薩其拉 圖門烏力吉
摘要:結核病是由結核病病原體感染引起的慢性傳染病。機體的免疫系統是復雜精細的動態平衡系統,結核病的感染、發生、發展、轉歸與機體免疫系統變換密切相關,其中細胞免疫在抗結核病中起重要的作用,決定細胞免疫的強弱主要是T淋巴細胞及其亞群的數量及功能。免疫預防、免疫診斷、免疫治療理論上和操作上形成了比較完整的體系及明顯的優勢,這些都與免疫系統有關。本文僅就結核病細胞免疫的最新免疫基礎研究進展做一簡述。
關鍵詞:T淋巴細胞;結核病;免疫反應;研究
Abstract:Tuberculosis is an infenctious disease caused by Mycobacterium tuberculosis(Mtb) which is big public health threat. Immune system is a complcated dynamic balance system.Tubercuosis infection, occurrence, development and prognosis are closely related to changes of immune system. The cellular immunity plays an important role in anti tuberculosis. Deciding the strength of the cellular immunity is mainly the number of T lymphocytes and their subsets and function. Immune prevention,diangosis and immunotherapy formed a relatively comlete system of theory and operation and obvious advantanes. In this paper,research progress about TB immune basis of the latest time.
Key words:T lymphocytes; Tuberculosis;Immune response;Study
結核病(Tuberculosis,TB)仍是全球最主要的健康問題,在全世界傳染性疾病中死亡率第二[1]。世界衛生組織(WHO),約全球1/3的人感染結核分枝桿菌,約每年860人感染結核病,每年約160萬人死亡[2,3]。歸機體免疫系統變換密切相關。估計,全球1/3的人感染結核分枝桿菌當中約90%~95%無癥狀,叫潛伏感染,5%~10%發展為結核病[4]。2011年有些地區發病率高達19%,新結核病的發病率增加是由于耐藥菌增加引起的[5]。免疫學的發展促進了了解結核病及免疫狀態的關系。結核病進入人體后,NK細胞、巨噬細胞等固有免疫細胞先發揮作用,然后啟動適應性免疫[6]。適應性免疫應答分為細胞免疫應答和體液免疫應答。機體抗結核病免疫主要依賴細胞免疫應答,是一類T細胞介導的、以巨噬細胞為效應細胞的免疫反應,包括巨噬細胞吞噬結核分枝桿菌、抗原處理和提呈、T淋巴細胞對抗原的特異性識別結合、增殖和分化、細胞因子釋放、巨噬細胞激活和殺菌等。結核分枝桿菌進入機體后被肺部吞噬細胞和樹突狀細胞等抗原提呈細胞吞噬,后者將抗原處理后提呈給MHC限制性T細胞[7]。大部分人體在感染MTB后并不發病,T細胞在其中起中心作用,巨噬細胞是主要的起始和效應細胞。CD4+T細胞、CD8+T細胞和γδT淋巴細胞在保護機體免于結核菌感染中有不同的作用。CD4+T細胞細胞產生免疫調節劑,如干擾素γ(interferon gamma,IFN-γ)、白細胞介素(interleukin,IL)2和淋巴毒素α,CD8+T細胞和γδT細胞釋放顆粒酶和穿孔素通過Fas配體依賴和非依賴機制對結核菌和感染細胞產生直接效應。外周T細胞識別結核菌抗原(結核桿菌6 kD早期分泌蛋白和MTB 39)刺激IFN-γ和腫瘤壞死因子α的產生[8]。
1 結核分枝桿菌感染中CD4+T細胞的作用
CD4+T細胞在抗結核細胞免疫中發揮了關鍵作用[9]。結核分支桿菌感染后被巨噬細胞攝取、加工、處理為抗原肽,與MHCII類分子形成抗原肽-MHCII類分子復合物,表達于巨噬細胞表面或樹突狀細胞,供CD4+T識別。根據表面標志及功能的不同可將CD4+T分為輔助性Th細胞(help T cell)、Th17細胞和調節性T細胞(regulatory T cell,Treg)。輔助性Th細胞根據分泌細胞因子不同有可分為Th1和Th2細胞[10]。Th1分泌IL-2 、IFN-r、 TNF-a等細胞因子,這些因子引起炎癥反應及遲發型超敏反應,正反饋調節免疫細胞,使淋巴細胞和單核細胞聚集到結核分支桿菌入侵部位,逐漸形成結核肉芽腫,局限結核分支桿菌擴散并殺滅結核分枝桿菌。
IFN-γ是獨立效應因子。盡管宿主對Mtb中至關重要,IFN-γ的反應無作用于耐藥性肺結核。Cape小鎮上,超過5000名嬰兒經行了研究,前兩年,BCG產生的頻繁和多功能的T細胞是否結核病的發展敏感[11]。研究表明,無論是IFN-γ反應的大小及模式及其他細胞因子參與發展活動性結核病。IFN-γ蛋白的含量與肺部癥狀、發熱、體重下降正相關[12]。{這些副作用可能是機體的保護性因子。
這有很直接的證據CD4 T細胞分泌IFN-γ的方式調節控制Mtb的感染[13,14]。結果表明,體外細胞結核抗原特異性Th1細胞分泌IFN-γ 和TNF不足或單一缺乏T-bet或穿孔素、fas他們有能力控制。然而經典的Th1相關轉綠和效應分子在體內要T細胞的分化中無作用。重要的是體外效應細胞T細胞在TH1的幫助下產生。因此,當IL-12/IFN-γ是宿主抵抗Mtb的重要性。CD4T細胞IL-12p70走向Th1,在依賴IFN-γ孔中Mtb,這是一種特殊的途徑,機理不清楚。
IL-2在T細胞的活化過程中起重要作用,T細胞受體(TCR)以及輔助受體的激發導致T細胞自身合成IL-2,通過與IL-2高親和力受體結合,使T細胞快速增殖。TNF-a為機體免疫中重要的細胞因子,在肺結核免疫中具有重要作用[15]。陶昆[16]通過總結,認為TNF在肺結核免疫中的機制可能為:TNF抵抗結核桿菌的感染;TNF促進結核性肉芽腫的形成。
Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10等細胞因子,誘導B細胞增殖分化合成并分泌抗體,引起體液免疫應答,促進抗體的產生,抑制Th1產生的免疫應答。IL-4、 IL-10可抑制巨噬細胞的活化,減低抗結核能力。
2005年發現Th17 細胞,研究表明初始CD4+T細胞在TGF-B和IL-6的協同下誘導下被活化進而向其分化[17],Thl7細胞可分泌細胞因子IL-21、IL-23,其中IL-21可與TGF-B協同刺激、誘導幼稚CD4+T細胞進一步向Th17細胞分化,從而以自分泌的形式促進自身的擴增。并在IL-23的作用下進一步增殖與成熟,起到穩定和維持Thl7細胞特性的作用[18]。有研究表明,活動性肺結核IL-17和IFN-γ在淋巴細胞的表達和疾病嚴重程度相關。
Treg細胞發揮免疫調節作用主要依賴細胞間直接接觸。 參與Treg細胞接觸抑制的重要分子為該細胞表達的CTL-A4。Treg活化后CTL_A4的表達持續增加,并與Foxp3的表達呈正相關[19]。調節性T細胞在結核感染免疫調節中有重要作用。一反面主要是調節炎癥免疫應答,另一方面認為抑制Th1免疫,調節性T細胞主要通過釋放抗炎因子TGF-β、IL-10抑制免疫免疫應答。研究發現,活動性肺結核患者肺泡和血中CD4+Treg水平升高,外周血Treg在效應細胞存在時可使巨噬細胞限制結核菌生長的能力降低[20]。
2 結核分枝桿菌感染中CD8+T細胞的作用
有關CD8+T細胞在結核桿菌感染免疫應答中的作用存在爭議。傳統觀點認為,CD8+T細胞識別的細胞溶質抗原表達在組織相容性抗原(HLA-I)分子上。CD8+T細胞在調節免疫,發揮細胞毒作用,溶解受感染后失去免疫活性的靶細胞,使之凋亡,在促使結核菌暴露及病灶清除等方面都有重要作用[21]。當CD4+T細胞介導巨噬細胞活化不能抑制結核桿菌生長時,CD8+T細胞通過識別靶細胞,誘導細胞凋亡,破壞結核桿菌的生長環境,使新增抗原呈遞細胞呈遞結核桿菌而起到免疫監視的作[22]。
活化的CD8+T細胞。CD8+T分泌IL-2,、IFN-r、TNF、Il-4、IL-5、IL-10等。這些細胞因子有效的殺滅胞內結核分枝桿菌。CD8+T細胞增殖、分化成效應CTL,CTL的TCR與抗原肽-MHCI類分子復合物結合通過脫顆粒機制釋放穿孔素使靶細胞壞死,釋放顆粒酶使靶細胞凋亡。通過Fas-FasL介導靶細胞凋亡。雷建平[23]等研究發現胞內感染性疾病能否治愈的關鍵還在于CD8+T細胞數量和活性有關。
3 結核分枝桿菌感染中γδT細胞作用
最近γδT細胞在抗結核免疫中的作用日益受到重視。Chen等[24]發現,γδT 細胞是針對結核菌感染的細胞免疫應答中另一主要的細T胞亞群。γδT作為天然免疫細胞,抗結核分支桿菌感染中發揮適當的免疫應答。當機體受到感染時γδT細胞活化和增殖[25],分枝桿菌抗原可激活γδT細胞,通過顆粒外吐、釋放穿孔素等殺滅感染結核桿菌的巨噬細胞。在早期感染時由于細菌大量復制,同時TCR依賴的γδT 胞適當克隆擴增進行免疫應答的調整,但在對特異抗原應答時的免疫記憶、應激及調節因子促進TCR依賴的γδT細胞活化或擴增的描述仍停留在不充分的認識階段[26];γδT細胞分泌干擾素7(IFN-7)增強樹突狀細胞(dendriticcell,DC)產生白細胞介素-12(IL-12),使之有效的啟動CD8T細胞應答以對抗結核分支桿菌(MTB)。隨著免疫學的發展γδT細胞的作用進一步。
4 展望
盡管結核病免疫學研究取得很大的進步。但臨床應用仍存在問題,還需要繼續研究提高。免疫細胞及因子作用是復雜的、多方面的。免疫細胞的數量和功能與結核病病情的進展和轉歸密切相關。尤其是T細胞亞群在結核感染中的重要作用是肯定的,其在結核感染免疫中能對宿主提供保護作用。如何通過提高機體細胞疫功能來有效防治結核病的發生,是從事結核病研究及防治工作者今后研究目標之一。
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編輯/安樺