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第六章 耐药结核病发生的免疫学机制
结核病对全球的公共卫生造成了巨大的负面影响,尤其是发展中国家形势非常严峻。而HIV感染、耐药及移民等因素更使其雪上加霜。同时,耐药结核病的免疫学研究取得了较大进展,T细胞在结核病的免疫机制中发挥着举足轻重的作用。这些研究将推动结核病免疫领域诊断新技术、治疗新方法的出现。该章重点介绍T淋巴细胞及其亚群、细胞因子等在耐药结核病发生中的作用。
一、耐药结核病的炎症反应过程
从组织学角度看,结核病炎症的特点为变质、渗出、增殖等并存,只是在不同的炎症阶段可以某个表现为主导。采用动物实验模型,给动物吸入耐药结核分枝杆菌后观察被感染动物的病理变化过程,发现炎症的最初10天以渗出表现为主,继之肉芽肿形成,即我们通常称之为增殖性病变。除了兔子模型外,在其他种类感染动物体内均未发现有空洞形成。因此重新采用兔子做实验,Dannenberg等把耐药结核病的炎症过程分为5个阶段:起始、共栖、干酪样坏死、细胞免疫调节与组织损伤所致的迟发型变态反应、液化坏死空洞形成。在起始阶段,通常有一部分耐药的结核分枝杆菌可被杀伤或被周围成熟的肺泡巨噬细胞吞噬。未被杀伤的耐药结核分枝杆菌自由繁殖最终破坏、摧毁肺泡巨噬细胞。在共栖阶段,巨噬细胞从血液进入到结核病灶内,耐药结核分枝杆菌在这些未成熟及活化的巨噬细胞内以对数的速度成倍繁殖,这一阶段之所以称之为共栖是因为耐药结核分枝杆菌虽然在病灶局部成倍繁殖但对宿主却不具损伤,同时也在此聚集成群。进入第三阶段,出现干酪性坏死,宿主对耐药结核分枝杆菌特异抗原产生免疫反应,抑制其生长,耐药结核分枝杆菌的数量维持在相对稳定的状态。第四阶段通常是决定疾病转归的重要阶段,细胞免疫反应在这一阶段发挥主要作用,细胞毒性迟发型变态反应杀死巨噬细胞,使干酪样坏死的区域扩大,疾病进一步恶化。如果细胞免疫反应不断增强,大量活化的巨噬细胞则会在干酪样坏死区域周围聚集。到了第五阶段,耐药结核分枝杆菌将逃逸宿主防御,干酪区域中心发生液化,细菌在细胞外自由繁殖,达到相当大的数量。细菌释放出结核蛋白样产物导致组织损伤迟发型变态反应,侵蚀支气管壁,形成空洞。
很多研究均表明自噬是结核病免疫反应的一个基本表现,它能直接杀死存在于胞内的耐药结核分枝杆菌,同时也能调节促炎性细胞因子的分泌。另外,自噬在抗原处理和呈递过程中也起着重要作用,受控于细胞因子,可被TH1细胞因子如TNF-α、IFN-γ等激活,TH2类细胞因子如IL-4、IL-13和抗炎症细胞因子IL-10对其产生抑制作用。与Toll样受体相似,维生素D也可诱导自噬。
二、耐药结核病的免疫应答
(一)先天性免疫应答
肺部先天性免疫应答系统不仅能够识别进入呼吸道的微生物,还能调节炎症强度,以避免损伤肺泡的气体交换。肺表面蛋白A、D是可溶性胶原物质,也是肺先天性免疫应答系统的C型(钙依赖)凝集素,由支气管近端的Ⅰ型肺泡细胞和远端的细支气管Clara细胞分泌。血液中的凝集素和与甘露糖结合的凝集素蛋白是防御分枝杆菌感染的第一道防线,吞噬体则代表了肺泡的防御功能,它的表面富含C型凝集素识别受体,包括甘露糖受体、树突细胞关联性C型凝集素-1等。
(二)获得性免疫应答
由肺泡巨噬细胞介导的局部的先天性免疫应答无法从根本上控制结核分枝杆菌繁殖,因而使免疫系统持续暴露在不断增多的分枝杆菌抗原下,随之就生成了获得性免疫,这种免疫应答不但可以控制耐药菌、持留菌,还可以预防再次感染。结核分枝杆菌感染的一个重要特点就是90%~95%的健康人群可以借助获得性免疫来抑制结核临床发病,在这一过程中,抗原特异性T细胞和巨噬细胞发挥重要作用,它们捕获繁殖生长的细菌,同时抑制持留菌。除了CD4 +T细胞,其他T细胞亚群如CD8 +T细胞、γδT细胞和CD1限制性T细胞在对结核分枝杆菌的免疫反应中也发挥一定作用。不同的T细胞反应使宿主能借助不同的抗原呈递家族来辨认千变万化的分枝杆菌抗原,因此人体具有较强的探测致病菌的能力。巨噬细胞是主要的抗原呈递细胞,由于耐药结核分枝杆菌在其中长期生存并滞留,诱导T细胞不断分化。而耐药结核分枝杆菌缓慢生长的特性使T细胞长期暴露于抗原下而被进一步致敏,同时耐药菌阻断免疫反应的机制也不断进化,包括调节吞噬体、中和巨噬细胞效应分子、刺激抑制性细胞因子的分泌、干扰抗原呈递等等。这些阻断机制的强弱取决于结核分枝杆菌所处的感染阶段,即原发感染、滞留、复活或活动性结核。T细胞与感染的巨噬细胞之间的关系决定了宿主与致病菌两者力量孰强孰弱,即最终消灭结核分枝杆菌或者是导致活动性结核病。
三、免疫细胞的活化
(一)T细胞的免疫应答
大多数被结核分枝杆菌感染的个体都会产生终身保护性免疫反应,即通过T细胞控制结核分枝杆菌处于一个相对稳定的状态而不至于发病。有效的T细胞反应是决定感染潜伏或临床发病的关键。活动性肺结核患者,尤其是涂阳肺结核患者通过咳嗽、咳痰而传染给接触者,肺脏是感染的必经之地和原发地,肺结核也是最常见的结核病类型。健康人吸入了含有结核分枝杆菌的飞沫核后,结核分枝杆菌在肺泡内沉积,肺泡巨噬细胞、上皮细胞、树突细胞、中性细胞吞噬结核分枝杆菌,肺泡巨噬细胞和树突细胞将结核分枝杆菌运输至区域淋巴结,T细胞在淋巴结内活化并扩增。宿主吞噬细胞只有激活后才能抑制结核分枝杆菌生长,吞噬细胞的有效活化依赖于一系列特殊的细胞反应,但是耐药结核病宿主体内缺少诱导细胞反应所需的特殊物质,导致吞噬细胞常不能活化,以至于临床上疾病呈现恶化进展,预后较差。
当机体受到结核分枝杆菌侵犯时,获得性细胞免疫保护反应一般均可快速启动并表达,但耐药结核病患者获得性细胞免疫保护反应的表达甚慢,使肺部病灶内的结核分枝杆菌得以生长并播散至其他肺部组织。迄今为止,耐药结核病患者的保护性反应为何表达缓慢还不清楚,有的认为是机体对结核分枝杆菌抗原的识别受限,还有的认为是结核分枝杆菌抗原呈递被抑制。几个研究发现肺部受到结核分枝杆菌侵犯后的8~10天,T细胞最初的第一次激活出现在引流的淋巴结,显然这时T细胞的激活与结核分杆杆菌到达淋巴结及抗原识别有关。但是肺组织和脾脏的情况却不是这样,结核分枝杆菌到达肺组织和脾脏后产生的抗原并不能激活存在于此的T细胞。研究者于是利用动物模型,将脂多糖加入感染动物的肺组织,发现依然无法激活T细胞,但增加感染动物的细菌量后,却可以加速T细胞的活化,说明细菌抗原的数量与T细胞的活化有关联,只有“看见”了抗原(例如感染8天后),保护性记忆细胞才能被激活。引流淋巴结内的T细胞一旦被激活则分化为效应T细胞迁移至肺组织。感染后的第14天,被激活的T细胞到达肺组织,这时结核分枝杆菌已经被肺泡巨噬细胞、树突细胞和中性细胞吞噬。T细胞大多可以识别肺组织内的结核分枝杆菌抗原,但对耐药结核病患者,结核分枝杆菌抗原的呈递很不理想,因此保护性T细胞需要经过较长的时间才能增殖达到足够的数量以阻止耐药结核分枝杆菌的生长。以T细胞产生的细胞因子分类,T细胞分为两个亚群,Th1和Th2。Th1细胞主要分泌IFN-γ、IL-2和TNF-α,其中IFN-γ是最具代表性的Th1细胞因子。Th2细胞主要分泌IL-4、IL-6、IL-10和TNF-α。各亚群之间通过细胞因子调节彼此的功能,从而决定免疫反应强弱及疾病发展方向。Th1/Th2的平衡是宿主清除结核分枝杆菌的关键免疫机制,Th1型免疫反应可以在疾病早期快速抑制结核分枝杆菌生长,Th2型免疫反应表现为疾病后阶段肉芽肿的形成。
对于结核病来说Th1的主要作用是免疫防御,Th1细胞抑制Th2细胞。效应T细胞的百分比与宿主体内细菌抗原的数量呈正比,耐多药结核病患者与敏感结核分枝杆菌患者、健康者比较,在治疗初期外周血Th1、Th2细胞百分比均较低,Th1、Th2通道均被耐药菌抑制。实验数据显示初治结核主要呈现的免疫反应为Th1型细胞免疫反应,而粟粒性结核病患者由于结核分枝杆菌经血行播散,主要以Th2型免疫反应为主。CD4 +T细胞毋庸置疑是调节保护性免疫反应最重要的淋巴细胞。CD4 +T淋巴细胞在外周组织分化为各种功能不同的细胞。CD4 +T细胞被激活后,表达粒酶、凋亡相关因子、颗粒溶素、粒溶素、穿孔素,通过分泌IL-2来辅助γδ和CD8 +T细胞发挥作用。特异性CD4 +T细胞还能针对许多抗原发生特异性反应,识别由主要组织相容性复合物(MHC)Ⅱ级分子通过抗原呈递细胞如巨噬细胞呈递的分枝杆菌肽片段。结核分枝杆菌素试验阳性的健康人也可以识别一部分分枝杆菌抗原,包括三个30~32kDa85复合蛋白、结核分枝杆菌培养滤过蛋白10(CFP-10)、早期分泌抗原靶点6(ESAT-6)等。30~32kDa85A\B\C复合抗原是分枝杆菌细胞壁合成过程中的分枝酰基转移酶,为分枝杆菌所特有,85B是结核分枝杆菌主要的30kDa蛋白,易被T细胞识别。编码ESAT-6、CFP-10的基因仅存在于结核分枝杆菌,因此具有很高的诊断价值。CD4 +T细胞对19和38kDa脂蛋白也有活性反应,它们有可能是巨噬细胞表面Toll样受体的刺激因子。因此,CD4 +T细胞在结核病的整个过程中都非常重要。CD8 +T淋巴细胞主要分泌γ-干扰素。尽管CD4所引致的机体免疫反应强于CD8,但后者在CD4缺乏时可为机体提供免疫保护。活动性肺结核患者,肺局部还存在着以α/βT细胞为主导的免疫反应,可大大增强结核分枝杆菌抗原特异性Th1反应,并可在病变局部分泌大量γ-干扰素,耐药结核病患者α/βT细胞所能提供的免疫反应非常低下。
(二)耐药结核分枝杆菌对T细胞的抑制作用
对结核分枝杆菌的免疫应答是复杂而又多样的,耐药结核分枝杆菌需要多种机制共同干预或抑制宿主免疫以保证其生存。同时细菌自身也不断进化,在主要效应细胞即巨噬细胞内长期滞留。巨噬细胞捕获致病菌后,利用其有效的杀菌机制,处理、呈递抗原供T细胞识别并表达必需的共刺激分子,以激活T细胞。其次,耐药的结核分枝杆菌会引发分枝杆菌抗原特异性T细胞的大量凋亡,长期影响T细胞对分枝杆菌抗原的反应能力,即使结核病长期治疗后或细菌复制已经得到控制,CD4 +T细胞对分枝杆菌蛋白的反应也相当低下。因此,急性期T细胞的凋亡对T细胞分类及功能都将产生持久影响。
1.抑制先天性免疫防御
耐药结核分枝杆菌至少运用两种机制干扰巨噬细胞的先天性免疫防御。首先它被CR3、CR4等受体介导的吞噬细胞吞噬,不穿透胞浆,仅在胞内停留,同时修饰其赖以生存的吞噬体间隔,使之避免与酸性溶酶体间隔融合,并主动泵出质子ATP酶,使pH值升高到6.3~6.5(溶酶体的pH为4.5)。γ-干扰素能部分克服耐药结核分枝杆菌介导的吞噬体抑制酸化的作用。除了保护吞噬体不受蛋白酶攻击外,耐药结核分枝杆菌还利用超氧歧化酶和其他酶来抵御氧中间体的杀伤作用。
2.抑制获得性免疫防御
耐药结核分枝杆菌通过其他机制干扰适应性免疫功能。首先,结核分枝杆菌诱导巨噬细胞产生细胞因子以抑制T细胞功能,如抑制性细胞因子IL-10、TGF-β,Th1细胞因子IL-15、IL-12、IL-1和TNF-α。其次,活动性结核病患者分泌过量的IL-10、TGF-β,抑制抗炎性细胞因子发挥作用,因此直接抑制了T细胞功能。
(三)γδT细胞的作用
抗原特异性γδT细胞是早期先天性免疫防御的代表,因此在抗分枝杆菌免疫中也发挥着重要作用。人类和动物实验均证实耐药结核分枝杆菌可引发多种表现类型的γδT细胞反应。与αβT淋巴细胞相似,γδT细胞携带抗原TCR,它们的物理特性与附着的配体不同,很多致病菌都可激活γδT细胞,包括分枝杆菌。耐药结核病患者体内的γδT细胞数往往低于敏感结核病患者,但其功能较多,从不同角度参与先天性免疫反应,如调节免疫强度、补充细胞激活剂、组织修复等。人肺泡巨噬细胞和单核细胞可成为γδT细胞的抗原呈递细胞,对耐药结核病患者而言Vγ9Vδ2T发挥着主要的作用,皮试阳性的结核潜伏感染者体内的CD4 +和γδT细胞在体外与被结核分枝杆菌感染的单核细胞共同孵育后,均分泌大量IFN-γ。耐药结核病患者虽然Vγ9Vδ2T细胞数并不低,但所分泌的IFN-γ却非常少。另外Dieli等报道耐药结核病患者较敏感患者Vγ9Vδ2T细胞的效应功能明显降低,表现为IFN-γ分泌减少,颗粒素的表达下调。因此,γδT细胞似乎同时具有先天免疫和适应免疫的双重特点。
(四)调节性T细胞的作用
研究提示,耐多药结核病患者和NTM肺病患者一样,他们的细胞在体外对分枝杆菌抗原发生的反应都较弱,这两类患者的T细胞亚群中表型为CD4(+)CD25(+-)FoxP3(+)和CD4(+)CD25(+)CD127(-)的调节性T细胞百分比很高,另外血液中的IL-10也较高。在体外用ESAT-6刺激耐多药患者的细胞发现CD4(+)/IFN-γ(+)T细胞减少,而CD4(+)CD25(+)FoxP3(+),CD4(+)CD25(+)CD127(-)和CD4(+)CD25(+)IL-10(+)T亚群增多,IL-10的含量也增加。IL-10或IL-10Rα能降低由ESAT-6诱导产生的CD4(+)CD25(+)FoxP3(+)数量,因此IL-10抑制了耐多药患者IFN-γ的正常反应,在体外敲除CD4(+)CD25(+)T后可恢复耐多药患者T细胞对ESAT-6的反应,说明调节性T细胞在耐多药结核病发病机制中发挥了一定的作用。
(五)NK细胞的作用
自然杀伤(natural killer,NK)细胞属于先天性淋巴细胞,是免疫防御的第一条防线,能在未致敏情况下杀死机体内的感染细胞,因此在微生物感染的先天性免疫反应中发挥重要作用。鼠模型的研究发现,NK细胞在耐药结核分枝杆菌感染早期被激活后分泌大量γ-干扰素并可调节中性粒细胞的抗细菌能力,但是动物试验未能证实NK细胞在结核分枝杆菌感染的人体内是否具有同等重要的作用。免疫功能正常的小鼠剥夺NK细胞后对结核分枝杆菌的复制无影响,因此从这一点人们认为NK细胞对免疫正常的个体而言似乎是多余的。当感染耐药结核分枝杆菌的小鼠γ-干扰素被敲除后,清除结核分枝杆菌的能力大大下降,但如果同时再耗尽NK细胞,实验鼠清除结核分枝杆菌的能力与野生鼠相当,提示NK细胞对耐药结核分枝杆菌具有抑制其免疫保护的作用。人体NK细胞利用自然杀伤细胞毒受体(NCRs)、NKp46和NKG2D受体,通过损伤作用和分泌γ-干扰素细胞因子来溶解被结核分枝杆菌感染的单核细胞和肺泡巨噬细胞。NK细胞的抑制性受体能杀伤免疫球蛋白类受体(KIRs)、NKG2A:CD94二聚体等,在细胞表面缺乏抑制性配体时NK细胞同样可被启动。另外细胞因子如I类干扰素,IL-12、IL-18也可激活NK细胞。它具有很强的细胞因子分泌功能,尤其是可以大量分泌γ-干扰素,但在耐药结核病患者,NK细胞则分泌较多Th2型细胞因子,如IL-5、IL-13、抑制性细胞因子IL-10。从耐药结核病患者新鲜分离的外周血单核细胞中发现,因为受单核细胞及IL-10的抑制,NK细胞表达NKp46的作用和细胞毒性作用明显减低。近期的研究发现NK细胞还能被IL-15和DAP-10诱导而分泌IL-22,DAP-10是一种转换蛋白,与NK细胞的活化有关。Dhiman等认为,IL-22能通过增强巨噬细胞吞噬体溶酶体融合来限制结核分枝杆菌在巨噬细胞内的生长。综合上述结果不难看出,NK细胞在不同结核患者、甚至疾病的不同阶段其功能是不同的。
(六)NKT细胞的作用
T细胞亚群NKT细胞具有先天性免疫细胞的特点,在某种情况下其表型可部分被激活,探测到感染细胞后迅速反应,并可调节其他类型的T细胞。与NK细胞相同,这一亚群在功能上被定义为先天性淋巴细胞。CD1d限制性恒定NKT(iNKT)细胞属于T细胞中一类保守的亚群,表达恒定的T细胞受体α链(人Vα24-Jα18,鼠Vα14-Jα18)及一个或数个Vβ基因片段编码的T细胞受体β链(人Vβ11,鼠Vβ2,7和8),它们的表型和功能各不相同。许多iNKT细胞为CD4 +,但主要功能与Th2细胞因子如IL-4、IL-5、IL-13的诱导分泌有关,因此这些T细胞亚群在抑制自身免疫及慢性炎症性疾病方面发挥重要作用,但同时又导致某些过敏性疾病的发作。少数iNKT细胞为CD8 +,表达CD8α亚基,很可能仅表达CD8αα同型二聚体。另一部分iNKT细胞呈CD4和CD8双阴性(DN T cells),主要分泌IFN-γ及其他Th1型细胞因子。对人类iNKT细胞的研究显示通过分泌肽颗粒素,它们具有杀伤巨噬细胞内结核分枝杆菌的能力。Jin S.Im等发现结核患者与健康人比较,iNKT细胞占血液T细胞的百分比无明显差异,但耐药结核病患者致炎症因子CD4 -CD8 -的iNKT选择性降低,CD4 +iNKT细胞升高。结核病鼠模型研究发现iNKT细胞对结核分枝杆菌具有直接的杀伤作用,可使暴露的小鼠不受结核分枝杆菌感染。感染细菌的巨噬细胞表达CD1d即可激活iNKT细胞,IL-12和IL-18也有激活作用。另外,药物联合aGalCer激活iNKT细胞可增强宿主抵御结核分枝杆菌耐药的能力。iNKT细胞调节机体免疫是通过多种途径实现的,如树突细胞成熟,效应细胞(NK细胞)的二次激活,炎症细胞向病灶部位募集等。iNKT细胞是在结核病发病后最早分泌IFN-γ的T细胞亚群,从而抑制胞内结核分枝杆菌的生长,它是结核病早期免疫反应的重要组成部分,对先天性免疫和获得性免疫均有作用,但在慢性耐药患者来说,作用有限。
(七)B细胞的作用
虽然结核病的细胞免疫机制已经得到了深入研究,但人们对B细胞在结核病发病机制中的作用还不清楚。最近发现B细胞和体液免疫能调节多种胞内致病菌的免疫反应,包括结核分枝杆菌。B细胞可在结核患者、灵长类动物、小鼠肺部大量聚集形成B细胞原始中心。小鼠模型发现,B细胞可调节肉芽肿反应程度、细胞因子分泌量以及T细胞反应。
四、细胞因子的免疫作用
γ-干扰素和肿瘤坏死因子(TNF)在分枝杆菌病中起着调节T细胞反应程度的作,目前基因敲除技术的应用大大超越了生化医学研究,例如人们发现IFN-γ、TNF-α、IRF-1、NF-IL6、NF-κB p50、STAT 1和STAT 4基因敲除的小鼠对结核分枝杆菌非常易感,通过实验室的不断深入研究,逐步形成的一个概念,即细胞因子和转录因子在结核病的免疫中存在着阶梯关系,这些分子对结核病起着免疫防御作用,其中IFN-γ和TNF-α最具代表性。
(一)IFN-γ
IFN-γ是控制结核病的一个十分关键的细胞因子,来源于CD4 +T细胞、CD8 +T细胞、自然杀伤细胞。通过增强抗原的呈递能力,IFN-γ使CD4 +T细胞、细胞毒T细胞得到迅速补充以放大杀灭分枝杆菌的效应。虽然仅靠IFN-γ的单一作用无法控制结核分枝杆菌致病,但它是保护性反应过程中不可缺少的,也是激活巨噬细胞、抑制结核分枝杆菌生长的主要因子。IFN-γ或IFN-γ受体基因缺陷的人易患严重的分枝杆菌病,包括耐药结核。耐多药结核病患者与敏感结核分枝杆菌患者、健康者比较,外周血IFN-γ和IL-2的水平很低,Th1型细胞因子缺失,致使耐药结核分枝杆菌得以在体内快速复制并播散。IFN-γ在结核病肉芽肿形成过程中是一个关键的保护性细胞因子,IFN-γ信号通路存在缺陷的个体极易感染结核。IL-2是结核分枝杆菌感染的辅助性标志物,IL-2联合IFN-γ可用于鉴别结核病潜伏感染。IFN-γ水平降低往往与结核病的严重程度及患肺外结核有关。对于耐多药结核病患者IFN-γ和IL-2的角色都是保护性细胞因子,因此IFN-γ和IL-2表达缺陷的个体对耐多药结核分枝杆菌都极其易感,另外人们也采用IFN-γ和IL-2作为辅助药物治疗耐多药结核病患者。
(二)TNF-α
TNF-α在结核病的免疫病理过程中具有多方面的作用,它是结核分枝杆菌诱导巨噬细胞、树突细胞、T细胞而产生的。TNF-α一方面具有损害作用,表现为发热、组织坏死等急性病理生理过程,另一方面对结核感染又具有保护作用,如TNF-α或TNF-α受体缺失的小鼠感染结核后,往往会因大量细菌繁殖而迅速死亡。它与IFN-γ发生协同效应后可诱导NOS 2的表达,TNF-α因此成为减轻疾病、防止播散的重要因素。在隐藏大量结核分枝杆菌的组织内,它促使细胞迁移、局限化及形成肉芽肿。TNF-α始终与免疫病理反应紧密相连并且是宿主介导肺组织毁损的重要参与者。TNF-α的过度分泌主要与免疫病理有关,造成疾病进展恶化,表现为全身非特异炎症反应。耐多药结核病患者TNF-α的分泌大大增加,因此结核分枝杆菌特异性的TNF-α是结核病具有活动性的鲜明标志。
(三)IL-4
耐药结核病患者的结核分枝杆菌声波降解抗原激活CD4 +、CD8 +T细胞分泌大量IL-4,这一细胞因子在淋巴细胞的增强表达可导致更多的淋巴细胞凋亡,因此,IL-4具有抑制耐药结核患者细胞免疫的作用。但IL-4的作用究竟如何,目前还存有争议。鼠结核病模型的研究结果显示在结核病初期IFN-γ分泌增加,而到了慢性期IL-4的分泌增加,病理表现为逐步加重的纤维化和坏死。还有些报道提示体内IL-4含量增加与空洞形成密切相关,是造成组织坏死重塑的重要因素之一。
(四)IL-6
IL-6也参与了宿主对结核分枝杆菌多种形式的免疫应答,包括炎症反应、血细胞生成和T细胞的分化,它对T细胞反应有很强的抑制作用,而且主要发生在免疫应答早期。与TNF-α相同,IL-6是耐多药结核分枝杆菌感染过程中一个重要的细胞因子,可破坏巨噬细胞对IFN-γ产生的积极反应,是评估结核病治疗疗效的负面指标。
(五)IL-8
宿主与致病菌相互作用过程中的一个重要的化学增活因子就是IL-8,它可以补充中性细胞、T淋巴细胞、嗜碱性细胞,主要由巨噬细胞释放,但也可由纤维细胞、角质细胞、淋巴细胞表达,它是中性细胞的活化因素。病人的BALF和肺泡巨噬细胞的表面物质内IL-8的水平增高,在巨噬细胞内,IL-8的基因表达也增高,耐药结核分枝杆菌或LAM能促进巨噬细胞释放更多的IL-8。
(六)IL-10
抗炎症因子IL-10是肺部及淋巴结内巨噬细胞的平衡因子,维持抗炎性及促炎性的平衡。许多造血细胞均能分泌IL-10,它在结核病中的主要作用是限制机体对结核分枝杆菌的免疫反应强度从而减轻病理损伤。但由于是通过抑制了巨噬细胞、树突细胞的功能来达到上述目的,因此它往往与结核分枝杆菌的免疫逃逸机制有关。耐多药结核病患者IL-10的水平显著降低,敏感结核分枝杆菌患者及健康者IL-10处于基线水平。耐药结核病患者IL-10分泌增加,阻碍了效应性Th1型细胞反应。
(七)IL-17
致炎症细胞因子IL-17在免疫反应中起着重要作用,主要表现为组织损伤性炎症反应。有人研究结核分枝杆菌在体外分泌IL-17的量,发现耐多药结核分枝杆菌菌株与敏感结核分枝杆菌菌株比较所分泌的IL-17量大大增加,由于耐多药患者体内的结核分枝杆菌数量长期处于一个较高的水平,导致CD4 +和CD8 +T细胞产生更多的IL-17。
(八)转移生长因子β(transforming growth factor-beta,TGF-β)
TGF-β存在于结核病患者的肉芽肿内,单核细胞被结核分枝杆菌或脂阿拉伯甘露聚糖刺激后即分泌TGF-β,它产生重要的炎性效应,如使生成ROI和RNI的巨噬细胞去活化,阻止T细胞增生,干扰NK细胞和细胞毒淋巴细胞的功能,下调IFN-γ、TNF-α、IL-1的释放。但把TGF-β加入单核吞噬细胞和结核分枝杆菌共同生长的培养基内,二者均被抑制并呈现出剂量依赖型,巨噬细胞抑制结核分枝杆菌生长的能力部分取决于IFN-γ和TGF-β的共同作用。
五、中性粒细胞的作用
在过去的很长一段时间里,中性粒细胞在结核病发展过程中所起到的作用鲜为人知。有研究者在实验动物肺内用脂多糖(LPS)短暂诱导中性粒细胞获得了一些进展。首先,脂多糖(50μg/ml)经气管导入雄性Fischer鼠,然后通过雾化吸入感染结核分枝杆菌,经气管导入LPS后结核性肉芽肿的形成明显减少,肺内结核分枝杆菌菌落数(CFU)亦明显减少,用两性霉素B(LPS抑制剂)治疗或用抗鼠中性粒细胞抗体中和,肺内的损伤将出现逆转而加重。说明通过LPS短暂诱导形成的中性粒细胞在早期可有效阻止结核分枝杆菌感染。应用LPS的时机非常重要,如果吸入感染后10天再气管内应用LPS,则无法减轻结核病损伤,从支气管灌洗液中获取的中性粒细胞也可杀死结核分枝杆菌。上述结果表明,中性粒细胞在结核病的免疫防御中发挥着积极作用。
(张青 唐神结 谢建平)