C型凝集素受体与Th17细胞免疫在真菌感染中的研究进展

吴 婷， 孙 禾， 施 毅

C型凝集素受体与Th17细胞免疫在真菌感染中的研究进展

吴 婷， 孙 禾， 施 毅

C型凝集素受体； Th17细胞应答； 真菌感染； 细胞因子； 固有免疫

Th1、Th2细胞是经典的辅助T细胞，分别以分泌INF-γ、IL-4为特征。Th17细胞是近期发现的辅助T细胞，以分泌IL-17为特征，能诱导多种炎性反应及髓系细胞、上皮细胞等抗微生物应答。Th17细胞分化是当前关注的焦点。已有研究结果证实，Th17细胞应答能驱动保护性的抗真菌免疫反应［1］，但其介导的炎性效应与自身免疫疾病相关。

抗原提呈细胞（antigen-presenting cell，APC）上的模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）是研究Th17细胞免疫的重要领域。C型凝集素受体家族（C-type lectin receptors，CLRs）介导的Syk／CARD9信号通路是典型的PRRs相关信号通路，在Th17细胞免疫应答中起重要作用。现就CLRs与Th17细胞分化、抗真菌免疫应答及所致自身免疫疾病作一综述。

一、CLRs与Th17细胞免疫

CLRs是具有典型C型凝集素样结构域（C-type lectin domain，CTLDs）的蛋白质，识别外生病原相关分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs）及内生配体，刺激天然免疫应答形成。

（一）Dectin-1（Clec7a） Dectin-1主要表达在单核／巨噬细胞、树突状细胞、中性粒细胞上，在炎性细胞、生物黏膜屏障细胞（如胃肠道、呼吸道黏膜细胞）表达较多，可特异性识别微生物表面的β-（1，3）-葡聚糖，识别念珠菌属、曲霉属、肺孢菌属和球孢菌属［2］。

Dectin-1介导产生的细胞因子影响T细胞分化。APCs上Dectin-1被激活后分泌IL-23，驱动选择性Treg细胞向产IL-17 T细胞转换［2］。β-（1，3）-葡聚糖刺激APCs能介导CD4+T细胞中Th17和Th1的分化、诱导抗体产生并驱动CD8+T细胞免疫［2］。激活与早期天然免疫有关的γδT细胞的Dectin-1，介导生成Th17细胞关键的因子IL-17、IL-23增加［2］。在真菌感染中，Dectin-1直接介导适应性免疫，驱动IL-17应答。烟曲霉支气管内感染Dectin-1-／-小鼠，与野生型小鼠相比，肺部真菌负荷增多、IL-17减少、IL-23增多，起主导优势的是产IL-12p40、INF-γ的Th1细胞免疫［3］。然而有效的抗真菌免疫应是Th1／Th17的应答平衡，而不是Th1或Th17的独立作用；抗体中和IL-17后产生相同效果，证实IL-17在宿主抵抗烟曲霉感染中起保护性作用［4］。在白念珠菌感染中，由于Dectin-2对Th17细胞影响远大于Dectin-1，故Dectin-1的作用不及其在烟曲霉感染中的作用大［4］。前体阻断密码子Tyr238X影响人类Dectin-1的多态性，削弱对β-（1，3）-葡聚糖的识别，致IL-17、IL-10、IL-1β、IFN-γ、TNF-α和IL-6生成缺陷，故多态性纯合子个体易患黏膜、皮肤真菌感染，口腔、胃肠道念珠菌定植，侵袭性真菌病易感性增强［5］。但也有研究表明，该类人群对白念珠菌定植相关的移植性宿主疾病易感性降低。Dectin-1的第2个单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNP）位点为在非洲HIV感染者中发现的1223S［3］，致INFγ生成减少。

（二）Dectin-2（Clec-4n） Dectin-2在巨噬细胞、树突状细胞、炎性单核细胞上表达，识别甘露聚糖、α-甘露糖结构，进而识别新型隐球菌、白念珠菌、结核分枝杆菌等病原体［2］。激活Dectin-2生成IL-1β、IL-23p19，诱导CD4+T细胞应答趋向Th17细胞分化。

近期关于Dectin-2在白念珠菌感染中的研究为其提供介导Th17细胞免疫的证据。小鼠系统性白念珠菌感染，Dectin-2通过Syk／CARD9信号通路在Th17和Th1细胞免疫中起重要作用，其中Th1细胞免疫需Dectin-1参与［2］。白念珠菌系统性感染Dectin-2-／-小鼠，与野生型相比，生存率下降，真菌负荷增加［2］。Dectin-2-／-骨髓来源树突状细胞（bone marrow-derived dendritic cells，BMDC）应对白念珠菌酵母相感染时，IL-1β、IL-6、IL-10、IL-12p70、IL-23和TNF-α表达减少［4］，应对白念珠菌菌丝相感染时，上述细胞因子仅部分减少，说明除Dectin-2外，尚有其他PRRs能识别菌丝相这一病原体形式。在应对白念珠菌菌丝相感染时，Dectin-2-／-骨髓来源巨噬细胞（bone marrow derived macrophages，BMDM）IL-10、TNF-α和IL-12p40产生减少［6］。小鼠播散性念珠菌感染后，Dectin-2单克隆抗体抑制IL-2、IL-10和TNF-α的产生，并抑制Th17细胞活化［4］。在白念珠菌感染人树突状细胞（DCs）体外实验中，给予抗Dectin-2抗体后IL-1β和IL-23p19分泌减少，IL-6和IL-12p35分泌增加。目前尚未发现影响人类Dectin-2的结构和功能的SNP位点。

（三）巨噬细胞甘露糖受体（mannose receptor，MR，CD206） MR绝大多数位于细胞内部，血清中亦存在可溶性受体，可在巨噬细胞、DC细胞、肝细胞和淋巴内皮细胞中表达［2］。能与甘露糖、海藻糖、壳多糖结合，识别细菌、病毒和真菌病原体，介导广泛的细胞内应答，促进TNF、GM-CSF、IL-12、IL-8、IL-6和IL-1β产生，但亦有研究表明，MR抑制TNF等特定细胞因子产生。MR在抗微生物免疫中的作用尚不明确，应对白念珠菌、肺孢菌感染时，MR缺陷小鼠免疫功能无明显改变［7］，由于CD4+T细胞免疫缺乏，对新型隐球菌感染易感性增强。

人外周血单个核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMCs）体外实验表明，给予白念珠菌或纯化的白念珠菌甘露聚糖刺激，MR介导IL-17产生，该过程需要APCs参与并被TLR2／Dectin-1放大。肺孢菌感染时，TLR2及MR协同作用增加IL-8产生。上述结果说明PRRs通过相互间的协同作用调控免疫应答。研究表明，分枝杆菌刺激MR能抑制Th17应答［8］。并非MR所有配体都能产生作用，阿拉伯甘露糖（Man-LAM）作为分枝杆菌细胞壁分子，能增加IL-10、减少IL-12的产生，但甘露糖无此作用［2］。不同真菌细胞壁结构和组分的差异导致MR敲除鼠的存活率差别。

（四）Mincle（Clec4e） Mincle即巨噬细胞介导的C型凝集素受体，主要表达在激活的巨噬细胞，DCs可能也有表达。其配体为α-甘露聚糖、非典型分枝杆菌索状因子（海藻糖二霉菌酸酯TDM，海藻糖二山嵛酸酯TDB），识别坏死细胞、分枝杆菌、念珠菌属、酵母菌属等真菌［2］。Mincle-／-小鼠对念珠菌敏感性增加，体内给予抗体封闭Mincle能减少坏死细胞所致的中性粒细胞招募及炎性因子产生。目前仅在分枝杆菌中发现Mincle直接趋化Th17细胞免疫。具有炎性蛋白功能的TDM作为非典型分枝杆菌亚单位疫苗的佐剂，驱动保护性Th1和Th17细胞免疫［9］。给予Mincle（或FcRγ链）-／-小鼠TDB或抗原刺激不能诱导Th1和Th17细胞免疫。体外实验Mincle-／-巨噬细胞应对TDB时，不产生IL-6和G-CSF［10］；以TDB作为佐剂致敏Mincle-／-小鼠，可观察到淋巴结细胞结构减少，再激发淋巴细胞时INF-γ和IL-17产生减少。

（五）DC-SIGN DC-SIGN全称为“树突状细胞特异性的细胞间黏附分子可结合的非整合素（DC-specific ICAMgrabbing nonintergrin）”。人DCSIGN（CD-209）主要表达于未成熟的DCs细胞、巨噬细胞，识别甘露聚糖、岩藻糖，进而识别分枝杆菌、念珠菌属、烟曲霉孢子和新型隐球菌［2］。DC-SIGN调节TLRs等其他PRRs诱导的细胞因子的产生，但不能直接诱导细胞因子生成［2］。作为免疫调节受体，其通过IL-10的生成调控过度的炎性反应及宿主组织损伤，硬蜱和HIV利用该通路逃避免疫系统［3］。以结核分枝杆菌或β-（1，3）-葡聚糖刺激人类DCs，DC-SIGN激活后下调IL-1β、IL-6、IL-23和TNF-α，抑制Th17细胞免疫［8］。上述研究证实，DC-SIGN可以介导Th17细胞应答。

人DC-SIGN启动子突变（-139A／G）导致侵袭性曲霉感染［3］。DC-SIGN识别含甘露糖的微生物，为信号小体招募下游的效应因子，导致NF-κB的p65亚基磷酸化和乙酰化，促进其活性，增加IL-10、IL-6、IL-12p35和IL-12p40（IL-23亚基）转录［11］。对含岩藻糖的微生物应答时，其激活并释放KSR-1、CNK、Raf-13种信号小体组分，仅增加IL-10表达［11］。

（六）CD161 CD161在NK细胞、NKT细胞和T细胞上表达，单核细胞、DCs细胞上也有表达。其识别糖类、凝集素样转录产物1（LLT1、CLEC2D）、增殖介导淋巴细胞相关受体等配体，调节NK细胞溶解、跨内皮迁移、不成熟胸腺组织T细胞和NKT细胞增殖。在多种CD161+的骨髓和淋巴细胞中，该受体介导TNF、IL-1β、IFNγ、IL-4和IL-12的产生［2］。

CD161是人产IL-17 T细胞的标志。该细胞亚群最初定义是具有不同功能的人CD4+和CD8+T细胞，随后在脐带干细胞、新生儿胸腺前体细胞中发现产IL-17 T细胞的CD161显著上调。病毒感染所致的肠道和慢性炎性反应的研究表明，该受体的确在人所有产IL-17 T细胞上表达［12］。除作为细胞标志外，CD161对于Th17细胞的功能尚不清楚。由于Th17细胞通过表达细胞因子受体（如CCR6）而靶向作用于特定组织，故考虑CD161在细胞的跨内皮迁移中起作用［12］。抗体刺激Th17细胞时，该受体不影响细胞因子产生。

（七）CLEC-1（CLEC-1A） CLEC-1是缺少显著特征的Dectin-1族的CLRs，在内皮细胞、DC细胞和髓系细胞上表达［2］。LPS或INFγ刺激下调CLEC-1，上调免疫抑制细胞因子IL-10和TGF-β。CLEC-1在调节Th17细胞分化中起到重要作用。啮齿类动物模型中，耐受的异体移植者CLEC-1下调，与移植位点IL-17低水平和CD4+CD25+Treg细胞表达有关。混合淋巴细胞反应中，内皮细胞与CD4+CD25+Treg细胞相互作用致CLEC-1表达增加［13］，给予siRNA干扰DC细胞CLEC-1表达后Th17细胞分化增加，Foxp3表达减少。

二、Th17细胞在抗真菌感染中的作用

（一）Th17细胞与临床研究 CD4+T细胞参与的适应性免疫在抗真菌感染中发挥保护性作用，故HIV患者对念珠菌属、隐球菌属易感性增强［11］，来自于人、鼠的研究表明该保护作用需要Th17细胞应答参与［14］。但Th17细胞参与的抗真菌免疫也会对机体产生不利作用，如Th17细胞免疫突变的遗传研究发现STAT3突变（高IgE综合征），AIRE突变（自身免疫性多内分泌病-念珠菌病-外胚层营养不良autoimmune polyendrocrinopathy with candidiasis and ectodermal dystrophy，APECED），Dectin-1突变和CARD9突变与抗真菌免疫缺陷有关［15］。亦有患者有其他受体突变，如缺乏IL-12p40和IL-12Rβ1，致Th17细胞减少、真菌易感性增加［15］。绝大多数患者罹患慢性皮肤黏膜念珠菌病（chronic mucocutaneous candidiasis，CMC），表现为持续或反复发作的念珠菌黏膜、皮肤、指甲感染。

1．高IgE综合征（hyper IgE syndrome，HIES）：常染色体显性遗传病HIES又名Job’s综合征，是一组复杂的以血清高Ig E、遗传性过敏性皮炎为特征的免疫缺陷疾病，亦有骨骼和牙齿畸形等非免疫系统紊乱。80%患者受CMC困扰，亦感染其他真菌如曲霉、隐球菌、肺孢菌。HIES患者由于多处显性负性突变致STAT3功能缺失［2］，T细胞不能产生IL-17，亦不能驱动Th17细胞分化［15］。IL-6和IL-1β启动Th17分化，Th17分化发育过程依赖STAT3信号转导。STAT3的激活能启动相应基因转录，分泌细胞因子IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22，上皮细胞表达IL-17和IL-22受体，细胞因子与受体结合，释放趋化因子和粒细胞集落刺激因子，招募中性粒细胞聚集到炎性反应部位，在抗微生物免疫中发挥重要作用。STAT3的激活需要Th17细胞分化的关键的细胞因子IL-6、IL-21、IL-23的刺激，同时需要视黄酸相关孤儿受体γt（retionic acidrelated orphan receptor，RORγt）、Treg细胞内FoxP3下调、IL-23R和IL-17自身表达的参与［2］。

2．APECED：该病亦称自身免疫性多腺体综合征I（autoimmune polyendocrine type I syndrome，APS-1），是罕见的自身免疫介导的多种腺体损伤的常染色体隐性遗传疾病，突出表现在甲状旁腺、肾上腺功能减退，亦有外胚层营养不良等其他异常。CMC是该病最重要的标志。95%患者自身免疫调节因子（autoimmune-regulator，AIRE）基因突变而无功能。AIRE通过调控胸腺和外周淋巴器官产生自身抗体从而影响中枢耐受，失去该调节因子则自身免疫疾病的发生率增高［2］。由于该病患者产生中和Th17细胞因子IL-17A、IL-17F和IL-22的自身抗体，致细胞因子缺失，CMC易感性增强，即便在某种罕见发生CMC感染的胸腺瘤患者体内也有类似抗体存在［16］。

3．CARD9缺失：胱天蛋白酶募集域蛋白9（CARD9）是髓系细胞中主要的信号传递者，与B细胞淋巴瘤10（BCL10）和黏膜相关淋巴组织（MALT1）共同传递信号，激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）和核因子（NF-κB）。CARD9调节信号通路下游的Syk激酶，触发Dectin-1、Dectin-2、Mincle等与ITAM结合，产生细胞因子、趋化因子，介导Th17细胞应答［2］。小鼠CARD9在抗真菌和抗细菌免疫中起重要作用。人类CARD9突变致未成熟的终止密码子Q295X增加［17］，易患CMC及其他皮肤癣菌、侵袭性念珠菌感染，与健康对照组相比，患者Th17细胞产生比例低。真菌感染的体外研究表明，CARD9突变细胞损伤严重［17］。

（二）Th17细胞在实验动物中研究进展 人类相关研究表明，Th17细胞应答具有保护作用。由于来自基因敲除小鼠模型的数据不统一，故Th17细胞在鼠类抗真菌（主要是念珠菌属）中的免疫作用尚有争议。一方面，从IL-17诱导抗微生物效应因子产生及对中性粒细胞招募作用中可以看出Th17细胞在系统性感染、口腔黏膜感染模型中呈保护作用［18］；在新型隐球菌和肺孢菌感染中，也存在保护性的Th17细胞应答［19］。另一方面，鉴于不适当的IL-17介导的中性粒细胞激活及随后造成组织损伤，故认为Th17细胞免疫在系统性感染中不起作用，在胃肠道黏膜感染和系统感染中对宿主无直接伤害［20］。IL22也存在相类似的争议。上述原因与动物模型选择（如Th17应答在口腔病毒肠道感染模型中显示出的保护作用有组织特异性）、小鼠品系（Balb／c或C57BL／6）、敲除实验（IL-17A，IL-17R等）、选择的真菌品系（不同的真菌能被不同的PRRs识别，有时会抑制Th17细胞应答）有关［21］。

综上所述，在抗真菌免疫应答中，CLRs介导并调节细胞因子产生、触发Th17细胞保护性的抗真菌免疫应答。目前在抗真菌免疫中CLRs与Th17细胞应答仍有许多未知与矛盾。深入研究真菌感染中CLRs功能、与其他PRRs在Th17细胞免疫中的相互作用有助于新型疫苗研发，为探究感染保护性免疫应答提供新思路。

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夙龄爱远壑，晚莅见奇山。标峰彩虹外，置岭白云间。倾壁忽斜竖，绝顶复孤圆。归海流漫漫，出浦水溅溅。野棠开未落，山樱发欲然。忘归属兰杜，怀禄寄芳荃。眷言采三秀，徘徊望九仙。(《早发定山》)

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Research update of C-type lectin receptors and Th17 responses in fungal infection

WU Ting，SUN He，SHI Yi．
（Department of Respiratory Medicine，Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command，Nanjing University Clinical School of Medicine，Nanjing210002，China）

2013-04-01

国家自然科学基金资助项目（81270064）。

南京大学医学院临床学院（南京军区南京总医院）呼吸与危重症医学科，南京 210002。

吴婷（1987—），女，博士研究生，主要从事肺部感染研究。

施毅，E-mail：shiyi56＠126．com。

R519

A

1009-7708（2014）03-0257-05