白介素-10在HIV/AIDS合并新型隐球菌脑膜炎患者发病机制中的研究进展

磨立达综述苏国生审校

(南宁市第四人民医院广西医科大学附属南宁市传染病医院广西艾滋病治疗中心[南宁]检验科，广西南宁530023)

白介素-10在HIV/AIDS合并新型隐球菌脑膜炎患者发病机制中的研究进展

磨立达综述苏国生审校

(南宁市第四人民医院广西医科大学附属南宁市传染病医院广西艾滋病治疗中心[南宁]检验科，广西南宁530023)

白介素-10作为一种Th2型细胞因子，具有多种生物学活性，随着临床医学的高速发展，其对多种疾病的发病机制不断被发现。白介素-10在新型隐球菌感染中起负性调节作用，其可能的作用机制主要为影响Thl/ Th2反应平衡；在人类免疫缺陷病毒(HIV)持续感染过程中白介素-10广泛发挥免疫抑制作用，白介素-10对艾滋病作用机制可能包括白介素-10通过抑制促炎症驱动对HIV复制和减少慢性免疫活化的免疫效应、通过减弱效应T细胞应答从而导致HIV持续感染、通过激活HIV的表达通过膜TNF-α/TNFR-1通路上调细胞膜TNFα和TNFR-1等来阐明。但要揭开在新型隐球菌致病与HIV/艾滋病(AIDS)患者防御之间所引发的一系列细胞因子尤其是白介素-10的网络介导作用仍有待进一步探索和研究。

白介素-10；艾滋病；新型隐球菌；脑膜炎；发病机制

近年来，由于地理环境和气候因素的影响，我国南方地区艾滋病合并新型隐球菌性脑膜炎(CM)的病例有着上升的趋势[1]，患者呈多脏器损害，以脑膜炎及肺部损害为主，病死率高[2]，是艾滋病患者死亡的主要原因之一。随着检验新技术的应用[3]，抗真菌药物研制水平的提高，人类免疫缺陷病毒/艾滋病(HIV/AIDS)合并CM得到了及时确诊与有效治疗，但仍有1/3以上的患者经历抗真菌药物治疗的失败[4]，且具有较大毒性，其10周死亡率也超过25%[5]。因此迫切需要对HIV/AIDS合并CM的发病机制进行深入研究，为临床提供可靠的检测指标及理论依据。白介素(IL)-10是一种Th2型细胞因子，具有多种生物学活性，在很多病原体感染中起负性调节作用。近年来关于IL-10的生物学作用及其在真菌感染和自身免疫缺陷病中的作用研究已有很大进展，现综述如下：

1 IL-10生物学特征

IL-10是一种耐酸的单肽链糖蛋白，相对分子量为17 kDa，等电点为8.1，通常为二聚体。IL-10基因前体由178个氨基酸残基组成，分泌时会被切去18个氨基酸的信号肽，故成熟的IL-10由160个氨基酸残基组成。人类IL-10基因定位于1号染色体上，由5个外显子和4个内含子组成。IL-10基因和EBv基因组中有一段开放读码区的BcRF1有大于80%的明显同源性，而与其他细胞因子无明显的顺序同源性。人IL-10和鼠IL-10核苷酸序列同源性达81%，氨基酸序列同源性达73%。IL-10主要是由单核细胞和Th2细胞分泌[6]，其他细胞如Th1细胞、B细胞、激活的角质细胞、巨噬细胞、肥大细胞、嗜酸粒细胞、中性粒细胞及多种肿瘤细胞。这些细胞分泌IL-10主要决定于特定的刺激、受损组织类型和某种免疫反应时间点，一般IL-10产生于免疫反应相对晚期，在细胞激活和抗炎细胞因子释放之后。

2 IL-10的生物学效应

IL-10是一种具有免疫抑制和免疫刺激作用的细胞因子，能调节细胞的生长与分化，具有良好的免疫抑制和抗炎特性作用[6]。在单核细胞存在下，IL-10可抑制抗原特异性CD4+T细胞增殖和T细胞前体产生IL-2、IFN-γ、TNF，下调Th1介导的免疫应答[7-8]。而内源性IL-10可通过下调mRNA表达而抑制自身产物的表达，从而抑制其抗原递呈能力[9]。研究表明，IL-10通过抑制一氧化氮(NO)等炎性介质合成，阻断IL-12等细胞因子依赖性的前胶原活性，从而抑制单核巨噬细胞抗原递呈功能及产生炎症介质[10]。IL-10在单核巨噬细胞存在下能调节自然杀伤细胞(NK)以及CD8+T细胞的杀伤作用[11]。IL-10通过抑制单核细胞MHCⅡ类分子细胞间粘附分子CD80和CD86的表达来达到抑制其抗原递呈的作用[12]。除此之外，IL-10能刺激CD40抗体(或抗原)激活人的B细胞快速生长和分化，同时使机体处于体液免疫高反应状态，从而产生大量IgG、IgM、IgA[13]；在IL-4协同作用下，IL-10能提高IgE生物活性。在IL-3、IL-4存在下，IL-10刺激肥大细胞及其祖细胞的增殖，增强肥大细胞的活力。

3 IL-10在真菌感染中的作用

在IL-10与真菌感染相关性研究中，文献报道最多的是IL-10在念珠菌感染中的作用机制。不少学者[14-15]认为IL-10在念珠菌感染中发挥负性调节作用，其的作用机制主要包括影响Thl/Th2平衡、下调中性粒细胞活性、阻止巨噬细胞活化、抑制NO合成以及抑制IFN-γ合成。肺孢子菌(PC)是一种机会性致病真菌，其在免疫缺陷患者中具有极高的致死率。Rui等[16]研究表明，在宿主体内CD4+T不断减少时，PC在机体内可刺激肺组织的巨噬细胞和单核细胞产生IL-10，而体内升高的IL-10可直接抑制IFN-γ，导致体内IFN-γ含量降低，极大促成了宿主感染PC。另一方面，IL-10可限制受PC感染的宿主出现过度的炎症损伤，减少免疫重建综合征的发生，从而延长患者生命。因此IL-10作为一种抗炎细胞因子，在宿主防止PC感染及炎症损伤的平衡中发挥至关重要的作用。近年来人们对IL-10在新型隐球菌感染中的作用的研究也有所突破。机体对新型隐球菌的抵御主要依赖宿主的细胞免疫，在新型隐球菌感染部位激活巨噬细胞和中性粒细胞，激活Thl免疫应答及其细胞因子，产生足够强度和维持性的免疫应答，以清除新型隐球菌。而李玮等[17]研究发现，将最重要的毒力因子新生隐球菌荚膜多糖主要成分-葡萄糖醛酰木糖基甘露聚糖(GXM)接种到正常小鼠脾脏后，促进内皮细胞凋亡，与脾脏CD4+T细胞相互作用后，可引起高水平IL-10的产生，减少某些致炎性细胞因子；江凌等[18]发现作为新型隐球菌诸多毒力路径的重要调节因子之一的VAD1mRNA可抑制抗新型隐球菌的IFN应答，使IFN-γ表达量减少，而IL-10表达量增加，为新型隐球菌感染的免疫治疗提供理论依据。Wormley等[19]的研究显示，易感小鼠接种致病性新型隐球菌后，其Thl免疫应答减弱并产生Th2细胞因子，进一步证实新型隐球菌逃逸宿主清除是以Th2为主的免疫应答反应为基础的。由于新生隐球菌产生毒力因子促进IL-10的增加，从而诱导Th2应答，抑制Thl应答，增加CM患者对新型隐球菌的易感性。因此IL-10被认为是维持Thl/ Th2平衡的关键细胞因子。这一作用机制在临床应用上很广泛，卜晖等[20]发现CM患者急性期时脑脊液中Thl细胞因子明显下降、Th2细胞因子IL-10升高，导致Thl/Th2漂移，使得新型隐球菌被吞噬后不能得到有效清除，菌体借助“木马机制”以吞噬细胞为载体进行全身扩散，从而诱发CM。因此，IL-10的免疫抑制作用可能使其成为一个动态监测隐球菌性脑膜炎患者治疗效果以及病情是否好转的参考指标。

4 IL-10在自身免疫缺陷病中的作用

研究表明，IL-10在类风湿关节炎、尿毒症、系统性狼疮肾炎、急性肾小球肾炎、同种异体移植排斥反应、混合性免疫疾病等都有重要的临床意义。艾滋病作为获得性免疫缺陷综合征，与IL-10的关系也非常密切。研究发现，机体受HIV感染后，HIV刺激外周血单个核细胞(PBMC)产生IL-10，IL-10作用于抗原提呈细胞使共刺激分子(如MHCⅠ和Ⅱ类分子等)表达减少，进而改变IL-10的产生并阻止成熟T细胞激活；IL-10还能作用于CD4+T和CD8+T细胞以限制其增殖、分化和效应能力及抑制Th1细胞因子产生，但当IL-10活性被中和、利用IL-10表达缺失的基因敲除或抗体中和IL-10R后，T细胞免疫功能恢复并且迅速清除HIV[21]，也有报道证实IL-10启动子区的多态性导致的IL-10产生减少能增强HIV感染时宿主对病毒的控制能力[22]。研究还发现，HIV感染过程中有很多免疫信号的活化能诱导IL-10表达。在黏膜感染的过程中，HIV-1可以通过包膜蛋白表面的糖链与树突状细胞表面的C型凝集素受体(DC-SIGN)结合,从而诱导IL-10表达[23]。HIV/AIDS患者的免疫系统处于免疫抑制状态，T细胞的抗病毒功能受损，T细胞的耗竭是一种获得性T细胞功能障碍，T细胞耗竭的分子表面标记为程序性死亡受体1(PD1)，体外实验证明PD1刺激能诱导IL-10表达并抑制抗病毒免疫[24]。HIV跨膜蛋白gp41与外周血单个核细胞共孵育后诱导IL-10表达[25]。研究显示，在HIV持续感染过程中，发现不同类型的细胞以不同的形式利用IL-10发挥免疫抑制，研究表明CD4+T细胞、CD8+T细胞、单核/巨噬细胞、树突状细胞(DC)、B细胞和自然杀伤细胞(NK)都能介导IL-10应答。DC是免疫系统中具有多种免疫功能的关键细胞,然而在HIV/AIDS患者体内HIV刺激DC产生IL-10致使多种免疫功能缺陷[26]，产生的IL-10增强免疫细胞应答，诱导B细胞耗竭从而使抗体减少甚至消失[27]。单核/巨噬细胞是外周血中产生IL-10最大的细胞亚群，IL-10能抑制细胞毒性T淋巴细胞(CTL)释放IFN-γ，调节性B细胞(Breg)通过增加IL-10抑制CD8+T细胞分泌[28]。由此可见，在HIV持续感染过程中IL-10广泛发挥免疫抑制作用，但可能通过多种机制调节HIV特异性免疫应答。有不少学者认为：其作用机制可能包括IL-10通过抑制促炎症驱动对HIV复制和减少慢性免疫活化的免疫效应、通过减弱效应T细胞应答从而导致HIV持续感染、通过激活HIV的表达通过膜TNF-α/TNFR-1通路上调细胞膜TNF-α和TNFR-1等来阐明[29]。

5 展望

由于大脑的形态结构和功能的复杂性决定了HIV/AIDS患者合并CM发病机制的复杂性，目前有关这方面仍未有太多的研究，但已引起人们的高度重视。Qin等[30]探讨树突状细胞(DC)在HIV/AIDS患者合并CM中的作用，认为新型隐球菌激活DC活性，刺激CD83和CD86分子的表达，增强DC介导HIV-1反式感染，促进HIV-1的复制及加快HIV-1感染CD4+T细胞，从而增加HIV/AIDS患者致死率。本基金课题将利用现有的实验室条件严格参照实验室操作规程对入选HIV/AIDS患者血液及脑脑脊液中的IL-10、IL-12、IFN-γ、IL-4、IL-6、TNF-α、ADA、LDH、葡萄糖、蛋白质、氯离子、IgM、IgG、IgA、HIV-RNA、白细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞等检验项目进行检测，通过分析IL-10与其他检测指标的差异性及相关性，探讨IL-10在HIV/AIDS合并CM患者发病机制中的作用。本研究的完成将进一步揭开在新型隐球菌致病与HIV/AIDS患者防御之间所引发的一系列细胞因子网络介导作用，为改善HIV/AIDS合并CM的鉴别诊断效率、疗效及预后评估提供有力的临床理论依据，具有重要的临床和经济学意义。

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10.3969/j.issn.1003-6350.2017.08.036

R512.91

A

1003—6350（2017）08—1308—03

2016-07-29)

广西壮族自治区卫生和计划生育委员会科研课题(编号：Z2016067)；南宁市科学研究与技术开发计划项目(编号：20163113)

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