)菌體對(duì)于不良環(huán)境適應(yīng)性[102]，且PPE11(Rv0453)蛋白發(fā)揮干擾炎癥因子的動(dòng)態(tài)平衡作用、PE17(Rv1646)蛋白可顯著下調(diào)促炎因子和延長(zhǎng)M.tb的存活時(shí)間。這些立足于結(jié)核分支桿菌相關(guān)蛋白的新研究都為發(fā)病機(jī)制的研究，開(kāi)辟了新道路并提供了可能存在的臨床治療新靶點(diǎn)[103-104]。最近，Moreira-Teixeira L等人亦揭示了人類結(jié)核病發(fā)病的潛在特征，可為研究人員預(yù)測(cè)并解釋結(jié)核分枝桿菌感染后引起的發(fā)病機(jī)理提供依據(jù)[105]。