李靜云，白 玉，連朋敬，張子卉，喬 健

(中國農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院，北京 100193)

流感(Influenza)是由流感病毒(Influenza virus)引起的急性呼吸道感染性疾病。歷史上4次流感大流行的暴發(fā)和每年季節(jié)性流感的傳播都嚴重威脅著人和動物健康，并造成巨大的經(jīng)濟損失。對流感大流行和季節(jié)性流感的研究表明，流感發(fā)生后易繼發(fā)細菌感染，且主要為肺炎鏈球菌和金黃色葡萄球菌等細菌的感染，從而導致更高的發(fā)病率和病死率。例如，在1918年的流感大流行中，95%的重癥和死亡病人都存在細菌感染，而且主要為肺炎鏈球菌的感染[1]。在2009年H1N1流感流行時，則有25%～56%重癥患者存在金黃色葡萄球菌等細菌感染[2]。在季節(jié)性流感流行時，流感患者中也存在細菌的繼發(fā)感染[3]。因此，流感病毒感染后細菌的繼發(fā)感染具有重要的公共衛(wèi)生學意義，明確流感病毒引起機體易繼發(fā)細菌感染的機制，可更好地防治流感及伴隨的細菌感染。

干擾素(interferon,IFN)是病毒或其他干擾素誘生劑刺激細胞所分泌的一類細胞因子。根據(jù)其氨基酸序列和結(jié)合膜受體的不同，干擾素被分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，且都是通過與靶細胞上的膜受體結(jié)合來發(fā)揮相應的抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等多種生物學作用。流感病毒感染后可誘導機體產(chǎn)生這3種類型干擾素[4-6]。雖然干擾素(特別是Ⅰ型干擾素)具有抗病毒的作用，然而其既有助于抵抗某些細菌(如幽門螺桿菌)的感染，但也可以損害機體對另一些細菌(如結(jié)核分支桿菌)的清除。近些年的許多研究都表明流感病毒感染后誘導機體產(chǎn)生的這3種類型干擾素可通過多種機制，降低機體的先天免疫，從而促進細菌的繼發(fā)感染。本文概述了流感病毒促進細菌繼發(fā)感染的機制以及Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型干擾素在這一過程中分別所起的作用，以期為臨床防治提供一些參考。

1 流感病毒感染易導致細菌繼發(fā)感染機制

自1918年流感大流行后首次報道了關(guān)于流感病毒與細菌共感染的動物研究后，近一個世紀以來，關(guān)于流感病毒感染后易導致細菌繼發(fā)感染的機制已有許多的研究報道。較多研究表明流感病毒感染可通過抑制機體的先天免疫等機制，從而有利于細菌在呼吸道的定植以及感染。

流感病毒感染后可降低呼吸道黏膜纖毛對入侵細菌的清除能力[7]，以及破壞呼吸道黏膜上皮表面，暴露隱藏的細菌黏附分子的結(jié)合受體，使得細菌容易附著于呼吸道上皮表面[8]，進而促進細菌在呼吸道的定植。

先天性免疫是機體抵抗病原感染的第一道防線。肺部的先天免疫系統(tǒng)需要非特異性、協(xié)調(diào)良好的先天免疫細胞和細胞因子等來有效地控制細菌感染。在細菌感染的早期，肺泡巨噬細胞可吞噬并清除少量的細菌；在感染后期，當細菌增殖過多時，清除細菌主要依賴于從外周血液中招募到肺部的中性粒細胞[9]。而流感病毒感染后可通過多種途徑減少這些先天免疫細胞的數(shù)量，或是抑制其對細菌的清除功能，進而促進細菌的繼發(fā)感染，而干擾素在這一過程中發(fā)揮了重要作用。

2 Ⅰ型干擾素在促進流感后細菌繼發(fā)感染中的作用

Ⅰ型干擾素包括IFN-α和IFN-β等，其受體為大多數(shù)細胞表面都存在的Ⅰ型干擾素受體(IFN-α receptor,IFNAR)。Ⅰ型干擾素通常被認為具有抗病毒的作用，但已有越來越多的研究表明Ⅰ型干擾素也可促進一部分細菌、真菌、寄生蟲甚至是病毒的感染[10]。在流感后細菌繼發(fā)感染中，Ⅰ型干擾素可通過抑制趨化因子產(chǎn)生等途徑來減少巨噬細胞或是中性粒細胞招募到肺部，從而減少這些先天免疫細胞對細菌的清除，促進流感后細菌的繼發(fā)感染[11]。

2.1 抑制趨化因子的產(chǎn)生

免疫細胞、內(nèi)皮細胞和成纖維細胞都可在細菌感染等的刺激下分泌趨化因子。趨化因子通過與其特異性受體結(jié)合，招募外周血液中的單核細胞和中性粒細胞等進入感染發(fā)生的部位，從而發(fā)揮清除病原的作用[12]。趨化因子分為4個亞族，分別為CC、CXC、C和CX3C(C為半胱氨酸，X為任意氨基酸)。大多數(shù)趨化因子屬于CC和CXC這2個亞族。其中CC亞族有28個成員，為CCL1-CCL28，主要對巨噬細胞、樹突狀細胞和自然殺傷細胞(natural killer cells,NK cells)等具有強大趨化活性。CXC亞族有17個成員，為CXCL1-CXCL17，主要趨化中性粒細胞，比較重要的CXC亞族趨化因子為人體中的CXCL8和小鼠中的CXCL1和CXCL2。

Joyce E A等[13]研究發(fā)現(xiàn)肺炎鏈球菌定植在上呼吸道可誘導IFN-β等Ⅰ型干擾素的表達。Nakamura S等[14]研究則表明流感病毒感染后可進一步增加IFN-β的產(chǎn)生，而且IFN-β可使得上呼吸道感染肺炎鏈球菌后CCL2的產(chǎn)生減少，進而損害巨噬細胞募集到上呼吸道，減少對細菌的清除，從而促進肺炎鏈球菌在上呼吸道的定植。

Shahangian A等[15]研究則表明流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素也可抑制趨化因子CXCL1和CXCL2的產(chǎn)生，從而抑制中性粒細胞的招募，減少對繼發(fā)感染的肺炎鏈球菌的清除，加重繼發(fā)細菌性肺炎。而用抗體阻斷IFNAR或是外源添加CXCL1和CXCL2都可提高小鼠對繼發(fā)感染肺炎鏈球菌的清除能力。類似地，Shirey K A等[16]研究發(fā)現(xiàn)IFN-β處理巨噬細胞后可抑制肺炎鏈球菌誘導的CXCL1和CXCL2的表達。Schliehe C等[17]進一步的研究表明Ⅰ型干擾素對CXCL1的抑制作用是通過干擾素誘導蛋白Setdb2來實現(xiàn)的。Setdb2同時是一種賴氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶，可與CXCL1基因的啟動子結(jié)合，催化組蛋白H3K9的甲基化，從而抑制CXCL1的表達。因此流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素可通過誘導Setdb2的表達來抑制CXCL1的產(chǎn)生，從而減少中性粒細胞募集到肺部的數(shù)量，促進細菌的繼發(fā)感染。

2.2 抑制IL-17及相關(guān)細胞因子的產(chǎn)生

IL-17細胞因子家族是一類重要的促炎因子，通過與體內(nèi)多種細胞表達的膜受體IL-17R結(jié)合，誘導其他促炎因子和趨化因子CCL2、CXCL1等的分泌，招募中性粒細胞到感染部位從而抵抗病原感染。IL-17細胞因子家族目前有6個成員，分別為IL-17A、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E和IL-17F(通常所說的IL-17即是IL-17A)[18]。其中研究較多的為IL-17A與IL-17F，其主要是由Th17細胞和γδ T細胞在IL-23的刺激下產(chǎn)生。

Th17細胞是一類有別于Th1、Th2細胞的CD4+T細胞亞型，主要產(chǎn)生促炎因子IL-17A、IL-17F和IL-22。Kudva A等[19]研究表明流感病毒感染后產(chǎn)生的IFN-β可抑制樹突狀細胞產(chǎn)生IL-23，從而抑制Th17細胞產(chǎn)生IL-17和IL-22，使得對金黃色葡萄球菌的清除減少。通過在流感病毒感染后外源加入IL-23，可使得繼發(fā)感染金黃色葡萄球菌小鼠產(chǎn)生的IL-17和IL-22增多，對細菌的清除也增多。

Ⅰ型干擾素除了可抑制Th17細胞產(chǎn)生IL-17，同樣可抑制γδ T細胞產(chǎn)生IL-17，并減少中性粒細胞募集到肺部，從而促進細菌感染[20]。γδ T細胞是一種特殊的先天性免疫T細胞，主要存在于皮膚和粘膜上皮，如消化道、肺臟等部位。Li W J等[21]研究發(fā)現(xiàn)在流感后繼發(fā)感染肺炎鏈球菌的IFNAR缺失小鼠中，IL-17的產(chǎn)生增多，中性粒細胞的募集和對細菌的清除都增加。而且IL-17的產(chǎn)生主要來自于肺部的γδ T細胞。將IFNAR缺失小鼠中的γδ T細胞過繼轉(zhuǎn)移到IFNAR未缺失小鼠的肺中，可提高IFNAR未缺失小鼠對繼發(fā)感染的肺炎鏈球菌的清除。因此，Ⅰ型干擾素可抑制Th17細胞和γδ T細胞產(chǎn)生IL-17，減少中性粒細胞招募到肺部以及對細菌的清除，使得流感后易繼發(fā)細菌感染。

此外，Tian X等[22]在小鼠中直接用聚肌胞苷酸(polyinosine-polycytidylic acid,poly I:C )來激活識別流感病毒RNA的Toll樣受體3(Toll-like receptors 3,TLR3)，再感染肺炎鏈球菌或是金黃色葡萄球菌，也會導致機體對細菌清除能力受損，而且這是由IFN-α所介導的。以上都說明了流感感染后產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素雖然有助于抵抗病毒感染，但可促進細菌的定植和繼發(fā)感染。

3 Ⅱ型干擾素在促進流感后細菌繼發(fā)感染中的作用

Ⅱ型干擾素只有IFN-γ這一亞型，主要由活化的NK細胞、自然殺傷T細胞(natural killer T cells,NKT)和T細胞產(chǎn)生，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能，在細胞內(nèi)病原體感染時起到激活免疫細胞的作用。然而，Rynda-Apple A等[23]研究發(fā)現(xiàn)流感病毒感染后機體對細菌繼發(fā)感染的易感性的增加與IFN-γ分泌的增多有關(guān)。而且，越來越多發(fā)研究表明流感病毒感染后產(chǎn)生的IFN-γ也可通過多種途徑促進細菌的繼發(fā)感染。

3.1 抑制MARCO的表達

流感病毒感染后產(chǎn)生的IFN-γ雖然有助于機體對流感病毒的適應性免疫以及減輕炎癥反應和肺損傷[24]，但Sun K等[9]研究表明，在肺炎鏈球菌繼發(fā)感染的早期，流感病毒感染產(chǎn)生的IFN-γ可下調(diào)由肺泡巨噬細胞表達的具有膠原結(jié)構(gòu)的巨噬細胞受體(macrophage receptor with collagenous structure,MARCO)，從而抑制肺泡巨噬細胞對肺炎鏈球菌的吞噬。同樣，Hang D T T等[25]研究表明流感病毒感染后產(chǎn)生的IFN-γ也可抑制肺泡巨噬細胞對金黃色葡萄球菌的吞噬。因此，流感病毒感染后產(chǎn)生的IFN-γ可通過降低MARCO的表達抑制細菌感染早期肺泡巨噬細胞對細菌的吞噬，從而促進細菌繼發(fā)感染。

3.2 抑制趨化因子的產(chǎn)生

IFN-γ除了可抑制巨噬細胞表面的清除受體MARCO的表達，還可抑制巨噬細胞活化后CXCL1和CXCL2的產(chǎn)生，從而減少中性粒細胞的募集。Hoeksema M A等[26]研究表明無論是在脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)處理之前或是同時或是之后加入IFN-γ都可抑制LPS誘導巨噬細胞產(chǎn)生CXCL1和CXCL2。當IFN-γ與LPS一同腹腔注射到小鼠中，小鼠腹腔中的CXCL1含量和中性粒細胞數(shù)量也都減少，表明IFN-γ可通過抑制巨噬細胞活化后CXCL1和CXCL2的產(chǎn)生來抑制中性粒細胞的募集。

而Didierlaurent A等[27]研究表明，在流感病毒感染后，肺泡巨噬細胞表現(xiàn)為對TLR配體如LPS刺激的低反應性，CXCL1和CXCL2產(chǎn)生以及中性粒細胞募集都減少，導致細菌繼發(fā)感染后期肺部對細菌的清除減少。因此，可以推測流感病毒感染后巨噬細胞產(chǎn)生CXCL1和CXCL2以及中性粒細胞招募到感染肺部的減少可能部分是由IFN-γ所介導的。

3.3 抑制IL-17及相關(guān)細胞因子的產(chǎn)生

上文已經(jīng)闡述了流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素對IL-17及相關(guān)細胞因子產(chǎn)生的抑制。Podsiad A等[28]研究表明流感病毒感染后產(chǎn)生的IFN-γ也可抑制IL-23和IL-17的產(chǎn)生，并且是通過上調(diào)microRNA-155的表達來介導的，從而增加了機體對金黃色葡萄球菌繼發(fā)感染的易感性。在繼發(fā)金黃色葡萄球菌感染前用microRNA-155抑制劑或是IL-23處理小鼠，可提高IL-17的產(chǎn)生以及機體對細菌的清除和感染后的存活率。這表明IFN-γ使得流感發(fā)生后機體對繼發(fā)感染細菌的清除受損和存活率的減少是由microRNA-155介導的，并且與IL-17及相關(guān)細胞因子產(chǎn)生的減少有關(guān)。

4 Ⅲ型干擾素在促進流感后細菌繼發(fā)感染中的作用

Ⅲ型干擾素目前只發(fā)現(xiàn)了IFN-λ(IL-28/29)，又分為IFN-λ1(IL-29)、IFN-λ2(IL-28A)、IFN-λ3(IL-28B)這3個亞型[29]。其通過與細胞表面受體[包含IFNLR1(IL-28Rα)和IL-10R2]結(jié)合，發(fā)揮與Ⅰ型干擾素相似的生物學作用[30]。

Planet P J等[31]研究表明，IL28R缺失小鼠感染流感病毒7 d后再感染耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistantStaphylococcusaureus,MRSA)，鼻腔和肺部對MRSA的清除都增多，表明流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅲ型干擾素可促進金黃色葡萄球菌在上呼吸道的定植以及進入下呼吸道導致感染。Ge C等[32]研究則表明中性粒細胞在防止金黃色葡萄球菌從上呼吸道進入下呼吸道中起了重要作用。因此，Ⅲ型干擾素也有可能通過抑制中性粒細胞的功能來促進細菌進入下呼吸道引發(fā)感染。Rich H等[33]研究表明在流感病毒感染后給予小鼠IFN-λ可減少中性粒細胞對MRSA和肺炎鏈球菌的吞噬，從而減少對細菌的清除。

5 展望

對感染性疾病的大多數(shù)研究都集中在單一病原的感染。然而，一些病原的感染經(jīng)常是在已經(jīng)存在其他病原感染的情況下發(fā)生的。在臨床上，常見的有人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus,HIV)感染損害機體免疫功能，使得機體容易繼發(fā)細菌甚至其他病毒的感染。流感病毒感染之后也容易使機體繼發(fā)肺炎鏈球菌和金黃色葡萄球菌等細菌的感染，導致更高的發(fā)病率和病死率。而干擾素在流感后促進細菌繼發(fā)感染這一過程中發(fā)揮了一定作用。

在細菌定植于上呼吸道的過程中，流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅰ型干擾素和Ⅲ型干擾素都可促進細菌在上呼吸道的定植，同時也就增加了細菌進入到下呼吸道導致肺炎的可能性。在下呼吸道細菌感染過程中，在細菌感染的早期，清除細菌主要依賴于肺泡巨噬細胞，而流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅱ型干擾素可下調(diào)肺泡巨噬細胞表達的清除受體MARCO，從而抑制感染早期肺泡巨噬細胞對細菌的清除。在細菌感染的后期，清除細菌主要依賴于中性粒細胞，流感病毒感染后產(chǎn)生的Ⅰ型和Ⅱ型干擾素都可抑制趨化因子CXCL1和CXCL2的產(chǎn)生或是抑制IL-17及相關(guān)細胞因子的產(chǎn)生，從而減少中性粒細胞的募集或是抑制其清除細菌的功能，進而促進細菌繼發(fā)感染。

現(xiàn)在臨床上已有IFN-α、IFN-β和IFN-γ的重組細胞因子藥物用于治療感染性疾病以及其他如哮喘等疾病[34-35]。鑒于干擾素可以促進流感后細菌的繼發(fā)感染，所以在使用干擾素進行治療時需要充分考慮。干擾素促進流感后細菌繼發(fā)感染更具體的分子機制還需進一步的試驗闡明(例如Ⅰ型和Ⅱ型干擾素有可能通過改變細胞代謝來有利于細菌的復制等[36])，以期更好地應對季節(jié)性流感和下一次的流感大流行以及伴隨的細菌繼發(fā)感染。