中华结核和呼吸杂志2000年第23卷第3期

张立群马伟路

关键词：结核保护性免机制

结核分支杆菌是一种能在单核巨噬细胞内生长繁殖的细胞内寄生菌。宿主抗结核分支杆菌免疫机制相当复杂，而对这一问题的深入研究必不可少，因为在某种意义上，它是我们研制新药新疫苗、制定新方案的理论基础。我们对近年来抗结核分支杆菌免疫机制的若干研究进展作一综述。

一、参与抗结核保护性免疫的主要成分

研究表明：小鼠感染结核分支杆菌后产生有效抗菌免疫,要求一系列T淋巴细胞和巨噬细胞的共同作用，包括T细胞抗原识别受体αβ⁺及γδ⁺ t细胞（即TCR_αβ+，TCR_γδ+）、MHCⅡ类依赖性T细胞（CD⁺₄）和MHCⅠ类依赖性T细胞（CD^＋₈）的激活。同时，细胞因子尤其是干扰素γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子γ（TNF-γ）和白细胞介素12(IL-12)及活化的巨噬细胞内产生的活性氧、活性氮中介物等，也是有效抗菌免疫的关键。有效的抗菌免疫要求这些免疫机制共同作用，缺一不可^［1,2］。用相对分子质量6500热休克蛋白免疫的小鼠虽能产生CD⁺₄T细胞应答，但不能抵抗结核分支杆菌感染。而用相对分子质量6500热休克蛋白基因转染的巨噬细胞株或用含有这种基因的DNA菌苗免疫的小鼠却能抵抗分支杆菌感染^［3］，而这种保护性主要依赖于CD^＋₄与CD^＋₈T细胞共同起作用。对γδ TCR基因敲脱小鼠的研究观察到大菌量攻击可致小鼠迅速死亡，正常小鼠则否。用小剂量结核分支杆菌感染TCR_δ^-/-突变小鼠只出现短暂的病情恶化，而TCR_β^-/-突变小鼠则可死亡^［1］。说明γδ T细胞在实验小鼠结核病中有一定保护作用，在人类抗分支杆菌免疫中的作用还不明确。

结核分支杆菌与巨噬细胞的相互作用相当复杂。一方面，结核分支杆菌通过多种机制进入巨噬细胞并通过多种机制使自己抵御巨噬细胞的抗菌防御机制。另一方面，巨噬细胞又是抗菌免疫的主要效应细胞。研究发现：有免疫活性的个体感染结核分支杆菌后常有许多肉芽肿形成，而免疫缺陷个体肉芽肿的形成少且组织坏死严重，说明感染组织中伴有巨噬细胞死亡的上皮样损伤(肉芽肿)与菌量的减少是一致的。细胞死亡有两种机制：凋亡和坏死。在免疫活性个体，患者淋巴结及结核结节肉芽肿内细胞坏死的主要机制是凋亡。单核细胞接受前炎性细胞因子(TNF-α和IL-1β)或生长因子的生存信号后发生自发性凋亡^［4］。而H₃₇Rv感染人单核细胞后则抑制自发性凋亡的发生。说明这种细胞内寄生菌能传递抑制凋亡的信号^［5］。巨噬细胞凋亡的机制是：(1)活化的巨噬细胞表达或上调一系列能诱导细胞凋亡的表面分子，如CD₆₉，它是一种在活化巨噬细胞表面表达的分子，当被结扎时可致巨噬细胞凋亡^［4］。(2)由TNF-α和IFN-γ激活的巨噬细胞诱导Fas抗原表达^［5］，通过活化的CD^＋₈、CD^＋₄T细胞表达Fas配体而使巨噬细胞易于溶解。CD^＋₈、CD^＋₄或TCR_γδT细胞能诱导受感染的巨噬细胞及带有分支杆菌抗原的巨噬细胞溶解^［1］。(3)新近发现一种与巨噬细胞死亡有关的受体P_2y、P_2X、P_2Z受体^［6］，它们是人巨噬细胞表达的一些细胞表面嘌呤基受体。当巨噬细胞被IFN-γ和（或）脂多糖（LPS）激活后这些受体的表达上调。P_2Z受体参予触发形成巨大的非选择性细胞膜孔，该孔允许带有相对分子质量900以下分子基团的亲水分子通过，随后迅速引起细胞死亡。生理pH值下，P_2Z受体可被高浓度的细胞外ATP（即eATP)激活^［5］，而单核巨噬细胞同时也产生eATP酶可破坏eATP。当巨噬细胞被激活后P_2Z受体的表达上调而eATP酶的表达下调，从而引起巨噬细胞死亡。所以认为在结核分支杆菌肉芽肿内，eATP和P_2Z受体系统相互作用是巨噬细胞死亡的另一机制。研究还发现巨噬细胞以何种机制死亡产生的结果不同。Molloy等^［7］认为eATP诱导的巨噬细胞凋亡引起快速而持久的细胞内卡介菌死亡，而Fas、CD₆₉结扎诱导的凋亡或CD^＋₄介导的结核分支杆菌感染巨噬细胞的溶解并不影响细胞内细菌毒力，它们是通过细胞凋亡使细菌释放出来，被具有更强杀菌力的吞噬细胞杀死，从而使菌量减少。

二、细胞因子在保护性免疫中的作用

1969年Mackaness最早提出T细胞产生可溶性因子(细胞因子)诱导巨噬细胞活化引起细胞内寄生菌生长停滞或死亡的概念。近年，Th细胞的应答状况在结核病病理过程中的作用引起了学者们的重视和兴趣。根据 th细胞所产生细胞因子的不同可分为Th1和Th2两种亚类细胞。Th1细胞分泌IFN-γ、IL-2和淋巴毒素（LT）等，主要介导细胞免疫应答，如促进细胞毒T细胞的杀伤作用，激活巨噬细胞杀灭细胞内病原体等。Th2细胞分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10、IL-13等，主要功能为促进B细胞发育和介导体液免疫应答，如促进抗体的产生、抑制Th1细胞介导的免疫应答、抑制单核巨噬细胞的激活和活性氧产物的产生等^［8］。结核病中是否存在着Th1向Th2的转移，研究结果不一致。肺结核患者的外周血单核细胞（PBMC）Th1应答减弱，但血及淋巴结中也缺乏Th2细胞因子的强势表达^［9,10］。进一步研究应该用单个细胞内细胞因子染色的方法来明确结核患者中是否有充足的Th2应答来下调Th1应答。

IFN-γ有利于人体抗分支杆菌免疫。IFN-γ受体缺陷的患者(由于该受体的高亲和链突变所致)感染卡介菌及鸟型分支杆菌后病变恶化^［11］，应用抗分支杆菌药物治疗无效，但用IFN-γ治疗后痊愈。γ干扰素受体（IFN-γ-R）缺失的患者，对环境中及弱毒力分支杆菌易感。尚未见到此类患者对结核分支杆菌感染易感性如何的报道^［12］。

结核性胸膜炎患者胸液及淋巴结核患者的淋巴结中IL-12增多^［9］。用更敏感的酶联免疫试验可见结核患者血中产生IL-12的细胞增多^［13］。IL-12可促进抗原反应性T细胞向Th1方向发展。IL-12主要诱导分泌IFN-γ的T细胞(Th1)活化并使其增殖。研究表明:①外源性IL-12能降低T细胞缺失小鼠(SCID鼠或裸鼠)的菌量。②给予IFN-γ受体缺失小鼠重组IL-12能增强抗结核分支杆菌免疫。③外源性IL-12无论在正常小鼠还是NK细胞功能缺陷的Beige鼠均能增强抗结核分支杆菌免疫，说明IL-12不是通过激活NK细胞而影响抗菌免疫的^［14］。④除能增强Th1应答外，IL-12尚可下调IL-10而在抗结核分支杆菌感染中起作用^［15］。

三、活性氧、氮中介物在保护性免疫中的作用

细菌感染、IFN-γ和其它细胞因子，可剌激单核巨噬细胞产生活性氧中介物（ROI），如超氧化物和过氧化氢（H₂O₂）。体外实验证实:H₃₇Rv可被H₂O₂杀死。但分支杆菌的超氧化物歧化酶能灭活ROI。而且超氧化物歧化酶，过氧化氢酶及组氨酸等氧自由基清除剂并不能改变巨噬细胞内结核分支杆菌生长的抑制现象。

动物实验中给予iNOS抑制剂可引起实验结核病小鼠病情恶化^［16］。NOS₂基因敲脱小鼠(NOS^-/-)对结核分支杆菌高度易感^［17］。IFN-γ或IFN-γ-R₁或IFN-γ调节因子^［18］缺乏的小鼠对结核分支杆菌易感且病程中NO的产生下降。由此推测活性氮（RNI）是小鼠巨噬细胞内抑制和杀伤结核分支杆菌的主要效应分子。与NO产生有关的刺激性细胞因子(IFN-γ, tNF-α和IL-1)与抑制性细胞因子(IL-10,TGF-β)的平衡在抗分支杆菌免疫中起关键作用^［19］。在人的巨噬细胞中，NO的作用尚无定论。实验中选用标本的不同，所用检测方法的不同，得出的结果完全不同。如肺结核患者支气管肺泡灌洗液中的肺泡巨噬细胞，可用特异性iNOS抗体进行免疫组化染色，而PBMC则未见阳性染色^［20］。用硫辛酰胺脱氢酶细胞化学染色法可见肺结核患者的硫辛酰胺脱氢酶阳性细胞增加且阳性率与iNOS表达相当^［20］。对人和小鼠基因启动子区的研究表明:人的启动子区发生了核苷酸置换反应，因此iNOS对LPS和IFN-γ的上调作用不起反应。而且人的巨噬细胞缺乏iNOS大量表达所需的核心因子(如LPS诱导核心因子-Kappa,B/REL复合物)^［21］。综上所述，NO在人类抗结核分支杆菌免疫中可能有作用，但尚未被证实。

四、抗结核的免疫治疗

结核病的免疫治疗一般有两种类型：(1)免疫调控药和细胞因子。其中IL-12作为免疫调节剂或佐剂，在感染性疾病的治疗和预防上有着良好的应用前景，值得深入研究。迫切需要用IL-12治疗耐多药结核病的实验资料。(2)分支杆菌免疫制剂。利用保护性免疫分支杆菌菌苗，恢复机体对共同性保护抗原的识别，减少组织坏死反应活性，是现代免疫疗法的目的。80年代Stanford等人用母牛分支杆菌死菌悬液作免疫治疗剂，基础及临床研究均获较好结果。母牛分支杆菌含高浓度Ⅰ型抗原，而不含Ⅱ及Ⅳ型抗原，故可介导共同性保护性免疫而极少引起人类感染。在母牛分支杆菌菌苗的研究中有两个令人感兴趣<