白色念珠菌感染免疫应答的研究进展①

羊玉林 叶水文 张 楠 （南昌大学第二附属医院检验科，南昌 330006）

近年来，念珠菌感染日益增加，常引起局部感染或全身性感染，严重威胁人类的生命健康。念珠菌通过黏附定植、分泌水解酶、细胞形态的转换、群体感应、生物被膜的形成等多种致病机制对人体产生极大的损害［1］。对于免疫功能正常的人群，其免疫系统可有效抑制病原菌的生长与增殖、控制病原菌的蔓延，不会出现明显临床症状。然而，在免疫功能低下的人群中，机体免疫系统不能有效控制病原菌的生长增殖以及蔓延，从而导致严重的感染性疾病［2］。

白色念珠菌是侵袭性念珠菌病的主要致病菌，50%～70%侵袭性念珠菌病由白色念珠菌引起［3］。面对白色念珠菌的非正常侵入，机体形成了多种复杂的免疫机制，依赖先天性免疫与获得性免疫产生一系列复杂的反应来控制、清除病原菌。先天性免疫是机体防御的第一道防线，能够察觉并消除侵入机体的部分病原菌，通过非特异性免疫直接杀死病原菌，抵御外来感染。感染的控制及清除主要依赖于获得性免疫即各种免疫细胞，如淋巴细胞、树突状细胞（dendritic cell,DC）、巨噬细胞、中性粒细胞、自然杀伤细胞和非免疫细胞，以及这些细胞产生的细胞因子之间的相互协调作用［4-5］。此外，机体对白色念珠菌的清除还依赖模式识别受体（pattern recognition receptors，PRRs）及时识别病原菌相关模式分子（pathogen-associated molecular patterns，PAMPs）启动机体的免疫防御反应，以及抗菌肽、防御素等杀菌介质的参与。总之，机体对病原菌的清除是一系列复杂并且相互协调的免疫反应。

1 机体免疫防御

1.1 免疫细胞 获得性免疫在病原体的监测和清除中的作用毋庸置疑，机体通过反应性T淋巴细胞以及产生抗体等多种复杂的免疫机制有效地控制病原菌。先天性免疫在感染早期以及启动适应性免疫过程中发挥不可替代的作用，很大程度上依赖于先天免疫细胞，尤其是DC、巨噬细胞和中性粒细胞。先天免疫细胞识别、摄取和杀死病原体的能力与真菌的大小、形状和成分以及真菌逃避免疫机制的能力密切相关［6］。当机体发生全身性念珠菌病时，先天免疫系统与髓样细胞介导的细胞免疫发挥及时有效的免疫保护，是宿主能否控制感染的关键因素［7］。

1.1.1 自然杀伤细胞（natural killer cell,NK）与DC NK能够非特异性识别病原菌，通过释放穿孔素、自然杀伤细胞毒因子和TNF等杀伤介质选择性杀伤、裂解被感染的靶细胞，在感染早期发挥着重要作用。虽然NK的吞噬作用对菌丝相念珠菌的生长增殖无有效的抑制作用，但其释放的杀伤介质可有效对抗念珠菌的感染。还有研究证明，在某些特定情况下，NK可替代具有特定功能的B、T细胞［8］。在念珠菌感染中，DC对启动适应性T细胞介导的免疫应答起着重要作用［9］。PATRICIO等［4］发现，DC对T细胞的分化具有重要作用，DC识别病原菌后将产生大量促炎细胞因子，并迁移至引流淋巴结以刺激先天性T细胞向效应性T细胞分化，促进机体对病原菌的免疫应答。徐美兰等［10］通过研究发现，DC可诱导刺激CD4+与CD8+T的形成，上调IFN-α表达、下调IL-4表达，在感染白色念珠菌时保护机体、抵抗感染。NK还能够诱导产生IFN-β、IL-8等细胞因子和诱导CD80、CD86表达，这在机体对抗白色念珠菌感染中发挥了至关重要的作用［11-12］。

1.1.2 巨噬细胞与单核细胞 巨噬细胞在宿主防御的初期阶段发挥了重要作用，其通过Toll样受体识别念珠菌的胞壁多糖，并依赖dectin-1介导的吞噬作用吞噬念珠菌形成吞噬体，在吞噬体中念珠菌由于营养物质消耗、渗透压变化、氧化应激反应等因素，最终裂解死亡［13］。研究发现，在炎症因子诱导下由M0转化形成的M1型巨噬细胞能够分泌大量炎症细胞因子和诱导一氧化氮合酶（iNOS）生成，从而引发氧化应激反应以此破坏裂解病原菌，这些机制对控制全身性真菌感染起至关重要的作用［14］。LIONAKIS等［15］研究证明，巨噬细胞能够有效抑制肾脏中真菌的扩散，若肾脏组织中缺乏巨噬细胞，在机体感染真菌后更易发生肾功能衰竭，死亡率更高。除了巨噬细胞，单核细胞在控制全身性真菌感染中也发挥着重要作用，其不仅能够吞噬孢子并抑制孢子萌发，还可以增强中性粒细胞对分生孢子的杀灭作用［16-17］。在某些情况下，单核细胞可以迅速转化为树突状细胞，可将孢子运送至引流淋巴结清除［18］。NGO等［17］研究也证明，缺乏单核细胞的小鼠感染灶内白色念珠菌会大量增殖，机体无法有效控制白色念珠菌感染。

1.1.3 中性粒细胞 中性粒细胞是抵抗白色念珠菌感染的重要免疫细胞，是感染部位浸润的主要白细胞。研究发现，伴中性粒细胞缺少症患者更易发生严重、致命性的念珠菌病［19］。实验证明，相比于免疫功能正常的小鼠，在缺乏中性粒细胞的小鼠体内念珠菌会短时间内大量增殖导致小鼠迅速死亡［20］。中性粒细胞在趋化因子或其他信号分子的作用下迁移至感染部位，通过吞噬作用、脱颗粒作用产生活性氧，形成中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）等机制从而杀灭清除病原菌［21］。中性粒细胞释放的颗粒中含具有抗菌特性和降解性的蛋白质，如溶菌酶、防御素、乳铁蛋白、弹性蛋白酶、明胶酶或组织蛋白酶G，可有效介导细胞外杀伤作用［22-23］。NETs是中性粒细胞活化后分泌颗粒蛋白、染色质以及细胞外纤维等物质，其中分布抗菌肽等杀菌物质，研究证明，细胞外诱捕网能够降解病原菌毒力因子，有效抑制真菌的生长［24-25］。

1.2 其他免疫细胞 除了上述免疫细胞，上皮细胞、朗格汉斯细胞、血小板等具有免疫作用的细胞在念珠菌病发病时也起重要作用。上皮细胞是抵御真菌入侵的机械屏障，其通过激活NF-κB途径、产生细胞因子等机制，抵抗菌丝相念珠菌诱导的内吞和主动穿透作用，以抵抗念珠菌的侵入与散播［19］。朗格汉斯细胞可通过特异性表达的Langerin识别白色念珠菌，还可介导IL-6依赖的Th17应答反应对抗念珠菌感染。研究已证实血小板可释放各种细胞因子、趋化因子和其他蛋白质，激发并调节先天性和适应性免疫反应，来防御各种病原体。血小板依赖前列腺素调节Th1型应答反应，减少IFN-γ的产生来抵抗念珠菌感染，在控制白色念珠菌感染的过程中起着重要作用［26］。另一方面，血小板在真菌的刺激下能够释放抗菌肽杀伤裂解念珠菌［27］。还有研究发现，在酵母相念珠菌刺激下血小板分泌释放具有一定免疫能力的血小板微粒，能够影响念珠菌的生长与存活能力［28-29］。

1.3 细胞因子 细胞因子是由免疫细胞或其他非免疫细胞受刺激合成分泌的小分子蛋白，能够激活骨髓效应细胞、诱导白细胞迁移至感染部位、激发和调节免疫反应，在机体抵抗念珠菌感染过程中发挥着关键作用。机体感染念珠菌后，释放多种细胞因子，如 TNF-α、IL-23、IL-17、lL-6、IL-12、IL-1β，调节机体有效免疫应答，抵抗念珠菌的感染［4］。TNF是一种在先天性和适应性免疫机制中均起作用的细胞因子，TNF可通过与特定的膜受体或可溶性受体结合作用于巨噬细胞使其活化。除此之外，TNF对念珠菌生物被膜的形成具有一定的抑制作用，在局部或全身性感染中起着保护性作用。CASTRO等［30］发现外源性TNF能够干扰菌丝形成，抑制生物被膜形成与成熟，影响白色念珠菌体外生长。在全身性念珠菌病发病时，IL-23不仅对宿主起着重要的保护作用，减弱了念珠菌对机体的损害，保护骨髓细胞免受念珠菌的损害，而且对真菌的生长增殖也有抑制作用［7］。IL-23是由C型凝集素途径诱导生成的，能够调节T细胞与固有淋巴细胞分泌IL-17，在抗真菌感染中IL-17也起着重要作用［31-32］。炎症细胞因子与抗炎细胞因子相互作用，抗炎细胞因子能够在炎症因子产生过多的情况下抑制炎症因子的生成，保护机体免遭免疫损害，还能在感染消除后调节机体免疫平衡的恢复。机体分泌的抗炎细胞因子如IL-4、IL-10是抵抗感染的重要成分，IL-10由调节性B细胞（regulatory B cells，Bregs）与调节性T细胞分泌，具有免疫抑制的效应，在维持免疫系统的稳态和调节病理情况下的炎症反应发挥重要作用［33］。

1.4 PRRs 免疫细胞膜上具有多种PRRs，PRRs包括Toll样受体（TLRs）如TLR2和TLR4，C型凝集素受体（CLRs）如Dectin-1、Dectin-2和DC-SIGN、甘露糖受体（MR）、半乳糖凝聚素-3、巨噬细胞诱导的C型凝集素，以及NOD样受体（NLRs）和RIGI样受体（RLRs）［34-35］。PRRs在机体识别病原菌的过程中发挥重要作用，它们之间相互作用开启机体免疫应答并使免疫反应有效协调，保证机体对侵入的病原菌产生及时有效的防御作用［36］。虽然机体对真菌这种识别模式为先天性而非适应性识别驱动，但这一过程仍是启动适应性免疫的关键环节［9］。

2 白色念珠菌防御机制

2.1 形成生物被膜 面对机体的免疫攻击，白色念珠菌也形成了多种机制来逃避宿主的免疫攻击。白色念珠菌可聚集黏附于活性组织或非活性组织的表面，分泌多糖基质、纤维蛋白、脂质蛋白等高分子聚合物形成生物被膜（bacterial biofilm，BF），不仅可有效阻止环境中的毒性物质进入细胞，还可保护内部白色念珠菌逃避宿主的调理作用、吞噬作用等免疫防御，抵抗抗菌药物的作用［37］。还有研究发现，白色念珠菌形成生物被膜后可抑制NETs的形成，并且暴露于生物被膜下的中性粒细胞活性氧的产生也受到了抑制［24，38］。

2.2 影响巨噬细胞功能 在感染早期巨噬细胞等先天免疫细胞的吞噬作用起着重要作用，巨噬细胞发挥吞噬作用的关键是其向感染灶迁移和识别念珠菌细胞壁上的配体。有研究发现，巨噬细胞的迁移能力被生物被膜型念珠菌抑制［39］。白色念珠菌被吞噬细胞吞噬后，可在3～4 h 内形成菌丝破坏吞噬体膜，引起H+外漏导致吞噬体碱化，以此来削弱吞噬体的杀菌作用［40］。念珠菌还可影响巨噬细胞表型转换，诱导促炎型巨噬细胞（M1型）向抗炎性型巨噬细胞（M2型）转换来减少机体特异性免疫反应［41］。另外念珠菌通过分泌效应分子如念珠菌素或者改变营养机制等其他机制来应对机体的免疫应答。

2.3 抑制信号通路 研究发现，白色念珠菌在感染人小肠上皮细胞过程中对细胞因子与受体间的作用、AK/STAT途径、Toll样受体信号途径、T、B细胞受体信号途径等均有显著的影响，扰乱宿主的免疫系统［42］。炎症小体蛋白复合体、抗菌肽（antimicrobial peptide，AMPs）、紧密连接蛋白是肠黏膜防御屏障的重要组成部分，而念珠菌能够降低炎症小体及相关蛋白的水平，破坏机体免疫防御屏障导致宿主受病原菌、真菌和病毒的侵害［43-44］。白色念珠菌能够抑制NLRP3和NLRP6通路，并通过减少AMPs和紧密连接蛋白的产生来抑制人肠黏膜屏障免疫活性，破坏肠黏膜防御屏障，以此抵抗机体的免疫反应，以便于白色念珠菌在肠道定植与增殖［42］。还有研究发现，念珠菌通过结合人类补体抑制剂C4BP蛋白、H因子和H因子样蛋白1（FHL-1）来逃避宿主的免疫防御。

2.4 影响细胞因子释放 大量研究发现白色念珠菌可影响细胞因子的表达。白色念珠菌感染肠上皮细胞后可降低炎症因子IL-β的表达，而IL-1β可以刺激抗菌肽的产生以及维持肠上皮细胞屏障的功能与完整性［45-46］。还有研究发现，感染初期白色念珠菌可诱导机体产生大量IL-10，导致小鼠巨噬细胞凋亡、坏死［47］。IL-23在宿主防御外来细菌和真菌的全身感染中发挥重要作用，胡志德等［48］通过实验发现白色念珠菌可能通过下调机体Bcl-10表达进而影响机体IL-23的分泌。单核细胞受念珠菌生物被膜影响分泌的TNF-α显著减少［49］。

3 展望

白色念珠菌逃避机体免疫攻击的能力是导致慢性、持续反复感染的原因之一。持续反复的感染需要将感染部位彻底清除才能根除感染，这不仅增加了治疗的难度，而且增加了患者的痛苦甚至危及患者生命，为临床控制、治疗念珠菌感染带来了巨大的挑战。功能正常的免疫系统对白色念珠菌感染做出快速有效的防御反应至关重要，而及时有效的免疫反应才能控制白色念珠菌感染。艾滋病患者以及长期使用激素、抗生素或免疫抑制药物等免疫功能低下的人群更易被白色念珠菌的感染，最终发展为严重的全身性感染，提高该类人群抗念珠菌能力是控制念珠菌感染的重要方法。深入了解机体对白色念珠菌的免疫反应机制以及白色念珠菌的免疫逃避机制不仅对控制白色念珠菌感染十分重要，而且对寻找新的药物靶点、开发新型抗真菌疗法具有重要意义。