蠕虫对免疫相关性疾病的防治研究

姚雪洁，吴小平

中南大学湘雅二医院消化内科，湖南 长沙 410011

在过去的数十年中，西方国家的疾病谱发生了明显改变。随着抗生素的广泛使用、疫苗的普及、生活和卫生水平的提高，感染性疾病逐渐减少，而过敏性疾病及自身免疫性疾病却日益增多。饮食习惯、环境污染及肠道菌群失调等都曾被考虑为重要的环境因素，其中以感染因素较为突出。早在20世纪80年代即有学者发现这种现象，并随后提出了“卫生学假说”。即随着现代生活水平的提高，蠕虫等病原体暴露减少，影响了人体持续存在的免疫反应模式的建立和发展，导致慢性自身免疫功能的紊乱，使人们在成年后更容易患免疫相关性疾病。流行病学和动物研究的大量证据及有限的临床资料均支持蠕虫具有下调宿主过强免疫反应的能力，对过敏性疾病及自身免疫性疾病有着保护作用［1］。综合已有的研究进展，蠕虫主要对下列免疫性疾病有潜在的预防及治疗价值。

1 过敏性疾病

在发达国家，约1/5的儿童患有哮喘、过敏性鼻炎等过敏性疾病。阳性家族史是过敏性疾病的重要危险因素，然而基因因素并不能解释近十年来其发病率的迅速增加及发病率的城乡差异性。目前流行病学研究多集中在环境因素，尤其是蠕虫感染对过敏性疾病风险性的影响。有流行病学资料提示，在蠕虫感染率高的加蓬地区，哮喘发生率低，抗哮喘药物使用也较少［2］，同时经抗蛔虫或鞭虫治疗后的儿童对尘螨的敏感性明显高于未治疗的隐性感染者。在钩虫、蛔虫流行率较高的越南地区，Flohr等［3］对1566名中小学生进行随机对照研究，发现抗蠕虫治疗组较安慰剂组的皮肤过敏原试验阳性率明显增高。然而在某些地区的抗蠕虫治疗调查中，并未得出相类似的结果。推测这种差异性可能与蠕虫感染类别、感染强度或病程有关。一项针对流行病学研究的Meta分析证实了这种猜测。该研究发现钩虫感染确实可以明显减少哮喘的发病风险，但未观察到鞭虫、蛲虫、粪类圆线虫与哮喘之间存在有明显关系［4］。此外，在该Meta分析中共有5例针对蠕虫感染强度与哮喘发病风险的研究，发现仅有钩虫感染对哮喘风险性存在感染强度依赖关系，随着感染强度的增加，其风险性可以下降约2/3。由此可见，并不是所有蠕虫类型都对哮喘有保护作用，蠕虫介导的保护作用与蠕虫感染强度相关。

在蠕虫治疗的临床研究中，猪鞭虫是理想的蠕虫种类。因为猪鞭虫对人体几乎无致病性，感染后局限于肠道，不在体内繁殖，另外还有传染性低、制取方便等优点［5］。关于蠕虫与过敏性疾病的临床研究相对较少，较突出的研究为2010年 Bager等［6］为“评估蠕虫对花粉导致的过敏性鼻炎的治疗效果”所设计的一项双盲对照研究。在该试验中，49例猪鞭虫虫卵(trichuris suis ova，TSO)感染组及47例安慰剂组每3周服用1次TSO(含有2500个TSO的悬浮剂)或安慰剂，共持续8次。感染期间TSO组感染者的流涕、喷嚏、皮肤瘙痒症状明显减轻。治疗结束后的对比分析发现各指标间除嗜酸性细胞计数上存在较大差别外，其他指标并无明显差异。虽然重复TSO感染可以减少某些临床症状及免疫应答反应，但该研究未发现明显的临床治疗效果。目前的临床研究仍较初浅，关于蠕虫对过敏性疾病的临床治疗价值还需要更多的研究论证。

蠕虫对过敏性疾病保护作用的机制已有初步研究。过敏性疾病主要以CD4+Th2细胞引起的抗原特异性反应为特征，而同样以Th2反应为特点的蠕虫感染主要通过分泌 IL-10及 TGF-β的调节性 T细胞(Tregs)介导强烈的抗炎反应［7］。某些蠕虫产物如丝虫排泄分泌的含磷酸胆碱糖蛋白ES62通过促进TLR-4信号传导，可直接抑制由FcR受体介导的肥大细胞炎性介质的释放［8］。但某些蠕虫感染如旋毛虫、巴西日圆线虫、犬蛔虫感染等不但未对过敏性疾病起保护作用，甚至还增加其发病风险性，这可能与这些蠕虫及其产物介导更强烈的Th2反应加重过敏反应，或者直接作为过敏原导致过敏反应有关。

2 炎症性肠病

炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)包括克罗恩病(Crohn’s disease，CD)及溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)，其病因及发病机制尚不明确。目前普遍认为IBD起源于对肠道菌群的非控制性、过度的免疫反应。除基因易感性外，环境因素在较大程度上影响了IBD的危险程度。流行病学提示蠕虫感染与IBD发病率成负相关［9］，由此推测蠕虫感染可能对IBD具有保护作用，许多动物实验研究支持蠕虫治疗IBD有效。2001年Reardon等［10］的研究发现长膜壳绦虫感染在DSS诱导的结肠炎小鼠中具有保护作用，支持“蠕虫感染的减少可增加IBD风险性”这一假说。随后出现的较多研究以评估蠕虫的这种治疗价值，如螺旋线虫［11］，曼氏血吸虫［12］可分别缓解由脱氨硫酸盐及TNBS诱导的小鼠结肠炎。研究发现IL-10缺陷的小鼠可自发发展为Th1型结肠炎，但该结肠炎可通过螺旋线虫的定植得以预防或逆转［13］。

相对其他免疫性疾病的临床研究，蠕虫感染对IBD治疗方面的临床研究开展的最早，也最为系统、全面。最突出的研究成果为Summers成功使用TSO治疗活动性CD及活动性UC。Summers等［14］将54例活动性UC者分为30例感染组及24例对照组，感染组患者每2周服用一次0.8 mL共含有2500个TSO的悬浮液，对照组予以安慰剂，12周后共有43.3%感染组及16.7%对照组患者获得临床改善。感染组患者的腹泻次数、血便、内镜表现及病变活动的综合评估较感染前均有明显改善，而对照组仅在腹泻次数上有所改善［14］。而另一项针对29例活动性CD的临床试验中，患者每次服用2500个TSO，每3周1次，24周后共有79.3%患者治疗有效，72.4%达到临床缓解［15］。自2005年以来Summers等共对100余例IBD活动期患者进行TSO感染研究，对同时服用强的松或硫唑嘌呤或其他免疫抑制剂的IBD患者，几乎均未观察到与服用TSO相关的不良反应发生。这提示蠕虫疗法在免疫功能不全患者中应用的相对安全性。

蠕虫对IBD的保护机制较复杂，主要通过蠕虫介导的Th2反应抑制过度的Th1反应，也能通过Tregs控制超强的Th2反应，限制过度的黏膜免疫反应及组织损伤，故对以Th1反应为主的CD和以Th2反应为主的UC均有一定的保护作用。尽管蠕虫治疗IBD的有效安全性得到较多动物研究及临床支持，但对其长期疗效如何、蠕虫疗法对患者是否真正安全、患者的营养状况是否会影响蠕虫治疗效果、有无必要更换蠕虫种类、最佳的治疗频率及时间等仍未确定。

3 多发性硬化

多发性硬化(multiple sclerosis，MS)是一种以Th1反应为主的慢性炎症性脱髓鞘性疾病，是发生在中枢神经系统的自身免疫性疾病。MS的发病率有着显著的地域差异性，在北欧高加索人群中最为普遍，亚非地区相对较少。早在1966年，Leibowitz等［16］即提出日益升高的MS发病率与卫生条件的改善成正相关。后续的流行病学调查证实了这种联系，并发现在生活卫生水平落后的地区，慢性蠕虫感染现象很普遍，在这些蠕虫感染者中MS几乎罕见，这暗示了蠕虫对MS的潜在保护作用。除流行病学外，这种保护作用通过下述动物及临床实验得到了认可。

实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)是最常用的由髓鞘蛋白抗原主动免疫实验动物诱发的MS动物模型。研究发现通过预先免疫日本血吸虫的虫卵抗原(soluble egg antigen，SEA)可缓和急性或复发阶段EAE的严重程度及病情进展［17］。其作用机制方面的研究发现曼氏血吸虫感染可以减少IFN-γ、TNF-α、IL-12等Th1细胞因子释放，促使IL-10、TGF-β及Th2细胞因子在脾及中枢神经系统中的表达［18］。肝片吸虫感染亦可减少EAE的严重程度，研究提示感染后其实验动物体内IL-10及TGF-β也明显增多，而IL-17及IFN-γ产生明显减少［19］。

2003年Correale等［20］对使用蠕虫疗法的12例复发缓解型MS患者进行4.6年的追踪研究，发现蠕虫感染者的伤残评分变异度、MRI活动性及复发率均明显低于普通MS患者。蠕虫感染可引起明显的免疫学改变，致使感染者外周血中IL-12及IFN-γ水平下降，而CD4+CD25+FoxP3+T细胞、IL-10及TGF-β水平明显升高。随后Correale等［21］对该12例患者又进行了近4年的研究，其中4例蠕虫治疗者于2008年因出现发热、腹痛、贫血等较严重的蠕虫感染相关症状而进行了抗蠕虫治疗。3个月以后患者的临床及影像学活动指标即有升高，并且出现了IFN-γ、IL-12升高，FoxP3+Treg细胞及IL-10、TGF-β水平的下降。而未行抗蠕虫治疗的隐性感染者的疾病活动度仍保持着较低水平。鉴于TSO对IBD的良好疗效，2011年Fleming等［22］为评估TSO对MS的治疗效果及安全性，对5例复发缓解型MS患者进行临床干预研究。这些患者每次口服含2500个TSO的悬浮液，每2周1次，持续3个月后发现MRI增强造影病灶的平均数量从试验开始的6.6减少为试验结束时的2.0，但在TSO终止治疗2个月后又增加至5.8。在该研究过程中未发现明显的不良反应。

结合上述研究，蠕虫介导的MS免疫调节作用主要通过上调 CD24+CD25+FoxP3+Treg及 IL-10或TGF-β抑制性细胞因子，下调 Th1/Th17反应实现的［23］。另 外，Correale 等［24］发现调 节 性 B 细 胞(Bregs)不仅可以通过IL-10或TGF-β介导免疫耐受，抑制过度的炎性反应，亦能促进脑神经营养因子(NTs)及神经生长因子(NGF)的合成，通过影响“神经调节通路”而介导神经保护。近期发现的SEA也可增加机体 IL-10、NTs及 NGF的表达，而 NTs又能增强SEA介导的Th2反应而下调MS过度的Th1反应，由此形成SEA、NTs与 Th2间的正向调节通路［25］。通过对该神经免疫调节靶点的深入研究，可能为阐明MS的发病机制提供新的理念。

4 1型糖尿病

1型糖尿病(type 1 diabetes，T1D)是一种由遗传因素与环境因素共同作用，主要以Th1细胞所引发的胰岛β细胞损害为特征的特异性自身免疫性疾病。近年来，随着生活水平的提高，T1D尤其是儿童T1D的发病率逐年上升。虽然如微生物、生活方式、饮食等环境因素可以启动遗传易感人群对β细胞的自身免疫反应而引发T1D，但来自流行病学及动物模型的研究发现，某些微生物感染特别是蠕虫感染可以预防T1D 的发生［26］。

来自印度南部地区的一项横断面研究发现T1D人群中的淋巴丝虫病发病率为0，淋巴丝虫特异性抗体IgG4阳性率为2%，明显低于正常人群中2.6%的发病率及高达28%的IgG4阳性率，两者间的显著区别提示淋巴丝虫感染可能会对T1D起保护作用［27］。关于蠕虫与T1D流行病学的研究相对较少，蠕虫感染预防T1D的证据多来自于动物实验。Cooke等［28］对5-7周龄的非肥胖型1型糖尿病(non-obese diabetic mice，NOD)小鼠进行曼氏血吸虫尾蚴注射感染，发现自第16周龄起，感染组小鼠T1D的发生率较非感染组小鼠均有不同程度的下降。随后，Zaccone等［29］研究发现在NOD小鼠第4周龄时注射曼氏血吸虫虫卵抗原(soluble egg antigens，SEA)或虫体抗原(soluble worm antigen，SWA)也可以预防T1D的发生，然而在第10周龄时注射并未产生相似的作用，考虑在胰岛功能损害前予以蠕虫干预才有可能发挥最大疗效。除曼氏血吸虫外，旋毛虫、肠道寄生线虫［30］及鼠丝虫［31］也可以阻止小鼠T1D的发生。

蠕虫对T1D的预防作用已被认可，目前的研究多集中在其复杂的保护机制上。虽然SWA及SEA均可阻止小鼠T1D的发生，但不同的蠕虫类别介导不同的保护机制。在暴露于SEA后，小鼠骨髓来源的树突状细胞可上调C型凝集素、IL-12及IL-10的表达，而暴露于SWA后的这种改变并不明显。另外，SEA糖蛋白w-1不仅在体内及体外均可经TGF-β及全反式维甲酸介导Foxp3+Tregs及IL-4、IL-10的表达，还可直接调节树突状细胞表型的改变，促进胰岛特异性Tregs亚群产生，重建体内Th1/Th2细胞平衡，防止Th1反应引起的胰岛结构破坏而预防T1D的发生［32-33］。Zaccone等［34］还发现NOD小鼠存在着iNKT细胞的缺陷，而从曼氏血吸虫提取的糖脂类物质可活化iNKT，并增加其表达。

5 类风湿性关节炎

类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种累及周围关节为主的慢性全身性自身免疫性疾病。同MS及T1D一样，RA的免疫功能紊乱也主要是以Th1细胞为核心介导的。RA在成人中的发病率呈持续升高趋势。研究者发现在蠕虫流行率较高的地区RA发病率却低，推测蠕虫对RA也有免疫调节作用。

已有的动物实验提示蠕虫及其产物可明显缓解RA模型小鼠的关节炎。以胶原蛋白诱导DBA/1小鼠发生的自身免疫性关节炎(collagen-induced arthritis，CIA)是类风湿性关节炎的经典实验模型。在诱导CIA的前2周感染日本血吸虫可明显减少CIA的严重程度。这种保护机制主要是通过上调抗炎因子IL-10及Th2 细胞反应，下调促炎因子 TGF-α、IFN-γ、IL-17、IL-6及Th1细胞反应，减少NF-kB受体活化因子在炎性关节中的表达而实现的［35-36］。除血吸虫外，丝虫含磷酸胆碱糖蛋白ES62可下调IL-17反应，通过影响树突状细胞的成熟及效应T细胞反应而抑制CIA的病情进展［37］。通过模拟蠕虫或其提取物的免疫调节机制，提取蠕虫相关的免疫活性物质并开发相关产品，有希望成为治疗RA的新型疗法。

6 问题与展望

流行病学资料提示蠕虫对免疫性疾病具有保护作用。已有的动物实验及临床治疗试验大多支持蠕虫对过敏性疾病及自身免疫性疾病有一定的预防或治疗价值。但是蠕虫疗法也存在着诸多问题。首先对大多数患者心理上很难接受蠕虫虫体或虫卵治疗;其次，蠕虫感染介导的Th1抑制反应可影响机体对其他病原体抗原及第三方抗原如疫苗的反应性，导致机体合并细菌或病毒感染的风险性增加，也影响疫苗的预防效果。尽管蠕虫疗法尚存在不少缺陷，但目前现有的关于蠕虫疗法的动物及临床研究已预示了蠕虫疗法的较好前景。随着蠕虫免疫调节机制的深入研究及临床大样本双盲随机对照试验的开展，人们可以进一步发掘蠕虫的应用价值。如果能成功提取蠕虫相关的免疫活性物质并开发相关产品，则可以解决患者对蠕虫虫体或虫卵治疗的心理排斥问题，以及大大减少其副反应及不良反应的发生，为免疫性疾病的防治开辟安全有效的新途径。

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