幽門螺桿菌中性粒細(xì)胞激活蛋白相關(guān)疾病預(yù)防及治療研究進(jìn)展

馮富娟, 江晶晶, 高 春, 邵慧娟,于曉輝, 鄭曉鳳, 張久聰

(1. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院, 甘肅 蘭州, 730000;2. 中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第九四〇醫(yī)院 消化內(nèi)科, 甘肅 蘭州, 730050;3. 蘭州大學(xué)第二醫(yī)院 消化內(nèi)科, 甘肅 蘭州, 730030)

幽門螺桿菌(H.pylori)中性粒細(xì)胞激活蛋白(HP-NAP)能夠激活中性粒細(xì)胞產(chǎn)生活性氧(ROS)并黏附內(nèi)皮細(xì)胞,其是一種球形蛋白質(zhì),由12個(gè)相同的亞基組成,每個(gè)亞基都是一個(gè)四螺旋束蛋白,分子質(zhì)量接近17 kDa[1-2]。HP-NAP是H.pylori的毒力因子,刺激中性粒細(xì)胞黏附在胃上皮細(xì)胞上,主要在感染的靜止期促進(jìn)ROS以及髓過氧化物酶的產(chǎn)生。HP-NAP還可激活中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞,并促進(jìn)單核細(xì)胞遷移。HP-NAP具有促炎癥活性,在H.pylori感染期間參與炎癥的發(fā)展和組織損傷[3]。一旦HP-NAP被激活后,大多數(shù)中性粒細(xì)胞會(huì)迅速遷移到感染部位,并作為趨化因子的來源,招募和激活其他中性粒細(xì)胞以及單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、肥大細(xì)胞和淋巴細(xì)胞,從而在感染部位產(chǎn)生一種特殊的細(xì)胞因子環(huán)境,使機(jī)體致病。值得注意的是, HP-NAP在相關(guān)疾病的預(yù)防、治療方面也發(fā)揮著重要作用,本文對(duì)HP-NAP在相關(guān)疾病的預(yù)防、治療中的最新研究進(jìn)展予以綜述。

1 HP-NAP的功能

1.1 誘導(dǎo)ROS產(chǎn)生

HP-NAP誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生的ROS受百日咳毒素(PTX)敏感的G蛋白調(diào)節(jié),而HP-NAP誘導(dǎo)的單核細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子是由Toll樣受體2(TLR2)介導(dǎo)的。HU W B等[4]認(rèn)為, TLR2雖在先天免疫中具有廣泛功能, TLR2靶向治療的發(fā)展速度也加快,但其在激活和抑制先天免疫反應(yīng)方面的雙重作用,使得收集的基礎(chǔ)研究結(jié)果難以應(yīng)用于臨床。然而WEN S H等[5]研究首次以全反式維甲酸(ATRA)誘導(dǎo)的分化HL-60細(xì)胞為中性粒細(xì)胞模型,研究發(fā)現(xiàn)在該細(xì)胞HP-NAP誘導(dǎo)的ROS產(chǎn)生是由PTX敏感的G蛋白依賴性激活ERK1/2和p38-MAPK介導(dǎo)的,而且TLR2參與了HP-NAP誘導(dǎo)的IL-8的分泌,但沒有參與HP-NAP誘導(dǎo)的ROS的產(chǎn)生。值得注意的是, PTX敏感的G蛋白也有助于HP-NAP誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞和分化的HL-60細(xì)胞分泌IL-8, 進(jìn)一步揭示了Pam3CSK4(一種TLR2激動(dòng)劑)和HP-NAP與TLR2的競爭性結(jié)合,這表明HP-NAP和TLR2之間存在著特定的直接相互作用。因此,首次證明了HP-NAP直接與TLR2結(jié)合并激活TLR2, 從而誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞和ATRA誘導(dǎo)的分化HL-60細(xì)胞分泌依賴于PTX的G蛋白的IL-8。PTX敏感的G蛋白,而不是TLR2,參與了HP-NAP誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞和分化的HL-60細(xì)胞產(chǎn)生ROS。

1.2 參與免疫調(diào)節(jié)

CODOLO G等[6]研究認(rèn)為, HP-NAP的體外和體內(nèi)作用是高度相關(guān)的,其特點(diǎn)是產(chǎn)生大量IFN-γ和激活細(xì)胞溶解程序,促進(jìn)H.pylori感染造成的胃部損傷。另外, HP-NAP不僅能誘導(dǎo)先天性免疫反應(yīng),還能誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)。FU H W等[7]研究表明,HP-NAP能激活多種天然免疫細(xì)胞,包括中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和肥大細(xì)胞,從而誘導(dǎo)其氧化和促炎活性。該蛋白還可誘導(dǎo)輔助性T淋巴細(xì)胞1(Th1)免疫反應(yīng)和細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL)活性,誘導(dǎo)HP-NAP通過激活適應(yīng)性免疫反應(yīng)而促進(jìn)炎癥。HP-NAP引起的炎癥反應(yīng)是由PTX敏感的G蛋白偶聯(lián)受體和TLR2介導(dǎo)的,阻斷HP-NAP與其受體的相互作用的藥物可以減輕H.pylori感染引起的胃黏膜炎癥。

JIN C等[8]研究發(fā)現(xiàn), HP-NAP可吸引先天免疫細(xì)胞,誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞的成熟和Th1, 并產(chǎn)生局部促炎環(huán)境增強(qiáng)IL-12 的產(chǎn)生。此外, HP-NAP刺激中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞釋放IL-12和IL-23, 以促進(jìn)Th1反應(yīng)的極化和單核細(xì)胞向成熟的樹突狀細(xì)胞分化。在HP-NAP創(chuàng)造的IL-12富集環(huán)境中,抗原特異性胃T細(xì)胞系產(chǎn)生大量的IFN-γ和TNF-α, 并表現(xiàn)出細(xì)胞毒性活性,表明HP-NAP有能力促進(jìn)Th1免疫反應(yīng)和CTL活性[9-10]。

2 相關(guān)疾病的預(yù)防和治療

2.1 腫瘤

CODOLO G等[11]研究了HP-NAP對(duì)轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的作用,結(jié)果顯示, HP-NAP的使用有效地抑制了腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移,同時(shí)伴有腫瘤部位巨噬細(xì)胞的積聚。巨噬細(xì)胞的耗竭幾乎完全削弱了HP-NAP對(duì)抗腫瘤生長的能力。研究結(jié)果揭示了激活的巨噬細(xì)胞在對(duì)抗黑色素瘤生長中的關(guān)鍵作用,并認(rèn)為HP-NAP可能成為治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤的新的生物治療劑。HOU M L等[12]研究認(rèn)為,重組HP-NAP具有作為樹突狀細(xì)胞疫苗佐劑用于抗黑色素瘤治療的潛力。MOHABATI MOBAREZ A等[13]研究合成了攜帶重組HP-NAP蛋白的殼聚糖納米顆粒,并證明其可以誘導(dǎo)產(chǎn)生IFN-γ, 有效地促進(jìn)Th1細(xì)胞免疫,進(jìn)而增加小鼠乳腺癌轉(zhuǎn)移模型中腫瘤的縮小速度,這可能是通過增加主要組織相容性復(fù)合體I類分子的表達(dá),從而增強(qiáng)Th1和CD8+T細(xì)胞的功能。

rMBP-NAP是一種由HP-NAP和麥芽糖結(jié)合蛋白組成的重組融合蛋白,已被證明是一種新型的免疫調(diào)節(jié)性TLR激動(dòng)劑。DING C等[14]研究揭示了rMBP-NAP可誘導(dǎo)肺癌患者的外周血單核細(xì)胞產(chǎn)生多種抗腫瘤細(xì)胞因子并增強(qiáng)CTL反應(yīng)。WANG T等[15]研究闡明了rMBP-NAP在B16-F10誘導(dǎo)的轉(zhuǎn)移性肺癌局部免疫調(diào)節(jié)中的作用,結(jié)果顯示,在rMBP-NAP治療后, B16-F10黑色素瘤在肺部的轉(zhuǎn)移生長明顯受阻,同時(shí)轉(zhuǎn)移性肺結(jié)節(jié)顯著減少,存活率顯著提高。治療誘導(dǎo)了局部和全身的免疫反應(yīng),這與更多的CD4+/CD8+T細(xì)胞內(nèi)流有關(guān)。此外, rMBP-NAP還顯示出明顯的抗血管生成活性,減少了肺部腫瘤切片的血管化。

VIKER K B等[16]研究設(shè)計(jì)了一株麻疹病毒株(MV)來表達(dá)分泌型NAP(MV-s-NAP), 并在人乳腺癌移植瘤模型中顯示了其抗腫瘤和免疫刺激活性,而且MV-s-NAP皮下給藥和靜脈給藥均耐受性良好,未觀察到明顯的臨床、實(shí)驗(yàn)室或組織學(xué)毒性。PANAGIOTI E等[17]研究也設(shè)計(jì)了一種MV疫苗株,以編碼分泌型NAP抗原(MV-s-NAP)和重定向血凝素,允許通過尿激酶型纖溶酶原激活物受體(uPAR)進(jìn)入小鼠細(xì)胞。MV-s-NAP-uPA對(duì)免疫功能正常C57BL/6小鼠的原位CT-2A或GL261膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,以及裸鼠原位移植的人源GBM6和GBM12膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的異種移植模型的抗腫瘤活性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明, MV-s-NAP病毒治療與抗PD-1檢查點(diǎn)阻斷免疫治療和JAK1/JAK2抑制的免疫調(diào)節(jié)作用相結(jié)合,是一種有效的策略,可以增強(qiáng)病毒誘導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng),克服免疫檢查點(diǎn)抑制劑在膠質(zhì)母細(xì)胞瘤中的有限療效,為這種致命的腦腫瘤提供了一種有前景的治療途徑。MA J等[18]研究設(shè)計(jì)了痘苗病毒(VV)和塞姆利基森林病毒(SFV)來表達(dá)神經(jīng)母細(xì)胞瘤相關(guān)抗原雙唾液酸神經(jīng)節(jié)苷脂(GD2)和免疫調(diào)節(jié)劑NAP,并比較了他們的治療效果。結(jié)果顯示, HP-NAP共表達(dá)可增強(qiáng)VV的抗腫瘤效果,但不能增強(qiáng)SFV的抗腫瘤效果。

2.2 過敏性疾病

HP-NAP是一種具有抗Th2炎癥活性的免疫調(diào)節(jié)劑,可用于預(yù)防IgE介導(dǎo)的過敏反應(yīng)?；魜y毒素B(CTB)是一種黏膜佐劑,可誘發(fā)抗原耐受?？莶菅挎邨U菌孢子是口服異源性抗原的理想載體。MAI J L等[19]研究表明,口服表達(dá)NAP或CTB-NAP的重組枯草芽孢桿菌孢子可賦予局部和全身的特異性免疫反應(yīng)。重組孢子可以使抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)從Th2型轉(zhuǎn)變?yōu)門h1型表型,并增加調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的產(chǎn)生,從而對(duì)花生過敏產(chǎn)生有效的保護(hù)。DONG H等[20]研究也發(fā)現(xiàn),重組CTB-NAP在抑制呼吸系統(tǒng)的炎癥反應(yīng)方面特別有效,這可能為開發(fā)重組CTB-NAP枯草芽孢桿菌孢子治療過敏性哮喘和其他過敏性疾病提供見解。

ZHANG K等[21]研究指出, NZ3900/pNZ8149-NapA是一種新型的黏膜傳遞載體,可以有效地表達(dá)NapA, 該重組菌株可通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)減輕小鼠的食物過敏癥狀。GUO X等[22]研究觀察了HP-NAP對(duì)特應(yīng)性皮炎小鼠模型的治療作用,結(jié)果表明, HP-NAP治療成功地緩解了特應(yīng)性皮炎的癥狀,并顯著減少了炎癥細(xì)胞的浸潤。同時(shí), HP-NAP能有效調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡,抑制IgE的分泌,抑制促炎細(xì)胞因子的表達(dá)。ZHENG H等[23]研究以小鼠為模型,經(jīng)rMBP-NAP治療后發(fā)現(xiàn), rMBP-NAP可改善變態(tài)反應(yīng)性皮炎包括皮膚損害在內(nèi)的疾病癥狀,減輕組織炎癥,并通過誘導(dǎo)Th2細(xì)胞向Th1細(xì)胞的轉(zhuǎn)化來恢復(fù)Th1/Th2平衡。

2.3 疫苗研制

HP-NAP作為TLR2激動(dòng)劑和強(qiáng)大的Th1型反應(yīng)免疫調(diào)節(jié)劑,能夠增強(qiáng)病毒載體疫苗的免疫原性。LIU M Y等[24]研究發(fā)現(xiàn),有HP-NAP參與的疫苗可以克服H.pylori的免疫逃避機(jī)制,誘導(dǎo)出強(qiáng)大的體液免疫反應(yīng)。GUO L等[25]研究構(gòu)建的一種包含Th1型免疫佐劑NAP在內(nèi)的多價(jià)表位疫苗,其比單價(jià)表位疫苗具有更好的滅菌免疫效果。

NapA已被確定為一種毒力因子、一種保護(hù)性抗原和一種有效的免疫調(diào)節(jié)劑。PENG X Y等[26]通過使用乳酸菌作為表達(dá)宿主和傳遞載體,建立了一種新的高效的NapA生產(chǎn)和利用模式,并通過小鼠口服疫苗的方式證明了乳酸菌的免疫保護(hù)效力和免疫調(diào)節(jié)活性,首次觀察到NapA同時(shí)促進(jìn)Th17和Th1的極化反應(yīng),這可能會(huì)大大促進(jìn)NapA的臨床應(yīng)用,同時(shí)也提供了一個(gè)有前景的抗H.pylori口服疫苗候選物和一個(gè)有效的黏膜免疫調(diào)節(jié)劑。

GHASEMI A等[27]研究利用一種新型的保護(hù)性免疫增強(qiáng)型沙門氏菌疫苗(PIESV)載體株來傳遞和表達(dá)多種H.pylori抗原基因,用HpaA、HP-NAP、UreA和UreB抗原的疫苗免疫小鼠,結(jié)果表明,與接受PBS或攜帶空載體的PIESV的對(duì)照組相比,免疫的小鼠表現(xiàn)出特異性和顯著的細(xì)胞召回反應(yīng)和抗原特異性的血清IgG1、IgG2c、總IgG和胃IgA抗體效價(jià)。CHEN J等[28]研究評(píng)估和比較了用重組H.pyloriUreA、UreB和HP-NAP輔以cGAMP佐劑免疫的小鼠的免疫保護(hù)作用,結(jié)果顯示,免疫組小鼠H.pylori的定植數(shù)量顯著減少,且疫苗誘導(dǎo)的保護(hù)作用的大小似乎與抗原特異性Th1/Th17反應(yīng)的水平有關(guān)。

3 結(jié)論與展望

HP-NAP是H.pylori的主要毒力因子,因其具有雙重作用而受到廣泛關(guān)注。HP-NAP不僅通過誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞產(chǎn)生ROS在宿主體內(nèi)引起氧化應(yīng)激,而且還通過多種機(jī)制保護(hù)H.pylori免受氧化應(yīng)激造成的損害。HP-NAP還可促進(jìn)H.pylori生物膜的形成,降低其對(duì)多種抗生素的敏感性,導(dǎo)致抗生素多重耐藥性,進(jìn)一步增加根除細(xì)菌的難度[29]。

HP-NAP具有刺激樹突狀細(xì)胞的Th1誘導(dǎo)能力、增強(qiáng)Th1免疫應(yīng)答和CTL活性、抑制Th2介導(dǎo)的變態(tài)反應(yīng)等免疫調(diào)節(jié)活性,在腫瘤和過敏性疾病中發(fā)揮重要作用,HP-NAP有可能作為一種有效的保護(hù)性抗原防治H.pylori感染, HP-NAP相關(guān)疫苗的研制開發(fā)在臨床上有著廣闊的社會(huì)價(jià)值和應(yīng)用前景,值得進(jìn)一步深入研究和關(guān)注。