肺结核患者多种相关免疫细胞因子的研究进展

徐海亮 冯喜英 王玉清 韩晓茹 关巍 久太



·综述·

肺结核患者多种相关免疫细胞因子的研究进展

徐海亮1冯喜英2王玉清3韩晓茹3关巍2久太2

肺结核； 细胞因子； 基因多态性

2016年全球结核病报告显示，2015年全球约有1 040万新发病例，其中男性590万(56%)，女性350万(34%)，儿童100万(34%)。新发病例中有120万(11%)HIV患者。印度、印度尼西亚、中国、尼日利亚、巴基斯坦和南非这六个国家占了新发病例总数的60%。在2015年有140万人死于结核病，另外40万是TB/HIV双重感染人群死亡。2015年全球估计有48万新发的耐多药肺结核(multidrug-resistant TB, MDR-TB)病例和10万耐利福平结核病病例。因此，在肺结核的预防、控制和治疗方面需要我们更进一步的重视[1]。肺结核的发病与机体免疫系统有着紧密的联系，近年来诸多研究发现，许多细胞因子参与了结核病的发生与发展。其中最主要的是由T辅助性1型和2型细胞(Th1、Th2)分泌的细胞因子，在结核病的免疫应答及发病中起着很重要的调节作用。

一、白介素-2受体

膜白介素2受体(membrane interleukin-2receptor, mlL-2R)是由某些抗原刺激T淋巴细胞时在其表面产生的一种低亲和性受体，参与多种信号通路的传递。当结核分枝杆菌侵入机体后，刺激T淋巴细胞，使其表面的mlL-2R表达程度上升，并释放入血成为血清可溶性白介素2受体(soluble interleukin-2receptor, slL-2R)，导致血清中的slL-2R 含量增高。其影响白介素2(interleukin -2, IL-2)的机制为mlL-2R进入血清后导致其数目减少，间接使IL-2调节免疫效应的功能减弱。另外，mlL-2R和slL-2R互相与IL-2竞争结合，使机体的自分泌减弱，降低IL-2的效应细胞(NK细胞)的杀伤力，从而减弱机体的免疫应答。相关文献报道，健康对照组及通过抗结核治疗后的患者血清中的slL-2R表达水平显著低于未经过抗结核治疗的患者，然而在空洞组及无空洞组两组间的差异没有统计学意义(P>0.05)。由此可见，作为保护性因子之一的slL-2R可成为评估结核病病情变化及治疗过程中的指标。此外，IL-2作为区分潜伏期肺结核与活动期肺结核的标志物的研究结果也不完全一致。Santin等[2]对43例潜伏期肺结核、69例活动期肺结核、28例未受感染的受试者及21例未分类的西班牙人群的研究显示IL-2的定量在临床实践中不能用于区分潜伏期肺结核和活动期肺结核。而Mamishi等[3]研究显示IL-2可以用作区分潜伏期肺结核与活动期肺结核的标志物。因此，单一的细胞因子作为标志物毕竟是有限的，进一步优化几种细胞因子的组合来筛查潜伏期与活动期肺结核，可以作为以后主要的研究方向。

二、白介素-6(IL-6)

IL-6是由CD4+细胞、巨噬细胞等多种细胞产生的一种细胞免疫调节因子，具有多种生物学功能。它可通过激活B细胞、T细胞，使其增值、分化，从而使其参与机体早期的炎症反应。研究者通过对结核患者血清中的IL-6表达水平的动态监测，发现IL-6在结核患者血清中的表达水平高于健康对照组，并且通过抗结核治疗后，其表达水平明显降低。Rook[4]研究显示，IL-6的表达水平与结核病病情的严重程度呈正相关。然而国内有关文献报道IL-6在空洞、非空洞组，痰菌阴性、阳性组的差异无统计学意义，说明IL-6在结核患者血清中的表达水平与其病情的轻重程度没有明显相关性。Zambuzi等[5]在对17例活动期肺结核，14例潜伏期肺结核和16例未感染的为对照组的人血浆中的细胞因子进行研究发现，IL-6和sCD14的同时检测能够以83%的准确度诊断活动期结核病的感染。Milano等[6]对巴西南部人群191例肺结核患者及175例健康对照组进行的研究发现，IL-6基因-174 G>C(rs1800795)位点的基因多态性可能对肺结核有保护作用。在一项Meta分析中对3 983例肺结核患者与3 996例健康对照组中的研究发现，IL-6基因-174 G>C多态性可能与降低亚洲人群肺结核的风险存在相关性。

三、白介素-8(IL-8)

IL-8是由血管内皮细胞和单核巨噬细胞产生的一种具有趋化性的炎症因子，是趋化因子CXC家族(α亚族)的一员。它能诱导多种细胞(尤其以中性粒细胞为主)，并趋化它向发生炎症的位置聚集，参与变态反应性疾病。除此之外，其还在抗原呈递及调节机体免疫平衡方面发挥重要作用，若其功能紊乱，可导致机体感染的加重。在对活动期肺结核患者、潜伏期感染及健康对照组的研究中发现，IL-8的mRNA表达水平在活动性结核患者组中明显高于上述另外两组。此外，有文献报道在对不同性质胸腔积液患者的IL-8进行测定时发现，结核性胸腔积液中的IL-8的水平显著高于恶性胸腔积液及漏出液。以上研究结果提示我们IL-8有可能作为一种诊断标志物，以便我们可以更好的区分良、恶性胸腔积液及活动期、潜伏期感染的结核患者。Chen等[7]通过对血清细胞因子的筛选发现IL-8与其它细胞因子的组合可以作为筛选潜伏期感染与活动期肺结核的标志物。关于IL-8基因位点多态性方面的国内相关研究显示IL-8基因-251T/A位点(rs4073)AA、TA基因型可能与肺结核发病的易感性相关。Ma等[8]对438例肺结核及536例健康对照组的IL-8基因位点(rs56090111, rs4073, rs2227543, and rs188973626)的研究显示，上述4个位点的基因多态性与肺结核的易感并无相关性。

四、白介素-10(IL-10)

细胞因子IL-10是由多种造血细胞产生的，其主要作用是抑制巨噬细胞和树突状细胞。IL-10是通过抑制促进炎症反应的TNF-α、IL-8、IL-12、干扰素-γ(interferon-γ, IFN-γ)等多种细胞因子来对上述细胞进行调节。有关研究显示肺结核患者在抗结核治疗2个月后血清中的IL-10较治疗前有显著的降低，且IL-10在治疗后恢复到治疗前的水平。国外学者研究显示血清中IL-10的水平在潜伏期肺结核患者中要高于活动期肺结核。目前对IL-10基因多态性研究最多的位点是IL-10基因-592，-819，-1 082等位点。在对国内藏族人群的研究中发现IL-10基因-592 AA基因型与肺结核的易感存在相关性。Feng等[9]的研究显示白介素-10-819 T/T 基因型在对抗肺结核中起到保护作用。Asgharzadeh等[10]在对伊朗、阿塞拜疆124例肺结核患者及200例健康对照者的研究中发现，白介素-10-1082G/A位点的基因多态性可能与结核的易感性有关。国内学者对西部及东部人群的研究中也得出了与之相一致的研究结果。

五、白介素-17(IL-17)

IL-17是一种前炎细胞因子，主要由CD4+T (Th17 细胞)、CD8+、 γδT 等多种细胞产生。它可通过诱导趋化因子和细胞因子，使中性粒细胞在对结核分枝杆菌早期防御方面发挥重要作用，从而造成感染部位炎症反应的加重。国内有关研究显示在对肺结核患者治疗前后发现，初诊的肺结核患者治疗前IL-17 水平较高，通过有效治疗后，炎症反应较治疗前减弱，IL-17 水平下降明显。Xu等[11]在对20例抗酸杆菌涂片阳性的的肺结核患者及20例健康对照者的研究中发现痰涂阳肺结核患者中的血浆IL-17水平升高，但经过抗结核治疗和痰涂阳转阴后血浆IL-17水平显著降低。此外，IL-17水平与C-反应蛋白和红细胞的沉降率呈正相关。You等[12]对40例活动期肺结核及40例非活动期肺结核的韩国人群的研究显示IL-17 与IFN-γ的联合可能作为筛查活动期肺结核的标志物。在基因多态性方面，国外研究发现在对南美洲巴西南部人群的研究中发现IL-17A基因-197 G>A (rs2275913)位点的多态性可能与肺结核存在相关性[6]。在对欧洲的人群研究中发现西班牙北部人群的IL-17A基因rs2275913位点的G等位基因和GG基因型可能增加肺结核发生的风险，而克罗地亚人群的IL-17A基因rs2275913位点与IL-17F rs763780位点的多态性与肺结核不存在相关性。在对亚洲人群最近的研究中发现中国人群的IL-17A基因rs2275913位点的A等位基因和AA基因型以及IL-17F基因 rs763780位点的C等位基因和CC基因型可能增加肺结核发生的风险。在一项Meta分析中发现IL-17F基因 rs763780等位基因C和IL-17A基因 rs3748067等位基因C可能与亚洲人群肺结核的易感性相关，而IL-17A 基因rs2275913多态性与肺结核病不存在显著的相关性。

六、白介素-18(IL-18)

IL-18是一种促炎症因子，位于11号染色体上。人体感染结核分枝杆菌时，IL-18刺激T淋巴细胞使其增殖，从而产生了更多的Th1细胞因子(IFN-γ)，其对机体内结核的免疫调节中起着重要作用。国内有关研究显示IL-18与IFN-γ同样都与结核的病变程度有关。病变越重，其血清中的IL-18水平也越高。Zhou 等[13]研究发现IL-18 基因-137G/C多态性可能与中国汉族人群的肺结核的易感性有关。等位基因G可能是TB的易感基因，而等位基因C可能通过促进更有力的蛋白质表达在预防结核分枝杆菌的感染中起作用。此外，研究还发现IL-18 基因-607A/C位点的多态性可能与肺结核的易感性无关。韩敏等[14]在对94例结核患者及93例健康者，进行IL-18基因的3个位点(+105A/C,-607A/C,-372C/G )的多态性研究中发现，IL-18基因多态性的这3个位点与结核病的易感无明显的相关性。然而有Meta分析中显示IL-18基因-607A/C位点的多态性与中国人群的肺结核的易感性显著相关，而与伊朗、印度、韩国人群的肺结核的易感性不相关。此外IL-18基因-137G/C位点的多态性与肺结核的易感性不存在相关性。

七、干扰素-γ(IFN-γ)

IFN-γ是由Th1细胞分泌的一种保护性的具有免疫调节作用的细胞因子，它在结核分枝杆菌感染的早期免疫反应中即可被激活。其通过激活单核细胞，参与结核分枝杆菌感染时的肉芽肿形成，从而有助于感染的控制。同时它还能增强巨噬细胞和T细胞的杀菌作用。国内相关文献报道患者在被结核分枝杆菌感染后，IFN-γ水平会升高，然后在强化治疗2个月后，患者血清中的IFN-γ水平较治疗前有明显的下降。Chowdhury 等[15]的研究也得出了相同的结果。提示IFN-γ随着抗结核治疗有效，结核分枝杆菌的数量减少，其表达水平也相应降低。有研究显示IFN-γ在结核患者血清中要高于健康对照组，且在痰菌阳性组、高热组中要明显高于痰菌阴性组、非高热组[14]。此外，空洞性、粟粒性结核组血清中的IFN-γ水平显著高于一般的结核性胸膜炎、浸润性结核患者组。在基因多态性方面，有研究发现IFN-γ基因+ 874T/A(rs2430561)位点的多态性与伊朗人群的肺结核的易感性不存在相关性，但是T等位基因可能在抗肺结核中起到重要作用[10]。Leandro等[16]在对172例肺结核患者和179例健康对照组的巴西人群进行研究中发现IFN-γ基因+874T/A可能与结核病的易感性不相关。在对土耳其人群的研究中也得到了跟上述相一致的研究结果。而Lee等[17]在对200例肺结核患者和202例健康为对照组的台湾汉族人群进行研究中发现IFN-γ基因的rs1861494，rs2069718和rs2430561可能与结核病的易感性有关。在一项Meta分析研究中发现IFN-γ基因+874T/A可能与结核病的易感性相关，且T等位基因可能降低亚洲人群感染肺结核的风险。

八、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)

单核细胞趋化蛋白-1( monocyte chemotactic protein 1, MCP-1)属于趋化因子CC亚族的一员，在结核免疫中主要依靠的是它强大的趋化作用。当结核分枝杆菌感染机体时，MCP-1通过聚集单核细胞、巨噬细胞到达感染的部位发挥重要的抗结核作用。有研究显示MCP-1在肺结核患者血清中的水平明显高于健康对照组，且痰涂阳性组中的细胞因子高于痰涂阴性组。有关文献报道当外周血单个核细胞受到结核分枝杆菌特异性抗原肽刺激后，肺结核患者MCP-1浓度的升高显著高于健康对照组。杨青岩等[18]在对60例肺结核患者及60例健康者为对照组的青海藏族人群的研究中发现MCP-1 基因-2 518位点的GA 基因型可能与肺结核的易感性存在相关。张宝秋等[19]在对136例肺结核患者及152例健康者为对照组的北方汉族人群的研究中也发现MCP-1 基因-2518 位点的GG 基因型可能与肺结核的易感性有关。

九、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)

TNF-α是由活化的巨噬细胞产生的一种重要的免疫调节因子和前炎因子。结核杆菌侵入机体时，TNF-α促进形成肉芽肿的，对保护机体起到重要作用。但其分泌过量时，会产生细胞毒作用，对肺组织产生破坏导致坏死、空洞形成。国内相关研究结果表明结核患者血清中的TNF-α表达水平明显高于健康对照组，抗结核有效的患者中TNF-α表达程度低于未进行抗结核治疗的患者。Mabunda等[20]对102例结核患者与456例健康为对照组的非洲桑比克人群的研究显示，TNF-α基因-308A/G位点的多态性与肺结核的易感性存在相关。除此之外，Varahramd等[21]研究还发现TNF-α基因的-238A/G、-857C /T这两个位点多态性与肺结核易感性有关。而国内有关研究未发现TNF-α基因-238A/G 多态性与肺结核的易感存在相关性。

总之，机体免疫产生的细胞因子与结核的发生、发展有密切的关系，我们可以通过监测机体血清中某些细胞因子的表达水平，更好的监测抗结核治疗的效果及机体对抗结核药物的免疫反应。当然，细胞因子并不是单独在机体起作用，而是多种细胞因子相互影响，联合起到调节作用，是一个复杂的网络系统，有待于更深的研究。此外，结核相关易感基因多态性在不同种族、民族得到的结论也各有差异，需要更深入的进行多地区、多民族之间肺结核相关基因多态性的研究，才能为结核病的分子生物学研究提供进一步的线索。

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(本文编辑：王亚南)

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10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2017.02.028

青海省科学技术厅(应用)基础研究 计划项目(2014-ZJ-744)

810001 西宁，青海大学1810001 西宁，青海大学附属医院呼吸科2810001 西宁，青海省第四人民医院3

冯喜英， Email: xiying.feng@aliyun.com

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2016-10-11)