树突状细胞在结核分枝杆菌感染中作用的研究进展

许　怡(综述)，杨　莉，戴二黑(审校)

(石家庄市第五医院检验科，石家庄 050021)



树突状细胞在结核分枝杆菌感染中作用的研究进展

许怡(综述)，杨莉，戴二黑※(审校)

(石家庄市第五医院检验科，石家庄 050021)

摘要：树突状细胞(DC)作为最有效的抗原呈递细胞(APC),在结核分枝杆菌(MTB)感染中的作用机制日益受到重视。机体感染MTB后，DC能够有效摄取加工抗原、分泌多种细胞因子、激活免疫应答,在机体的抗结核免疫中发挥重要作用。该文详细介绍MTB感染后DC表面分子的变化、定向迁移及诱导免疫耐受的机制等方面的研究进展。

关键词：树突状细胞；结核分枝杆菌；细胞免疫

结核病是一种严重威胁人类健康的慢性感染性疾病，主要由结核分枝杆菌(mycobacterium tuberculosis，MTB)感染引起。世界卫生组织最新的研究报告指出，目前全球有近1/3的人口感染了MTB，在受MTB感染的人群中有10%会发生结核病，而90%的受感染人群尽管体内长期存在病原体，但却不会发病[1]。研究发现，当MTB感染后,结核病的发生、发展及转归不仅取决于MTB的数量和毒力,还取决于机体的免疫状态[2]。MTB属于兼性胞内寄生菌，机体对结核病的免疫主要依赖于T细胞介导的细胞免疫[3]。机体对MTB产生的细胞免疫必须由抗原呈递细胞(antigen presenting cell，APC)介导。树突状细胞(dendritic cell，DC)是目前已发现的人体内最活跃、功能最强大的专职APC。近年来，随着对DC研究的深入，DC在结核病发生、发展中的作用越来越受到人们的重视。

1DC的生物学特性

1.1DC的发现1973年，Steinman和Cohn[4]首次从脾脏中分离出一类与粒细胞、淋巴细胞以及巨噬细胞形态和功能都不相同的白细胞，因其成熟时细胞膜向外伸出许多与神经细胞轴突相似的膜性树状突起而得名，即DC。研究发现，DC在免疫应答的首要环节——抗原呈递中起重要作用，其在启动和调节免疫应答中发挥着关键作用[5]。DC能够直接激活初始T细胞，促进CD4+T细胞(Th)和CD8+T细胞(Tc)的免疫分化；而另外两种抗原呈递细胞——巨噬细胞和B细胞仅能激活已活化的T细胞或记忆性T细胞，因此DC是机体启动获得性免疫应答的始动者[6]。

1.2DC表面分子的变化DC分化成熟过程分为未成熟DC(immature DC，iDC)与成熟DC(mmature DC，mDC)两个阶段。不同成熟程度的DC具有不同的生物学功能。正常情况下，体内大部分DC处于未成熟阶段，广泛的分布于各外周组织中。iDC高表达免疫球蛋白Fc受体、补体受体、甘露糖受体等与吞噬相关的受体以及CD86和人白细胞抗原-DR(human leukocyte antigen-DR，HLA-DR)等，iDC摄取和加工处理抗原的能力较强，但呈递抗原的能力以及活化初始T细胞的能力较弱。iDC经抗原摄取、炎性因子活化等一系列过程，迁移到外周淋巴组织，在迁移过程中逐渐发育成为mDC。mDC表达高水平的共刺激因子和黏附因子，如主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ类分子以及CD83、CD86、CD80、CD40等。CD83为mDC的特征性标志物。mDC的抗原摄取能力减弱，但抗原呈递能力及体外激发混合淋巴细胞反应的能力增强，进而诱导效应性T细胞反应[7]。

2DC-特异性细胞间黏附分子3结合的非整合素分子在MTB感染中的作用

2.1DC-特异性细胞间黏附分子3结合的非整合素分子(dendritic cell-sepecific intercellular adhesion molecule-3 grabbing nonintegrin，DC-SIGN)的作用机制DC-SIGN是近年来研究发现的一种主要表达于DC表面的Ⅱ型跨膜蛋白，属于C型外源性凝集素家族成员。在机体感染MTB的过程中，DC-SIGN 是DC识别MTB的主要受体[8]。DC-SIGN在机体抗结核免疫应答中的作用很复杂，一方面，其可以接受抗原信号进行抗原呈递、内化并诱导T细胞活化，正向调节机体的免疫反应；另一方面，MTB可通过其细胞壁成分，一种带甘露糖帽的脂阿拉伯甘露聚糖(mannose-caped lipoarabinomannan,ManLAM)与DC-SIGN结合，然后释放细胞因子抑制iDC的成熟、进而抑制其对T细胞的活化。

2.2DC-SIGN在MTB感染中抑制DC成熟研究发现，iDC主要通过Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)和C型凝集素这两种细胞表面模式识别受体(pattern-recognition receptors，PRR)与MTB相互作用[9]。MTB通过ManLAM与TLR识别后，将信号转导至iDC内，刺激iDC成熟并活化T细胞，产生免疫应答。当ManLAM与DC-SIGN结合后，阻止了受感染的iDC通过TLR信号转导途径被诱导成熟。Geijtenheek等[10]用脂多糖、卡介苗和MTB诱导体外培养的iDC成熟时发现，ManLAM与DC-SIGN结合后可抑制iDC成熟[11-13]。

2.3DC-SIGN在MTB感染中诱导免疫耐受ManLAM与DC-SIGN 结合后通过调节细胞因子的分泌，诱导机体产生免疫耐受。Tanne等[14]和Gupta等[15]发现，ManLAM与DC-SIGN结合后可导致脂多糖活化的DC分泌interleukin 12(IL-12)的量降低，分泌IL-10 的量增加，DC成熟受阻。IL-10分泌的增加可使MTB的毒力增强，iDC或IL-10处理的DC刺激T细胞反应的能力降低，并诱导机体形成抗原特异性耐受[16-18]。MTB或其可溶性成分ManLAM与DC-SIGN分子结合，协助MTB进入DC，进而形成非溶酶体酸性隔室，使DC成为其藏身的场所，逃脱免疫监视，为以后MTB的复发埋下隐患[18-19]。

由目前的研究结果可知，DC-SIGN与结核病的发生密切相关，但 DC-SIGN表达量的高低是否与MTB的感染存在联系，还有待于进一步的研究。

3MTB感染后DC的定向迁移

iDC主要存在于多种器官及非淋巴组织的上皮中。当机体感染MTB后,在炎症反应初期，iDC广泛分布于肺泡区域[20]。iDC表面的DC-SIGN与TLR是识别MTB的主要受体，当DC-SIGN和TLR与MTB的抗原成分结合后，通过启动细胞核因子κB、促分裂原活化蛋白激酶途径诱导iDC成熟，并在此过程中使iDC从外周感染组织迁移至次级引流淋巴结(draining lymph node，DLN)[21]。Rajashee等[22]研究发现，MTB感染后主要影响感染部位趋化因子及其受体C-C家族趋化因子受体(C-C chemokine receptor，CCR)、C-X-C家族趋化因子受体(CXCR)的表达，通过改变趋化因子及其受体的表达，介导iDC的定向迁移。iDC高表达CCR5、CCR6，随着iDC的成熟，其表面CCR5的表达量下降，而CCR7的表达量上升，CCR7对外周组织CC类趋化因子的反应性下降，但对DLN CXC类趋化因子的反应性增强，从而使iDC携带抗原向DLN定向迁移[22]。可见，在iDC的迁移过程中趋化因子及其受体发挥了重要的作用。

4MTB感染后DC在诱导细胞免疫中的作用

4.1MTB感染后DC活化初始T淋巴细胞当机体感染MTB时，iDC可通过PRR识别MTB的脂蛋白、ManLAM、肽聚糖以及MTB菌体的主要抗原成分。iDC受MTB的刺激后，由外周组织向DLN迁移，在迁移过程中iDC的功能和表型逐渐发育成熟，细胞表面分子如MHCⅡ类分子、协同刺激分子CD80、CD86、CD40以及黏附分子的表达量增加[23]。DC表面的MTB抗原肽-MHCⅡ类分子、CDl-MTB脂类抗原与CD4+T细胞、CD8+T细胞、γδ细胞及自然杀伤细胞表面的TCR结合，在DC-SIGN、细胞间细胞黏附分子3、CD80/86-CD28等共刺激分子的作用下，活化初始T淋巴细胞，促进细胞介导的免疫应答[21]。

4.2MTB感染后DC分泌的细胞因子DC在MTB感染过程中的作用不是孤立的，其与其他免疫细胞形成了一个复杂的免疫调节网络，相互影响、相互作用[24]。iDC在其成熟和抗原呈递过程中可以分泌多种细胞因子,如肿瘤坏死因子α、IL-12等促炎性细胞因子，诱导Th0向Th1细胞分化，诱导免疫应答；同时也分泌IL-10、转化生长因子 β(transforming growth factor β，TGF-β)、IL-4等抗炎细胞因子，诱导Th0向Th2细胞分化，诱导免疫耐受[25]。活化后的效应细胞在发挥免疫效应的同时也会分泌一系列的细胞因子,如IL-2、干扰素α、IL-12等，从而影响DC的活化[26]。

5MTB感染后DC诱导免疫耐受的机制

研究表明，iDC是引起免疫耐受的基础[27]。iDC具有较强的抗原摄取能力，但由于iDC表面低表达共刺激分子，不能有效活化T细胞发挥免疫效应；iDC通过调节CD4+T细胞和CD8+T细胞分泌细胞因子IL-10和TGF-β抑制免疫反应；iDC还可诱导调节性T细胞的产生，调节性T细胞与DC相互作用，进一步加强了免疫耐受状态[28]。

病原菌通常能促进DC的成熟，从而将抗原呈递给T细胞，激活T细胞、B细胞、单核-吞噬细胞等发挥免疫效应，但是MTB感染DC后抑制其成熟。Wo1f等[20]发现，MTB感染DC后，DC的成熟标志物CD83的表达水平下降，提示MTB可抑制DC的成熟。如前所述，MTB将DC-SIGN作为侵入DC的靶点，MTB通过ManLAM与DC-SIGN结合，干扰TLR信号途径，从而抑制iDC成熟[29]。成熟受阻的DC不能有效活化初始T细胞，继而影响T淋巴细胞的增殖以及巨噬细胞活化，从而抑制了机体的抗结核免疫应答。

MTB还可内化进入DC的内部藏身，这不仅不能将侵入体内的MTB彻底杀灭，反而使MTB逃避机体的免疫监视，成为复发和反复感染的根源。Alaniz等[30]用H37RvMTB感染小鼠后，单纯增加小鼠体内DC的数量并不能有效控制MTB的感染，主要表现为小鼠体内MTB的数量增多、小鼠死亡率上升，分析原因可能与MTB隐藏在DC内部有关。MTB内化进入DC后，随着DC的迁移，还有可能造成MTB在体内的播散。

6结语

DC在结核病的致病机制中具有重要作用。DC不仅诱导免疫激活，而且在诱导和维持免疫耐受及免疫调节中也发挥了重要作用。由于抗生素的滥用，结核病的耐药率也越来越高。近年来由于没有更有效的新型抗生素问世，免疫治疗受到了更多的关注。采用免疫治疗提高感染部位DC的数量和成熟度，使DC的抗原呈递能力增强、促炎性细胞因子的表达量增加，以上是否有利于控制MTB的持续感染，成为目前免疫治疗研究的热点。相信随着DC参与结核病免疫调节机制的阐明，将为开展结核病免疫治疗提供重要理论依据。

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Effect of Dendritic Cells on Immunity of Mycobacterium Tuberculosis InfectionXUYi,YANGLi,DAIEr-hei.(DepartmentofClinicalLaboratory,ShijiazhuangFifthHospital,Shijiazhuang050021,China)

Abstract：As one of the most effective antigen presenting cells (APC),the effects of dendritic cells(DCs) on mycobacterium tuberculosis(MTB) infection have attracted more and more attention.When body is infected by MTB,DC can ingest antigens,secrete cytokines and actate the immune response,so it plays an important role in anti-tuberculosis.Here is to make a review of the progress about the changes of DC surface molecules,directional migration and immune tolerance mechanisms.

Key words:Dendritic cell; Mycobacterium tuberculosis; Cellular immune

收稿日期：2014-12-22修回日期：2015-04-28编辑：辛欣

基金项目：河北省医学科学研究课题计划项目(20130650)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.21.007

中图分类号：R392

文献标识码:A

文章编号：1006-2084(2015)21-3858-03