RANTES和Eotaxin与结核病

RANTES和Eotaxin与结核病

赵琰枫1，冯晓燕2，张贺秋1

(1. 温州医科大学，浙江 温州 325035；2. 军事医学科学院基础医学研究所，北京 100850)

摘要：结核病仍然是困扰人类健康的常见传染病之一。我国是22个结核病高负担国家之一，早期准确的诊断以及及时有效的治疗对于控制结核病流行是必不可少的。结核病传统的实验室诊断方法存在许多不足之处，新的诊断方法由于没有良好的生物标志物而受到了限制。随着国内外对调节活化正常T细胞表达与分泌趋化因子(RANTES)及嗜酸细胞活化趋化因子(Eotaxin)研究的日益增多，越来越多的研究显示，RANTES及Eotaxin对于结核病具有潜在的诊断和监测价值。

关键词：调节活化正常T细胞表达与分泌趋化因子；嗜酸细胞活化趋化因子；结核病

中图分类号：

文章编号：1673-8640(2015)10-1048-05R446.5

文献标志码：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.10.020

Abstract:Tuberculosis remains one of the most common infectious diseases to threat human health. China is the 22nd high tuberculosis burden country. Early correct diagnosis and proper treatment are critical to control Mycobacterium tuberculosis infection. The traditional laboratory diagnosis methods of tuberculosis have many shortcomings, and no excellent biomarkers are found and verified，which hampers and attempts to develop new tests. Along with the increasing research of regulated upon activation normal T cell expressed and secreted(RANTES) and eotaxin, more and more studies indicate that RANTES and eotaxin have potential significance in the diagnosis and monitoring of tuberculosis.

基金项目：国家863计划资助项目(2011AA02A113)

作者简介：赵琰枫，女，1989年生，硕士，主要从事病原生物学研究。

通讯作者：张贺秋，联系电话：010-66932304。

收稿日期：(2014-12-19)

RANTES and eotaxin in tuberculosisZHAOYanfeng1,FENGXiaoyan2,ZHANGHeqiu1.(1 .WenzhouMedicalUniversity,ZhejiangWenzhou325035,China; 2.InstituteofBasicMedicalSciences,AcademyofMilitaryMedicalSciences,Beijing100850,China)

Key words: Regulated upon activation normal T cell expressed and secreted; Eotaxin; Tuberculosis

世界卫生组织2013年的全球结核病报告指出，2012年全球新增结核病患者860万，其中有130万人死于结核病。全球有22个结核病高负担国家，这22个国家的结核病患者占全球结核病患者总数的80%，而我国是这22个高负担国家之一，同时也是全球27个耐多药结核病流行严重的高负担国家之一。早期正确的诊断以及及时有效的治疗对于控制我国结核病流行是必不可少的。而传统的抗酸染色镜检和结核分枝杆菌培养都存在着许多不足之处，痰涂片镜检是使用最广泛的结核病检验方法，其阳性检出率低，尤其是在含菌量较低的个体中，如合并人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染及儿童，敏感性更低；结核分枝杆菌培养需要较长的检测时间和较为完善的仪器设备及生物安全设施，而大多数结核病高发地区缺乏完善的实验室和生物安全基础设施，限制了结核分枝杆菌培养方法的使用。近几年新的诊断方法不断涌现，但仍然缺少精准且即时的检测方法，究其原因主要在于没有发现良好的生物标志物[1]。

趋化因子也称为化学趋化性细胞因子，在1992年的国际免疫学会上被命名，是对白细胞有趋化作用，具有保守半胱氨酸序列和肝素结合区的小相对分子质量(8 000～10 000)的细胞因子。根据趋化因子N-末端Cys的结构特点，分为CXC(α)、CC(β)、C(γ)、CX3C(δ)等家族[2]。CC亚家族分子N-端2个半胱氨酸之间没有任意氨基酸，主要对单核细胞具有强大的趋化活性，其次为T淋巴细胞和B淋巴细胞、嗜酸粒细胞等。CC趋化因子基因定位于人第17号染色体q12-21区带，多数包含3个外显子和2个内含子，已发现有28个成员，主要包括调节活化正常T细胞表达与分泌趋化因子(regulated upon activation normal T cell expressed and secreted，RANTES；又被称为CCL5)、嗜酸细胞活化趋化因子(eotaxin，又被称为CCL11)、单核细胞趋化蛋白1(monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1；又被称为CCL2)、巨噬细胞炎症蛋白1(macrophage inflammatory protein 1，MIP-1)等。

我们就趋化因子RANTES和Eotaxin的生物学功能、在结核病患者体内的表达水平及其与结核病发展关系的研究进展做一综述。

一、RANTES

1.RANTES概述RANTES是由T淋巴细胞产生的相对分子质量为7 800的蛋白质，人RANTES基因定位于染色体17q11.2-q12区域，包含3个外显子及2个内含子，基因长度约为7.1 kb，编码91个氨基酸,包括68个氨基酸组成的成熟蛋白和23个氨基酸组成的信号肽[3]。它是CC家族的重要代表之一，也被命名为CCL5。RANTES可由多种细胞分泌产生，在NK细胞以及T细胞中，RANTES呈现固有表达；在其它细胞如上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞和星形胶质细胞中，正常情况下RANTES为静止表达，但在各种刺激因子的作用下这些细胞会分泌RANTES，如一些炎性因子白细胞介素1β(interleukin 1 beta，IL-1β)、肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、干扰素γ(interferon gamma，IFN-γ)可强烈诱导RANTES表达[4]。RANTES有4种受体，包括CCR1、CCR3、CCR4、CCR5，其中CCR1和CCR5是高亲和力受体，CCR3为中亲和力受体，而CCR4则是低亲和力受体，均属于7次跨膜G蛋白偶联受体家族成员。有研究表明RANTES还可通过与细胞表面氨基葡糖多聚糖(glycosaminoglycan，GAG)的结合，引起不同特异性受体的信号转导并激活白细胞，介导RANTES多种新的生物学功能[3]。

2.RANTES的生物学功能RANTES通过与相应受体结合而发挥多种生物学功能，它作为一种趋化蛋白不仅可以参与炎症反应和介导白细胞的游走和浸润，还可以调节细胞的生长和分化[5]。它的主要功能是特异性趋化T细胞、单核细胞和嗜酸性细胞，并且对CD4+T细胞、记忆T细胞和单核细胞具有优先的趋化活性[6-7]。有研究发现RANTES表达水平增高与很多的炎症反应都有关系，如异体移植排斥、动脉粥样硬化、关节炎、变应性皮炎、支气管炎性疾病、迟发型超敏反应、肾小球肾炎、子宫内膜异位症和阿尔茨海默病等[8]，研究者认为这是因为RANTES诱导白细胞向炎症部位浸润所致。正常生理浓度的RANTES强烈地趋化白细胞，而高浓度的RANTES可以类似丝裂原的方式诱导活化白细胞，低聚体RANTES虽然能和特异性受体结合，但对白细胞无激活作用，表明RANTES的聚集与其激活效应相关，超高浓度的RANTES由局部细胞表面GAG联合体形成，导致RANTES与其他细胞表面信号分子，如T细胞表面的CD3交联，引起非特异性细胞激活，这是急性感染、炎症部位独有的特性[5]。RANTES激活T细胞后可产生多种效应，包括T细胞的增殖或凋亡，促炎性细胞因子如IL-2、IL-5、IFN-γ和MIP-1β的释放[9]。RANTES诱导的激活不仅限于T细胞，通过类似的信号通路，还可以作用于单核细胞和中性粒细胞。另外RANTES还可以提高抗原特异性的抗体应答，并诱导特异性抗体产生，对微生物感染及炎症性疾病转归有重要作用[4]。

3.RANTES与结核病结核病是慢性细胞内感染的典型病症，结核免疫主要是由T淋巴细胞所介导的细胞免疫反应，多种细胞因子参与结核病的免疫反应。POKKALI等[10]为了研究细胞因子及趋化因子在结核分枝杆菌感染期间与细胞转运之间的关系，测定了肺结核病患者与健康人的细胞因子水平，发现与健康人相比，活动性肺结核患者的RANTES、IL-8及IL-6水平均显著升高，实验结果说明，RANTES参与了宿主对结核分枝杆菌感染的免疫反应。SELVARAJ等[11]的研究也显示活动性肺结核病患者的RANTES水平比健康对照组显著升高。VESOSKY等[12]研究显示结核分枝杆菌侵入人体后引起RANTES增多，同时RANTES与其受体CCR5进一步相互激活，促进肉芽肿形成并募集包括活化的效应T淋巴细胞在内的很多免疫细胞进入组织的炎症损伤部位(如结核结节)发挥免疫应答功能，由此可见，上调的RANTES水平在抗结核免疫应答中起到了重要作用，由于RANTES在不同的浓度发挥不同的生物学功能，所以其在最适浓度范围内可能发挥最佳作用，而偏离了这个范围则可能增加了肺结核病的易感性。MENDEZ-SAMPERIO等[13]也证实在抗结核分枝杆菌感染的免疫应答过程中，RANTES是促进单核巨噬细胞进入结核结节的主要细胞因子。因此可见，在结核分枝杆菌感染过程中RANTES能够与各种免疫细胞相互作用共同促进结核结节的形成[14]。另外，有研究人员在中国人群、西班牙人群和印度人群的成年人研究中，分别对RANTES的多态性与结核病易感的相关性进行了研究，发现了rs2107538、rs2280788和rs2280789与结核病易感相关[15]。总之，现在还需要有更多的研究证明RANTES在结核病免疫过程中起到了重要作用。

二、Eotaxin

1.Eotaxin概述Eotaxin最初发现于致敏豚鼠抗原刺激后的支气管肺泡灌洗液中，人类Eotaxin基因位于第17号染色体的q21. 1-21. 2区，它也是CC家族之一，被命名为CCL11。在生理pH值条件下，Eotaxin根据浓度以单体和二聚体的形式存在，并保持动态平衡。Eotaxin的活性形式为单体，其单体相对分子质量约为8 400，单体的三维结构具有趋化因子典型的折叠特征，即含有三分支的β片层和一个覆盖于其上的α螺旋, 并具有与受体结合时起定向作用的暴露的N-端。这样的结构及N-端对受体结合和信号传导都是很关键的，是对大量存在于嗜酸粒细胞上的CCR3 受体具有高度选择性的结构基础[16]。

2.Eotaxin的生物学功能Eotaxin即可由结构性细胞(如上皮细胞、成纤维细胞、内皮细胞、平滑肌细胞和软骨细胞)也可由渗出性炎症细胞所产生[17]，在各种组织器官中广泛表达。Eotaxin可以刺激具有肺部炎症小鼠的髓样细胞的产生，是粒细胞-巨噬细胞的集落刺激因子。Eotaxin缺陷小鼠证实了在正常组织中广泛存在的Eotaxin对于机体维持嗜酸粒细胞稳态起重要作用[18]。Eotaxin通过与细胞膜上G蛋白偶联的受体结合而发挥作用，Eotaxin是唯一一个仅与单一受体CCR3发生作用的CC趋化因子，CCR3受体在嗜酸粒细胞膜上大量存在，且与Eotaxin有高度亲和性，因此Eotaxin对嗜酸粒细胞的趋化具有高度特异性[19]。Eotaxin水平在许多过敏性疾病，如特异性鼻炎、过敏性结膜炎、哮喘和鼻息肉疾病中升高，在非过敏性的嗜酸组织浸润中也有增加，如炎性肠病和类天疱疮等疾病，这些疾病中Eotaxin水平升高表明Eotaxin可以诱导及活化嗜酸粒细胞[20]。此外也有研究认为在非嗜酸性炎症中Eotaxin同样起重要作用，它可以趋化嗜碱粒细胞，从而在变态反应中与嗜酸粒细胞共同迁移来发挥致病作用。

3.Eotaxin与结核病DJOBA等[21]利用细胞因子微球检测技术检测了潜伏性结核病患者及活动性结核病患者的血清细胞因子水平，以及活动性结核病患者治疗期间血清中细胞因子的水平，发现潜伏性结核病患者的血清Eotaxin水平明显高于活动性结核病患者，且结核病患者在治疗期间的血清Eotaxin水平逐渐升高。YU和YANG等[22-23]也通过实验得到了相同的结果，即随着治疗的进行，Eotaxin的水平逐渐升高。SHARIFABADI等[24]用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定了300例结核病患者及100名健康人血清Eotaxin(CCL11)、Eotaxin-2(CCL24)、Eotaxin-3(CCL26)的水平，发现结核病患者中Eotaxin的水平均高于健康人，同年在SHIRATORI[25]的研究中也得到了相同的结果。不仅在血液中，SUYHERLAND等[26]测定了结核性胸水及非结核性胸水中的细胞因子水平，发现Eotaxin在结核性胸水中的水平显著高于非结核性胸水。ALESSANDRI等[27]测定了HIV阴性的肺结核病患者在化疗不同阶段血浆中趋化因子的浓度，发现Eotaxin的浓度在整个治疗过程中水平均高于健康对照。在RIOU等[28]的研究中发现了在HIV阳性和HIV阴性的结核病患者血浆中，Eotaxin的浓度没有显著性差异。在STEYN[29]专利中的研究结果表明，HIV合并感染结核分枝杆菌的患者中Eotaxin的水平要显著高于没有感染结核分枝杆菌的HIV患者。KOLOBOVNIKOVA等[30]对肺结核病患者血液中嗜酸粒细胞增多的机制进行了研究，认为是Eotaxin导致了血液中长期存在嗜酸粒细胞，并且它可以引发嗜酸粒细胞的粘附作用，进一步形成肉芽肿。此外，RIFFO-VASQUEZ等[31]在体外研究中发现结核分枝杆菌的分子伴侣60.1减少了Eotaxin诱导的白细胞迁移，进而抑制了过敏性肺部炎症模型小鼠的白细胞渗出。以上这些实验结果均提示，Eotaxin可能在结核病的发病过程及转归中具有重要作用，但其作用机制尚未形成定论。

三、小结

RANTES及Eotaxin同属于CC趋化因子，其水平在许多疾病中都会产生变化。随着对RANTES及Eotaxin与结核病相关性认识的不断加深，以及它们在结核病不同阶段水平的差异，我们认为RANTES及Eotaxin有可能成为诊断结核病和评价抗结核治疗效果的潜在标志物。现阶段对结核病治疗期间这2种趋化因子水平的变化尚未形成定论，还需要进行更细致的研究，以评价RANTES及Eotaxin在诊断结核病和监测抗结核治疗效果中的应用价值。

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(本文编辑：姜敏)

上海市临检中心召开医疗机构实验室负责人知识更新学习班

2015年8月12至14日，由上海市临床检验中心主办的国家级继续医学教育学习班 “医疗机构实验室负责人知识更新学习班”在中心召开，来自上海和外省市各级医院临床实验室负责人等60余人参加了此次培训。

此次培训班特邀国家卫计委临床检验中心副主任王治国教授，上海市卫计委科教处张勘处长，中华医学会检验医学分会主任委员、中山医院检验科主任潘柏申教授以及上海医学会检验分会的主任委员、新华医院检验科主任沈立松教授等知名专家教授进行授课。培训班除了为临床医疗机构实验室负责人提供知识更新的机会外，重点加强如何做好科室负责人和临床医学实验室质量管理等方面内容的培训，其主要内容包括：“临床检验专业质量指标——解读与应用”、“科研设计与总结” 、“ISO15189评审不符合项的改正措施”、 “上海市临床实验室质量管理现场督查与质量改进” 、“微生物检验流程优化与信息系统再造”、“ 新发呼吸道病原检测技术及应用”、 “参考测量系统的实践和应用”等。王治国教授对2015版临床检验专业医疗质量控制指标进行了解读；张勘处长针对此次培训班的学员大部分都是新任的检验科负责人的情况，也重点介绍了有关医学科研的选题、项目实施和总结分析等内容；潘柏申、沈立松两位上海资深的检验科主任，从各自不同的角度来讲述实验室的科学管理，打造一流团队的管理经验等。

中心举办临床医疗机构实验室负责人知识更新学习，不仅为基层的实验室负责人提供聆听各知名专家教授介绍医学检验专业有关的质量管理技术和经验的机会，更搭建了与各位专家的交流平台，让学员有更多的机会与这些知名的专家和学者进行交流和互动，及时让学员了解临床医学检验实验室管理经验和技术，提高管理质量，帮助他们解决实际问题的能力，以促进临床医学检验实验室质量管理工作的提高和进一步发展。

(本刊编辑部)