人类抗白念珠菌感染免疫机制的研究进展

谢杭谕，崔 凡，林昭春△

(1.西南医科大学，四川 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，四川 成都 610031)

△通讯作者

人类抗白念珠菌感染免疫机制的研究进展

谢杭谕1，崔 凡2，林昭春2△

(1.西南医科大学，四川 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，四川 成都 610031)

白念珠菌作为一种条件致病菌，在酵母相通常不引起临床症状。当其大量繁殖，并转变为菌丝相时，会引发临床上各种感染症状。宿主的固有免疫和适应免疫能够帮助机体抵抗白念珠菌感染。近年来，有关抗白念珠菌感染免疫机制的研究有了很大发展，包括Toll样受体、C型凝集素受体样家族、核苷酸结合寡聚域样受体(NLRs受体)、黑色素瘤分化相关基因5受体(MDA5受体)、Th17细胞和IL-17等。本文着重介绍几种模式识别受体以及Th17/IL-17、Treg介导的固有免疫和适应性免疫在宿主抗念珠菌感染免疫中的研究进展。

白念珠菌；固有免疫；适应性免疫

念珠菌属是人类常见的条件致病真菌。口腔、阴道黏膜的念珠菌感染在临床中十分常见，对人们的生活质量带来较大影响。虽然系统性念珠菌感染发病率不高，但能引起很高的致死率。因此，宿主抗白念珠菌感染的免疫机制需要不断深入的研究。我们将分别从宿主的固有免疫以及适应免疫两方面对这一机制进行阐释。

1 抗白念珠菌感染的固有免疫

参与宿主固有免疫系统的细胞包括中性粒细胞、树突状细胞、肥大细胞等。在这些细胞表面表达的模式识别受体(PRRs)能够与多种病原微生物表面的病原相关分子模式(PAMP)相互识别，从而启动固有免疫应答。目前发现了多种模式识别受体，包括Toll样受体、甘露糖结合凝集素(MBL)、C型凝集素样受体(CLR)家族、核苷酸结合寡聚域样受体(NLR受体)，以及最新发现的黑色素瘤分化相关基因5受体(MDA5受体)。

1.1 Toll样受体 Toll样受体在1987年被发现，是最先被发现的模式识别受体，它的发现为解释固有免疫系统识别感染真菌的复杂机制起了很大作用[1]。Toll受体(TLR)属于I型跨膜蛋白，具有亮氨酸富集重复序列，能够识别PAMPs的胞外区[2]。不同的TLRs能够识别不同病原体的PAMPs[3]。为了识别这些PAMPs，TLRs需要募集一类富含Toll-IL-1受体结构域(TIR结构域)的接头蛋白，启动下游的信号通路，介导炎症的产生，通过募集中性粒细胞、吞噬细胞来释放大量的炎症因子(如白介素)，最终杀伤病原体[4]。念珠菌属包括多种PAMPs，如：葡聚糖、几丁质、聚甘露糖、蛋白和核酸。这些PAMPs至少能被五种TLR(2、4、6、7、9)识别[4]。目前TLR2以及TLR4被广泛认为是参与白念珠菌感染的主要识别受体[5]。当巨噬细胞、树突状细胞被白念珠菌胞壁结构(磷脂甘露聚糖)刺激时，通过TLR2产生TNF-α、IL-1β和IL-10，诱导Th2和Treg细胞活化[5]。TLR2被证明是在抗白念珠菌感染中最重要的TLRs受体，它通过MYD88信号通路引发一系列细胞因子的分泌[6]。Meoded等研究[5]发现用低剂量白念珠菌感染小鼠后，TLR2缺陷型小鼠比对照组更容易感染念珠菌，这说明TLR2对宿主抗念珠菌可能有保护作用。然而，另一项研究表明，TLR2缺陷型小鼠更能耐受致死性播散性念珠菌病，这是通过减少IL-10，增加IFN-γ和IL-12分泌来实现的。因此，TLR2可能具有炎症抑制作用，其介导的抗白念珠菌感染对宿主可能是有害的[7，8]。分析原因，这些差异可能是基于不同的小鼠模型和不同念珠菌菌株造成的。TLR4能够识别白念珠菌表达的甘露聚糖，通常短的线性氧连接的甘露聚糖能够被TLR4识别，产生TNF-α等细胞因子[9]。TLR4对白念珠菌的防御作用备受争议。虽然Netea等[9，10]研究表明，TLR4缺陷型小鼠由于KC和MIP2的减少，导致了对白念珠菌的易感性增加。与正常小鼠相比，TLR4缺陷型小鼠募集中性粒细胞的能力较差。然而目前大部分认为TLR2，而不是TLR4，在抵抗白念珠菌中起主导作用[11]。最近的体内研究实验中的结果显示，在面对白念珠菌感染时，造血干细胞通过TLR2和TLR4(TLR2是必须的)分化为巨噬细胞，且能够补充作为第一道防线的免疫细胞[12]。

1.2 CLR CLR包括Dectin-1、Dectin-2、树突细胞特异性粘附分子、巨噬细胞诱导C型凝集素和甘露糖受体，这些受体表达于抗原呈递细胞，识别念珠菌细胞壁成分，如：甘露糖和β-葡聚糖[13～15]。Dectin-1作为C型凝集素样受体的家族成员之一，属于Ⅱ型跨膜受体，能够识别白念珠菌细胞壁上的β-(1，3)葡聚糖。树突状细胞、单核细胞、中性粒细胞、巨噬细胞以及某些亚类T细胞和上皮等组织常可见到Dectin-1的表达。通过与真菌细胞壁中β-(1，3)葡聚糖结合，激活脾酪氨酸激酶(syk)和胱天蛋白酶募集域蛋白9(CARD9)信号途径[16]，参与多种细胞反应，如自体吞噬、呼吸爆发，产生炎症介质，并且分泌多种细胞因子和趋化因子，如IL-23、IL-6、IL-1β等。中性粒细胞能够通过表达Dectin-1识别β-(1，3)葡聚糖，诱导呼吸爆发，产生大量活性氧，从而杀灭白念珠菌[17]。Dectin-1也可以表达于树突状细胞，介导其对真菌的吞噬作用[17]。当Dectin-1表达减低时，会使Th细胞活化抑制，并且会增加对黏膜念珠菌感染的易感性[18]。除此之外，Dectin-1还能诱导IL-1β产生，这一点应特别提出，因为IL-1β涉及NLRP3炎性小体激活的半胱天冬氨酸酶1(NLRP3/caspase-1)和激活的不典型的半胱天冬氨酸酶8(caspase-8)炎症反应[19～21]。Hise等[22]研究显示了肥大细胞在抗白念珠菌方面的作用，如：导致细胞脱颗粒、产生活性氧，分泌细胞因子和趋化因子。除此之外，还能够表达近几年被认为在抗白念珠菌感染中起很重要作用的NLR受体，如NLRP3[2]。以上肥大细胞的功能均与Dectin-1密切相关[23]。

Dectin-2是识别真菌甘露聚糖的主要模式受体之一，最近的研究表明这一受体在宿主防御白念珠菌中起重要作用[22]。研究表明，白念珠菌酵母相只表达甘露糖，该真菌病原体信号只能由Dectin-2识别[17]。Saijo等[24]认为Dectin-2优先识别白念珠菌的菌丝相。Dectin-2最初被认为是郎罕氏细胞的特有受体，但随后发现它被表达在多种细胞上，如：巨噬细胞，中性粒细胞和树突状细胞[15]。与Dectin-1一样，Dectin-2发出信号也要经过syk、CARD9通路，产生一系列细胞因子和趋化因子，包括IL-2、IL-10、TNF-α、IL-23及IL-1β[25～27]。在体外实验中，Dectin-2缺陷的小鼠会对真菌感染更加易感，致死率也比正常小鼠高。如果抑制Dectin-2，也会影响Th1和Th17的分化活性，对抗白念珠菌感染的宿主防御造成影响[25，26]。此外，最近研究已经表明Dectin-2在诱导保护性Th17反应中起重要作用[25]。与Dectin-3一起，形成针对白念珠菌宿主防御的异源二聚体模式识别受体，使得对细胞壁的甘露糖结构更易识别[28]。触发Dectin-2-syk信号将引起呼吸爆发，真菌会被活性氧以及被NLRP3炎性体的激活杀灭[27]。

MBL是由肝脏分泌的可溶性凝集素，作为固有免疫系统的一部分，能够激活补体途径，直接杀灭病原体，也能增强白细胞的吞噬作用，并且调节炎症反应，可避免念珠菌感染引起的临床症状[29]。这与Donders等[29,30]的观点是一致的。最近研究表明[30]，通过阻断MBL，白念珠菌的定植力会增强。MBL缺陷型小鼠念珠菌的定植率比正常小鼠明显升高。体外实验研究表明，白念珠菌还可以刺激人单核细胞依赖MBL产生Th1细胞因子[17]。而另一项研究表明，MBL在较高浓度(10～20毫克/升)可以下调单核细胞衍生树突细胞(MoDC)表达CD83和CD86，并抑制TNF-α和IL-6的产生，这似乎又说明MBL可以抑制Th1型细胞因子的产生[31]。

1.3 核苷酸结合寡聚域样受体(NLRs受体) 位于胞质内的NOD样受体同Toll样受体一样，能够与多种病原微生物表面的病原相关分子模式(PAMP)相互识别。部分NLR还可以识别危险相关模式(DAMP)。NLR在凋亡相关斑点样蛋白(CARD、ASC)和半胱天冬氨酸酶(caspase-1)等蛋白质参与下，可以形成蛋白质复合物，称为炎性复合物[31]。炎性复合物在识别病原体感染的危险信号后，立即启动免疫反应[32]。目前发现的炎性复合物有多种，研究最多的是NLRP3炎性小体。NLRP3激活后可使caspase-1活化，进而对IL-1β或IL-18前体进行剪切，促进IL-1β或IL-18的成熟或释放，引起炎症反应。除此之外，还可阻止白念珠菌感染的播散，在抗白念珠菌感染中起重要作用。白念珠菌细胞壁上的β-葡聚糖能够刺激人类免疫细胞分泌IL-1β，这与NLRP3反应密切相关[33]。而有关NLRP的激活机制和在白念珠菌感染中的作用目前研究甚少，尚需进一步深入探究[34]。

1.4 黑色素瘤分化相关基因5受体(MDA5) MDA5是胞内模式受体，能够识别入侵病毒RNA链，主要在非髓细胞系发挥抗病毒作用。激活的MDA5能诱导线粒体膜含有半胱天冬酶募集域(CARD)的蛋白质IFN-β启动刺激物(IPS-1)，继而向下传递信号，产生Ⅰ型干扰素(I-IFN)，达到清除病毒的目的[35]。而最近的一项研究发现，MDA5也在抗真菌免疫中起着意想不到的作用。当白念珠菌的菌丝刺激巨噬细胞后，MDA5能够被特异性地表达。当编码MDA5的IFIH1基因错义突变时，宿主对系统性白念珠菌感染的易感性明显增加[36]。关于MDA5抗真菌免疫机制知之甚少，在未来的研究中还需作进一步探讨。

2 抗白念珠菌感染的适应性免疫

固有免疫系统通过诱导树突状细胞、中性粒细胞，以及近年来发现的肥大细胞[22]，产生一系列细胞因子，上调协同刺激分子来促进T细胞向Th1、Th2、Th17和Treg细胞分化，从而抑制念珠菌感染，在抗白念珠菌的适应性免疫反应发挥作用[17]。继2005年Th17细胞发现后，关于Th17/IL-17的研究被大量开展，认为Th17/IL-17在白念珠菌感染的小鼠模型中起重要保护作用[16]。最新的研究发现，根据免疫位置的不同，Th17细胞分化需要TGE-β、IL-6、IL-1β的参与，在皮肤念珠菌感染中，Th17的分化尤其需要IL-6、IL-1β[37]。朗罕氏细胞通过表达Dectin-1诱导IL-6产生，从而促进Th17细胞的分化[37]。IL-17主要由Th17细胞产生，它作为一种强大的促炎症因子，具有多重生物学活性，不仅可以诱导上皮细胞产生IL-6、IL-8、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)和一些趋化因子，还能诱导中性粒细胞增殖、成熟与分化[38]。这与 Hernández等[14]的结论是一致的。除此之外，Th17/IL-17还可以介导β防御素等抗微生物肽的产生，进一步促进杀灭白念珠菌的反应机制[39]。既往大多数研究认为Treg细胞介导的是对机体有害的天然免疫[17]。然而最新的数据表明，在抗白念珠菌感染时，Th17/IL-17和Treg细胞之间的关系复杂，有研究发现Treg细胞既可以抑制又可以增强免疫反应[40]。在一些抗真菌免疫实验研究中发现，Treg和Th17细胞具有高度的表型灵活性[41～43]。最近研究结果显示[42]，Treg可通过表达维A酸相关孤儿受体(ROR-yt)来产生IL-17。树突状细胞表面的Dectin-1受体可以促进Treg细胞转化到 RORyt+IL-17 A+表型，从而得以识别白念珠菌细胞壁上的β-葡聚糖。这些研究表明，Treg细胞可以促进Th17/IL-17细胞反应以及甚至可以获得像Th17细胞对于白念珠菌的免疫特性[42]。

宿主抗白念珠菌感染的免疫机制复杂，虽然目前对几种模式识别受体有了进一步的认识，但对于模式识别受体(PRRs)相互间的以及(PRRs)与PAMP相互间的作用还需要不断研究。同样的，阐明白念珠菌感染的保护和抑制机制以及Th17/IL-17和Treg细胞反应转换的机制，也将是我们重要的研究领域。

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Research progress on immune mechanism of anti-Candida albicans infection in human

XIE Hang-yu1，CUI Fan2，LIN Zhao-chun2

R756

B

1672-6170(2016)04-0205-04

2016-03-05；

2016-05-18)