寄生虫治疗狼疮性肾炎的研究进展①

高 阳 肖庆飞 崔 燕 赵悦竹 唐 岩 赵 颖

(吉林大学第一医院肾病科，长春130031)

系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一种自身免疫性疾病，其特点是循环免疫复合物的组织沉积导致炎症介质的释放，炎症细胞的大量涌入，引发临床上一系列病症。它是一种典型的系统性疾病，与自身免疫性疾病(如多发性硬化和1型糖尿病)一样，有可能涉及多器官系统。狼疮性肾炎(Lupus nephritis,LN)是SLE的主要并发症和致死因素之一，由多种免疫复合物沉积和激活而引发[1],表现出相当多的表型和组织学异质性。其具体发病机制目前尚不清楚，但免疫系统功能异常在自身免疫性疾病的发病过程中起到极其重要的作用。目前许多学者认为寄生虫感染所诱导的免疫学环境，具有防治自身免疫性疾病的潜力。动物模型、临床试验等方面的研究已证实寄生虫可以通过多种途径，有效调控机体炎症反应，改善自身免疫性疾病的病情。其在LN方面的相关进展如下：

1 感染寄生虫与自身免疫性疾病的关系：具有相反的关联性

在过去几十年，西方国家自身免疫病和过敏性疾病发病率明显增高。根据卫生假说[2]，改善卫生环境减少了人们暴露于感染性疾病的机会，尤其针对儿童，可能会对其免疫系统的发育产生负面影响；减少寄生虫尤其是蠕虫感染的几率被认为是造成这种现象的原因。Weinstock[3]在发表于Nature 的评论性文章中最先提出发展中国家的“除蠕虫” 可能有引起自身免疫病流行的危险。

在动物实验中，感染寄生虫可以阻止或延缓免疫失调动物模型的病情。包括1 型糖尿病、炎症性肠病、多发性硬化、类风湿关节炎和SLE等[4-7]。其中感染雄性棘唇线虫[5]、刚地弓形虫[6]等的SLE模型鼠LN的病情得到缓解。如弓形虫感染减少了小鼠在肾脏中出现蛋白尿和免疫复合物沉积的数量，延长了小鼠的寿命。感染弓形虫的小鼠9月龄时，IgM和IgG抗DNA抗体水平明显下降，尤其是IgG-2a和IgG3亚类，小鼠肾小球肾炎有明显改善。目前寄生虫感染治疗自身免疫病的研究主要针对寄生虫或其虫卵或提取物，其中蠕虫最多见。我们即应用肠道蠕虫旋毛虫对炎症性肠病，甚至肿瘤进行干预性研究，并取得了良好的干预效果[7,8]。虽然大多数研究还在动物实验阶段，但是已经有一些临床试验在进行中。美国FDA 和欧洲医学会已经正式批准发展蠕虫卵作为一种药物制剂。并且目前美国食品药品安全局正在组织应用猪鞭毛虫虫卵(Trichuris suis ova， TSO)治疗克罗恩病的3期临床试验[9],仅欧盟区临床实验的投资就高达5亿欧元。另外，Mutapi等学者[10]在研究对津巴布韦人群驱除埃及血吸虫前后抗核抗体(Antinuclear antibodies，ANA)的变化时，观察到，驱虫后的人群ANA明显上升。这些临床研究结果更加支持了驱虫后人群免疫失调疾病的发病率较高的理念。

2 寄生虫作用于LN的可能机制

2.1免疫学机制 SLE 发病机制涉及多方面，免疫细胞异常居于主要地位，自身抗原累积，免疫细胞过度活化，细胞因子种类和数量异常，自身抗体产生，靶器官损伤等过程均与免疫细胞相关。LN的发生往往预示着SLE预后较差，其发病是由于免疫复合物沉积于肾小球并且伴随巨噬细胞(Macrophages，MC)、树突状细胞(Dendritic cells，DC)等产生大量的辅助性T细胞(T helper,Th)1型细胞因子如IL-12、IL-18等，发生炎性浸润而导致慢性肾脏损伤[11,12]。尤其是LN最常见的肾脏病理类型弥漫性增生性狼疮性肾炎(Diffuse proliferative lupus nephritis，DPLN)，除以Th1型免疫反应为主以外，更是存在Th17/调节性T 细胞(regulatory T cell，Treg)的免疫偏移(即Th17升高；Treg下调)，并可随着炎症反应持续化，如通过干扰素γ(Interferon gamma,IFN-γ)的产生进一步促进经典途径巨噬细胞(M1)的活化。

相反的，寄生虫是复杂的多细胞有机体，可以产生异体蛋白、脂质和代谢产物而被宿主的免疫系统所识别，恰恰具有独一无二的诱导Th2免疫反应及上调Treg细胞的能力。从而下调Th1和Th17的免疫反应，还可以诱导调节性或可替代活化DC及MC。

因此，基于以上机制，多数学者主要从固有免疫的重要中枢性细胞DC和MC以及适应性免疫的主要细胞T细胞来探讨寄生虫对LN，尤其是DPLN 的免疫调节机制。

2.1.1树突状细胞 DC是重要的抗原提呈细胞并且是重要的适应性免疫的诱导者。具有独特的刺激 T 细胞活化的能力,是连接固有免疫和适应性免疫的“桥梁”[13]。在有活动性损伤的LN患者中，被激活的DC显著增加，并伴随可激活T细胞的共刺激因子的表达。就像预期那样，它们也产生高水平的炎症细胞因子，并且诱发可导致LN的Th1和Th17反应。而肠道线虫排泄分泌物(Excreted and secreted,ES)产物可以抑制IL-12产生及共刺激因子(如CD80/86和CD40)和主要组织相容性复合体Ⅱ(Major histocompatibility complex Ⅱ,MHCⅡ)表达[14]。鼠鞭虫[15]及旋毛虫[16]均可使不成熟DC增多。感染多回类卷体线虫小鼠淋巴结中的DC诱导Th1和Th17分化能力下降，而促使Th2反应和FoxP3+Treg细胞产生增多[17]。从上可以看出，寄生虫的抗炎作用与致病性DC减少和具有免疫耐受性的DC增加分不开。另外，DC也可通过可替代活化途径(产生RELM-α、Ym1和其他可替代活化因子)促进Th2免疫反应。也可能成为寄生虫抗炎的一条免疫通道。Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)是微生物成分引起树突状细胞活化的桥梁，对适应性免疫应答类型具有调控作用。TLR在炎症性疾病发病机制中的作用日益受到关注，蠕虫通过调节DC中TLR的表达可以减轻炎症性肠病[18]，有研究显示激活TLR9可促发MRL/Lpr小鼠狼疮性肾炎病情的活动[19]，因此，TLR与LN的关联性为蠕虫抗LN治疗提供了靶点。

2.1.2巨噬细胞 与此同时，在活动性LN中，巨噬细胞也作为一种重要的内在免疫调节者在刺激后续的适应性免疫中起着关键性的作用。一般来说，巨噬细胞可极化为M1和M2。M1为典型分化型巨噬细胞(经典激活的巨噬细胞)，有促炎作用；M2为替代性分化型巨噬细胞，是抑制Th1炎性反应型巨噬细胞。Iwata等[20]研究证实，狼疮易感小鼠较早地出现狼疮肾炎，并伴有巨噬细胞的浸润，以M1 型巨噬细胞为主，而且很难向M2 型极化。狼疮易感小鼠发生缺血再灌注损伤后，缺血后的肾小管细胞通过产生大量集落刺激因子介导M1型巨噬细胞的活化，加重修复功能障碍和炎性反应，导致LN的发生。

研究表明，M2具有调节和抑制功能，可诱导产生调节性IL-10和TGF-β抑制炎症反应[21]。同时，M2还表达精氨酸酶1(Arginase-1，免疫抑制)、抵抗素样分子(RELM-α，Th2型免疫反应)和几丁质酶样分子(Ym1，抑制及驱虫杀虫)，这些因子在寄生虫感染过程中可进行组织修复及保护性排虫免疫[22]。我们的研究也显示，在旋毛虫感染的早期即可诱导替代性分化型巨噬细胞[23]。因此，M2被激活是蠕虫感染最大的特点，并且发挥着抗炎和组织修复作用[24]。在LN模型中，线虫感染后所诱导的M2型细胞同样发挥出积极的保护性作用[25]。因此，针对M2巨噬细胞的研究，利于明确并细化寄生虫干预LN的巨噬细胞调控机制。

2.1.3T细胞 目前，有越来越多的证据显示伴有肾炎的SLE 患者更倾向于Th1免疫反应占优势，Th1型细胞因子(IFN-γ、IL-12)参与了疾病的发生、发展[26]。同时，IL-17也参与了狼疮性肾炎的发生，如体外实验证实，IL-17 可以促进B 细胞的活化[27]，IL-17 可以诱导IgG和抗双链DNA 的产生。相反，在蠕虫感染过程中，宿主激发了强烈的Th2免疫反应[28]。释放Th2类细胞因子如IL-4、IL-5和IL-13对胃肠道寄生虫从肠道中排出具有重要作用。IL-5对于一些幼虫形态的破坏有重要作用。

Th1和 Th2免疫反应是互相调控的。而且，Th2细胞因子可以抑制Th17的发展。另外，蠕虫还可以诱导免疫抑制Treg细胞拮抗Th1/Th17反应[29]。如某些线虫种类通过分泌转化生长因子β(Transforming growth factor beta,TGF-β)模拟物直接促进FoxP3+Treg细胞的产生。在LN和其他炎症性疾病中Th1/Th2和Th17/Treg平衡的维系具有重要性。蠕虫和它们的产物恰好能很好地维持上述平衡。例如，雄性棘唇线虫的提取物ES-62对MRL/Lpr狼疮模型鼠 IL-17/IL-22炎性反应轴有抑制作用[24]。曼森血吸虫可降低DPLN小鼠IFN-γ水平，上调IL-4和IL-10[30]。因此，多数研究表明，寄生虫是通过感染所诱生的Th2型免疫反应及Treg抑制了LN的Th1/Th17型的过度免疫反应而起到良好的预防和治疗效果。

2.2遗传学机制 Machado等[31]研究者认为，编码免疫球蛋白G受体(Fcγ receptors,FCγ受体)基因的序列变异和拷贝数变异(Copy-number variation,CNV)都是遗传性的，并与许多自身免疫性疾病相关。然而，这种变化的分子性质和进化背景是未知的。他们描述了CNV的结构，估计其突变率和多样性。支持了对卫生假说的遗传贡献，表明在蠕虫多样性的背景下，过去的进化使人类在无蠕虫环境的背景下为自身免疫性疾病提供了一系列易感等位基因。显示了在遗传水平上病原体和自身免疫性疾病之间的联系。

3 寄生虫提取物作为免疫调节剂的研究

3.1不同寄生虫的有效免疫调节分子 尽管寄生虫对免疫失衡性疾病的治疗有益，但影响或阻碍其应用的最大障碍就是对其应用活虫的生物安全性问题。因此，各国研究者开展了多种关于寻找寄生虫有效免疫调节分子的研究(如表1)。结果表明，寄生虫可通过分泌和表达某些分子来切断炎症的级联反应。这些研究在寻找有效分子的同时，也探究了其抗炎机制，为选择防治LN的有效免疫分子提供了理论基础。

3.2作用于狼疮性肾炎的寄生虫提取物 目前研究最多的寄生虫提取物是ES-62，一种由棘唇丝虫分泌的蛋白，在MRL/Lpr狼疮模型鼠中显示出良好的治疗潜力[5,25]，而且其效应机制与髓样分化因子MyD88相关[25]，ES-62不但对狼疮性肾炎有作用，还能减轻狼疮相关的迅速进展的动脉粥样硬化[33]。

另外，部分研究者[34]从丝虫中提取出与N-型聚糖共价连接的磷酰胆碱(Phosphorylcholine,PC)部分(是ES-62免疫抑制作用活性的主要成分)，与促吞噬肽 (tuftsin)进行联合制备Tuftin磷酸胆碱(TPC)干预狼疮性肾炎小鼠，通过抑制炎性因子，增加抗炎因子的表达改善了肾小球病变。Shemer等学者[35]更进一步在具有狼疮遗传易感性的模型小鼠(NZBxW/F1小鼠)中应用TPC，与甲泼尼龙对比，具有相似的治疗作用。

4 狼疮患者感染寄生虫的临床病例报道

目前寄生虫治疗狼疮性肾炎还处于实验室阶段，但临床上会见到狼疮患者感染寄生虫的罕见病例报道。如一位42岁的女性，在小剂量服用泼尼松龙治疗狼疮阶段因腹胀、食欲减退、呕吐等消化道症状发现感染了类圆线虫，并给予伊维菌素驱虫治疗后缓解[36]。另一位30岁的西班牙男性，有8年的狼疮病史，突然出现类似狼疮活动的表现，包括肾脏损害，接受伊维菌素和阿苯唑达治疗后改善[37]。还有学者报道了严重的弓蛔虫感染有可能触发狼疮性肾炎的少见病例[38]。上述病例似乎与卫生假说相反，但更加提示我们，寄生虫感染的数量和种类、患者是否正在接受激素等免疫抑制治疗、患者的免疫状态、感染的时机、活虫感染出现的并发症等均可能影响寄生虫对狼疮性肾炎的防治效果，甚至出现不良反应，却不能彻底否定该治疗方法的潜力。就如Zeller等[39]尽管也报告一例35岁男子同时诊断为严重的SLE和大规模猪肉绦虫感染的病例， 但作者最后仍无法否认，也许患者没有寄生虫的感染SLE会更早的发病。上述活虫感染带来的风险更坚定了寻找寄生虫有效免疫调节分子的方向，趋利避害，单一纯化具有高丰度、强反应原性的分子抗原能更好地提高免疫效果，降低副作用。

表1蠕虫源性抗原的免疫调节特性[4,32]

Tab.1Immunomodulatorycharacteristicsofworm-derivedantigens[4,32]

寄生虫抗原免疫调节机制曼氏血吸虫LNFPIII(乳酰-N-岩藻五糖III)/SEA (可溶性虫卵抗原)与TLR4相互作用,从而产生引导Th2活化的树突状细胞曼氏血吸虫血吸虫溶血磷脂酰丝氨酸与TLR2相互作用,诱导树突状细胞刺激调节性T细胞分化过程魏氏棘唇丝虫ES-62Th2极化过程中,通过TLR4-依赖机制发挥对巨噬细胞和树突状细胞的免疫调节作用;巴西日圆线虫排泄分泌抗原(NES)通过树突状细胞有效地诱导Th2型反应马来丝虫成虫半胱氨酸蛋白酶抑制剂CIP-2干扰人体细胞对抗原的处理;抑制B细胞同源细胞因子MIF-1/2选择性地激活巨噬细胞马来丝虫微丝蚴丝氨酸蛋白酶抑制剂SPN-2抑制中性粒细胞蛋白酶;促进Th1型反应马来丝虫微丝蚴(L3)ALT-1/2 蛋白抑制巨噬细胞抵抗;良好的候选丝虫疫苗犬弓首蛔虫TES32-C型凝集素(CTL)抑制TLR对树突状细胞的应答;与宿主竞争凝集素配体,从而阻断宿主免疫多形螺旋线虫排泄分泌抗原(HES)通过TGF-βR诱导调节性T细胞环纹背板线虫排泄分泌抗原通过TGF-β模仿效应诱导产生FoxP3+调节性T细胞旋毛虫成虫排泄分泌抗原(ADES);新生幼虫抗原(NBL);天然肌幼虫抗原(MLCR)不同生命周期的抗原皆可通过半成熟树突状细胞诱导产生Th2反应占主导地位的Th1/Th2混合反应肌幼虫排泄分泌抗原诱导Th2部分占主导地位的Th1/Th2混合型反应,引发免疫反应的调节作用肌幼虫排泄分泌抗原干扰脂多糖诱导的树突状细胞的成熟,并且诱导FoxP3+调节性T细胞的大量产生肝片吸虫硫氧还蛋白过氧化物选择性地活化巨噬细胞

综上所述，寄生虫尤其是蠕虫有效干预LN的免疫通道及其分子作用机制仍有待于充分阐明，从而为开发防治LN乃至其他免疫失衡性疾病的新型生物制剂奠定实验与理论基础，意义重大。