肺結核患者T淋巴細胞凋亡研究進展

聶尚丹綜述 黃炳成 審校

（1濟南大學山東省醫學科學院醫學與生命科學學院，山東 濟南250062；2濟寧醫學院法醫學與醫學檢驗學院，濟寧272067）

目前，T淋巴細胞凋亡逐漸成為人們關注的熱點，特別是其在感染性疾病中所發揮的作用更是學者們不斷研究探索的重要課題。而肺結核又是目前最為普遍的感染性疾病，其是由結核分枝桿菌（Mycobacterium tuberculosis，MTB）感染引起，具有發病人數多、耐藥性強、預防治療較為棘手的特點，是目前世界上死亡率最高的慢性傳染病。那么T淋巴細胞凋亡在肺結核病中的研究則顯得尤為重要。T淋巴細胞凋亡在結核病的中起到什么作用以及如何通過對肺結核患者T淋巴細胞凋亡的研究，闡明肺結核的分子免疫發病機制，進而通過干預其相關因素找到預防治療肺結核有效的新方法，已是目前防治結核病研究中亟待解決的重大問題?，F就肺結核患者T淋巴細胞凋亡相關的研究做一綜述?！暗蛲觥弊钤缡怯脕砻枋黾毎谝欢ǖ纳砘虿±項l件下遵循自身的程序而死亡的一系列形態學上固定的變化形式。細胞凋亡（apoptosis）受自身基因調控，是自行結束生命活動的過程，也是細胞衰老死亡的一種主動過程，因其發生受基因的調控并按一定的程序進行，故又稱為細胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）。

1 細胞凋亡在結核病中的作用

近年來，有研究顯示，細胞凋亡在多種疾病的發生和發展中起著非常重要的作用［1］，而且影響著疾病的發展和轉歸。其在感染性疾病發病中的作用也日益引起學者們的關注。大多數學者認為結核病時細胞凋亡是一種免疫保護機制，細胞凋亡使結核分枝桿菌喪失原有的生存環境，并可導致細菌活力的降低，也可清除炎癥部位的感染細胞。此外，細胞凋亡還可抑制結核分枝桿菌生長和復制，防止結核分枝桿菌感染的播散。細胞凋亡是機體維持自身穩態的重要手段，同時在機體的免疫調節過程中也發揮關鍵性作用。

研究普遍證實肺結核患者存在T細胞免疫應答的延遲，Maziar等［2］的研究則有力地解釋了這一現象，并指出其中的一個原因就與細胞凋亡有關。Soruri等［3］研究表明導致結核病持續存在的原因是T細胞受結核分枝桿菌抗原刺激后可發生激活誘導的細胞死亡（activation induced cell death，AICD），使機體免疫反應下調。Fayyazi等［4］研究發現，在無干酪樣壞死的結核性肉芽腫病變中僅可見少數的凋亡細胞，而在結核性肉芽腫伴干酪樣壞死病變中可見大量凋亡的T細胞，這提示，T細胞凋亡可能是促進結核病變中干酪樣壞死發生的重要因素。

2 肺結核患者T淋巴細胞凋亡的途徑及相關因素

MTB是典型的胞內寄生菌，感染巨噬細胞后可在宿主細胞內繁殖，裂解細胞或處于潛伏狀態，所以在感染過程中巨噬細胞是機體防御系統的第一道防線，MTB可以誘導巨噬細胞凋亡，故目前人們對于MTB調控巨噬細胞凋亡機制的研究較透徹［5］。而對于MTB感染后T細胞凋亡的研究則較少?？偨Y以往的研究發現肺結核患者T淋巴細胞凋亡的途徑及相關因素主要有以下幾種：

2.1 Fas／FasL系統誘導凋亡

FasL屬TNF家族成員，是Ⅱ型跨膜蛋白，Fas介導的死亡信號受體途徑是T細胞發生AICD的主要途徑，Fas與之在體內的天然配體FasL相結合從而發揮凋亡誘導作用。Fas基因在免疫系統細胞中廣泛表達，但主要以T淋巴細胞及B淋巴細胞中為主。Nichols等［6］分析了病毒感染后的淋巴細胞亞群發現CD4＋T淋巴細胞、CD8＋T淋巴細胞均出現了凋亡，而且凋亡的細胞表面高表達Fas，非凋亡細胞低表達Fas；當加入抗Fas、FasL抗體共同培養后，細胞凋亡顯著減少。Abebe等［7］研究發現活動性肺結核存在高表達Fas、FasL?？梢奆as／FasL系統可以誘導肺結核患者T淋巴細胞凋亡。我們知道CD4＋T淋巴細胞明顯下降是影響免疫功能的決定性因素，在免疫調節中具有重要作用。它通過其分泌的細胞因子和表達的分子調節免疫網絡中其它細胞的生物學活性，對免疫反應的啟動、最終表現形式和強弱起關鍵作用，故對于Fas／FasL系統誘導T淋巴細胞的凋亡，特別是CD4＋T淋巴細胞凋亡研究的深入是十分必要的。

2.2 Bcl－2與細胞凋亡

Bcl－2屬于跨膜蛋白，主要分布于核膜、線粒體膜和內質網膜上，Bcl－2對于細胞凋亡的調節具有非常重要的作 用［8］。Llambi等［9］研究證 實Bcl－2蛋白調節細胞凋亡的途徑是通過控制線粒體膜的完整性來實現的。另外，Bcl－2蛋白還可以調節細胞線粒體的分裂和融合［10］。根據Bcl－2家族的功能可將其分為兩大類：促凋亡Bcl－2蛋白和抗凋亡Bcl－2蛋白。大多數細胞同時表達多種促凋亡和抗凋亡Bcl－2蛋白，調節他們之間的相互作用可控制細胞的存亡。抗凋亡Bcl－2蛋白的主要成員包括A1、Bcl－2、Bcl－w、Bcl－xL、Mcl－1，它們直接抑制促凋亡Bcl－2蛋白。促凋亡Bcl－2蛋白可分為效應蛋白和BH3蛋白?？沟蛲龅鞍?、唯BH3蛋白、以及效應蛋白之間的相互作用決定了凋亡的形成［11］。近年來多項實驗表明結核分枝桿菌感染可使外周血T細胞的凋亡增加，并且這種誘導凋亡效應是通過調節Bcl－2的表達來實現。

2.3 細胞因子介導細胞凋亡

2.3.1 白細胞介素4（IL－4） IL－4主要由CD4＋T淋巴細胞分泌，也可由CD8＋T淋巴細胞分泌，介導Th2型免疫反應，激活Th0細胞向Th2型細胞分化并抑制Thl型細胞免疫反應［12］。張麗欣等［13］研究發現局部病灶IL－4可能參與肺結核空洞形成的過程。Demissie［14］研究提示長期控制MTB感染不僅需要Thl型反應的增強，也需要抑制Th2型反應。另一項研究發現，在MTB感染時L－4可能會加劇TNF－α誘導的病理機制，促進細胞凋亡的發生［15］。

2.3.2 白細胞介素10（IL－10） MTB感染的巨噬細胞可大量釋放IL－10，在結核病巨噬細胞凋亡的研究中，IL－10被認為是細胞凋亡的抑制因子，具有抗細胞凋亡作用［16］。體外實驗發現，IL－10升高可促進T細胞發生激活誘導AICD。IL－10能促進T細胞亞群表達Fas／FasL，尤其是誘導CD4＋T和CD8＋T細胞亞群高表達FasL，主要使Fas表達顯著增高的CD4＋T細胞亞群發生AICD，使CD4＋T細胞比例下降［17］，進 而導致CD4＋T／CD8＋T比值降低、細胞免疫功能缺陷。

2.3.3 腫瘤壞死因子（TNF－α） TNF是1975年carswell等人給接種卡介苗的小鼠注射脂多糖后，血清中出現的一種能夠使腫瘤組織出血壞死的物質，主要由激活的單核－巨噬細胞產生。TNF－α由活化的單核細胞產生，其受體為TNFR1和TNFR2，存在于多種細胞表面，TNFR1在結構上與Fas同源，單獨激活即可介導細胞凋亡，TNFR2不參與細胞凋亡。TNF－α與TNFR1結合后，誘導TNFR1的死亡結構域與受體作用蛋白（RIP）和TNFR1相關蛋白（TRADD）結合后，RIP的死亡結構域再結合RIP相關半胱氨酸同源蛋白，從而激活半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶前體2（procaspase2），繼 之 激 活pro－caspase8（或procaspase10），再通過caspase的級聯激活反應導致靶細胞凋亡。研究表明，在肺結核中TNF－α能夠介導細胞凋亡［18］。

2.3.4 轉化生長因子（TGF－β） TGF－β為一組多功能的小分子多肽，參與調節細胞生長、分化和免疫過程。所有細胞都能產生TGF－β的前體－潛伏TGF－β，它是由氮端的潛伏相關肽段（LAP）與碳端的成熟TGF－β以非共價鍵連接組成，只有當TGFβ從LAP上釋放后才能具有生物活性，與相應受體結合，從而誘導一系列生物效應。在結核病中，TGF－β主要發揮免疫調節作用，它既抑制T細胞的反應，又能使巨噬細胞失活［19］。大量研究表明TGF－β既能增強某些細胞的增殖、分化能力，又能誘導某些細胞的凋亡反應。Ouyang等［20］的研究進一步揭示了TGF－β的重要功能，并發現TGF－β可以使促凋亡蛋白高表達，抗凋亡蛋白低表達，從而刺激T細胞凋亡。

3 研究肺結核患者T淋巴細胞凋亡的意義

當前肺結核已出現廣泛耐藥，給其防治工作造成巨大威脅。尋找能夠有效防治肺結核的新方法已刻不容緩。然而對于肺結核患者T淋巴細胞的凋亡情況及其相關因素的深入研究則可能是解決這個問題的突破口，具有重要的臨床意義。其不但可以解釋肺結核患者出現的以CD4＋T淋巴細胞減少為主要表現的免疫功能低下的相關作用機制，為臨床上制定針對肺結核患者的提高機體免疫功能的治療方案提供理論依據，而且可以進一步闡明結核病的免疫發病機制，找到與T淋巴細胞凋亡的相關因素，并對誘導或抗凋亡的這些相關因素進行干預，為肺結核的治療提供新的思路。

綜上所述，隨著研究的深入及技術的進步，人們已經逐步意識到細胞凋亡在結核病的發生與發展過程中所起的重要作用，并不斷探索著細胞凋亡在機體與MTB之間相互斗爭中扮演的角色及其作用的具體機制。但是我們對此了解還遠遠不夠，從目前的研究來看，人們對肺結核患者巨噬細胞及宿主細胞凋亡情況及其相關機制的認識較透徹，但是對于肺結核患者T淋巴細胞凋亡情況及其相關機制的研究較少。我們現在知道T淋巴細胞凋亡參與了結核病的免疫發病過程，并找到一些與其相關的因素，但是對于T淋巴細胞凋亡的具體情況怎樣以及其如何影響機體的免疫功能等肺結核免疫發病機制方面的問題仍需深入探討方能給出滿意答案。

［1］ Fuchs Y，Steller H.Programmed cell death in animal development and disease［J］.Cell，2011，147（4）：742－758.

［2］ Divangahi M，Desjardins D，Nunes－Alres C，et al.Eicosanoid pathways regulate adaptive immunity to Mycobacterium tuberculosis［J］.Nat Immunol，2010，11（8）：751－758.

［3］ Soruri A，Schweyer S，Radzun HJ，et al.Mycobacterial antigens induce apoptosis in human purified protein derivative specific alphabeta T lymphocytes in a concentration－dependent manner［J］.Immunology，2002，105（2）：222－230.

［4］ Fayyazi A，Eichmeyer B，Soruri A，et al.Apoptosis of macrophages and T cells in tuberculosis associated caseous necrosis［J］.J Pathol，2000，191（4）：417－425.

［5］ Behar SM，Martin CJ，Booty MG，et al.Apoptosis is an innate defense function of macrophages against Mycobacterium tuberculosis［J］.Mucosal Immunol，2011，4（3）：279－287.

［6］ Nichols JE，Niles JA，Roberts NJ Jr.Human lymphocyte apoptosis after exposure to influenza A virus［J］.J Virol，2001，75（13）：5921－5929.

［7］ Abebe M，Doherty TM，Wassie L，et al.Expression of apoptosis－related genes in an Ethiopian cohort study correlates with tuberculosis clinical status［J］.Eur J Immunol，2010，40（1）：291－301.

［8］ Ola MS，Nawaz M，Ahsan H.Role of Bcl－2family proteins and caspases in the regulation of apoptosis［J］.Mol Cell Biochem，2011，351（1／2）：41－58.

［9］ Llambi F，Green DR.Apoptosis and oncogenesis：give and take in the BCL－2family［J］.Curr Opin Genet Dev，2011，21（1）：12－20.

［10］Martinou JC，Youle RJ.Mitochondria in apoptosis：Bcl－2family members and mitochondrial dynamics［J］.Dev Cell，2011，21（1）：92－101.

［11］Chipuk JE，Moldoveanu T，Llambi F，et al.The BCL－2family reunion［J］.Mol Cell，2010，37（3）：299－310.

［12］Yusuf I，Kageyama R，Monti celli L，et al.Germinal center T follicular helper cell IL－4production is dependent on signaling lymphocytic activation molecule receptor（CD150）［J］.Immunol，2010，185（1）：190－202.

［13］張麗欣，譚守勇.空洞型肺結核患者痰上清液與血清中IL－4、TNF－α的水平檢測［J］.廣東醫學，2010，31（21）：2819－2820.

［14］Demissie A，Abebe M，Aseffa A，et al.Healthy individuals that control a latent infection with mycobacterium tuberculosis express high levels of Thl cytokines and the IL－4antagonist IL－4delta2［J］.J Immunol，2004，172（11）：6938－6943.

［15］Abebe M，Kim L，Rook G，et al.Modulation of cell death by M.tuberculosis as a strategy for pathogen survival［EB／OL］.Clin Dev Immunol，2011，2011：678570.doi：10.1155／2011／678570.

［16］Zeng L，O＇Connor C，Zhang J，et al.IL－10promotes resistance to apoptosis and metastatic potential in lung tumor cell lines［J］.Cytokine，2010，49（3）：294－302.

［17］王曉樂，邱潮林，吳秀梅，等.SLE患者外周血T細胞亞群凋亡特點及其相關機制的研究［J］.中國免疫學雜志，2010，26（4）：348－354.

［18］Miller JL，Velmurugan K，Cowan M，et al.The typeⅠNADH dehydrogenase of mycobacterium tuberculosis counters phagosomal NOX2activity to inhibit TNF－α－mediated host cell apoptosis［EB／OL］.PLoS Pathog，2010，6（4）：e1000864.doi：10.137／journal ppat.10000864.

［19］溫文沛，梁國飛，梁國添.細胞免疫抑制性肺結核的臨床特征分析［J］.實用醫學雜志，2009，25（1）：14－16.

［20］Ouyang W，Beckett O，Ma Q，et al.Transforming growth factor－βsignaling curbs thymic negative selection promoting regulatory T cell development［J］.Immunity，2010，32（5）：642－653.