淋病奈瑟菌的侵入感染与免疫逃逸研究进展

解如山

（菏泽医学专科学校，山东菏泽276000）

淋病奈瑟菌的侵入感染与免疫逃逸研究进展

解如山

（菏泽医学专科学校，山东菏泽276000）

奈瑟球菌，淋病； 感染； 抗体生成； 免疫逃逸； 综述

淋病奈瑟菌（淋球菌）由Neisser于1879年首先发现，呈椭圆形或蚕豆形，常成对排列，在人体内可产生淋病。淋病直接危机社会公共健康，在全世界性传播疾病中估计有6 200万例[1-2]，其中美国每年有35万例[3]。

淋球菌在侵入人类机体尿道等组织时，首先凭借其表面的菌毛及外膜上的蛋白黏附于尿道黏膜等部位的上皮细胞并被胞吞，随后在宿主细胞内大量增殖致细胞裂解，进而进入黏膜下层，并通过其毒素与人机体免疫系统相互作用最终导致炎性反应，使机体显现出代表性的脓性尿道分泌物[4]。淋球菌在机体急性炎症时多存在于脓性分泌物的白细胞胞浆内，慢性炎症时则常存在于白细胞外[5]。人机体对淋球菌的入侵产生强烈的天然免疫应答，但是在特异性免疫应答时产生抗体的浓度低、效价低。这可能与淋球菌入侵机体时产生的免疫逃逸有关。本文针对淋球菌对人体的入侵感染及产生的免疫逃逸的关系作一综述。

1 淋球菌感染机体后的反应特征

1.1 自然免疫 淋球菌的细胞壁主要由黏肽层和外膜构成，外膜又主要分为脂多糖、外膜蛋白及菌毛三部分。其中脂多糖与淋球菌的毒力、致病和免疫性有关；外膜蛋白主要参与淋球菌的黏附功能，并能对机体中抗体的杀菌作用予以抵抗，与机体上皮细胞层的破坏及免疫逃避有关；菌毛只存在于有毒力的淋球菌菌株中，具有介导淋球菌黏附宿主细胞及抑制机体内白细胞的吞噬功能。

淋球菌侵入并感染人体后，以机体内大量中性粒细胞浸润为特征性表现。淋球菌一方面作用于中性粒细胞膜从而减弱其生理功能，另一方面可抑制中性粒细胞内吞噬小体的发育[6]。淋球菌表面的外膜蛋白Ⅰ可调节宿主体内中性粒细胞的呼吸爆发，从而影响机体细胞内的氧自由基生成并使细胞内部氧化性新陈代谢下调，这些影响或许就是机体感染淋球菌后发生炎性反应时部分淋球菌能削弱体内吞噬细胞氧依赖性反应作用的原理[7]。有研究表明，淋球菌能诱导机体内中性粒细胞发生氧化这一反应可能也依赖于其表面的外膜蛋白Ⅰ[8]。此外，还有部分淋球菌通过旁路途径激活人的补体系统，最终在人体内形成膜攻击复合物（MAC），从而杀伤淋球菌。

1.2 获得性免疫 球菌测反应机体对淋球菌的免疫防御主要依赖于其体内产生的IgG和IgM型抗体，少量的IgA抗体也可在机体黏膜免疫中发挥预防感染的作用。IgA为分泌性抗体，但可从黏膜表层进入血液，在机体血清中发挥抗体-补体介导的杀菌作用，从而抵抗并削弱淋球菌感染所致的菌血症。所以，淋病患者体内的炎症一般不会扩散到全身。在确诊为淋球菌性尿道炎的男性尿道分泌液中常发现有针对淋球菌的抗体，这些抗体类型除了IgA外还有一部分为IgG和IgM。在感染淋球菌后通过检测患者血清，发现IgG、IgM和IgA类淋球菌抗体水平均升高。

淋球菌会扩散到全身，可诱发机体产生多种抗体，这些抗体对淋球菌的作用可表现在各个方面。

1.2.1 主要外膜蛋白及其抗体 淋球菌外膜上主要为3类蛋白，分别是PⅠ（即孔蛋白Porin、Por）、PⅡ（Opa蛋白）和PⅢ（Rmp蛋白），这些蛋白在淋球菌与宿主的免疫过程中起着重要作用。PⅠ是主要的外膜蛋白，约占淋球菌外膜上蛋白总量的60%，可作用于靶细胞而在机体形成特异性免疫应答[9]。目前，科学家已成功构建并表达出PⅠ重组蛋白，并广泛用其进行动物实验。PⅠ可上调机体中B细胞和抗原提呈细胞表面表达CD86分子及主要组织相容性复合体Ⅱ类分子的程度，进而加强机体内辅助性T细胞的活化，增强抗原提呈细胞与T细胞的相互作用，促进抗原提呈细胞分泌更多的IgG和细胞因子，最终增强机体对淋球菌的免疫应答[10]。PⅠ还可以活化B细胞并促进其增殖，从而增加机体中免疫球蛋白的分泌，增强体液免疫应答[11]。1989年，科学家就发现淋球菌自然感染人体时，机体内产生抗PⅠ抗体的水平与血清抗淋球菌活性作用的强弱密切相关。淋球菌主要外膜蛋白PⅠ免疫原性强、变异性小，能增强机体内的体液免疫应答。因此，目前PⅠ是研究制备淋球菌疫苗的候选对象。外膜蛋白PⅡ是淋球菌的另一类重要外膜蛋白，也是一种辅助性黏附因子，可使由菌毛启动的淋球菌黏附机体变得更加紧密，增强其感染机体的能力。PⅡ蛋白中的OpaⅠ以癌胚抗原相关的细胞黏附因子1（carcinoembryonic antigen-related cellular adhesion molecule 1，CEACAM1）为受体，辅助淋球菌对机体黏膜上皮细胞和中性粒细胞等的黏附。

1.2.2 转铁结合蛋白及其抗体 淋球菌的转铁蛋白有2种类型：TbpA和TbpB。淋球菌可凭借此蛋白在宿主体内与铁原子结合，从而促进自身生长及维持正常的新陈代新。Price等[12]用淋球菌的转铁蛋白与霍乱毒素B亚单位（Ctb）连接组成重组体，随后经鼻黏膜免疫小鼠，并在小鼠的血清中和阴道内检测出抗淋球菌转铁蛋白抗体，类型为IgG和IgA。这些抗TbpA、TbpB抗体可结合淋球菌表面的转铁蛋白，阻碍转铁蛋白与铁的结合，从而抑制淋球菌的生长，发挥抗体抗菌活性的作用。目前有研究推测，淋球菌转铁蛋白疫苗可抑制淋球菌对铁原子的摄取，从而抑制其生长[13]。因此，淋球菌的转铁蛋白是一种很有前景的疫苗抗原之一。

2 淋球菌产生的免疫逃逸

淋球菌唯一的自然侵入宿主是人类[14]。淋球菌在与人类长期的相互作用和影响下，形成了一系列逃避人类机体免疫防御的系统。例如，在现实生活中，人类群体对淋球菌有相当高的感染率，并可反复感染，这主要归因于淋球菌形成的逃避人类机体免疫防御的系统。淋球菌表面的菌毛蛋白抗原、外膜蛋白抗原等主要抗原有不稳定的抗原性，可使其在感染的过程中易发生自身抗原成分变异或丢失，从而导致淋球菌逃避机体免疫系统的攻击并易引起再感染。同时，淋球菌内部的基因重组及外部的表型变化也增强了其侵入和感染人类机体的能力。淋球菌的以下成分参与了免疫逃逸的机制。

2.1 菌毛蛋白 Hansen等[15]在研究淋球菌感染小鼠模型中发现，淋球菌菌毛抗原的超变区可刺激小鼠产生免疫应答，而保守区却不能诱发免疫应答反应。目前，大多数学者认为，机体中产生的菌毛蛋白抗体可阻碍上皮细胞黏附淋球菌，发挥免疫调节作用，但是菌毛蛋白中的一级氨基酸序列易发生过度变异，从而改变了菌毛蛋白的表型和构象，而逃避宿主的免疫应答。所以，用菌毛蛋白作为疫苗应用到临床，预防效果并不理想。

2.2 脂寡糖 淋球菌表面的脂多糖主要由单糖构成，缺少重复O抗原，所以又被称为脂寡糖，是淋球菌表面唯一的一种碳水化合物。脂寡糖具有很好的免疫原性，能刺激机体血清中产生针对其末端核心多糖的抗体，这类抗体可以发挥免疫调理和抗菌活性作用[16]。但是淋球菌表面脂寡糖抗原高度变异，变异程度与菌毛蛋白、Opa蛋白相似。所以，淋球菌可以逃避宿主的免疫攻击，并且脂寡糖的毒性大，同宿主细胞表面有相似的碳水化合物，所以，临床上将纯化的脂寡糖当做疫苗来提高机体内部的抗脂寡糖抗体水平来预防淋球菌的感染比较困难。

2.3 外膜蛋白PⅠ（孔蛋白） 淋球菌外膜蛋白PⅠ是一个含有8个跨膜襻（loop）且抗原性稳定的外膜蛋白。有研究表明，暴露在PⅠA表面的loop5可结合宿主体内的H因子来逃避体内由补体介导的杀伤作用[17]。Ram等[18]通过质粒构建及PCR技术发现，淋球菌可通过与宿主体内的C4b结合蛋白结合来调节由补体所介导的杀伤作用。因此，淋球菌可凭借表面的外膜蛋白PⅠ来逃避机体内补体介导的杀伤作用。

此外，淋球菌外膜蛋白PⅠ还可活化机体内B细胞和抗原提呈细胞，从而调节机体内免疫应答水平。研究证实，淋球菌外膜蛋白PⅠ还可以削弱宿主机体内中性粒细胞的功能[19]、干预宿主内调理素受体的表达及调理素介导的吞噬等作用[20]。

2.4 外膜蛋白PⅡ和PⅢ 淋球菌的免疫逃逸还与其外膜蛋白PⅡ——菌落不透明相关蛋白（Opa）所致的免疫抑制和外膜蛋白 PⅢ——还原修饰蛋白（reduction modifiable protein，Rmp）所产生的特异性免疫阻断有关。

外膜蛋白PⅡ（Opa）是淋球菌黏附感染的辅助性因子之一。淋球菌凭借外膜蛋白PⅡ更加紧密地黏附机体黏膜的上皮细胞，增强其感染机体的能力。Opa蛋白中的OpaⅠ以CEACAM1为受体，淋球菌可凭借此蛋白对黏膜上皮细胞和中性粒细胞等进行黏附。但是CEACAM1的胞浆区含有免疫受体酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）。ITIM可抑制由免疫受体酪氨酸激活基序介导的淋巴细胞活化信号，从而抑制淋巴细胞活化。Pantelic等[21]分离了人外周血B细胞，用细胞因子IL-2刺激B细胞后能高表达CEACAM1，随后，B细胞可通过CEACAM1与淋病奈瑟菌OpaI蛋白结合，结果不但抑制了B细胞抗体的产生，还促进了B细胞的凋亡，说明OpaI蛋白与CEACAM1的结合激活了B细胞的凋亡通路。但是CEACAM1介导的细胞凋亡依赖于被刺激的细胞类型，因为从未发现淋球菌通过CEACAM1刺激Hela细胞的凋亡。说明淋球菌是通过OpaⅠ与CEACAM1的相互作用选择性地抑制免疫细胞，而不是黏膜上皮细胞，从而既形成了感染，又实现了免疫逃逸。

淋球菌外膜蛋白PⅢ（Rmp）是一种高度保守的外膜蛋白[22]，能阻碍机体内黏膜的防御作用。1993年，Plummer等[23]在研究淋球菌时发现，血清Rmp抗体阳性女性淋球菌感染的概率高于血清Rmp抗体为阴性的女性，差异有统计学意义（P＜0.05），表明血清中Rmp抗体可以增强淋球菌感染黏膜的程度。Rosenqvist等[24]发现，淋球菌感染患者康复后血清对淋球菌无杀菌作用，如果选择性去除血清Rmp抗体可以恢复其杀菌作用。

综上所述，Rmp抗体具有阻抑机体血清清除淋球菌的作用。目前，Rmp蛋白是淋球菌中一种抗原性较高的免疫原，能刺激机体免疫系统产生针对该蛋白的抗体进而结合补体，但产生的抗体无抗菌活性，并能拮抗或阻断血清中其他抗体如PⅠ抗体的杀菌作用，甚至能促进机体对淋球菌的感染。

3 小结与展望

淋球菌可凭借表面的菌毛及外膜上的蛋白黏附于机体上皮细胞，并被胞吞，随后在宿主细胞内大量增殖以致细胞裂解，并通过其毒素与人机体免疫系统相互作用，最终导致炎性反应，使机体显现出代表性的脓性尿道分泌物。而人体感染淋球菌后，可凭借其免疫系统，一方面通过炎症时募集的中性粒细胞等细胞通过天然免疫来抵抗淋球菌的侵入；另一方面也可通过抗原呈递等过程来启动机体特异性免疫应答以消灭淋球菌，尤其是体液免疫产生的多种抗体结合补体系统能对淋球菌产生免疫中和及杀菌作用。但也有一些淋球菌的外膜蛋白在人机体内产生的抗体如PⅢ抗体却拮抗其他抗体，且能阻抑其他抗体杀菌的活性，或淋球菌的某些外膜蛋白PⅠ等所致的免疫抑制能逃逸宿主的免疫反应。这些逃逸宿主免疫的能力能帮助淋球菌逃避机体的杀伤。因此，深入研究淋球菌的侵入感染与免疫逃逸的能力能帮助认清淋球菌与人类机体的相互关系，也为淋病诊治及疫苗研发提出了新的挑战。

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10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.020

A

1009-5519（2015）21-3262-03

2015-06-28）

解如山（1983-），男，山东临沂人，硕士研究生，主要从事感染免疫方面的研究；E-mail：rushan2008@163.com。