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        肺結(jié)核患者多種相關(guān)免疫細(xì)胞因子的研究進(jìn)展

        2017-01-12 10:04:54徐海亮馮喜英王玉清韓曉茹關(guān)巍久太
        中華肺部疾病雜志(電子版) 2017年2期
        關(guān)鍵詞:易感性結(jié)核多態(tài)性

        徐海亮 馮喜英 王玉清 韓曉茹 關(guān)巍 久太

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        ·綜述·

        肺結(jié)核患者多種相關(guān)免疫細(xì)胞因子的研究進(jìn)展

        徐海亮1馮喜英2王玉清3韓曉茹3關(guān)巍2久太2

        肺結(jié)核; 細(xì)胞因子; 基因多態(tài)性

        2016年全球結(jié)核病報(bào)告顯示,2015年全球約有1 040萬(wàn)新發(fā)病例,其中男性590萬(wàn)(56%),女性350萬(wàn)(34%),兒童100萬(wàn)(34%)。新發(fā)病例中有120萬(wàn)(11%)HIV患者。印度、印度尼西亞、中國(guó)、尼日利亞、巴基斯坦和南非這六個(gè)國(guó)家占了新發(fā)病例總數(shù)的60%。在2015年有140萬(wàn)人死于結(jié)核病,另外40萬(wàn)是TB/HIV雙重感染人群死亡。2015年全球估計(jì)有48萬(wàn)新發(fā)的耐多藥肺結(jié)核(multidrug-resistant TB, MDR-TB)病例和10萬(wàn)耐利福平結(jié)核病病例。因此,在肺結(jié)核的預(yù)防、控制和治療方面需要我們更進(jìn)一步的重視[1]。肺結(jié)核的發(fā)病與機(jī)體免疫系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系,近年來諸多研究發(fā)現(xiàn),許多細(xì)胞因子參與了結(jié)核病的發(fā)生與發(fā)展。其中最主要的是由T輔助性1型和2型細(xì)胞(Th1、Th2)分泌的細(xì)胞因子,在結(jié)核病的免疫應(yīng)答及發(fā)病中起著很重要的調(diào)節(jié)作用。

        一、白介素-2受體

        膜白介素2受體(membrane interleukin-2receptor, mlL-2R)是由某些抗原刺激T淋巴細(xì)胞時(shí)在其表面產(chǎn)生的一種低親和性受體,參與多種信號(hào)通路的傳遞。當(dāng)結(jié)核分枝桿菌侵入機(jī)體后,刺激T淋巴細(xì)胞,使其表面的mlL-2R表達(dá)程度上升,并釋放入血成為血清可溶性白介素2受體(soluble interleukin-2receptor, slL-2R),導(dǎo)致血清中的slL-2R 含量增高。其影響白介素2(interleukin -2, IL-2)的機(jī)制為mlL-2R進(jìn)入血清后導(dǎo)致其數(shù)目減少,間接使IL-2調(diào)節(jié)免疫效應(yīng)的功能減弱。另外,mlL-2R和slL-2R互相與IL-2競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合,使機(jī)體的自分泌減弱,降低IL-2的效應(yīng)細(xì)胞(NK細(xì)胞)的殺傷力,從而減弱機(jī)體的免疫應(yīng)答。相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,健康對(duì)照組及通過抗結(jié)核治療后的患者血清中的slL-2R表達(dá)水平顯著低于未經(jīng)過抗結(jié)核治療的患者,然而在空洞組及無(wú)空洞組兩組間的差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。由此可見,作為保護(hù)性因子之一的slL-2R可成為評(píng)估結(jié)核病病情變化及治療過程中的指標(biāo)。此外,IL-2作為區(qū)分潛伏期肺結(jié)核與活動(dòng)期肺結(jié)核的標(biāo)志物的研究結(jié)果也不完全一致。Santin等[2]對(duì)43例潛伏期肺結(jié)核、69例活動(dòng)期肺結(jié)核、28例未受感染的受試者及21例未分類的西班牙人群的研究顯示IL-2的定量在臨床實(shí)踐中不能用于區(qū)分潛伏期肺結(jié)核和活動(dòng)期肺結(jié)核。而Mamishi等[3]研究顯示IL-2可以用作區(qū)分潛伏期肺結(jié)核與活動(dòng)期肺結(jié)核的標(biāo)志物。因此,單一的細(xì)胞因子作為標(biāo)志物畢竟是有限的,進(jìn)一步優(yōu)化幾種細(xì)胞因子的組合來篩查潛伏期與活動(dòng)期肺結(jié)核,可以作為以后主要的研究方向。

        二、白介素-6(IL-6)

        IL-6是由CD4+細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等多種細(xì)胞產(chǎn)生的一種細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)因子,具有多種生物學(xué)功能。它可通過激活B細(xì)胞、T細(xì)胞,使其增值、分化,從而使其參與機(jī)體早期的炎癥反應(yīng)。研究者通過對(duì)結(jié)核患者血清中的IL-6表達(dá)水平的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)IL-6在結(jié)核患者血清中的表達(dá)水平高于健康對(duì)照組,并且通過抗結(jié)核治療后,其表達(dá)水平明顯降低。Rook[4]研究顯示,IL-6的表達(dá)水平與結(jié)核病病情的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。然而國(guó)內(nèi)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道IL-6在空洞、非空洞組,痰菌陰性、陽(yáng)性組的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明IL-6在結(jié)核患者血清中的表達(dá)水平與其病情的輕重程度沒有明顯相關(guān)性。Zambuzi等[5]在對(duì)17例活動(dòng)期肺結(jié)核,14例潛伏期肺結(jié)核和16例未感染的為對(duì)照組的人血漿中的細(xì)胞因子進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),IL-6和sCD14的同時(shí)檢測(cè)能夠以83%的準(zhǔn)確度診斷活動(dòng)期結(jié)核病的感染。Milano等[6]對(duì)巴西南部人群191例肺結(jié)核患者及175例健康對(duì)照組進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn),IL-6基因-174 G>C(rs1800795)位點(diǎn)的基因多態(tài)性可能對(duì)肺結(jié)核有保護(hù)作用。在一項(xiàng)Meta分析中對(duì)3 983例肺結(jié)核患者與3 996例健康對(duì)照組中的研究發(fā)現(xiàn),IL-6基因-174 G>C多態(tài)性可能與降低亞洲人群肺結(jié)核的風(fēng)險(xiǎn)存在相關(guān)性。

        三、白介素-8(IL-8)

        IL-8是由血管內(nèi)皮細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種具有趨化性的炎癥因子,是趨化因子CXC家族(α亞族)的一員。它能誘導(dǎo)多種細(xì)胞(尤其以中性粒細(xì)胞為主),并趨化它向發(fā)生炎癥的位置聚集,參與變態(tài)反應(yīng)性疾病。除此之外,其還在抗原呈遞及調(diào)節(jié)機(jī)體免疫平衡方面發(fā)揮重要作用,若其功能紊亂,可導(dǎo)致機(jī)體感染的加重。在對(duì)活動(dòng)期肺結(jié)核患者、潛伏期感染及健康對(duì)照組的研究中發(fā)現(xiàn),IL-8的mRNA表達(dá)水平在活動(dòng)性結(jié)核患者組中明顯高于上述另外兩組。此外,有文獻(xiàn)報(bào)道在對(duì)不同性質(zhì)胸腔積液患者的IL-8進(jìn)行測(cè)定時(shí)發(fā)現(xiàn),結(jié)核性胸腔積液中的IL-8的水平顯著高于惡性胸腔積液及漏出液。以上研究結(jié)果提示我們IL-8有可能作為一種診斷標(biāo)志物,以便我們可以更好的區(qū)分良、惡性胸腔積液及活動(dòng)期、潛伏期感染的結(jié)核患者。Chen等[7]通過對(duì)血清細(xì)胞因子的篩選發(fā)現(xiàn)IL-8與其它細(xì)胞因子的組合可以作為篩選潛伏期感染與活動(dòng)期肺結(jié)核的標(biāo)志物。關(guān)于IL-8基因位點(diǎn)多態(tài)性方面的國(guó)內(nèi)相關(guān)研究顯示IL-8基因-251T/A位點(diǎn)(rs4073)AA、TA基因型可能與肺結(jié)核發(fā)病的易感性相關(guān)。Ma等[8]對(duì)438例肺結(jié)核及536例健康對(duì)照組的IL-8基因位點(diǎn)(rs56090111, rs4073, rs2227543, and rs188973626)的研究顯示,上述4個(gè)位點(diǎn)的基因多態(tài)性與肺結(jié)核的易感并無(wú)相關(guān)性。

        四、白介素-10(IL-10)

        細(xì)胞因子IL-10是由多種造血細(xì)胞產(chǎn)生的,其主要作用是抑制巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞。IL-10是通過抑制促進(jìn)炎癥反應(yīng)的TNF-α、IL-8、IL-12、干擾素-γ(interferon-γ, IFN-γ)等多種細(xì)胞因子來對(duì)上述細(xì)胞進(jìn)行調(diào)節(jié)。有關(guān)研究顯示肺結(jié)核患者在抗結(jié)核治療2個(gè)月后血清中的IL-10較治療前有顯著的降低,且IL-10在治療后恢復(fù)到治療前的水平。國(guó)外學(xué)者研究顯示血清中IL-10的水平在潛伏期肺結(jié)核患者中要高于活動(dòng)期肺結(jié)核。目前對(duì)IL-10基因多態(tài)性研究最多的位點(diǎn)是IL-10基因-592,-819,-1 082等位點(diǎn)。在對(duì)國(guó)內(nèi)藏族人群的研究中發(fā)現(xiàn)IL-10基因-592 AA基因型與肺結(jié)核的易感存在相關(guān)性。Feng等[9]的研究顯示白介素-10-819 T/T 基因型在對(duì)抗肺結(jié)核中起到保護(hù)作用。Asgharzadeh等[10]在對(duì)伊朗、阿塞拜疆124例肺結(jié)核患者及200例健康對(duì)照者的研究中發(fā)現(xiàn),白介素-10-1082G/A位點(diǎn)的基因多態(tài)性可能與結(jié)核的易感性有關(guān)。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)西部及東部人群的研究中也得出了與之相一致的研究結(jié)果。

        五、白介素-17(IL-17)

        IL-17是一種前炎細(xì)胞因子,主要由CD4+T (Th17 細(xì)胞)、CD8+、 γδT 等多種細(xì)胞產(chǎn)生。它可通過誘導(dǎo)趨化因子和細(xì)胞因子,使中性粒細(xì)胞在對(duì)結(jié)核分枝桿菌早期防御方面發(fā)揮重要作用,從而造成感染部位炎癥反應(yīng)的加重。國(guó)內(nèi)有關(guān)研究顯示在對(duì)肺結(jié)核患者治療前后發(fā)現(xiàn),初診的肺結(jié)核患者治療前IL-17 水平較高,通過有效治療后,炎癥反應(yīng)較治療前減弱,IL-17 水平下降明顯。Xu等[11]在對(duì)20例抗酸桿菌涂片陽(yáng)性的的肺結(jié)核患者及20例健康對(duì)照者的研究中發(fā)現(xiàn)痰涂陽(yáng)肺結(jié)核患者中的血漿IL-17水平升高,但經(jīng)過抗結(jié)核治療和痰涂陽(yáng)轉(zhuǎn)陰后血漿IL-17水平顯著降低。此外,IL-17水平與C-反應(yīng)蛋白和紅細(xì)胞的沉降率呈正相關(guān)。You等[12]對(duì)40例活動(dòng)期肺結(jié)核及40例非活動(dòng)期肺結(jié)核的韓國(guó)人群的研究顯示IL-17 與IFN-γ的聯(lián)合可能作為篩查活動(dòng)期肺結(jié)核的標(biāo)志物。在基因多態(tài)性方面,國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)在對(duì)南美洲巴西南部人群的研究中發(fā)現(xiàn)IL-17A基因-197 G>A (rs2275913)位點(diǎn)的多態(tài)性可能與肺結(jié)核存在相關(guān)性[6]。在對(duì)歐洲的人群研究中發(fā)現(xiàn)西班牙北部人群的IL-17A基因rs2275913位點(diǎn)的G等位基因和GG基因型可能增加肺結(jié)核發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),而克羅地亞人群的IL-17A基因rs2275913位點(diǎn)與IL-17F rs763780位點(diǎn)的多態(tài)性與肺結(jié)核不存在相關(guān)性。在對(duì)亞洲人群最近的研究中發(fā)現(xiàn)中國(guó)人群的IL-17A基因rs2275913位點(diǎn)的A等位基因和AA基因型以及IL-17F基因 rs763780位點(diǎn)的C等位基因和CC基因型可能增加肺結(jié)核發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。在一項(xiàng)Meta分析中發(fā)現(xiàn)IL-17F基因 rs763780等位基因C和IL-17A基因 rs3748067等位基因C可能與亞洲人群肺結(jié)核的易感性相關(guān),而IL-17A 基因rs2275913多態(tài)性與肺結(jié)核病不存在顯著的相關(guān)性。

        六、白介素-18(IL-18)

        IL-18是一種促炎癥因子,位于11號(hào)染色體上。人體感染結(jié)核分枝桿菌時(shí),IL-18刺激T淋巴細(xì)胞使其增殖,從而產(chǎn)生了更多的Th1細(xì)胞因子(IFN-γ),其對(duì)機(jī)體內(nèi)結(jié)核的免疫調(diào)節(jié)中起著重要作用。國(guó)內(nèi)有關(guān)研究顯示IL-18與IFN-γ同樣都與結(jié)核的病變程度有關(guān)。病變?cè)街?,其血清中的IL-18水平也越高。Zhou 等[13]研究發(fā)現(xiàn)IL-18 基因-137G/C多態(tài)性可能與中國(guó)漢族人群的肺結(jié)核的易感性有關(guān)。等位基因G可能是TB的易感基因,而等位基因C可能通過促進(jìn)更有力的蛋白質(zhì)表達(dá)在預(yù)防結(jié)核分枝桿菌的感染中起作用。此外,研究還發(fā)現(xiàn)IL-18 基因-607A/C位點(diǎn)的多態(tài)性可能與肺結(jié)核的易感性無(wú)關(guān)。韓敏等[14]在對(duì)94例結(jié)核患者及93例健康者,進(jìn)行IL-18基因的3個(gè)位點(diǎn)(+105A/C,-607A/C,-372C/G )的多態(tài)性研究中發(fā)現(xiàn),IL-18基因多態(tài)性的這3個(gè)位點(diǎn)與結(jié)核病的易感無(wú)明顯的相關(guān)性。然而有Meta分析中顯示IL-18基因-607A/C位點(diǎn)的多態(tài)性與中國(guó)人群的肺結(jié)核的易感性顯著相關(guān),而與伊朗、印度、韓國(guó)人群的肺結(jié)核的易感性不相關(guān)。此外IL-18基因-137G/C位點(diǎn)的多態(tài)性與肺結(jié)核的易感性不存在相關(guān)性。

        七、干擾素-γ(IFN-γ)

        IFN-γ是由Th1細(xì)胞分泌的一種保護(hù)性的具有免疫調(diào)節(jié)作用的細(xì)胞因子,它在結(jié)核分枝桿菌感染的早期免疫反應(yīng)中即可被激活。其通過激活單核細(xì)胞,參與結(jié)核分枝桿菌感染時(shí)的肉芽腫形成,從而有助于感染的控制。同時(shí)它還能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞的殺菌作用。國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道患者在被結(jié)核分枝桿菌感染后,IFN-γ水平會(huì)升高,然后在強(qiáng)化治療2個(gè)月后,患者血清中的IFN-γ水平較治療前有明顯的下降。Chowdhury 等[15]的研究也得出了相同的結(jié)果。提示IFN-γ隨著抗結(jié)核治療有效,結(jié)核分枝桿菌的數(shù)量減少,其表達(dá)水平也相應(yīng)降低。有研究顯示IFN-γ在結(jié)核患者血清中要高于健康對(duì)照組,且在痰菌陽(yáng)性組、高熱組中要明顯高于痰菌陰性組、非高熱組[14]。此外,空洞性、粟粒性結(jié)核組血清中的IFN-γ水平顯著高于一般的結(jié)核性胸膜炎、浸潤(rùn)性結(jié)核患者組。在基因多態(tài)性方面,有研究發(fā)現(xiàn)IFN-γ基因+ 874T/A(rs2430561)位點(diǎn)的多態(tài)性與伊朗人群的肺結(jié)核的易感性不存在相關(guān)性,但是T等位基因可能在抗肺結(jié)核中起到重要作用[10]。Leandro等[16]在對(duì)172例肺結(jié)核患者和179例健康對(duì)照組的巴西人群進(jìn)行研究中發(fā)現(xiàn)IFN-γ基因+874T/A可能與結(jié)核病的易感性不相關(guān)。在對(duì)土耳其人群的研究中也得到了跟上述相一致的研究結(jié)果。而Lee等[17]在對(duì)200例肺結(jié)核患者和202例健康為對(duì)照組的臺(tái)灣漢族人群進(jìn)行研究中發(fā)現(xiàn)IFN-γ基因的rs1861494,rs2069718和rs2430561可能與結(jié)核病的易感性有關(guān)。在一項(xiàng)Meta分析研究中發(fā)現(xiàn)IFN-γ基因+874T/A可能與結(jié)核病的易感性相關(guān),且T等位基因可能降低亞洲人群感染肺結(jié)核的風(fēng)險(xiǎn)。

        八、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)

        單核細(xì)胞趨化蛋白-1( monocyte chemotactic protein 1, MCP-1)屬于趨化因子CC亞族的一員,在結(jié)核免疫中主要依靠的是它強(qiáng)大的趨化作用。當(dāng)結(jié)核分枝桿菌感染機(jī)體時(shí),MCP-1通過聚集單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞到達(dá)感染的部位發(fā)揮重要的抗結(jié)核作用。有研究顯示MCP-1在肺結(jié)核患者血清中的水平明顯高于健康對(duì)照組,且痰涂陽(yáng)性組中的細(xì)胞因子高于痰涂陰性組。有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道當(dāng)外周血單個(gè)核細(xì)胞受到結(jié)核分枝桿菌特異性抗原肽刺激后,肺結(jié)核患者M(jìn)CP-1濃度的升高顯著高于健康對(duì)照組。楊青巖等[18]在對(duì)60例肺結(jié)核患者及60例健康者為對(duì)照組的青海藏族人群的研究中發(fā)現(xiàn)MCP-1 基因-2 518位點(diǎn)的GA 基因型可能與肺結(jié)核的易感性存在相關(guān)。張寶秋等[19]在對(duì)136例肺結(jié)核患者及152例健康者為對(duì)照組的北方漢族人群的研究中也發(fā)現(xiàn)MCP-1 基因-2518 位點(diǎn)的GG 基因型可能與肺結(jié)核的易感性有關(guān)。

        九、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)

        TNF-α是由活化的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種重要的免疫調(diào)節(jié)因子和前炎因子。結(jié)核桿菌侵入機(jī)體時(shí),TNF-α促進(jìn)形成肉芽腫的,對(duì)保護(hù)機(jī)體起到重要作用。但其分泌過量時(shí),會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒作用,對(duì)肺組織產(chǎn)生破壞導(dǎo)致壞死、空洞形成。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究結(jié)果表明結(jié)核患者血清中的TNF-α表達(dá)水平明顯高于健康對(duì)照組,抗結(jié)核有效的患者中TNF-α表達(dá)程度低于未進(jìn)行抗結(jié)核治療的患者。Mabunda等[20]對(duì)102例結(jié)核患者與456例健康為對(duì)照組的非洲桑比克人群的研究顯示,TNF-α基因-308A/G位點(diǎn)的多態(tài)性與肺結(jié)核的易感性存在相關(guān)。除此之外,Varahramd等[21]研究還發(fā)現(xiàn)TNF-α基因的-238A/G、-857C /T這兩個(gè)位點(diǎn)多態(tài)性與肺結(jié)核易感性有關(guān)。而國(guó)內(nèi)有關(guān)研究未發(fā)現(xiàn)TNF-α基因-238A/G 多態(tài)性與肺結(jié)核的易感存在相關(guān)性。

        總之,機(jī)體免疫產(chǎn)生的細(xì)胞因子與結(jié)核的發(fā)生、發(fā)展有密切的關(guān)系,我們可以通過監(jiān)測(cè)機(jī)體血清中某些細(xì)胞因子的表達(dá)水平,更好的監(jiān)測(cè)抗結(jié)核治療的效果及機(jī)體對(duì)抗結(jié)核藥物的免疫反應(yīng)。當(dāng)然,細(xì)胞因子并不是單獨(dú)在機(jī)體起作用,而是多種細(xì)胞因子相互影響,聯(lián)合起到調(diào)節(jié)作用,是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),有待于更深的研究。此外,結(jié)核相關(guān)易感基因多態(tài)性在不同種族、民族得到的結(jié)論也各有差異,需要更深入的進(jìn)行多地區(qū)、多民族之間肺結(jié)核相關(guān)基因多態(tài)性的研究,才能為結(jié)核病的分子生物學(xué)研究提供進(jìn)一步的線索。

        1 楊春娥, 馮喜英, 久太. 結(jié)核病易感基因的研究現(xiàn)狀[J/CD]. 中華肺部疾病雜志(電子版), 2016, 9(2): 207-209.

        2 SantinM, Morandeira-Rego F, Alcaide F, et al. Detection of interleukin-2 is not useful for distinguishing between latent and active tuberculosis in clinical practice: a prospective cohort study[J]. Clin Microbiol Infect, 2016, 22(12): 1007. e1-1007.e5.

        3 Mamishi S, Pourakbari B, Shams H, et al. Improving T-cell assays for diagnosis of latent TB infection: Confirmation of the potential role of testing interleukin-2 release in iranian patients[J]. Allergol Immunopathol (Madr), 2016, 44(4): 314-321.

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        (本文編輯:王亞南)

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        810001 西寧,青海大學(xué)1810001 西寧,青海大學(xué)附屬醫(yī)院呼吸科2810001 西寧,青海省第四人民醫(yī)院3

        馮喜英, Email: xiying.feng@aliyun.com

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        2016-10-11)

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