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第三节
固有免疫系统的抗结核作用

固有免疫(Innate Immunity)应答可以非特异性地防御各种病原微生物入侵,而在固有免疫的启动和参与下适应性免疫应答则会特异性针对特定病原微生物产生免疫应答反应。因此,固有免疫是宿主抵御病原微生物入侵必不可少的第一道防线。

固有免疫的防御作用由长期进化形成的固有免疫系统执行,包括固有免疫屏障、固有免疫细胞和固有免疫分子。机体的固有免疫系统通过黏膜、物理、化学屏障等组织屏障作用抵抗MTB侵袭;通过巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞、DC细胞、NKT细胞、γδT细胞等固有免疫细胞发挥抗结核免疫应答效应;机体通过细胞因子IFN-γ、TNF、IL-17、IL-10、IL-1、TNF-γ、IL-6、IL-8和IL-12以及趋化因子、补体分子、抗菌肽、溶菌酶、乙型溶素等免疫分子发挥抗结核免疫应答作用以及免疫调节功能。

一、组织屏障在抗结核免疫中的作用

目前,已证明屏障系统与结核病的发生发展密切相关。黏膜屏障依赖物理、化学屏障和固有免疫作用抵抗MTB侵袭,防止肺结核和消化道结核的发生;血脑屏障对细菌的滤过作用,血脑屏障的破坏程度与结核性脑膜炎的症状密切相关;胸膜屏障限制MTB向胸腔扩散,细菌直接侵袭或诱导炎症导致结核性胸膜炎。因此,探索组织屏障功能,包括黏膜屏障、血脑屏障和胸膜等,将其与组织免疫反应有机地结合在一起,有助于综合评估结核病患者器官损伤程度、免疫状态,从而进一步阐明结核分枝杆菌感染靶器官局部的免疫调控作用机制。

(一)黏膜屏障在肠结核发生中的作用

胃肠道黏膜可通过分泌胃酸、胆汁、消化酶、溶菌酶、黏多糖和蛋白分解酶等物质构成具有杀菌作用的非特异免疫屏障。胃肠黏膜分泌的黏液、黏蛋白功能成分对肠黏膜起重要保护作用;通过非特异性粘连或黏蛋白上的寡糖与细胞特异性结合阻挡条件致病菌的定植;胆汁中SIgA可阻断细菌吸附,胆酸可降解内毒素。

MTB侵袭消化道引起消化道结核,其中主要是肠结核。肠结核多继发于肺结核等肠外MTB感染,以回盲部最为常见。黏膜屏障在消化道结核中发挥保护作用。已有研究显示,肠结核患者因病菌侵袭肠壁造成肠道功能障碍,其中肠黏膜屏障功能指标是评价病情严重程度重要指标之一。肠黏膜屏障主要依赖肠黏膜上皮屏障完整、肠道免疫系统特别是T细胞亚群正常表达。MTB侵袭肠道后可引起吸收消化功能下降和微生态失衡,进而引起消化道黏膜上皮细胞新陈代谢紊乱,影响肠黏膜生物屏障完整性和通透性。已有研究显示,MTB感染后,血D-乳酸和二胺氧化酶水平上升可损伤肠黏膜屏障功能,进一步加剧肠道内炎症反应,引起C反应蛋白、TNF-α及IL-10等炎性因子水平升高。黏膜屏障在结核免疫中的研究很少,其作用和具体机制依然不清楚,有待进一步阐明。

(二)黏膜免疫系统在肺结核发生中的作用

MTB主要通过呼吸道传播,由于呼吸道存在大量黏膜相关淋巴组织,黏膜局部免疫诱导的抗结核保护性免疫效应相对于其他部位更快速和有效。MTB进入呼吸道后,广泛分布于呼吸道黏膜中的树突状细胞(DC)作为最主要的抗原提呈细胞(APC),在摄取、提呈抗原后可以激活T细胞,并辅助B细胞产生IgA。同时在MTB感染中,树突状细胞也可以发挥吞噬细菌、激活T细胞、分泌IFN-α的作用。Vordermeier等发现,黏膜局部B细胞可以产生抗MTB的体液免疫应答。B细胞通过多种表面分子(如BCR、CD40等)接受MTB抗原刺激后,活化并最终分化为能产生IgA的浆细胞。IgA是黏膜免疫应答的重要特征性效应分子,其水平的高低是反应黏膜免疫是否强大的有效指标之一。Dullaers等研究表明,黏膜局部IgA的产生细胞来源于生发中心,并在滤泡辅助T细胞(Tfh)的辅助下产生,生发中心中的Tfh通过分泌TGF和IL-21促进IgA抗体产生细胞的分化,并通过上调CCR10促进IgA浆母细胞归巢到黏膜局部,分泌具有免疫保护作用的sIgA。

T淋巴细胞被认为是黏膜免疫中最主要的免疫效应细胞,占黏膜部位淋巴细胞总数的80%。机体感染MTB后,黏膜中CD4 + T细胞产生的IFN-α能激活巨噬细胞,这是控制和消除MTB的关键。CD8 + T细胞可以参与被感染细胞的溶解与凋亡,也能杀伤细胞内的MTB。树突状细胞和被激活的巨噬细胞释放的IL-12、IL-18等可以进一步诱导自然杀伤细胞和各种T细胞的活化,协同杀死细菌。研究还发现,黏膜相关恒定T细胞(MAIT)在宿主抗结核过程中可能也发挥着重要的生理作用。Jiang等研究发现,MAIT在活动性结核病患者外周的数量明显低于正常人群,并且其细胞表面程序性死亡-1(PD-1)的表达明显上调,表明活动期患者体内MAIT的数量不仅下降,同时功能可能也受损。

(三)血脑屏障在结核性脑膜炎发生中的作用

血脑屏障主要依靠毛细血管限制血液中某些外源性病原体(如细菌、病毒)和毒素进入脑内,保障了脑组织免受细菌、病毒等致病微生物的侵害。其限制作用比其他器官的毛细血管更明显。病毒、细菌侵入人体,主要经血行播散侵犯大脑,血行播散必须通过血脑屏障,因此中枢神经系是否受感染及感染程度与血脑屏障健全与否有关。研究表明,血脑屏障的破坏与许多神经系统疾病(如创伤性脑损伤、脑炎、多发性硬化等)紧密相关。血脑屏障破坏时血液中的病原体进入脑组织,引起感染及免疫反应,导致血液中大量炎性细胞由脉络丛进入脑脊液,促进脑膜炎的发生。血脑屏障的功能随着年龄增长逐渐完善,胎儿和新生儿尚未建立起血脑屏障,所以小儿中枢神经系统感染的发病率较成人高,幼儿又比年长儿童高。

结核性脑膜炎(tuberculous meningitis,TBM)是由MTB感染引起的脑膜和脊膜的非化脓性炎症性疾病。在肺外结核中有5%~15%的患者累及神经系统,其中又以结核性脑膜炎最为常见,约占神经系统结核的70%。MTB主要经血行播散侵犯脑膜和脑实质包括室管膜下等部位。偶见脊椎、颅骨或中耳与乳突的结核灶直接蔓延侵犯脑膜。肺内MTB经血液循环(菌血症)入脑,破坏血脑屏障通透性,在脑实质内及脑膜表面种植,形成结核瘤及脑膜结核结节,结节破溃后,MTB进入脑脊液形成脑膜炎。但MTB以何种途径入脑以及破坏脑组织的机制,目前尚在研究中。但可以肯定的是,血脑屏障的破坏为TBM病理基础中重要的一环。磁共振显示脑实质病灶有结节样、环形强化,脑膜呈线型强化等表现,提示TBM中血脑屏障被破坏。

近年来研究发现,基质金属蛋白酶(matrix metalloprotein-9,MMP-9)参与了中枢神经系统中血脑屏障的破坏,在结核性脑膜炎的发病和发展中起重要作用。发生TBM时脑脊液中MMP-9含量及活性明显增加。脑脊液中的炎性细胞参与分泌MMP-9并调节其活性,而MMP-9则全程参与了TBM的炎性反应。发生TBM时,血脑屏障和血-脑脊液屏障被破坏,脑组织中MMP-9的表达明显增加,同时脑脊液中各类炎性细胞参与合成、分泌MMP-9并调节其活性,引起一系列免疫反应。适量的MMP-9(MTB感染早期或轻度感染时)可以募集更多的巨噬细胞,形成增生性肉芽肿,发挥机体的正面抵抗作用。而过量的MMP-9(亚急性期或有并发症的TBM)则参与了机体过度炎性反应,大量破坏细胞外基质和上皮细胞基底膜,引起机体迟发变态反应,造成炎性渗出、增生,MTB感染播散。Green等研究发现,TBM急性期脑脊液中MMP-9与中性粒细胞计数呈明显正相关,且治疗后呈同步变化,提示脑脊液中性粒细胞参与分泌MMP-9,而后者参与了细胞外基质和上皮细胞基底膜的破坏。Matsuura等发现,亚急性期TBM脑脊液中MMP-9含量明显高于急性期TBM,说明亚急性期脑脊液中淋巴细胞同样分泌高水平MMP-9,并参与血脑屏障的重构。以上研究表明,MMP-9介导的血脑屏障破坏是TBM病理基础的重要一环。然而,血脑屏障在结核病中的作用机制尚不明确,因此还需进一步研究。

(四)胸膜屏障在结核性胸膜炎发生中的作用

结核性胸膜炎是MTB及其自溶产物、代谢产物进入超敏机体的胸膜腔而引起的胸膜炎症。结核性胸膜炎是MTB首次侵入机体所引起的疾病。我国结核性胸膜炎大多数由人型MTB引起。引起结核性胸膜炎的途径有:①肺门淋巴结内的细菌经淋巴管逆流至胸膜;②邻近胸膜的肺结核病灶破溃,使MTB或MTB感染产物直接进入胸膜腔;③急性或亚急性血行播散性肺结核导致胸膜炎;④机体的变应性较高,胸膜对结核毒素出现高度反应引起渗出;⑤胸椎结核和肋骨结核向胸膜腔溃破。针式胸膜活检或胸腔镜活检已经证实80%结核性胸膜炎壁层胸膜有典型的结核病理改变。

正常情况下,脏层和壁层胸膜表面有一层很薄的液体,起润滑作用,胸液的循环是从壁层和脏层的体循环血管由于压力梯度通过有渗漏性的胸膜进入胸膜腔,然后通过壁层胸膜的淋巴管微孔经淋巴管回吸收。胸膜腔的形状和压力随呼吸运动变化,胸腔内液体的产生和吸收处于动态平衡。MTB通过直接蔓延、血行播散、淋巴管播散三种途径侵犯胸膜。刁小莉等报道的66例结核性胸膜炎病例中有50例查出抗酸杆菌,阳性率75.8%,说明结核性胸膜炎的本质是细菌性胸膜炎。胸膜遭受MTB感染后会针对其抗原成分产生迟发型超敏反应(DTH),免疫细胞(主要是T细胞)在胸膜腔内募集,并分泌各类细胞因子(IL-1、IL-2、IL-6、IL-18、IFN-γ、VEGF等),使效应细胞(巨噬细胞)活化,通过吞噬与杀菌作用将病原菌局限、消灭,同时胸膜毛细血管充血、渗出、炎症细胞浸润。MTB对胸膜的直接侵袭,菌体抗原进入胸腔激发机体通过复杂的细胞因子网络产生免疫反应是结核性胸膜炎发生的主要机制。

结核性胸膜炎发病机制的早期学说,主要强调再感染(包括内源性及外源性)及免疫反应发病的作用,认为是宿主对MTB或其代谢产物产生DTH导致了胸膜腔渗液。支持DTH学说的事实包括:①大部分结核性胸膜炎病例胸腔积液MTB培养阴性。②给从未感染MTB的动物胸腔内注射MTB并不能引起胸腔积液。③动物用灭活MTB致敏后,胸腔内注射纯化蛋白衍生物(PPD)能在短期内迅速产生胸腔积液,但若预先注射抗淋巴细胞血清则不产生胸腔积液。④对经上述方法诱导的胸腔积液进行细胞成分分析,发现其中与介导皮肤PPD反应相同的CD4 + T细胞比例增高。⑤将经BCG免疫动物血清转导入无特异免疫能力的动物体内,胸腔内注射PPD同样诱发胸腔积液。DTH学说能较好地解释某些类型结核性胸膜炎(如单有胸膜炎而肺部没有病灶)的发生。

随着结核性胸膜炎的研究进展,研究者还提出MTB直接侵袭胸膜组织导致胸膜炎的理论。由于胸膜活检发现50%~80%的病例胸膜上有典型结核结节形成,故认为胸膜的病理损伤是结核性胸膜炎乃至胸腔积液发生的主要机制,DTH在其中起一定作用。胸膜上结核病变(或结节)形成的途径包括:①肺外周胸膜下的病灶直接蔓延至胸膜;②肺内或肺外其他组织器官结核病灶中的MTB通过血液循环或淋巴引流到达胸膜(通常是脏层胸膜),经胸膜内的巨噬细胞吞噬、增殖而形成结核结节。当由胸膜下肺病灶直接蔓延而来的胸膜上的病灶溃破,导致胸膜上形成破损,或胸膜上结核结节发生坏死。MTB或其代谢产物被释放入胸腔,对MTB抗原过敏的机体产生对MTB感染的DTH,由活化的T细胞产生各种细胞因子充当炎症介质,使循环中各种细胞成分(主要是淋巴细胞)及浆液募集至病变局部且向组织间隙浸润,在胸腔内形成富含淋巴细胞的渗出液。

二、固有免疫细胞在抗结核免疫中的作用

固有免疫细胞是机体固有免疫系统重要的组分,包括血液中的单核细胞、组织中固定或游走的巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞以及NKT细胞,在结核免疫中发挥重要的功能。

(一)巨噬细胞的免疫作用及机制

MTB主要通过呼吸道入侵人体,肺泡巨噬细胞是宿主抗MTB感染防御系统主要的固有免疫效应细胞。在MTB感染的早期阶段,对胞内感染的MTB生存和增殖的控制依赖于巨噬细胞的天然免疫抵抗和细胞因子诱导的活化;而分枝杆菌可通过抑制吞噬体与溶酶体的融合,促进抗炎性细胞因子IL-10产生等逃避免疫杀伤,通过诱导并适应巨噬细胞分化表型和代谢改变而在宿主泡沫巨噬细胞内潜伏持留。

1.巨噬细胞识别结核分枝杆菌的相关受体

(1)补体受体(complement receptors,CR):是在吞噬细胞表面表达的膜蛋白。补体成分C3(CR3)结合在MTB的表面,并通过与CR1、CR3、CR4结合增强巨噬细胞吞噬作用,MTB利用细胞表面分子进入巨噬细胞。此外,CR3-MTB相互作用不能启动杀灭MTB所需要的呼吸爆发,导致早期内体的吞噬体停滞并且不产生炎症反应。

(2)甘露糖受体(mannose receptor,MR):在肺泡巨噬细胞、单核细胞来源巨噬细胞和树突状细胞(DC)上高表达,MTB的甘露糖化脂质阿拉伯甘露聚糖(ManLAM)与MR的相互作用可抑制或延迟吞噬体-溶酶体的融合,并能产生抗炎性的免疫抑制作用:增强具有负调节性的过氧化物酶体增殖相关受体-γ(PPAR-γ)的活性,而不刺激活性氧化物的产生;抑制致炎性细胞因子IL-12而促进抗炎性细胞因子IL-10的产生,从而有利于MTB的存活。

(3)ICAM-3与DC-SIGN,DC-SIGN识别在分枝杆菌细胞表面表达的Man-LAM和脂化甘露聚糖并诱导IL-10的产生,促进其在细胞内存活。

(4)清道夫受体(scavenger receptors,SR):在MTB与巨噬细胞结合中也发挥宿主保护作用。

(5)Toll 样受体(Toll-like receptor,TLR):MTB表达多种不同的脂蛋白和脂聚糖,可被不同的TLR识别。宿主巨噬细胞上的TLR2可以识别 MTB的MRT84抗原,从而活化NF-кB通路,促进白介素-12(IL-12)和诱导型NO合成酶(iNOS)的产生,从而促进巨噬细胞对MTB的清除作用;而MTB的PPE60抗原则通过活化树突状细胞(DC)上的TLR2促进DC的成熟,从而促进Th1/Th17应答,介导机体抗结核免疫和炎症反应。TLR4可以和树突状细胞相关性C型植物血凝素-1(dectin-1)一起识别MTB,从而诱导IL-17A的产生,诱导MTB感染的巨噬细胞凋亡。TLR9可以识别MTB的CpG DNA,促进IFN-α的产生,调控Th1/Th2平衡。体内实验发现,TLR2和TLR9缺失的小鼠对MTB的敏感性增强,而TLR4缺失的小鼠对MTB的敏感性并无显著改变。相比于TLR2/TLR4/TLR9单独或联合缺失小鼠,MyD88缺失小鼠呈现出更强的MTB易感性。上述现象说明,MyD88依赖的TLR信号通路在机体抗结核免疫中发挥了重要作用。研究发现,TLR-MyD88通路的活化可以诱导维生素D3受体VDR和VD-1羟化酶的表达,从而将VD前体转化为1,25(OH) 2 D 3 ,促进抗菌肽的合成,增强杀菌作用。也有报道MTB活化TLR2引起抗炎性的信号反应,释放抗炎性细胞因子IL-10。

(6)NOD样受体:NLR家族成员众多,其中在抗结核免疫中研究最多的NLR主要由NOD2和NLRP3。研究发现,胞浆内NOD2(即NLRC1)可以识别MTB细胞壁肽聚糖的主要成分胞壁酰二肽(MDP),从而激活RIP2和NF-кB,诱导TNF等促炎因子的产生。NOD2缺失小鼠感染MTB后NO和Th1型细胞因子的产生显著减少,适应性抗结核免疫受损。NLRP3是研究最多的炎症小体,也是识别谱最广泛的炎症小体。NLRP3通过识别MTB抗原介导炎症小体的活化、IL-1β和IL-18的分泌以及巨噬细胞的焦亡。体内实验证实,IL-1β在机体抗结核免疫中发挥重要作用,而巨噬细胞焦亡也被认为有利于机体对李斯特菌、沙门菌等胞内菌的清除,其具体机制仍有待进一步研究。值得注意的是,NLRP3炎症小体只能被MTB激活,而不能被卡介苗或其他减毒株激活,提示MTB的毒力抗原ESAT-6和CFP10等可能是激活巨噬细胞中NLRP3炎症小体的关键。

(7)胞内DNA受体介导的抗结核固有免疫:胞内DNA受体如cGAS、STING、AIM2等都能识别分枝杆菌。其中,cGAS和STING主要通过识别MTB的第二信使环二核苷酸cGAMP,诱导Ⅰ型IFN产生和IL-1β分泌,且该识别过程依赖于分枝杆菌ESX-1分泌系统和炎症小体的活化。研究还发现,非结核分枝杆菌和牛分枝杆菌可以激活AIM2炎症小体,该过程依赖于IFN-β,但MTB毒株则可以通过ESX-1分泌系统抑制AIM2炎症小体的活化。

2.巨噬细胞抗结核分枝杆菌效应

(1)吞噬体-溶酶体融合:

结核分枝杆菌可逃避正常的吞噬体-溶酶体融合途径,导致MTB在宿主的滞留,MTB不仅保持存活而且菌体抗原也无法提呈给T细胞。MTB能延缓吞噬体的成熟,并阻止其与溶酶体融合。

(2)活性氧中间产物:

巨噬细胞呼吸爆发产生的过氧化氢(H 2 O 2 )是最早被认为介导杀伤分枝杆菌的效应分子。

(3)活性氮中间产物:

MTB诱导的NO合成酶(iNOS)及NO是巨噬细胞产生的抗分枝杆菌效应分子。

3.结核分枝杆菌对巨噬细胞抗结核效应的影响

(1)巨噬细胞的自噬(autophage):

自噬代表了一种巨噬细胞战胜分枝杆菌引起吞噬体成熟阻断的机制,最终促进分枝杆菌的杀伤。IFN-γ能在感染细胞诱导自噬,但是相关机制还不清楚。MTB通过活化NF-кB并促进可溶性TNF受体2(sTNFR2)的产生,抑制TNF-α诱导的凋亡,可能是MTB抑制TNF-α诱导自噬的机制。Th2型细胞因子IL-4和IL-13则抑制自噬。

(2)巨噬细胞凋亡:

MTB已经进化出多种有效的机制来调控宿主细胞凋亡,许多MTB引起的效应与凋亡途径有关。目前已报道的抗凋亡MTB抗原包括PtpA、NuoG、PknE、SecA2、SodA、SigH、MPT64和Rv3354,已知促凋亡的抗原有LpqH(19-kDa的脂蛋白)、PE-PGRS33、ESAT-6、OppD、PstS1、Rv0183、Rv0901、PE9/PE10和Mce4A。尽管目前对于凋亡信号转导途径如何被广泛用作MTB效应物的靶标以增强细胞内存活的发病机制已经有所认识,但MTB效应蛋白在宿主防御期间如何协调和调节细胞凋亡等重要问题仍未得到解决。

(二)中性粒细胞的免疫作用及机制

中性粒细胞是血液中含量最丰富的白细胞,占白细胞总数的60%~75%。中性粒细胞胞质内含有初级和次级两种颗粒。初级颗粒(溶酶体颗粒)较大,内含髓过氧化物酶、溶菌酶、酸性磷酸酶等;次级颗粒较小,内含碱性磷酸酶、溶菌酶、防御素、杀菌渗透增强蛋白等。中性粒细胞表面具有甘露糖受体、清道夫受体、TLR4/CD14、C5aR、IgGFcR和C3bR等多种功能不同的受体,因此中性粒细胞具有强大的趋化和吞噬功能,构成了机体抵御外来细菌入侵的首道防线。

MTB侵入机体后,中性粒细胞会迅速到达感染部位,活化并分泌大量趋化因子,包括白细胞介素8(IL8)、CXCL8、CXCL1、CXCL9、CXCL10、CXCL11、单核细胞趋化蛋白1/CCL2、巨噬细胞炎性蛋白1α/CCL3。这些趋化因子可定向趋化多种免疫细胞。其中,中性粒细胞分泌的趋化因子还能进一步放大其自身招募作用,中性粒细胞及其分泌的趋化因子招募来的多种免疫细胞共同发挥强大的吞噬和杀菌功能,从而清除病原菌。MTB感染宿主后,中性粒细胞到达感染部位,直接或通过细胞表面的Fc受体和补体受体识别入侵的MTB,继而发挥吞噬作用,形成吞噬体,继而与细胞内溶酶体颗粒融合形成吞噬溶酶体,通过直接分泌杀菌物质和释放活性氧(ROS)杀菌,这些杀菌物质包括组织蛋白酶G、弹性蛋白酶、蛋白酶3、杀菌/通透性增加蛋白BPI、防御素抗菌肽、乳铁蛋白、溶解酶素。通过吞噬溶酶体膜上的NADPH氧化酶复合体,中性粒细胞产生超氧化物、过氧化氢等ROS,还通过髓过氧化物酶产生毒性中介物次氯酸,这些物质均参与中性粒细胞对MTB的杀灭,MTB被中性粒细胞吞噬后形成的吞噬溶酶体可通过依赖氧和非依赖氧途径被破坏溶解。

(三)树突状细胞的免疫作用及机制

树突状细胞可以摄取、加工处理和提呈抗原,是抗原提呈功能最强大的专职抗原提呈细胞(APC),也是唯一能激活初始T细胞从而启动适应性免疫应答的APC。在MTB感染后,机体内产生大量趋化因子,树突状细胞(DC)摄取MTB抗原分子后,细胞表面高表达趋化因子受体CCR7,在趋化因子受体CCR7的介导下,经血液或淋巴循环由外周炎症组织向次级淋巴组织归巢,并在此过程发育成熟,将抗原提呈给初始T淋巴细胞,开启适应性免疫应答。人体内的DC包括两个亚群,即髓样DC(DC1)和淋巴样DC(DC2)。DC1在MTB感染刺激下,可诱导Th0细胞向Th1细胞分化,分泌IL-12、IL-18、IFN-γ等细胞因子,介导细胞免疫应答的产生,增强机体抗结核免疫;DC2成熟后主要分泌IL-10、IL-4,诱导Th0细胞向Th2细胞分化,介导体液免疫应答的产生。

(四)自然杀伤细胞的免疫作用及机制

自然杀伤(NK)细胞是一类特殊的淋巴细胞,是机体清除感染细胞和肿瘤细胞的第一道防线。NK细胞是固有免疫的主要效应细胞之一,不受MHC限制,不依赖于抗体,可快速募集到感染部位,非特异性地识别被感染的靶细胞,通过颗粒酶途径和死亡受体途径诱导靶细胞凋亡。此外,NK细胞能通过抗体介导的细胞毒作用被直接活化,活化的NK细胞分泌各种细胞因子和趋化因子,并调节各种免疫效应细胞,进而影响机体的获得性免疫。激活的NK细胞可以通过多种方式参与并调节结核免疫过程。NK细胞是IFN-γ和穿孔素(PFP)产生的源泉。IFN-γ是单核巨噬细胞的强激活剂,可以增强其清除病原菌的能力,同时促使巨噬细胞产生抗菌分子,促进对MTB的吞噬,发挥杀灭MTB的作用。IFN-γ还可诱导T细胞和巨噬细胞产生一种CXC型趋化因子IP-10(IFN-γ诱导蛋白10),介导Th1型炎性反应,诱导NK细胞到达炎症部位。穿孔素(PFP)通过在靶细胞膜上形成活性孔道使靶细胞渗透压改变而溶解,同时能与颗粒酶协同作用诱导靶细胞凋亡。活化的NK细胞还可产生IL-22,引起组织上皮细胞的各种天然防御机制,加强宿主对细菌和真菌感染的防御,在MTB感染防御中起重要作用。此外NK细胞还通过调控其他细胞发挥抗结核效应。NK细胞具有激活CD8 + T细胞,从而溶解被MTB感染的单核细胞的能力,这种相互作用需要NK细胞和单核细胞的直接接触,并且严格依赖于NK细胞来源的IFN-γ和单核细胞来源的IL-12与IL-18。NK细胞可杀死MTB感染条件下诱导增殖的CD4 + CD25 + FoxP3 + 调节性T细胞(Tregs)。在MTB刺激下,DC细胞和NK细胞存在强烈的相互作用,促进DC细胞的成熟。

(五)NKT细胞的免疫作用及机制

NKT细胞既表达NK细胞表面标志CD56,又表达T细胞表面标志TCR-CD3受体,同时具有NK细胞和T细胞的功能,是连接天然免疫和适应性免疫的桥梁。根据NKT细胞TCR基因片段不同,可以将NKT细胞分为两个亚型:Ⅰ型NKT细胞即经典的NKT细胞,又被称为iNKT细胞;Ⅱ型NKT细胞即非经典的NKT细胞,又称为dNKT细胞,表达多样的TCR受体结构,不对α-Galcer产生应答。MTB细胞壁中的糖脂类抗原仅被Ⅰ型CD1分子中CD1a和CD1c识别,并依赖于巨噬细胞加强对CD1d的抗原提呈能力,活化iNKT细胞。活化的iNKT细胞可以产生大量的IFN-γ,而IFN-γ是抗MTB感染中的一个重要细胞因子,可促进Th1细胞成熟和巨噬细胞活化,促进巨噬细胞对MTB的吞噬;此外,iNKT细胞还能表达FasL,促使被感染的靶细胞发生凋亡,减少细胞内成分的释放,抑制MTB的扩展。但iNKT细胞在体内结核病自然进程中发挥的作用还需要进一步研究。

(六)γδT细胞的免疫作用及机制

γδT细胞作为第一道防御细胞、调节细胞及连接天然免疫和适应性免疫的细胞,在抗MTB感染过程中发挥了重要作用。当感染MTB时,γδT细胞被快速招募并激活,其表面的CD44和CD25表达增多,CD62L表达减少。γδT细胞通过分泌多种细胞因子(如IL-2、IL-4、IL-17、TNF-α、IFN-γ、GM-CSF、CXCL10等)调节巨噬细胞及其他免疫细胞的活化、效应及相互作用;还可以通过释放穿孔素、颗粒酶,活化表达FasL等杀伤或诱导感染细胞凋亡,发挥细胞毒作用。

三、固有免疫分子在抗结核免疫中的作用

(一)细胞因子

细胞因子是由免疫细胞及组织细胞分泌的在细胞间发挥相互调控作用的一类小分子可溶性多肽蛋白,通过结合相应受体发挥免疫效应,调控免疫应答。固有免疫对MTB进行性感染的防御反应必不可少,但不足以长期控制和预防活动性疾病。在结核病进展中,固有免疫的主要作用在于优化适应性免疫(T细胞)应答的发展和调节炎症反应。无论是固有免疫应答还是适应性免疫应答介导的MTB感染,细胞因子都发挥重要作用。

(二)补体

补体(complement,C)系统包括将30余种可溶性蛋白和膜结合蛋白,广泛存在于血清、组织液和细胞膜表面,是一组不耐热的经活化后具有酶活性的蛋白质。补体系统是一个具有精密调控机制的蛋白质反应系统,其活化过程表现为一系列丝氨酸蛋白酶的级联酶解反应。补体系统广泛参与机体微生物防御反应以及免疫调节,包括机体的特异性和非特异性免疫应答,也可介导免疫病理损伤。研究表明,肺结核患者在治疗1周内,大约1200个基因表达显著下调,包括补体蛋白C1q和C2等炎症标志物的表达。CR3是参与补体干扰MTB摄取的主要补体受体,MTB激活补体替代途径并被C3b和iC3b干扰。

(三)其他抗菌物质

抗菌肽、溶菌酶、乙型溶素等抗菌物质是生物体内经诱导产生的具有生物活性的小分子多肽,能够杀伤多种细菌和某些真菌,具有广谱抗菌活性,能提高抗结核效应。

(黄 曦) gFOQTL9YfIQ+22hVsyCCP5kiL1mD4hufKt6VaKA/6gF7WqljBIAbUVey5XN4qa0c

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