針對(duì)外陰陰道念珠菌病中NLRP3炎癥通路的抗炎治療進(jìn)展

黃志晟，胡云峰

（暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院皮膚科，廣東廣州 510630）

外陰陰道念珠菌病（vulvovaginal candidiasis，VVC）是女性陰道感染中最常見的疾病之一，其主要的臨床表現(xiàn)是外陰瘙癢、性交痛、尿痛、排尿困難、豆腐渣樣陰道分泌物等［1］。原發(fā)性VVC 發(fā)作后常伴隨著復(fù)發(fā)，并且病原體會(huì)逐漸耐受抗真菌藥物，最終使患者進(jìn)入疾病的慢性復(fù)發(fā)性狀態(tài)中，即復(fù)發(fā)性外陰陰道念珠菌?。╮ecurrent vulvovaginal candidiasis，RVVC）［2-3］。VVC 及RVVC的病原體——白念珠菌（candida albicans，C.albicans）屬于定植于人類腸道和粘膜表面的良性菌，但在機(jī)體免疫功能受損時(shí)可以引起侵襲性念珠菌感染［4］。VVC的出現(xiàn)及復(fù)發(fā)，都與白念珠菌誘導(dǎo)的焦亡密切相關(guān)。白念珠菌入侵機(jī)體后能夠在陰道上皮組織中激活NOD 樣受體熱蛋白結(jié)構(gòu)域相關(guān)蛋白3（nodlike receptor protein 3，NLRP3）炎癥小體的組裝，啟動(dòng)炎癥通路，最終導(dǎo)致焦亡，造成機(jī)體的炎性損傷。因此，尋找在此通路上存在的抗炎靶點(diǎn)、研究針對(duì)性的新型抗炎藥物，對(duì)治療VVC有著重大意義。

1 NLRP3炎癥小體在外陰陰道念珠菌病致病機(jī)制中發(fā)揮重要作用

人體的先天免疫系統(tǒng)對(duì)識(shí)別和響應(yīng)病原微生物的侵入發(fā)揮著極其重要的作用。在侵入機(jī)體后，白念珠菌誘導(dǎo)先天免疫系統(tǒng)中NLRP3 炎癥小體的組裝，進(jìn)而對(duì)病原體作出響應(yīng)［5］。白念珠菌體表面的β-葡聚糖激活Toll 樣受體2（Toll-like receptor 2，TLR2）或Toll 樣受體4（Toll-like receptor 4，TLR4），并經(jīng)髓樣分化因子88（myeloid differentiation factor 88，MyD88）激活轉(zhuǎn)錄因子核因子-κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）上調(diào)NLRP3 和IL-1β（interleukin-1 beta）的表達(dá)。同時(shí)，病原體的入侵誘導(dǎo)由NLRP3、凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白（apoptosis-associated specklike protein containing a CARD，ASC）和半胱氨酸天冬蛋白酶-1（Caspase-1）的寡聚體組裝，形成NLRP3炎癥小體復(fù)合體［6］。誘導(dǎo)Caspase-1 自剪切成活化形式，活化后的Caspase-1 將炎癥細(xì)胞因子白介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）和白介素-18（interleukin-18，IL-18）的前體剪切進(jìn)而活化；與此同時(shí)，巨噬細(xì)胞發(fā)生程序性細(xì)胞溶解性死亡，即焦亡——在NLRP3 炎癥小體及K+外流的介導(dǎo)下，Gasdermin D（GSDMD）發(fā)生裂解，釋放成孔結(jié)構(gòu)域（pore-forming domain，PFD），之后PFD 與細(xì)胞膜結(jié)合并經(jīng)歷構(gòu)象變化形成寡聚孔，IL-1β、IL-18 等炎癥因子通過寡聚孔釋放至胞外引起炎癥。最終，神經(jīng)損傷誘導(dǎo)蛋白1（nerve injury-induced protein 1，NINJ1）介導(dǎo)細(xì)胞的破裂［7-12］。研究表明，白念珠菌細(xì)胞壁的β-葡聚糖還可通過激活巨噬細(xì)胞上的Dectin-1 受體，并經(jīng)脾臟酪氨酸激酶（Syk）最終活化NLRP3 炎癥小體［13］。Dectin-1 是一種II 型跨膜受體，能識(shí)別和結(jié)合白念珠菌細(xì)胞壁的β-葡聚糖，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)，招募其下游的Syk，激活經(jīng)典的NF-κB 信號(hào)途徑，啟動(dòng)焦亡反應(yīng)［14］。這兩條以NLRP3 炎癥小體為中心的通路可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)，并招募巨噬細(xì)胞、激活中性粒細(xì)胞以清除陰道組織中的病原體［1，15］。

但是，IL-1β、IL-18 等大量的炎癥因子會(huì)在NLRP3 炎癥通路的下游得到釋放，導(dǎo)致廣泛的細(xì)胞死亡，進(jìn)而加重組織的炎性損傷［16］。因此，抑制NLRP3 及其上下游的關(guān)鍵蛋白，阻斷炎癥通路，減少炎癥因子的產(chǎn)生可能是減輕VVC 炎性損傷的一種策略。

2 NLRP3炎癥通路上抗炎新靶點(diǎn)、新通路的發(fā)現(xiàn)

2.1 NINJ1可能成為新的抗炎靶點(diǎn)

宿主感染白念珠菌后，由NLRP3 介導(dǎo)引起的焦亡是導(dǎo)致巨噬細(xì)胞第一波死亡的主要原因［17-18］。如前文所述，焦亡的發(fā)生需要PFD 的寡聚和質(zhì)膜孔道的形成，小分子的促炎因子IL-1β、IL-18通過孔道釋放，而大分子的高遷移率族蛋白1（high mobility group box 1，HMGB1）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）等則通過細(xì)胞表面的NINJ1 所引起的質(zhì)膜破裂（plasma membrane rupture，PMR）從細(xì)胞中釋放［12］。NINJ1具有兩個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)進(jìn)化保守的細(xì)胞外兩親性螺旋，缺乏NINJ1 的細(xì)胞在GSDMD 裂解后死亡，但仍保持膨脹，無法釋放大分子蛋白質(zhì)［12］。所以靶向NINJ1 或其上游的GSDMD，抑制PMR 的發(fā)生，可能成為治療炎癥的方法。Newton 等人通過正向遺傳篩查等機(jī)制分析表明，炎癥小體激活時(shí)，調(diào)控因子RAG 復(fù)合體通過線粒體活性氧物（reactive oxygen species，ROS）的介導(dǎo)，控制處于GSDMD 裂解下游的雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1（mammalian target of rapamycin complex 1，mTORC1）依賴性事件，促進(jìn)GSDMD 寡聚和孔道的形成［19］。這項(xiàng)研究查明了GSDMD 的調(diào)控因子，為今后建立以GSDMD、NINJ1 為靶點(diǎn)的抗炎治療方案提供了啟發(fā)。

2.2 IL-18、IL-9對(duì)NLRP3炎癥通路的調(diào)節(jié)作用

IL-1β 的持續(xù)產(chǎn)生、中性粒細(xì)胞的募集以及NLRP3 炎癥小體的過度激活被認(rèn)為是VVC 的主要致病因素［20］。Borghi 等發(fā)現(xiàn)IL-18 也參與了陰道粘膜中宿主和白念珠菌的反應(yīng)過程。在感染的初始階段，被IL-18、IL-22激活的核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白4（NOD-like receptor family，pyrin domain-containing protein 4，NLRC4）炎癥小體誘導(dǎo)白細(xì)胞介素1 受體拮抗劑（interleukin-1ra，IL-1ra）抑制NLRP3 炎癥小體的活性以及IL-1β 的生成，從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)的消退。他們推測，利用吲哚-3-醛靶向芳烴受體（aryl hydrocarbon receptor，AhR）、激活I(lǐng)L-22 的產(chǎn)生、促進(jìn)IL-18 的表達(dá)，能夠成為VVC 抗炎的新通路［21］。

另一方面，受白介素-9（interleukin-9，IL-9）能夠調(diào)節(jié)腸道中白念珠菌的啟發(fā)，Renga 等發(fā)現(xiàn)IL-9 在VVC 中發(fā)揮著雙重作用，即在發(fā)病初期通過上調(diào)NLRP3 炎癥小體活性水平、促進(jìn)黏膜肥大細(xì)胞的擴(kuò)張而具有促炎活性，若中和IL-9 則能緩解炎癥，恢復(fù)陰道上皮內(nèi)穩(wěn)態(tài)；在炎癥消退階段，IL-9能夠促進(jìn)IL-1ra 的產(chǎn)生以及肥大細(xì)胞的激活而使機(jī)體耐受白念珠菌［22］。上述發(fā)現(xiàn)為基于中和IL-9 的替代治療提供方向。但是，目前為止尚未有明確的抗炎新通路應(yīng)用于臨床VVC的治療中。

3 針對(duì)NLRP3炎癥通路的新型抗炎藥物的探究

3.1 一氧化氮負(fù)調(diào)控NLRP3 炎癥小體的抗炎治療進(jìn)展

1997年，Li等［23］發(fā)現(xiàn)一氧化氮（nitric oxide，NO）能對(duì)純化的人重組Caspase-1 中的半胱氨酸殘基直接進(jìn)行S-亞硝基化，可逆地抑制Caspase-1的蛋白水解活性，阻止其對(duì)IL-1β、IL-18的加工。另外在對(duì)腫瘤細(xì)胞的研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，NF-κB的S-亞硝化與腫瘤細(xì)胞的凋亡密切相關(guān)：NO通過S-亞硝化能夠影響NF-κB 中P50 與DNA 的結(jié)合，抑制與焦亡相關(guān)的基因（NEK7、NLRP3、GSDMD）的轉(zhuǎn)錄，從而阻斷焦亡的進(jìn)程［24］。

隨著研究的不斷深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)NO 不僅能抑制腫瘤細(xì)胞的焦亡，還能影響因病原體入侵而在焦亡通路中表達(dá)的關(guān)鍵蛋白。Hernandez-Cuellar 等發(fā)現(xiàn)，NO 供體S-亞硝基-N-乙酰青霉胺（S-Nitroso-Nacetylpenicillamine，SNAP）能顯著抑制由干擾素β（interferon -β，IFN -β）預(yù)處理或由內(nèi)毒素（lipopolysaccharide，LPS）長期刺激下引起的NLRP3炎癥小體的激活。通過生物素轉(zhuǎn)換技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)，NO 早期抑制NLRP3 炎癥小體激活的機(jī)制是直接對(duì)NLRP3蛋白進(jìn)行S-亞硝化，并且發(fā)現(xiàn)NLRP3的C-末端區(qū)域比N-末端區(qū)域更容易發(fā)生S-亞硝化［25］。這也許是因?yàn)镹LRP3 的熱蛋白結(jié)構(gòu)域（pyrin domain，PYD）組分存在著一個(gè)二硫鍵，它是氧化還原活性的靶標(biāo)，通過破壞這個(gè)二硫鍵，NO 阻止了NLRP3 與ASC 的組裝，從而抑制炎癥小體復(fù)合體的功能［26］。Mao 等也發(fā)現(xiàn)，誘導(dǎo)型NO 合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOS）產(chǎn)生的內(nèi)源性NO 也能負(fù)調(diào)控NLRP3 炎癥小體的激活；體內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，iNOS缺陷型或以藥物抑制小鼠內(nèi)源性NO 的產(chǎn)生增加了NLRP3 炎癥通路上的細(xì)胞因子的產(chǎn)生，使LPS 誘導(dǎo)的小鼠膿毒血癥的死亡率上升。在使用外源性的NO 進(jìn)行治療時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)，在小鼠和人類骨髓細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞中，NO能抑制受LPS及尼日利亞菌素誘導(dǎo)激活的、經(jīng)NLRP3 介導(dǎo)的ASC 的再分布和寡聚化，進(jìn)而影響Caspase-1 的募集及下游IL-1β 的分泌［27］。VVC 中白念珠菌所觸發(fā)的焦亡通路正是由NLRP3 炎癥小體介導(dǎo)的［17］，上述研究結(jié)果表明NO 能負(fù)調(diào)控NLRP3 炎癥小體，對(duì)研究NLRP3 炎癥小體所參與的白念珠菌感染性疾病的抗炎治療具有重要的啟發(fā)意義。

3.2 新型藥物抑制NLRP3 炎癥通路關(guān)鍵蛋白的研究進(jìn)展

近年來，科學(xué)家們在研制針對(duì)VVC 的新型抗炎藥物上進(jìn)取得了可觀的進(jìn)展。章康等［28］發(fā)現(xiàn)利用白頭翁湯丁醇提取物（n-butanol alcohol extract of Baitouweng Decoction，BAEB）對(duì)雌激素依賴性VVC小鼠模型進(jìn)行干預(yù)，可下調(diào)NLRP3 炎癥小體及相關(guān)信號(hào)通路中關(guān)鍵蛋白的表達(dá)，進(jìn)而減輕小鼠VVC 的炎性損傷。鹽酸小檗堿是BAEB 中含量最多的有效成分之一［29］，體外實(shí)驗(yàn)表明，用一定濃度的鹽酸小檗堿干預(yù)被白念珠菌刺激的巨噬細(xì)胞后，TLR4/NFκB通路上的部分關(guān)鍵蛋白如TLR4、NF-κB、NLRP3、Cleaved Caspase-1，及其下游表達(dá)的炎癥因子IL-1β、IL-18 水平均顯著降低［30］。HU 等［31］發(fā)現(xiàn)，含有BAEB 的血清還能抑制Dectin-1/Syk 信號(hào)通路，同樣阻止了NLRP3 炎癥小體的激活以及ROS 的釋放。至此，相關(guān)的研究初步闡明了BAEB 通過下調(diào)NLRP3 炎癥小體等關(guān)鍵蛋白，進(jìn)而抑制TLR4/NFκB 和Dectin-1/Syk 通路的機(jī)制。不僅于此，胡凱帆等［32］還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)BAEB 治療后的VVC 小鼠，其表達(dá)于陰道黏膜的PKCδ/NLRC4/IL-1Ra 軸能夠恢復(fù)至患病前的正常水平，提示BAEB 具有重新激活PKCδ/NLRC4/IL-1Ra 軸，使其抑制NLRP3 炎癥小體的過度激活，減少炎癥因子IL-1β 的釋放，緩解陰道黏膜損傷的功能。

“老藥新用”的思路似乎也適用于VVC 的抗炎治療上。Lowes 等［33］發(fā)現(xiàn)第二代磺脲類抗糖尿病藥物（格列本脲、格列西吡特、格列喹酮和格列美脲）可非靶向性抑制NLRP3 炎癥小體激活，但尚不能明確其中的具體機(jī)制，推測這類藥物以某種方式改變了真菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，使病原相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）難以啟動(dòng)炎癥小體的組裝。在此基礎(chǔ)上，Hill 等［34］研究發(fā)現(xiàn)，用NLRP3 炎癥小體抑制劑MCC950 中的吲哚環(huán)取代磺脲類藥物的脂環(huán)基可以增強(qiáng)該抑制作用。

4 展望

在細(xì)胞和分子水平上，白念珠菌誘導(dǎo)的焦亡通路主要由依賴于K+外流的NLRP3炎癥小體介導(dǎo)［35］。而缺乏NLRP3 或Caspase-1 這類關(guān)鍵炎癥小體成分的小鼠被發(fā)現(xiàn)比野生型小鼠對(duì)多菌種和LPS誘導(dǎo)的膿毒癥更具抵抗力［16］。因此，探究炎癥小體及其他焦亡關(guān)鍵蛋白與VVC 間的調(diào)控關(guān)系、作用機(jī)制，能夠拓寬我們對(duì)關(guān)鍵蛋白在VVC 炎癥通路中所扮演的角色的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步為我們在焦亡通路中發(fā)現(xiàn)新靶點(diǎn)、新藥物提供方向。