吞噬效应细胞与新生隐球菌相互作用研究进展

周洁 茅伟安

(上海中医药大学附属第七人民医院,上海 200137)

·综述·

吞噬效应细胞与新生隐球菌相互作用研究进展

周洁 茅伟安

(上海中医药大学附属第七人民医院,上海 200137)

在隐球菌感染发生发展的过程中，宿主一系列的先天免疫因素会参与其中。吞噬效应细胞在宿主抗隐球菌非特异性免疫效应中发挥着最为重要的作用。在不同的组织和器官中，有不同的吞噬效应细胞定植。吞噬效应在发挥着积极作用的同时，也为隐球菌逃避宿主的免疫杀伤提供了一定的保护场所。本文主要通过综述隐球菌感染发生发展过程中与不同吞噬效应细胞之间的相互作用，来进一步认识隐球菌致病机制，同时为临床上隐球菌病的治疗和 (或)辅助治疗提供新的思路。

隐球菌；荚膜；吞噬；吞噬细胞；进展

新生隐球菌是一种广泛分布于自然界中，有荚膜包裹的致病真菌[1-2],可以机会性引起以HIV感染者等免疫抑制人群为主的致命的隐球菌感染[3]。在免疫正常人群中的感染也有所报道[4-6]。肺泡巨噬细胞是宿主抵抗新生隐球菌感染的第一道防线[7]。在动物模型中，感染新生隐球菌的几个小时后，发现相当大比例的酵母存在于吞噬细胞内，巨噬细胞和中性粒细胞已被证明是能够杀死这些酵母细胞的[8-9]。虽然我们可以推测吞噬效应可以导致病原体的完全清除，但是越来越多的证据表明，新生隐球菌已形成多种机制来避免巨噬细胞的免疫杀伤，同时，由于新生隐球菌的胞内寄生能力而逐渐被认为是一种兼性细胞内病原体[10]。

1 吞噬效应细胞与新生隐球菌

免疫吞噬是吞噬细胞在受体介导作用下将外源性物质内吞入胞的过程。吞噬细胞包括巨噬细胞、树突状细胞和中性粒细胞，以表达一系列的吞噬受体为特征。通过这些受体，吞噬细胞可识别、结合并激活对病原体、细胞碎片以及凋亡细胞的内吞。多种白细胞被证实可对新生隐球菌产生吞噬作用：大鼠和小鼠腹腔巨噬细胞，豚鼠肺泡巨噬细胞，人中性核粒细胞和巨噬细胞以及猪小胶质细胞[11-16]。对病原体的直接识别或由补体/抗体依赖的受体介导的识别均可引起巨噬细胞的吞噬效应[13]。像荚膜中的组分之类的隐球菌菌体的固有成分能够被模式识别受体直接识别。新生隐球菌荚膜的不同成分可被不同的模式受体识别：GXM能够黏附到TLR-4 (Toll样受体4)上[17-18]，树突状细胞膜表面的甘露糖受体可与隐球菌菌体表面表达的甘露糖蛋白结合[19]，在缺乏针对CD18的补体的情况下，则可与补体受体的一个亚单位结合[15]。血清调理素 (i3CB)化的新生隐球菌要么被补体受体CR1 (CD35)识别，或者被异源β2-整合素CR3 (CD11b/CD18)和CR4 (CD11c/CD35)所识别[20-21]。在针对中国仓鼠卵巢细胞表面异源性表达的受体的研究表明，与任何受体结合均为独立事件，最具亲和力的是受体CR3，其次分别是CR1和CR4[22]。经抗体调理素化的隐球菌酵母细胞可被表达在巨噬细胞、中性粒细胞以及树突状细胞膜表面的Fcγ受体分子所识别结合[11,23-25]。

1.1 树突状细胞与新生隐球菌

在体外和体内实验中，人原代树突状细胞均可在体外吞噬新生隐球菌[26-27]，同时，在小鼠模型中也观察到了树突状细胞对新生隐球菌的吞噬效应[28]。作为主要的抗原呈递细胞，树突状细胞主要作用是根据所接触到的抗原的多态性进行调节并最终进行诱导适应性免疫[29-30]。在隐球菌感染中，树突状细胞被认为是保护性的细胞免疫的主要激发因素[31-32]。树突状细胞不仅可以有效递呈能强烈激活抗隐球菌T细胞效应的主要抗原 (例如甘露糖蛋白和糖抗原)[33-34]；同时，相比较肺泡巨噬细胞或腹腔巨噬细胞而言，由树突状细胞激发的T细胞效应更为有效[27,34]。

1.2 中性粒细胞与新生隐球菌

中性粒细胞被认为在抗隐球菌感染的固有免疫中发挥着重要的作用。在动物模型中，隐球菌一旦侵袭入体内，感染局部的多形核细胞的数量会有所增加[35-36]。体外研究证实，由中性粒细胞产生的“活性氧负荷”可有效杀死新生隐球菌[37-39]。然而，尽管中性粒细胞在体内可快速发挥抗微生物效应，但仅有小部分的隐球菌可被宿主从感染部位清除[35,40]。有趣的是，在肺部感染新生隐球菌后诱导产生的中性粒细胞减少可提高小鼠的生存率，这种看似有违常理的现象可能和中性粒细胞减少而产生更多的IL-4和IL-10信号有关[41]。这些信号能够改善验证状态并减少由强烈的“活性氧负荷”造成的组织损伤。综合数据显示，仅在感染的早期，感染组织的局部存在一定数量的中性粒细胞[42]，这或许提示中性粒细胞可能主要发挥免疫调节作用而非直接的杀伤作用。

中性粒细胞除了可以通过氧化效应来杀伤病原体，也能产生抗菌肽和抗菌蛋白，可作为抗菌效应的一部分[43]。这样一个抗菌肽家族-防御素-纷纷在人类、大鼠、兔、豚鼠的中性粒细胞中被发现，但在小鼠中性粒细胞中的表达却是缺乏的[44]。由于小鼠通常被用来构建隐球菌病的常用模型，因此，在研究中性粒细胞在抗隐球菌免疫效应中的作用时需要考虑到这一点。那么，防御素的缺乏也有可能是造成小鼠对新生隐球菌易感的一个因素。

1.3 巨噬细胞与新生隐球菌

近年来，巨噬细胞在隐球菌感染中的重要性越来越被人们所认可。有意思的是隐球菌可作为胞内寄生物在巨噬细胞胞内存活[45]。隐球菌已形成了一种独特的方式与宿主巨噬细胞相互作用。在被吞噬后，新生隐球菌可在被感染的宿主细胞胞内存活并增殖，最终导致宿主细胞裂解[25,42,45-49]。尽管胞内生存环境严峻，但新生隐球菌仍可在巨噬细胞内增殖。与单核细胞增多性李斯特菌或弗氏志贺菌等病原体不同的是，新生隐球菌能在吞噬小体内驻留且不需要逃逸至细胞质内来建立一个适应性的胞内微环境[50-52]。新生隐球菌不仅能在酸性环境的吞噬溶酶体中生存并繁殖，而且，事实上吞噬溶酶体内pH值的升高反而会抑制其在胞内的增殖[22]。诱导宿主细胞裂解是一种胞内寄生菌常见的逃逸机制。但是，到目前为止，鲜有关于隐球菌裂解逃逸机制的相关证据[53]。然而，作为新生隐球菌的毒力因子之一的磷脂酶B (PLB1)是潜在候选分子，其可能具有调节内含新生隐球菌的吞噬小体通透性的作用[25，54]。

除了裂解逃逸机制之外，新生隐球菌可在巨噬细胞内生存而不会引起宿主细胞的死亡，从而避免了局部的炎症反应杀伤[55-56]。不同于在产单核细胞李斯特菌、立克次体、弗氏志贺菌和类鼻疽杆菌中常见的肌动蛋白依赖的排出机制以及其他机制，隐球菌的出胞并没有明显依赖于肌动蛋白细胞骨架，对于病原体本身和宿主细胞也没有明显的损伤[55-56]。隐球菌的出胞过程依赖于菌体的活性，这个过程非常快，需要不到60 s的时间，而且随着时间的推移，出胞活动会被随机分配[55-57]。外排事件是独立于内吞而发生的，抗体调理素化的细胞会以细胞团的形式被排出，随后按照生物膜的形式继续复制，补体调理素化的细胞则会以单个细胞的形式释放[57]。隐球菌不仅具有从宿主细胞内部出逃的能力，而且能够从一个巨噬细胞向另一个巨噬细胞横向转移[46，48]。横向转移与外排一样不伴随热灭活或乳化，而且也是独立于隐球菌的吞噬[48]。然而与排出机制相反，横向转移是一种肌动蛋白依赖的过程，可以被肌动蛋白解聚药物细胞松弛素D所抑制[48]。

新生隐球菌通常能够在宿主体内扩散到其他器官，并表现出嗜中枢性[58]。充分的了解隐球菌与巨噬细胞间的相互作用可能是解释隐球菌潜伏感染以及在宿主体内如何播散等问题的关键。由于胞内环境不仅可以为隐球菌提供躲避宿主免疫系统杀伤的屏蔽，而且并不影响隐球菌在胞内的增殖，因此对于隐球菌而言是有利的。然而，排出机制的作用可能更为微妙。尽管从巨噬细胞内排逸出来会使得隐球菌面临胞外环境所带来的更为强烈的免疫攻击，但是经过充分的细胞内复制，大量的隐球菌释放入血，也可能导致真菌血症，从而导致宿主免疫的全面崩溃。此外，“特洛伊木马”入侵模式表明隐球菌可以在巨噬细胞内的复制、巨噬细胞间的横向转移并最终被驱逐出巨噬细胞。这种现象可能会为理解新生隐球菌如何能在宿主体内处于潜伏状态并播散感染而不引起宿主即时的免疫反应提供证据。隐球菌在巨噬细胞内的出胞与巨噬细胞间的横向转移运动尤其可能参与到了穿越血-脑屏障的过程中。隐球菌可能使用巨噬细胞作为载体或者直接通过内皮细胞的阻隔层后，然后被排放进中枢神经系统。

综上所述，这些可能性也提出了这样一个问题:巨噬细胞在隐球菌感染期间发挥着怎样的作用，有利还是有害？近期研究揭示了巨噬细胞或单核细胞的缺失与隐球菌在宿主体内的长期生存有关[59]。这些研究发现指出，在某些情况下，巨噬细胞与隐球菌病的发生息息相关。另外，巨噬细胞活性的差异与不同宿主对隐球菌的敏感性的差异有关，提示了巨噬细胞在决定隐球菌病的结局中的重要意义。

2 小结与展望

如今，新生隐球菌已逐渐被认识是一种兼性厌氧的胞内寄生病原真菌[10]。宿主细胞的胞内环境为其提供了躲避宿主免疫杀伤 (如补体和抗体)的保护场所，同时，也减少了直接暴露至抗真菌药物的可能。新生隐球菌已发展并形成了一系列的机制来适应宿主胞内环境和应对宿主免疫反应。未来的研究方向可以进一步考虑新生隐球菌的胞内寄生能力方面的因素，来进一步完善治疗策略。以攻击隐球菌胞内生存生长能力和 (或)胞内寄生时毒力因子表达为靶向，可能为治疗新生隐球菌感染提供一种可能的策略。

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[本文编辑] 施 慧

浦东新区卫生局浦东新区医疗卫生系统优秀青年人才项目 (PWRq2014-09)，上海中医药大学附属第七人民医院“启明星”培养计划 (QMX2016-03)

周洁，女 (汉族)，博士，主治医师.E-mail:zjiegogo1199@163.com

茅伟安,E-mail:451336405@qq.com

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1673-3827(2017)12-0244-04

2017-03-22