多房棘球蚴病的浸润和转移机制研究进展

黄　红，张淑坤



多房棘球蚴病的浸润和转移机制研究进展

黄红，张淑坤

多房棘球蚴感染宿主肝脏后，可通过多种途径向肝周围或肝外组织浸润和转移，使病情恶化。通过对多房棘球蚴病浸润和转移机制的研究，寻找阻断其浸润和转移的方法，对多房棘球蚴病的治疗和预后具有重要的意义。本文就目前在多房棘球蚴病浸润和转移机制研究方面的概况作一综述。

多房棘球蚴病；浸润；转移

多房棘球蚴病(Alveolar Echinococcosis,AE)是一种罕见的，但较严重的人兽共患寄生虫疾病，是由多房棘球绦虫的幼虫(泡球蚴)在中间宿主肝内不断增值而引起的一种严重肝病，常被误诊为肝癌。泡球蚴在中间宿主肝内通过无性增值以及强烈的肉芽肿反应，并向周围组织浸润而对肝脏造成严重的病理损伤，其特征性的病理表现是：寄生虫囊泡周围肉芽肿病变形成、广泛的纤维化、各种炎细胞浸润以及坏死。泡球蚴病变类似肿瘤以浸润式增殖的方式生长，并侵犯邻近的组织、器官，也可通过血运、淋巴等途径播散至肺、脑等产生继发性或转移性病变，从而对机体造成严重危害。本文就多房棘球蚴病浸润和转移机制的研究现状进行如下综述。

1　泡球蚴的结构特点

泡球蚴的天然结构特点决定了它易向周围组织或其他脏器侵犯。首先，泡球蚴是一种含粘稠胶质样液体的小囊泡，囊壁由内层的生发层和外层的角质层构成，角质层是泡球蚴与宿主发生相互关系的关键结构，该层由无性繁殖产生的多囊泡包裹，可向外伸出子囊泡，泡球蚴释放的这种子囊泡会进入血液和淋巴管中，就可使该寄生虫团块转移到其他组织[1-2]。另外，泡球蚴的角质层含有大量的糖原，它的主要构成成分是高分子量的多糖。DaiWJ[3]等人的研究结果显示，富含糖原的角质层包裹整个虫体，一方面可能抑制或阻止了寄生虫囊壁或生发层代谢产物蛋白对宿主免疫系统的作用；另一方面，研究发现泡球蚴角质层的Em2抗原是由无效的胸腺非依赖抗原(TI-Ag)组成，使得泡球蚴避开了机体的免疫攻击，同时，Dai WJ等也发现泡球蚴角质层增生的Em2抗原和低亲和力的抗Em2抗体反应，也可能是导致宿主缺乏抗寄生虫增值的许多原因之一。先前的研究也证实泡球蚴表面相关产物或者分泌的代谢产物具有免疫调节作用，并且常使免疫结果向有利于寄生虫生长的方向发展[4-6]。

2　免疫逃逸与细胞因子

2.1免疫逃逸寄生虫作为异物进入人体后会引起机体相应的免疫应答反应，研究发现在多房棘球蚴病患者体内，出现了针对泡球蚴抗原的特异性淋巴细胞反应。在机体感染泡球蚴的早期阶段，首先会产生Th1细胞的相关免疫反应，研究认为Th1介导的细胞免疫与AE病变的保护性免疫有关,Th1细胞的激活有利于阻止泡球蚴的生长和肉芽肿反应对宿主的损害[7-10]。而随着病程的进展和虫荷的增加，在感染的中后期，转变为以Th2为主导的体液免疫。在泡球蚴呈浸润性生长的过程中，以分泌IL-5和IL-10为主的Th2体液免疫逐渐代替了早期的Th1细胞免疫。研究表明以Th2为主的体液免疫可以使机体的免疫处于抑制状态[11-13]。另外，宿主感染泡球蚴后宿主外周血巨噬细胞(PBMC)的增殖功能常降低,抑制了CD4+Th1特异性记忆性细胞的增殖和分化,它与Th2细胞协同发挥作用而使宿主的免疫功能处于一种抑制状态。宿主的免疫功能被抑制导致寄生虫抗原避开了宿主的免疫攻击，而得以在宿主体内快速生长。

2.2细胞因子细胞因子是机体的免疫细胞或其他细胞合成的小分子多肽类因子，在机体的免疫反应中起着至关重要的调控作用，其在分子水平的免疫调节作用往往是导致病原致病的关键因素所在。在泡球蚴的致病发展过程中，人们也发现了几种细胞因子在其中发挥了一定的正向或负向调节作用。

2.2.1白细胞介素5(Interleukin 5,IL-5)IL-5是一种由112-113个氨基酸构成的多肽链弱酸性糖蛋白，其在机体的免疫调节过程中主要是促进B细胞的增长和分化。 Sturm D[14]等人运用以下意义和反义引物序列：β-actin，GTGGGGCGCCCCAGGCACCA和CTCCTTAATGTCACGCACGATTTC；IFN-γ，AGTTATATCTTGGCTTTTCA和ACCGAATAATTAGTCAGCTT；IL-2，AACTCCTGTCTTGCATTGCA和GTGTTGAGATGATGCTTTGAC；IL-3，GCCTTTGCTGGACTTCAACA 和TTGGATGTCGCGTGGGTGCG；IL-4，CAACTTTGTCCACGGACAC 和TCCAACGTACTCTGGTTGG；IL-5，AGGATGCTTCTGCATTTGAG 和CTATTATCCACTCGGTGTTC；IL-6，AACTCCTTCTCCACAAGCG 和TGGACTGCAGGAACTCCTT；IL-10，ATGCCCCAAGCTGAGAACCAAGACCCA和TCTCAAGGGGCTGGGTCAGCTATCCCA[15-16]，采用RT-PCR法检测各细胞因子的mRNA水平，结果显示，在感染了泡球蚴的患者体内和正常对照组中均可检测到IFN-γ、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-10的表达，通过PCR法再次检测，结果仍显示了各种细胞因子的存在，但其中与未感染泡球蚴的正常个体比较，感染了多房棘球蚴病的患者体内IL-5mRNA水平显示出了持续且显著的增高。同时，该团队还使用了酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测各细胞因子的浓度，结果显示从正常人外周血单核细胞培养基上清液中几乎检测不到IL-5的浓度(2.8-4.0 pg/mL)，而在感染了泡球蚴抗原的培养基中IL-5的浓度大幅增高，达到370.5 pg/mL，具有显著的差异(P=0.0128)。Sturm D的研究结果证明了在多房棘球蚴病发生发展的各个阶段可不同程度的激活众多的细胞因子，而IL-5在其中表现的更显著一些，可能发挥着更重要的作用。

2.2.2白细胞介素10(Interleukin10,IL-10)人们普遍把IL-10看作是一个负性免疫调控因子，它可抑制肿瘤患者的免疫力，已在多种恶性肿瘤患者血清中发现IL-10的水平是明显升高的。Godot, V[11]等的研究结果也证实了在人体感染多房棘球蚴病后同样促进IL-10的分泌，IL-10可抑制Th1合成分泌干扰素γ，促进Th1型细胞免疫向Th2型体液免疫偏移。因此，提示泡球蚴在宿主体内的迅速繁殖可能与IL-10表达水平的显著升高相关，泡球蚴感染的中后期，IL-10在发挥抗炎反应的同时也促进了泡球蚴在体内的迅速生长。体内IL-10的过量表达说明T细胞的免疫功能是处于抑制状态，IL-10改变了巨噬细胞的抗原呈递作用，同时也制止了这些细胞因子抵抗异物抗原的作用，使得泡球蚴表面相关抗原躲避了机体的免疫攻击，保护宿主因免疫反应而受损伤，有利于寄生虫的存活。

2.2.3白细胞介素4(Interleukin4,IL-4)IL-4主要是以自分泌的方式促进Th2细胞的增值和分化而在机体的免疫过程中发挥作用，它同时也可抑制Th1细胞的分化与增长。体内、外实验均证实IL-4可以抑制IL-6、IL-1和TNF的分泌。IL-4使IL-2受体表达下调并且抑制了单核细胞的活性以及他们通过减低IL-1和TNF-α而抗微生物的能力[17]。在因寄生虫感染而引起的慢性寄生虫疾病中，细胞免疫功能低下的同时常常伴有IgE水平的增高。 E. AUMÜLLER[18]等研究显示，泡球蚴在诱导人体嗜碱性粒细胞释放IL-4的过程中需要IgE的辅助，IL-4的分泌增多反过来又可促进 IgE 的产生。IL-5也在IL-4诱导合成IgE的过程中表现出了显著的正向调节作用。因此，说明IL-4在感染了泡球蚴的宿主体内与其它细胞因子之间相互作用，共同促进了多房棘球蚴病的发生与发展。

2.2.4转化生长因子β(TGF-β)TGFβ是免疫反应的主要调节因子，在各种生理状态和慢性疾病中发挥着诱导和维持调节性T细胞、降低细胞毒效应的免疫反应和平衡免疫耐受的作用，并且还参与调节组织再生和纤维化的进程。细胞表面的TGF-β受体被激活后，可将信号传递到细胞内发挥相应的作用。正常生理状况下，TGF-β将信息传递到细胞内会将细胞周期停止在G1期而制止细胞的增殖、分化或是促进细胞的凋亡程序，一旦细胞发生癌变时，部分TGF-β途径就会发生突变，TGF-β将无法控制正常的细胞周期，细胞就会开始进行异常的增殖。TGF-β的存在会停止活化的淋巴细胞、单核细胞等此类吞噬细胞的增殖和分化，从而对免疫系统产生抑制作用。Wang J[19]等采用Western blot、荧光定量PCR和免疫组化法，从感染2 d到360 d的AE小鼠模型和AE患者体内测定TGF-β、TGF-β受体、下游的Smad活性以及纤维化标志物的表达情况，结果显示在寄生虫病变浸润区和周围肝细胞中都有TGF-β、TGF-β受体、Smad、纤维化标志物的显著高表达，在实验鼠感染泡球蚴后180 d，纤维化表现最明显。Wang J等人的实验结果充分说明，在AE患者体内TGF-β在抵抗寄生虫引起的免疫耐受和肝纤维化过程中发挥着重要作用。TGF-β的作用已被公认为是诱导和维持寄生虫感染后的免疫耐受以及促进纤维化的形成。

2.2.5骨桥蛋白(osteopntin,OPN)骨桥蛋白(OPN)是一种多功能的细胞因子，影响细胞的增殖、存活、耐药性、浸润等行为。由于其在调节细胞方面发挥着重要的功能，其异常表达和/或剪接就会引起细胞发生病理性损伤，甚至癌变，骨桥蛋白被证实参与促进许多癌的浸润和转移过程。

国内学者通过人工造模建立了感染泡球蚴的实验鼠模型，通过免疫组化的方法观察骨桥蛋白在实验鼠肝组织中的表达，免疫组化染色显示，模型鼠肝泡球蚴组织中可见骨桥蛋白呈不同程度的表达，其染色呈阳性的细胞比例达70%，并且发现在有淋巴结转移的病例中阳性细胞比例更高(90%)，与未转移者差异有统计学意义(P<0.05)[20]。另外，相关研究显示，抗OPN抗体在一定程度上抑制了实验鼠肝泡球蚴病变的侵袭性，其主要通过调控TGF-β1的表达，使其表达降低而抑制侵袭性[21]，因而推测骨桥蛋白可能在多房棘球蚴病的浸润性生长和转移过程中发挥了一定的促进作用。

3　MAPK信号通路及细胞周期

促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases,MAP激酶,MAPK)属于丝蛋白/苏氨酸激酶，在多种受体信号传递途径中具有不可或缺的作用，主要是将细胞外信号传递到细胞核，以调控细胞的转录、增值、分化等。近年研究发现MAPK信号通路与肿瘤的侵袭和转移相关。然而，其在寄生虫感染的宿主体内如何发挥调控作用目前还不清楚。Zhang C[22-23]等人用western blot、qPCR和免疫化学的方法第一次检测了MAPKs、细胞周期蛋白、PCNA、Gadd45β、 Gadd45γ、p38和p21在AE动物模型从感染后2～360 d之内的水平变化。结果显示，ERK、JNK、p38在泡球蚴抗原的刺激下活化且被显著磷酸化，ERK磷酸化从感染后的第2 d(1.40倍)增值到180 d(5.69倍)达到最大值；JNK磷酸化从感染后的第180 d(1.89倍)增值到270 d(2.19倍)达到最大值，它们与正常对照组比较具有显著的差异性(P<0.05)。同时，Gadd45β、Gadd45γ、p21的表达水平均呈不同程度的升高，它们尤其在病变周围的淋巴细胞以及增生的纤维组织中表达显著；该团队也检测了增殖细胞核抗原(PCNA)的表达水平，结果显示在泡球蚴感染后的第8～180 d内PCNA的表达水平持续升高，第90 d到达最高值，差异显著(P<0.05)，随后从第270～360 d又逐渐降到基线上。PCNA是一种细胞核蛋白，主要调控细胞DNA的合成，它只在细胞增值或发生癌变时表达，尤其在细胞周期的G1晚期到S期表达显著，G2～M期又逐渐降低，其表达水平的变化与细胞DNA的合成量一致，是用来判断细胞增殖状态的一个指标。

Zhang C等人的研究结果第一次显示了在泡球蚴感染的宿主体内细胞增殖/抗凋亡和生长停滞/凋亡协同被激活的机制，在感染早期，ERK1/2和下游的CyclinD1,、A,、B1 and PCNA被激活，有利于肝细胞增生；在感染中期，ERK1/2的持续激活以及Cyclin A 和Gadd45β的表达升高可能协同增强肝细胞的存活和防止寄生虫本身和TNF-α等细胞因子引起的组织损伤；到感染终末期，JNK的激活以及 p53、 p21、Gadd45γ表达的增高就会诱导肝细胞生长停止或凋亡。这些现象就可从分子层面上来解释泡球蚴感染机体后引起的各种病理变化及对机体带来的损伤。

4　血管新生

血管新生是恶性肿瘤发生发展的一大特点，为肿瘤细胞的生长提供基本的营养供应。新生血管促进了肿瘤细胞的增生，反过来肿瘤细胞又可通过分泌刺激血管新生的物质来激活周围的血管内皮细胞，启动新的血管生成。肿瘤组织中的新生血管只有一层内皮细胞，缺乏外围的平滑肌组织，因此管壁薄弱，且排列紊乱，其基底膜通常不完整，因此通透性很高，使得肿瘤细胞易穿过管壁而进入循环系统，有助于肿瘤向其他组织或器官转移。

研究发现，泡球蚴感染的实验中，对虫体周围组织的细胞外基质蛋白进行免疫组织染色显示，在寄生虫肉芽肿组织周围确有血管新生的迹象，初步说明血管新生也参与了泡球蚴在宿主体内的生长过程[24-25]。目前就泡球蚴血管新生方面的研究较少，值得进行更进一步的研究。

5　展　望

由于多房棘球蚴病的生长方式与肿瘤类似，人们借助肿瘤的浸润转移机制来研究泡球蚴的发病机理，研究结果显示免疫反应、细胞因子、信号通路、血管新生等同样在泡球蚴的致病过程中发挥着一定的作用，但因各个因素之间相互影响、相互作用使得这一过程错综复杂。目前就棘球蚴的致病机制相关研究较少，对其更进一步的研究有待继续。对多房棘球蚴病浸润和转移机制的深入认识有望能找到阻止其对宿主损伤的途径、帮助临床上开发新药、寻找新的治疗方法以达到治疗肝包虫病的目的。

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Research progress on mechanisms of infiltration and metastasis for the alveolar echinococcosis

HUANG Hong1, ZHANG Shu-Kun2

(1.MedicalCollegeofQinghaiUniversity,Xining810001,China;2.DepartmentofPathology,QinghaiProvincialPeople’sHospital,Xining810007,China)

The alveolar echinococcosis infiltrates and transfers to the periphery of the liver or other organs through a variety of ways, after infection of the host liver and goes worse. The study of alveolar echinococcosis invasion and metastasis mechanism finds the methods to block the infiltration and metastasis has important significance for treatment and prognosis of alveolar echinococcosis. This review summarizes the recent research progress on mechanism of alveolar echinococcosis in infiltration and metastasis.

alveolar echinococcosis; infiltration; metastasis

Zhang Shu-kun, Email: zhangshukun0475@126.com

张淑坤，Email: zhangshukun0475@126.com

1.青海大学医学院，西宁810001；2.青海省人民医院,西宁810007

R365

A

1002-2694(2016)07-0670-04

2016-03-24；

2016-05-11

DOI：10.3969/j.issn.1002-2694.2016.07.016