抗系统性白念珠菌感染的先天性免疫

陈霞 崔凡 林昭春

(1.泸州医学院，泸州 646000;2.四川省医学科学院＆四川省人民医院皮肤病性病研究所，成都 610031)

白念珠菌是一种机会性致病菌，通常寄生在正常机体的皮肤和粘膜表面。当机体正常防御机制受损时，白念珠菌可成为致病菌，导致皮肤黏膜或系统性感染［1］。虽然目前抗真菌药物不断发展，由于耐药及早期明确诊断困难，系统性白念珠菌感染病死率居高不下［2］。目前认为先天免疫反应在宿主抗系统性白念珠菌感染中起主导作用。熟悉宿主抗系统性白念珠菌感染的免疫机制可为新的免疫预防及治疗措施提供理论依据。

1 宿主对白念珠菌的识别

病原体感染机体后，首先通过固有免疫细胞表面的模式识别受体 (pattern recognition receptor，PRR)与病原微生物表面的病原相关分子模式(pathogen associated molecular pattern，PAMP)结合并启动先天免疫，诱导相关细胞因子的产生，募集吞噬细胞杀灭病原体，同时诱导适应性免疫细胞的活化，通过体液免疫和细胞免疫发挥抗菌作用。介导宿主识别白念珠菌的PRR主要包括Toll样受体(Toll-1ike receptors，TLRs)和C型凝集素受体 (C-type lectin receptors，CLRs)［3］。

1.1 TLRs

Toll样受体是参与先天免疫的主要模式识别受体，广泛表达于天然免疫细胞，与许多微生物病原体的PAMP结合后诱导先天免疫反应以及参与继发的适应性免疫。目前在哺乳动物中已发现存在着13种Toll样受体，其中10种Toll样受体在人类中发挥作用［3］。参与白念珠菌与宿主间相互识别的主要是TLR2和TLR4，并在宿主免疫反应发展中起重要作用［4］。这两种TLRs主要通过髓样分化蛋白MyD88依赖型信号通路进行转导，启动相关靶基因转录，表达炎性细胞因子，介导炎症反应。

TLR2识别白念珠菌细胞壁磷脂甘露聚糖和β-葡聚糖成分，激活信号传导通路，产生细胞因子，如 IL-1β、IL-10、IL-4等，但不能诱导 Th1型细胞 因 子，如 IL-12 和 IFN-γ 的 产 生［5-7］。Villamon［8］等证明TLR2在巨噬细胞对白念珠菌感染的免疫反应中起主要作用，激发趋化因子等细胞因子生成，在体内抗感染免疫中是必不可少的。Blasi［9］等证实TLR2的缺失增强了巨噬细胞的吞噬活性，同时Netea［10］等也证明TLR2介导信号通路的缺乏，宿主抵抗播散性念珠菌感染能力增强。在TLR2-/-小鼠中，IL-10的产生受到严重影响，IL-10的下降与IFN-γ的增加、调节性T细胞减少及巨噬细胞抗念珠菌功能增强相关。因此，TLR2可通过IL-10和调节性T细胞抑制宿主对白念珠菌的免疫力。中和体内IL-10可能利于疾病转归，如抗白介素10单克隆抗体，但临床应用需更多实验研究数据支持。

TLR4识别白念珠菌细胞壁甘露聚糖成分，可诱导 Th1型细胞因子的产生，如 IFN-γ、IL-12等［5，11］。Th1 型细胞免疫反应在抵御白念珠菌感染免疫中起重要作用。至今TLR4在宿主抗系统性念珠菌感染的防御反应中的作用存在争论。Netea［6］证明TLR4缺陷的C3H/HeJ小鼠更易受到播散性念珠菌感染，可能与组织中巨噬细胞产生的趋化因子减少及中性粒细胞募集受损有关。Murciano等［12］证明与野生型小鼠相比，TLR4缺陷的小鼠念珠菌血性播散感染的易感性并未增加。有学者认为上述不同结果可能与白念珠菌的菌株有关，TLR4-/-小鼠仅对在体外实验中TLR4识别的菌株易感，而对不被 TLR4识别的菌株不易感［13］。TLR4只能识别白念珠菌的分生孢子，不能识别菌丝，而TLR2既能识别分生孢子又能识别菌丝。当白念珠菌由孢子相转变为菌丝相时，TLR4介导的信号通路缺失［7］，TLR2介导的信号通路仍发挥作用，抑制宿主免疫力。因此白念珠菌菌丝的形成可能是一种重要的免疫逃逸方式。TLR4识别念珠菌后主要产生促炎性细胞因子，TLR2主要诱导抗炎性细胞因子的产生。TLR2和TLR4诱导信号间的平衡在免疫反应调节中至关重要［1］。

1.2 CLRs

CLRs是一种存在C型凝集素样结构域的模式受体。这些受体为跨膜蛋白，是主要的膜结合受体，共享一个或多个糖识别结构域。它们中一些参与抗真菌免疫，如 Dectin-l、Dectin-2、甘露糖受体(MR)、Mincle、DC-SIGN 等［3］。

MR是一种I型跨膜受体，识别白念珠菌细胞壁上的N连接端甘露糖残基［14］，主要表达于巨噬细胞及树突状细胞 (DCs)表面。MR可介导吞噬细胞摄入白念珠菌后吞噬体的募集，并通过细胞内信号，导致细胞因子的产生［15］。MR识别念珠菌后刺激人单核细胞产生Th1型细胞因子，诱导 Th1型免疫反应［14］。Dectin-1属于Ⅱ型跨膜受体，在抗真菌的先天免疫中起重要作用，主要表达于巨噬细胞、单核细胞、DCs和中性粒细胞表面［3］。Dectin-1识别白念珠菌细胞壁上的 β-葡聚糖。DCs上的 Dectin-1通过 Syk激酶和CARD9适配器诱导产生IL-2和IL-10［16］。有研究表明在体内外 Dectin-1对于触发白念珠菌的吞噬、酵母菌侵袭后的呼吸爆发是必不可少的［17］。Taylor等［18］发现 Dectin-1-/-小鼠更易患播散性念珠菌病。而CARD9-/-小鼠患播散性念珠菌病易感性增加更加支持上述观点［19］。β-葡聚糖位于白念珠菌酵母相细胞壁的最外层。当白念珠菌转变为菌丝相时，β-葡聚糖位于细胞壁内层，无法被Dectin-1识别，从而逃逸宿主的免疫系统［20］。亚抑菌剂量的卡泊芬净可使β-葡聚糖暴露在外，提高免疫活性，利于Dectin-1对白念珠菌的识别，且在体内外卡泊芬净优先作用于菌丝相细胞壁而暴露 β-葡聚糖［21］。使真菌细胞壁上PAMP暴露在外的抗真菌药物的研究将为抗真菌感染治疗提供新途径。Dectin-2也属于Ⅱ型跨膜受体，主要表达于巨噬细胞和DCs上，识别白念珠菌细胞壁上的高甘露糖结构。与Dectin-1相比，Dectin-2不能通过自身诱导信号通路。它优先与白念珠菌菌丝相结合，识别后通过与FcRγ受体结合，激活NF-kB诱导产生IL-1受体拮抗剂 (IL-1Ra)和TNF-α，最终导致吞噬作用［22］。Dectin-2 可诱导Th17细胞分化，在宿主抗白念珠菌免疫中起重要作用［3］。DC-SIGN特异性表达于 DCs和巨噬细胞［23］。人类 DCs上的 DC-SIGN识别白念珠菌N-连接端甘露糖，诱导产生促炎性细胞因子IL-6［24］。Mincle主要表达于巨噬细胞上，但不是吞噬白念珠菌的受体。最近在人和小鼠中均发现Mincle可识别白念珠菌并刺激细胞因子的产生［25］。Mincle缺陷的小鼠更易患系统性念珠菌病［26］。

2 先天免疫反应

先天免疫反应是宿主防御的第一道防线，负责立即识别病原微生物并对抗其入侵。过去认为先天性免疫反应在宿主防御反应中虽然有效，但属于非特异性、原始的反应。后来发现先天免疫系统不仅能特异性识别不同类别病原体将其吞噬杀灭，还可启动和调节后继的适应性免疫反应。在系统性白念珠菌感染中，先天免疫反应是机体清除病原菌的主要机制［27-28］。

2.1 吞噬细胞

吞噬细胞是参与宿主先天免疫反应的主要细胞，包括中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞。系统性念珠菌感染与中性粒细胞和单核细胞数量和功能异常相关。淋巴瘤、白血病或癌症化疗导致中性粒细胞减少的患者患播散性念珠菌病风险增加［28］。中性粒细胞通过产生细胞因子IL-10和IL-12影响Th细胞的发育参与免疫调节作用。人中性粒细胞识别白念珠菌甘露糖蛋白后产生具有生物活性的IL-12，诱导人外周血单核细胞表达产生Th1型细胞因子，从而发挥抗白念珠菌作用。有研究表明白念珠菌尤其是细胞壁的β-葡聚糖成分可通过Dectin-1/Raf-1通路诱导单核细胞遗传外的重新编程，增强细胞因子的产生，这种遗传外的先天免疫调节可能与宿主抗再感染相关［29］。巨噬细胞在白念珠菌感染中既能作为效应细胞吞噬和杀灭入侵念珠菌，还能通过抗原提呈细胞及Th1细胞激活而调节免疫反应。巨噬细胞激活后可诱导一些促炎性细胞因子如TNF-a、IL-6、IL-12等的释放，诱导Th1细胞免疫反应。

吞噬细胞吞噬病原体后主要通过氧依赖和氧非依赖杀菌系统杀伤病原体。氧依赖杀菌系统包括反应性氧中间产物 (reactive oxygen intermediates，ROI)和反应性氮中间产物 (reactive nitrogen intermediates，RNI)。ROI系统被认为是吞噬细胞抗真菌防御机制的主要组成部分［30］。在中性粒细胞和单核细胞中过氧化氢能与卤化物、髓过氧化物(MPO)组成MPO杀菌系统，产生次氯酸和次碘酸杀真菌氧化剂。巨噬细胞不具备MPO杀菌系统，但可以通过MRs清除MPO，并转移至吞噬体发挥杀灭真菌作用。氧非依赖杀菌系统不需要氧分子参与。吞噬细胞特别是中性粒细胞，具有几种非氧化性机制能有效地杀死细胞内外的真菌或限制其生长，包括抗菌肽 (AMPs)、水解酶和限制营养摄取。在白念珠菌中AMPs与细胞膜特定位点结合诱导非溶解性细胞通透性增加，释放出细胞内ATP而杀灭白念珠菌［31］。营养物质的限制也是一种有效的抗真菌机制，将吞噬的真菌遏制在吞噬体中并启动营养限制，如铁的摄取，主要通过乳铁蛋白的结合、转铁蛋白受体的下调、锌封闭而减少铁进入吞噬体，抑制吞噬体中真菌的生长而发挥抗菌作用［30］。

2.2 NK 细胞

NK细胞是先天免疫系统的重要组成部分，通过细胞毒性发挥抗感染作用，不需抗原预先致敏，不受MHC限制。NK细胞在早期防御真菌感染方面同样起了重要的作用。在系统念珠菌感染的小鼠实验中通过药物增强NK细胞活性后小鼠抗念珠菌能力增强［32］。而NK细胞缺陷的转基因小鼠更容易患念珠菌病［33］。白念珠菌激活NK细胞后可诱导致炎性细胞因子 GM-CSF、TNF-ɑ、INF-γ 的释放，通过上调吞噬细胞的杀菌活性来介导宿主的抗真菌免疫反应。IFN-γ是吞噬细胞的最佳活化因子，能增强吞噬细胞吞噬和杀灭白念珠菌能力［5］。活化的NK细胞，可通过产生INF-γ，在机体抗真菌感染方面起到一定的作用。

2.3 树突状细胞

DC是专职抗原提呈细胞，其主要功能是摄取、加工处理和提呈抗原，诱导初始T细胞活化，启动特异性免疫应答。正常情况下，体内绝大多数DC处于未成熟DC状态，在外周组织中作为哨兵细胞监测外来抗原并作出反应。病原体刺激DC后，分化为成熟DC，分泌不同细胞因子，启动并调节机体免疫反应。DC表面PRRS识别白念珠菌后通过吞噬作用吞噬白念珠菌并将抗原呈递给T细胞诱导适应性免疫应答，是连接固有免疫和适应性免疫的重要桥梁［34］。DC还可识别不同形式白念珠菌，并诱导相应的免疫反应。d＇Ostiani等［35］用酵母和菌丝两种形式的白念在体外与FSDC(胎鼠皮肤DC)和小鼠脾DC共同培养，发现FSDC以不同的机制吞噬酵母和菌丝。酵母状态的白念珠菌通过卷曲吞噬作用被摄入，而菌丝体状态的白念珠菌通过拉链途径被吞噬，但菌丝随后脱离小体在胞浆中裂解。在体外脾DC摄取酵母细胞后诱导产生IL-12并启动Th1型细胞免疫反应，而摄取菌丝后诱导产生IL-4，可抑制IL-12的产生和Th1型细胞免疫反应的启动。由此可知，脾DC通过产生不同的细胞因子介导机体针对酵母和菌丝相白念珠菌的免疫反应。Romagnoli等［36］进一步证实人DC亦能有效摄取并降解两种形式的白念珠菌，两种形式的白念珠菌均能诱导DC成熟和活化，进而启动Th1型免疫反应。

宿主抗系统性白念珠菌感染的免疫反应机制复杂，虽然目前对宿主识别白念珠菌相关受体结构及其机制有所认识，但PAMP与PRR间的相互作用非常复杂，如病原体如何通过PRR逃避宿主识别，宿主PRR如何区分识别白念珠菌菌丝相和酵母相，实验模型中PAMP与PRR间的识别机制及信号通路对于人类是否同样适用，需做更多实验研究工作。治疗方面基于宿主抵抗白念珠菌的免疫反应机制，通过辅助免疫治疗增强宿主免疫反应是治疗的新选择，如重组IFN-γ或G-CSF，虽已作为Ⅲ期临床试验候选制剂，但无临床实践疗效证明，也无确切临床应用指南，未来相关实验设计对于其临床价值至关重要。

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