RANTES和Eotaxin與結核病

RANTES和Eotaxin與結核病

趙琰楓1，馮曉燕2，張賀秋1

(1. 溫州醫科大學，浙江 溫州 325035；2. 軍事醫學科學院基礎醫學研究所，北京 100850)

摘要：結核病仍然是困擾人類健康的常見傳染病之一。我國是22個結核病高負擔國家之一，早期準確的診斷以及及時有效的治療對于控制結核病流行是必不可少的。結核病傳統的實驗室診斷方法存在許多不足之處，新的診斷方法由于沒有良好的生物標志物而受到了限制。隨著國內外對調節活化正常T細胞表達與分泌趨化因子(RANTES)及嗜酸細胞活化趨化因子(Eotaxin)研究的日益增多，越來越多的研究顯示，RANTES及Eotaxin對于結核病具有潛在的診斷和監測價值。

關鍵詞：調節活化正常T細胞表達與分泌趨化因子；嗜酸細胞活化趨化因子；結核病

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)10-1048-05R446.5

文獻標志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.10.020

Abstract:Tuberculosis remains one of the most common infectious diseases to threat human health. China is the 22nd high tuberculosis burden country. Early correct diagnosis and proper treatment are critical to control Mycobacterium tuberculosis infection. The traditional laboratory diagnosis methods of tuberculosis have many shortcomings, and no excellent biomarkers are found and verified，which hampers and attempts to develop new tests. Along with the increasing research of regulated upon activation normal T cell expressed and secreted(RANTES) and eotaxin, more and more studies indicate that RANTES and eotaxin have potential significance in the diagnosis and monitoring of tuberculosis.

基金項目：國家863計劃資助項目(2011AA02A113)

作者簡介：趙琰楓，女，1989年生，碩士，主要從事病原生物學研究。

通訊作者：張賀秋，聯系電話：010-66932304。

收稿日期：(2014-12-19)

RANTES and eotaxin in tuberculosisZHAOYanfeng1,FENGXiaoyan2,ZHANGHeqiu1.(1 .WenzhouMedicalUniversity,ZhejiangWenzhou325035,China; 2.InstituteofBasicMedicalSciences,AcademyofMilitaryMedicalSciences,Beijing100850,China)

Key words: Regulated upon activation normal T cell expressed and secreted; Eotaxin; Tuberculosis

世界衛生組織2013年的全球結核病報告指出，2012年全球新增結核病患者860萬，其中有130萬人死于結核病。全球有22個結核病高負擔國家，這22個國家的結核病患者占全球結核病患者總數的80%，而我國是這22個高負擔國家之一，同時也是全球27個耐多藥結核病流行嚴重的高負擔國家之一。早期正確的診斷以及及時有效的治療對于控制我國結核病流行是必不可少的。而傳統的抗酸染色鏡檢和結核分枝桿菌培養都存在著許多不足之處，痰涂片鏡檢是使用最廣泛的結核病檢驗方法，其陽性檢出率低，尤其是在含菌量較低的個體中，如合并人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染及兒童，敏感性更低；結核分枝桿菌培養需要較長的檢測時間和較為完善的儀器設備及生物安全設施，而大多數結核病高發地區缺乏完善的實驗室和生物安全基礎設施，限制了結核分枝桿菌培養方法的使用。近幾年新的診斷方法不斷涌現，但仍然缺少精準且即時的檢測方法，究其原因主要在于沒有發現良好的生物標志物[1]。

趨化因子也稱為化學趨化性細胞因子，在1992年的國際免疫學會上被命名，是對白細胞有趨化作用，具有保守半胱氨酸序列和肝素結合區的小相對分子質量(8 000～10 000)的細胞因子。根據趨化因子N-末端Cys的結構特點，分為CXC(α)、CC(β)、C(γ)、CX3C(δ)等家族[2]。CC亞家族分子N-端2個半胱氨酸之間沒有任意氨基酸，主要對單核細胞具有強大的趨化活性，其次為T淋巴細胞和B淋巴細胞、嗜酸粒細胞等。CC趨化因子基因定位于人第17號染色體q12-21區帶，多數包含3個外顯子和2個內含子，已發現有28個成員，主要包括調節活化正常T細胞表達與分泌趨化因子(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted，RANTES；又被稱為CCL5)、嗜酸細胞活化趨化因子(eotaxin，又被稱為CCL11)、單核細胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1；又被稱為CCL2)、巨噬細胞炎癥蛋白1(macrophage inflammatory protein 1，MIP-1)等。

我們就趨化因子RANTES和Eotaxin的生物學功能、在結核病患者體內的表達水平及其與結核病發展關系的研究進展做一綜述。

一、RANTES

1.RANTES概述RANTES是由T淋巴細胞產生的相對分子質量為7 800的蛋白質，人RANTES基因定位于染色體17q11.2-q12區域，包含3個外顯子及2個內含子，基因長度約為7.1 kb，編碼91個氨基酸,包括68個氨基酸組成的成熟蛋白和23個氨基酸組成的信號肽[3]。它是CC家族的重要代表之一，也被命名為CCL5。RANTES可由多種細胞分泌產生，在NK細胞以及T細胞中，RANTES呈現固有表達；在其它細胞如上皮細胞、成纖維細胞、內皮細胞和星形膠質細胞中，正常情況下RANTES為靜止表達，但在各種刺激因子的作用下這些細胞會分泌RANTES，如一些炎性因子白細胞介素1β(interleukin 1 beta，IL-1β)、腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、干擾素γ(interferon gamma，IFN-γ)可強烈誘導RANTES表達[4]。RANTES有4種受體，包括CCR1、CCR3、CCR4、CCR5，其中CCR1和CCR5是高親和力受體，CCR3為中親和力受體，而CCR4則是低親和力受體，均屬于7次跨膜G蛋白偶聯受體家族成員。有研究表明RANTES還可通過與細胞表面氨基葡糖多聚糖(glycosaminoglycan，GAG)的結合，引起不同特異性受體的信號轉導并激活白細胞，介導RANTES多種新的生物學功能[3]。

2.RANTES的生物學功能RANTES通過與相應受體結合而發揮多種生物學功能，它作為一種趨化蛋白不僅可以參與炎癥反應和介導白細胞的游走和浸潤，還可以調節細胞的生長和分化[5]。它的主要功能是特異性趨化T細胞、單核細胞和嗜酸性細胞，并且對CD4+T細胞、記憶T細胞和單核細胞具有優先的趨化活性[6-7]。有研究發現RANTES表達水平增高與很多的炎癥反應都有關系，如異體移植排斥、動脈粥樣硬化、關節炎、變應性皮炎、支氣管炎性疾病、遲發型超敏反應、腎小球腎炎、子宮內膜異位癥和阿爾茨海默病等[8]，研究者認為這是因為RANTES誘導白細胞向炎癥部位浸潤所致。正常生理濃度的RANTES強烈地趨化白細胞，而高濃度的RANTES可以類似絲裂原的方式誘導活化白細胞，低聚體RANTES雖然能和特異性受體結合，但對白細胞無激活作用，表明RANTES的聚集與其激活效應相關，超高濃度的RANTES由局部細胞表面GAG聯合體形成，導致RANTES與其他細胞表面信號分子，如T細胞表面的CD3交聯，引起非特異性細胞激活，這是急性感染、炎癥部位獨有的特性[5]。RANTES激活T細胞后可產生多種效應，包括T細胞的增殖或凋亡，促炎性細胞因子如IL-2、IL-5、IFN-γ和MIP-1β的釋放[9]。RANTES誘導的激活不僅限于T細胞，通過類似的信號通路，還可以作用于單核細胞和中性粒細胞。另外RANTES還可以提高抗原特異性的抗體應答，并誘導特異性抗體產生，對微生物感染及炎癥性疾病轉歸有重要作用[4]。

3.RANTES與結核病結核病是慢性細胞內感染的典型病癥，結核免疫主要是由T淋巴細胞所介導的細胞免疫反應，多種細胞因子參與結核病的免疫反應。POKKALI等[10]為了研究細胞因子及趨化因子在結核分枝桿菌感染期間與細胞轉運之間的關系，測定了肺結核病患者與健康人的細胞因子水平，發現與健康人相比，活動性肺結核患者的RANTES、IL-8及IL-6水平均顯著升高，實驗結果說明，RANTES參與了宿主對結核分枝桿菌感染的免疫反應。SELVARAJ等[11]的研究也顯示活動性肺結核病患者的RANTES水平比健康對照組顯著升高。VESOSKY等[12]研究顯示結核分枝桿菌侵入人體后引起RANTES增多，同時RANTES與其受體CCR5進一步相互激活，促進肉芽腫形成并募集包括活化的效應T淋巴細胞在內的很多免疫細胞進入組織的炎癥損傷部位(如結核結節)發揮免疫應答功能，由此可見，上調的RANTES水平在抗結核免疫應答中起到了重要作用，由于RANTES在不同的濃度發揮不同的生物學功能，所以其在最適濃度范圍內可能發揮最佳作用，而偏離了這個范圍則可能增加了肺結核病的易感性。MENDEZ-SAMPERIO等[13]也證實在抗結核分枝桿菌感染的免疫應答過程中，RANTES是促進單核巨噬細胞進入結核結節的主要細胞因子。因此可見，在結核分枝桿菌感染過程中RANTES能夠與各種免疫細胞相互作用共同促進結核結節的形成[14]。另外，有研究人員在中國人群、西班牙人群和印度人群的成年人研究中，分別對RANTES的多態性與結核病易感的相關性進行了研究，發現了rs2107538、rs2280788和rs2280789與結核病易感相關[15]?？傊?，現在還需要有更多的研究證明RANTES在結核病免疫過程中起到了重要作用。

二、Eotaxin

1.Eotaxin概述Eotaxin最初發現于致敏豚鼠抗原刺激后的支氣管肺泡灌洗液中，人類Eotaxin基因位于第17號染色體的q21. 1-21. 2區，它也是CC家族之一，被命名為CCL11。在生理pH值條件下，Eotaxin根據濃度以單體和二聚體的形式存在，并保持動態平衡。Eotaxin的活性形式為單體，其單體相對分子質量約為8 400，單體的三維結構具有趨化因子典型的折疊特征，即含有三分支的β片層和一個覆蓋于其上的α螺旋, 并具有與受體結合時起定向作用的暴露的N-端。這樣的結構及N-端對受體結合和信號傳導都是很關鍵的，是對大量存在于嗜酸粒細胞上的CCR3 受體具有高度選擇性的結構基礎[16]。

2.Eotaxin的生物學功能Eotaxin即可由結構性細胞(如上皮細胞、成纖維細胞、內皮細胞、平滑肌細胞和軟骨細胞)也可由滲出性炎癥細胞所產生[17]，在各種組織器官中廣泛表達。Eotaxin可以刺激具有肺部炎癥小鼠的髓樣細胞的產生，是粒細胞-巨噬細胞的集落刺激因子。Eotaxin缺陷小鼠證實了在正常組織中廣泛存在的Eotaxin對于機體維持嗜酸粒細胞穩態起重要作用[18]。Eotaxin通過與細胞膜上G蛋白偶聯的受體結合而發揮作用，Eotaxin是唯一一個僅與單一受體CCR3發生作用的CC趨化因子，CCR3受體在嗜酸粒細胞膜上大量存在，且與Eotaxin有高度親和性，因此Eotaxin對嗜酸粒細胞的趨化具有高度特異性[19]。Eotaxin水平在許多過敏性疾病，如特異性鼻炎、過敏性結膜炎、哮喘和鼻息肉疾病中升高，在非過敏性的嗜酸組織浸潤中也有增加，如炎性腸病和類天皰瘡等疾病，這些疾病中Eotaxin水平升高表明Eotaxin可以誘導及活化嗜酸粒細胞[20]。此外也有研究認為在非嗜酸性炎癥中Eotaxin同樣起重要作用，它可以趨化嗜堿粒細胞，從而在變態反應中與嗜酸粒細胞共同遷移來發揮致病作用。

3.Eotaxin與結核病DJOBA等[21]利用細胞因子微球檢測技術檢測了潛伏性結核病患者及活動性結核病患者的血清細胞因子水平，以及活動性結核病患者治療期間血清中細胞因子的水平，發現潛伏性結核病患者的血清Eotaxin水平明顯高于活動性結核病患者，且結核病患者在治療期間的血清Eotaxin水平逐漸升高。YU和YANG等[22-23]也通過實驗得到了相同的結果，即隨著治療的進行，Eotaxin的水平逐漸升高。SHARIFABADI等[24]用酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)測定了300例結核病患者及100名健康人血清Eotaxin(CCL11)、Eotaxin-2(CCL24)、Eotaxin-3(CCL26)的水平，發現結核病患者中Eotaxin的水平均高于健康人，同年在SHIRATORI[25]的研究中也得到了相同的結果。不僅在血液中，SUYHERLAND等[26]測定了結核性胸水及非結核性胸水中的細胞因子水平，發現Eotaxin在結核性胸水中的水平顯著高于非結核性胸水。ALESSANDRI等[27]測定了HIV陰性的肺結核病患者在化療不同階段血漿中趨化因子的濃度，發現Eotaxin的濃度在整個治療過程中水平均高于健康對照。在RIOU等[28]的研究中發現了在HIV陽性和HIV陰性的結核病患者血漿中，Eotaxin的濃度沒有顯著性差異。在STEYN[29]專利中的研究結果表明，HIV合并感染結核分枝桿菌的患者中Eotaxin的水平要顯著高于沒有感染結核分枝桿菌的HIV患者。KOLOBOVNIKOVA等[30]對肺結核病患者血液中嗜酸粒細胞增多的機制進行了研究，認為是Eotaxin導致了血液中長期存在嗜酸粒細胞，并且它可以引發嗜酸粒細胞的粘附作用，進一步形成肉芽腫。此外，RIFFO-VASQUEZ等[31]在體外研究中發現結核分枝桿菌的分子伴侶60.1減少了Eotaxin誘導的白細胞遷移，進而抑制了過敏性肺部炎癥模型小鼠的白細胞滲出。以上這些實驗結果均提示，Eotaxin可能在結核病的發病過程及轉歸中具有重要作用，但其作用機制尚未形成定論。

三、小結

RANTES及Eotaxin同屬于CC趨化因子，其水平在許多疾病中都會產生變化。隨著對RANTES及Eotaxin與結核病相關性認識的不斷加深，以及它們在結核病不同階段水平的差異，我們認為RANTES及Eotaxin有可能成為診斷結核病和評價抗結核治療效果的潛在標志物?，F階段對結核病治療期間這2種趨化因子水平的變化尚未形成定論，還需要進行更細致的研究，以評價RANTES及Eotaxin在診斷結核病和監測抗結核治療效果中的應用價值。

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(本文編輯：姜敏)

上海市臨檢中心召開醫療機構實驗室負責人知識更新學習班

2015年8月12至14日，由上海市臨床檢驗中心主辦的國家級繼續醫學教育學習班 “醫療機構實驗室負責人知識更新學習班”在中心召開，來自上海和外省市各級醫院臨床實驗室負責人等60余人參加了此次培訓。

此次培訓班特邀國家衛計委臨床檢驗中心副主任王治國教授，上海市衛計委科教處張勘處長，中華醫學會檢驗醫學分會主任委員、中山醫院檢驗科主任潘柏申教授以及上海醫學會檢驗分會的主任委員、新華醫院檢驗科主任沈立松教授等知名專家教授進行授課。培訓班除了為臨床醫療機構實驗室負責人提供知識更新的機會外，重點加強如何做好科室負責人和臨床醫學實驗室質量管理等方面內容的培訓，其主要內容包括：“臨床檢驗專業質量指標——解讀與應用”、“科研設計與總結” 、“ISO15189評審不符合項的改正措施”、 “上海市臨床實驗室質量管理現場督查與質量改進” 、“微生物檢驗流程優化與信息系統再造”、“ 新發呼吸道病原檢測技術及應用”、 “參考測量系統的實踐和應用”等。王治國教授對2015版臨床檢驗專業醫療質量控制指標進行了解讀；張勘處長針對此次培訓班的學員大部分都是新任的檢驗科負責人的情況，也重點介紹了有關醫學科研的選題、項目實施和總結分析等內容；潘柏申、沈立松兩位上海資深的檢驗科主任，從各自不同的角度來講述實驗室的科學管理，打造一流團隊的管理經驗等。

中心舉辦臨床醫療機構實驗室負責人知識更新學習，不僅為基層的實驗室負責人提供聆聽各知名專家教授介紹醫學檢驗專業有關的質量管理技術和經驗的機會，更搭建了與各位專家的交流平臺，讓學員有更多的機會與這些知名的專家和學者進行交流和互動，及時讓學員了解臨床醫學檢驗實驗室管理經驗和技術，提高管理質量，幫助他們解決實際問題的能力，以促進臨床醫學檢驗實驗室質量管理工作的提高和進一步發展。

(本刊編輯部)