血单核细胞在真菌感染免疫的研究进展

董嘉琤 梁官钊 刘维达,2

(1.中国医学科学院北京协和医学院皮肤病研究所,南京 210042;2.江苏省皮肤病与性病重点分子生物学实验室,南京 210042)

单核巨噬细胞系统包括循环于血液中的单核细胞和组织器官中的巨噬细胞。病原微生物进入机体后，巨噬细胞可发生原位增殖，并同其他细胞，如肥大细胞、树突状细胞、基质细胞等募集中性粒细胞共同参与炎症反应。巨噬细胞在感染免疫中识别微生物、吞噬和提呈抗原的作用已经被深入研究。然而，外周循环中的单核细胞到底在感染免疫中发挥何等作用，相关研究有限，尚不清楚。有研究报道，在微生物感染的固有免疫反应早期，一些单核细胞能够在病灶处被活化，并在抗微生物感染方面发挥作用[1-4]。然而，亦有研究表明Ⅰ型干扰素通过调节单核细胞可以促发致死性的免疫病理反应，对感染免疫起反作用[5]。鉴此，我们应该关注单核细胞，探讨和明确其在抗真菌感染中发挥的作用。

1 单核细胞表型

单核细胞起源于骨髓造血干细胞 (HSCs)，并从骨髓不断进入血液循环系统。在人类中占白细胞总数的10%，在老鼠中只占2%～4%。在人类外周血中，单核细胞体现了细胞表型 、功能等方面的异质性[6]。根据单核细胞CD14和CD16等特异性表达的表面分子标记，人类单核细胞主要分为三型：经典单核细胞、非经典单核细胞及中间型单核细胞[7]。高水平表达CD14，而CD16阴性的单核细胞称为经典单核细胞 (CD14++CD16-)，是主要的单核细胞群，约占单核细胞总数的90%。CD16阳性的单核细胞根据CD14和CD16表达水平又可分为非经典的单核细胞 (CD14+CD16++)和中间型单核细胞(CD14++CD16+)[8]。

相应的，基于细胞表面的表达的Ly6C、CCR2和CX3CR1，老鼠的单核细胞可以分为两个功能不同的表型。Ly6ChighCCR2highCX3CR1low表型直接来源于Ly6C+单核细胞前体，相当于人类的经典单核细胞和中间型单核细胞。Ly6ClowCCR2lowCX3CR1high表型相当于人类的非经典单核细胞[9]。近年来亦有研究显示，部分Ly6ClowCCR2lowCX3CR1high表型是由Ly6Chigh单核细胞经过一种Nr4a1依赖性转录程序分化形成的，而在Ly6Chigh单核细胞缺失时，Ly6Clow单核细胞亦可由造血前体细胞直接分化而来，体现了单核细胞分化的潜在可塑性[10-11]。人类的单核细胞群高度保守，鼠的单核细胞群与其转录特征非常相似，提示对小鼠单核细胞表型的研究可以为探讨人单核细胞表型的分布和功能提供依据。

2 不同表型单核细胞的免疫功能

2.1 经典单核细胞

经典单核细胞具有很强的吞噬功能。细胞表面的TLR受到脂多糖 (LPS)等细菌相关信号刺激后，细胞发生活化，既能产生较多炎性细胞因子和趋化因子， 如IL-6、IL-8、NO、氧自由基 (ROS)、CCL-2、CCL-3，又能产生IL-10等抗炎因子。经典单核细胞可以分化为M1型巨噬细胞，主要在炎症、吞噬和细菌清除中起主要作用[12-13]。

2.2 中间型单核细胞

中间型单核细胞表面分子CD40和CD54高表达，能够在T细胞活化、增殖及抗原提呈过程中起重要作用。此外，中间型单核细胞是产生ROS的主要细胞亚群，同时能够产生大量促炎因子 (如TNF-α、IL-1β)在体外表现出强大的促炎作用和抗肿瘤活性，有较高的活化炎症反应的潜能[14]。

2.3 非经典单核细胞

非经典单核细胞又称巡逻单核细胞。细胞通过缓慢的在内皮上的爬行来“巡视”血管组织，有时会依赖LFA-1整合素实现逆血流方向爬行[15]。通过巡视作用，非经典单核细胞能够清除损伤的细胞和来自血管的碎片，并产生大量的促炎因子 (如TNF-α、IL-1β)，促进伤口的愈合和维护血管组织的完整性[16]。

3 单核细胞不同表型在抗真菌感染中的作用

3.1 白念珠菌

在系统性白念珠菌感染的48 h内，Ly6Chigh单核细胞能够迅速渗透到受感染的肾脏，这些单核细胞在诱导保护反应方面有着关键性的作用[17]。CX3CR1单核细胞缺陷鼠模型中也证实了，虽然仅单核细胞减少不会增加念珠菌病易感性，但单核细胞和巨噬细胞在控制组织器官 (例如肾脏)白念珠菌播散性感染防御中发挥不可或缺的作用[18]。关于单核细胞抗白念珠菌感染的机制，我们总结了以下两条：①发生白念珠菌感染时，经典单核细胞和非经典单核细胞都能抑制白念珠菌孢子萌发，并吞噬杀死白念珠菌。两种单核细胞分泌IL-6和IL-10的能力相同，但经典单核细胞能够诱导Th17反应，对白念珠菌产生更强的杀伤作用[19]。②近来有研究者通过流式分选检测感染后24 h、48 h时，脾脏和肾脏中Ly6Chigh单核细胞、Ly6Clow单核细胞、树突细胞、NK细胞等免疫细胞的数量变化，提出了一个新观点。即在小鼠发生白念珠菌的深部感染时，Ly6Chigh单核细胞和树突细胞可以生成IFN,促使Ly6Chigh单核细胞产生IL-15,脾脏中的NK细胞接收到IL-15的刺激而发生活化，进而分泌GM-CSF,促使炎性单核细胞向巨噬细胞转化，肾脏的中性粒细胞聚集并活化，增强对白念珠菌的杀伤力[20]。

3.2 隐球菌

免疫功能低下者隐球菌感染时常发生隐球菌脑膜炎，而中枢神经系统炎症首先会引起炎症部位单核细胞的聚集，而非中性粒细胞的募集。有前瞻性队列研究显示，在感染开始阶段，脑脊液中非经典和中间型单核细胞所占比例增高而经典单核细胞所占比例下降；抗真菌治疗14 d后，经典单核细胞增多而中间型和非经典单核细胞减少，基本恢复到未发生感染时的基线水平[21]。抗真菌治疗后，脑脊液中单核细胞表型的再平衡，归结于不同表型单核细胞在清除隐球菌时发挥着不同的功能。中间型及非经典单核细胞能够分泌大量TNF-α、IL-1β，在许多感染性疾病中都有扩增现象，优先募集到炎症部位。炎症得到控制后，各表型单核细胞所占比例恢复到正常水平。

3.3 烟曲霉

关于不同单核细胞表型在抗烟曲霉感染时的机制，早期发现经典和非经典单核细胞都能有效地吞噬烟曲霉，但只有经典单核细胞能抑制单孢菌的萌发，同时分泌少量的TNF。这一差别仅存在于孢子尚未萌发时，孢子萌发后，不同表型的单核细胞对烟曲霉的杀伤能力没有明显差别[22]。值得关注的是，近来发现CCR2+Mo (即Ly6C+单核细胞)能够启动对抗烟曲霉感染引起的肺炎的免疫反应，主要通过两种途径实现这一功能。一是通过聚集在肺部的炎症部位，产生炎症细胞因子和趋化因子，增强中性粒细胞对抗真菌感染的功能。二是CCR2+Mo暂时性地吞噬烟曲霉分生孢子，同时分化为Mo-DCs，在这一过程中，直接通过NADPH的氧化作用杀死烟曲霉分生孢子。体现了单核细胞通过直接或间接的方式，在肺部进行抗真菌的免疫反应[23]。

3.4 副球孢子菌

接受抗真菌治疗与未接受治疗的慢性副球孢子菌肺炎患者相比，单核细胞各表型所占比例存在差异。未接受治疗的慢性副球孢子菌肺炎患者受到副孢子球菌抗原的刺激，单核细胞分泌较多的促炎因子 (IL-1β和TNF-α)和促纤维增生因子 (TGF-β1和b-FGF)，外周血中非经典单核细胞和中间型单核细胞计数比基线水平更高；接受抗真菌治疗后，中间型单核细胞计数回到基线水平；治疗结束52±7个月后，肺纤维化导致机体缺氧，这一特定刺激使单核细胞保持促炎活性，能自发产生大量TNF-α，非经典单核细胞仍处于较高水平[24]。

4 小结与展望

单核细胞的异质性在抗免疫炎症中具有重要作用。由于体内存在不同表型及功能的单核细胞亚群，机体对真菌感染产生的固有免疫反应更加充分和高效。研究显示，单核细胞在不同的真菌感染疾病的不同阶段中发挥的作用可能有差异，其免疫相关信号通路的激活也可能存在差异。目前，仍有许多问题有待解决，如我们能否人为诱导特定单核细胞转化来增强机体免疫功能？不同表型单核细胞比例或数目的改变对疾病的发展和预后有怎样的提示，能否作为免疫功能评价的指标？这均需进一步研究探讨。由于免疫缺陷患者的数量不断增加以及抗真菌药物耐药性的增加，深入了解单核细胞异质性，对监控疾病的病程，改善患者的免疫状况及预后有重要的意义。