韓 梅,韓 璞,鄒靜波 綜述,陳耀凱△ 審校

1．重慶市公共衛(wèi)生醫(yī)療救治中心，重慶 400036;2.武警重慶總隊(duì)醫(yī)院，重慶 400061;3.重慶市永川區(qū)疾病預(yù)防控制中心，重慶 402160

結(jié)核病的發(fā)生和治療轉(zhuǎn)歸與機(jī)體免疫狀態(tài)有密切關(guān)系。細(xì)胞因子在結(jié)核感染免疫應(yīng)答過程中發(fā)揮重要作用。有研究顯示，細(xì)胞因子在結(jié)核分枝桿菌(MTB)感染人體時(shí)具有重要的免疫介導(dǎo)作用，T細(xì)胞反應(yīng)性不足將導(dǎo)致宿主不能有效清除病原菌，從而導(dǎo)致MTB的持續(xù)感染[1]，增強(qiáng)T細(xì)胞免疫反應(yīng)可提高抗分枝桿菌的免疫力。 T細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子對(duì)于結(jié)核感染和病情判斷具有一定的輔助診斷意義[1-3]。本文對(duì)幾種重要的細(xì)胞因子與MTB感染的關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 MTB與細(xì)胞因子的關(guān)系

MTB可以作為深入研究細(xì)胞因子和趨化因子免疫調(diào)節(jié)作用的重要指示性探針。在人類和MTB的共進(jìn)化過程中，MTB更像一個(gè)工具和策略用于操控人類的免疫反應(yīng)以確保有效的傳播。上述結(jié)論基于2個(gè)事實(shí)：一是MTB作為一種弗氏佐劑的重要組成用于刺激脊椎動(dòng)物的免疫反應(yīng)；二是MTB抗原通過皮下接種可引起強(qiáng)烈和敏感的T細(xì)胞介導(dǎo)的炎性反應(yīng)進(jìn)而指示MTB感染。正是MTB導(dǎo)致了細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生進(jìn)而導(dǎo)致炎性細(xì)胞的活化。

2 細(xì)胞因子與炎性反應(yīng)控制

細(xì)胞因子是一類由細(xì)胞產(chǎn)生的可溶性小分子蛋白，他們可以通過旁分泌的方式極大地影響其他細(xì)胞的活動(dòng)。目前發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子主要包括干擾素類(IFNs)、白細(xì)胞介素類(IL)、腫瘤壞死因子類(TNF)、趨化因子類。

當(dāng)人體感染外界微生物時(shí)，免疫系統(tǒng)會(huì)立即自發(fā)啟動(dòng)免疫系統(tǒng)進(jìn)行抵抗。如果免疫反應(yīng)劇烈，機(jī)體組織液中會(huì)出現(xiàn)多種細(xì)胞因子水平的異常升高，從而對(duì)人體組織造成病理?yè)p傷，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞因子風(fēng)暴。細(xì)胞因子風(fēng)暴會(huì)導(dǎo)致患者死于感染性休克。所以，對(duì)于炎癥及其引發(fā)的劇烈反應(yīng)，必須加以控制和調(diào)節(jié)。但僅通過藥物激發(fā)機(jī)體的免疫力，反而會(huì)增加細(xì)胞因子風(fēng)暴發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在感染及其引發(fā)的炎性反應(yīng)過程中，通過監(jiān)測(cè)細(xì)胞因子的水平，進(jìn)而指導(dǎo)醫(yī)生合理用藥，適度調(diào)節(jié)機(jī)體免疫應(yīng)答，可有效避免細(xì)胞因子風(fēng)暴的發(fā)生。

3 細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)對(duì)于結(jié)核病輔助診斷的意義

3.1與MTB感染相關(guān)的細(xì)胞因子

3.1.1IFNs 已知IFNs中即使相似的細(xì)胞因子對(duì)于結(jié)核病感染也有保護(hù)性和致病性之分?；谄湫蛄型葱院褪荏w的差異，IFNs 可分為Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型包括IFN-α和IFN-β，Ⅱ型包括IFN-γ。IFN-γ具有廣泛的抗病毒、抗胞內(nèi)寄生菌及免疫調(diào)節(jié)能力[1]。一旦細(xì)胞免疫應(yīng)答啟動(dòng)，CD4+T細(xì)胞即分泌IFN-γ激活巨噬細(xì)胞發(fā)揮溶菌效應(yīng)。事實(shí)上IFN-γ的作用不僅僅在于激活巨噬細(xì)胞，它對(duì)于結(jié)核病感染的作用更多體現(xiàn)在限制中性粒細(xì)胞產(chǎn)生的炎性反應(yīng)。患者在被MTB感染后，IFN-γ水平會(huì)升高，在強(qiáng)化治療2個(gè)月后患者血清中IFN-γ水平較治療前顯著降低。但I(xiàn)FN-γ只是機(jī)體控制感染的必要而非充分因素，對(duì)小鼠模型的研究顯示[4]，如果只有IFN-γ而缺乏其他細(xì)胞因子如TNF-α、粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-1、IL-6等，宿主依然會(huì)感染MTB；LI等[5]對(duì)結(jié)核性胸膜炎程序性細(xì)胞死亡蛋白1(PD-1)調(diào)節(jié)的T細(xì)胞免疫應(yīng)答研究發(fā)現(xiàn)，IL-12通過選擇性地誘導(dǎo)CD4+PD-1+T-bet+和CD8+PD-1+T細(xì)胞中的信號(hào)傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白(STAT)4磷酸化來增強(qiáng)PD-1的表達(dá)并恢復(fù)強(qiáng)烈的IFN-γ反應(yīng)。

3.1.2IL IL-1家族包括IL-1α、IL-1β、IL-18。IL-1在細(xì)胞中的存在通過其受體IL-1R1、IL-18Rα、IL-18Rβ被證實(shí)，IL-1R1存在于內(nèi)皮細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和T細(xì)胞[6]，IL-18的活化基于其受體IL-18Rα、IL-18Rβ的存在。IL-1R和IL-18R共用MyD88作為信使，而MyD88正是機(jī)體受到MTB感染后啟動(dòng)免疫反應(yīng)的必要組成。MTB感染的牛血漿中IL-1β水平高于非結(jié)核分枝桿菌(NTM)感染或未感染的動(dòng)物[6-7]。IL-1β、IL-18在MTB感染患者體內(nèi)水平明顯低于潛伏感染者，但隨著抗結(jié)核治療進(jìn)程的推進(jìn)又逐漸上升[7]。MAMISHI等[8]的研究認(rèn)為IL-2可以區(qū)分結(jié)核潛伏感染與活動(dòng)期結(jié)核，但SUZUKAWA 等[9]研究則認(rèn)為IL-2 定量在臨床上不能進(jìn)行區(qū)分。因此，單一的細(xì)胞因子作為MTB感染的診斷標(biāo)志物作用有限，多種細(xì)胞因子的聯(lián)合篩查，可以作為研究MTB感染診斷策略的方向之一。IL-6可以通過激活淋巴細(xì)胞參與機(jī)體免疫反應(yīng)。ZAMBUZI等[10]通過對(duì)活動(dòng)期肺結(jié)核、潛伏期肺結(jié)核、非結(jié)核感染者進(jìn)行對(duì)照研究顯示，IL-6對(duì)活動(dòng)性肺結(jié)核診斷的陽性預(yù)測(cè)值可達(dá)83%，與新診斷的結(jié)核病患者相比，結(jié)核病多藥耐藥組患者的血清IL-6水平顯著升高。提示IL-6是MTB感染引起的主要細(xì)胞因子，并在病理過程中發(fā)揮作用，因此可能作為診斷結(jié)核病的有效生物標(biāo)志物。IL-10最早被認(rèn)為是由輔助性T淋巴細(xì)胞2型(Th2)細(xì)胞產(chǎn)生的一類“細(xì)胞因子合成抑制因子”，但后來發(fā)現(xiàn)在其他免疫細(xì)胞中也能產(chǎn)生。它通過對(duì)促進(jìn)炎性反應(yīng)的多種細(xì)胞因子如IL-8、IL-12、IFN-γ、TNF-α進(jìn)行抑制實(shí)現(xiàn)對(duì)巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的調(diào)控。IL-10 在潛伏期結(jié)核病感染者中的水平高于活動(dòng)性肺結(jié)核感染者[6，11]。Meta分析顯示，在歐洲人群中，MTB感染風(fēng)險(xiǎn)與IL-10基因-1082G/A相關(guān)，在亞洲人群中與-592A/C相關(guān)[12]。IL-23依賴性細(xì)胞因子家族包括IL-17細(xì)胞因子家族和IL-22。IL-17細(xì)胞因子家族由IL-17 A～F組成，其中IL-17A和IL-17F是被研究得較多的兩種。隨著機(jī)體被MTB感染，定居在肺部的γδT細(xì)胞最早產(chǎn)生IL-17。IL-17還可調(diào)節(jié)MTB感染誘導(dǎo)的IL-10。在對(duì)卡介苗(BCG)接種效果研究中發(fā)現(xiàn)，樹突狀細(xì)胞(DC)會(huì)產(chǎn)生前列腺素2(PGE2)，PGE2是產(chǎn)生IL-10和IL-23的必要因子，而IL-23又會(huì)誘導(dǎo)IL-17的生成；IL-17還被認(rèn)為可通過下調(diào)IL-10而導(dǎo)致IL-12增高，IL-12又可以刺激IFN-γ的產(chǎn)生；同時(shí)，IL-17被認(rèn)為是能較好區(qū)分活動(dòng)性肺結(jié)核的細(xì)胞因子標(biāo)志物[13]。調(diào)節(jié)性細(xì)胞因子包括IL-4、IL-5、IL-13。在MTB感染過程中，IL-4的水平受外周血淋巴細(xì)胞(PBMC)中信使RNA(mRNA)水平影響極大，產(chǎn)生IL-4的T細(xì)胞可以從結(jié)核病患者體內(nèi)分離得到，從活動(dòng)性MTB培養(yǎng)陽性患者體內(nèi)分離到的PBMC則表現(xiàn)出IL-4表達(dá)減少[14]。

3.1.3TNF 腫瘤壞死因子α(TNF-α)是由活化巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的一種重要免疫調(diào)節(jié)因子。由于大多數(shù)的免疫細(xì)胞都表現(xiàn)出對(duì)TNF-α的反應(yīng)性，因此TNF-α也被認(rèn)為是一種主要的炎性介導(dǎo)因子。在MTB感染的小鼠模型中，TNF-α受體缺失或者TNF被中和的小鼠表現(xiàn)出對(duì)MTB的極大敏感性[15]。MTB侵入機(jī)體時(shí)，TNF-α促進(jìn)肉芽腫的形成，導(dǎo)致組織壞死、空洞形成。國(guó)內(nèi)外研究顯示，結(jié)核病患者血清中的TNF-α水平高于健康人群，治療有效患者體內(nèi) TNF-α水平低于未治療者[16]。

3.2多種細(xì)胞因子檢測(cè)的臨床意義 細(xì)胞因子之間通常是相互影響、聯(lián)合作用的。余艷艷等[17]研究證明，IFN-γ與IL-2聯(lián)合檢測(cè)可提高結(jié)核病的檢出率。傅雅靜等[18]對(duì)我國(guó)廣西地區(qū)艾滋病(HIV)、結(jié)核病雙重感染、單純感染及健康對(duì)照者血清細(xì)胞因子進(jìn)行直接檢測(cè)及比較，發(fā)現(xiàn)單純結(jié)核病感染者IL-10及TNF-α水平明顯升高，雙重感染者上升更加顯著，提示結(jié)核病患者體內(nèi)這兩種細(xì)胞因子的分泌及表達(dá)失平衡更為明顯。此外，在兒童結(jié)核病和潛伏性結(jié)核病患者中，IFN-γ、IL-1ra、IL-2、IL-13、趨化因子-10(IP-10)、巨噬細(xì)胞炎性蛋白-1β(MIP-1β)和TNF-α的中位數(shù)水平均顯著高于非結(jié)核病對(duì)照組，IL-18/IL-37 /IP-10可以作為區(qū)分活動(dòng)性和非活動(dòng)性結(jié)核的標(biāo)志物[19]。

因此，單一的細(xì)胞因子作為感染診斷的標(biāo)志物功能有限。在疾病診斷和治療過程中，對(duì)機(jī)體的多種細(xì)胞因子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而對(duì)免疫狀態(tài)進(jìn)行指導(dǎo)性調(diào)節(jié)尤為重要。在類似結(jié)核病這樣復(fù)雜的疾病進(jìn)程中，任何一種細(xì)胞因子的作用，其導(dǎo)致的保護(hù)性或者致病性取決于其他細(xì)胞因子的相互影響。多種細(xì)胞因子在血漿中的水平可以反映機(jī)體是否處于免疫平衡狀態(tài)。雖然這種聯(lián)合作用對(duì)于結(jié)核病的診斷尚不明確，但檢測(cè)未經(jīng)特異性抗原刺激的外周血中的多種細(xì)胞因子，將是MTB感染篩查的一種極有價(jià)值的方法。

4 細(xì)胞因子水平與淋巴細(xì)胞亞群計(jì)數(shù)的關(guān)系

淋巴細(xì)胞按照功能可分為T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞(NK)。輔助性T淋巴細(xì)胞(Th)是T細(xì)胞的主要亞群,根據(jù)其表面標(biāo)志物不同可分為Th1、Th2、Th17共3個(gè)亞群，各亞群在機(jī)體免疫平衡中各具重要作用。

細(xì)胞因子表達(dá)的增加和降低與疾病病理過程有關(guān)，嚴(yán)重感染患者早期血液細(xì)胞因子水平可作為衡量患者預(yù)后的指標(biāo)。CD4+T/CD8+T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)檢測(cè)與細(xì)胞因子檢測(cè)結(jié)果具有一定的相關(guān)性。有研究顯示，在結(jié)核合并艾滋病感染者中，與正常組比較，CD4+細(xì)胞數(shù)與Th1細(xì)胞因子IFN-γ水平顯著下降，而Th2細(xì)胞因子IL-4水平顯著升高，隨著艾滋病病情的加重，Th1細(xì)胞因子水平降低與CD4+細(xì)胞絕對(duì)數(shù)降低呈顯著正相關(guān)，Th2細(xì)胞因子水平增高與CD4+細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)降低呈顯著負(fù)相關(guān)[5]。

雖然CD8+T在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)抵抗TB感染中起著重要作用，但T細(xì)胞的保護(hù)作用最初主要是由CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的[1]。在進(jìn)行感染和炎性反應(yīng)監(jiān)控中，細(xì)胞因子比淋巴細(xì)胞亞群變化更靈敏，更早監(jiān)測(cè)到。細(xì)胞因子變化通常早于降鈣素原和C反應(yīng)蛋白，聯(lián)合降鈣素原與TNF-α、ICAM-1等細(xì)胞因子聯(lián)合測(cè)定能夠更早、準(zhǔn)確、靈敏地診斷某些感染發(fā)生。

5 小 結(jié)

綜合考慮，除了IFN-γ，一系列細(xì)胞因子、趨化因子以及其他因子都表現(xiàn)出對(duì)機(jī)體MTB感染后的保護(hù)作用[6]。細(xì)胞因子與結(jié)核病的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，可通過監(jiān)測(cè)機(jī)體血清中的某些細(xì)胞因子的水平，判斷機(jī)體對(duì)MTB感染后的免疫反應(yīng)。基于當(dāng)前MTB感染診斷的現(xiàn)狀，傳統(tǒng)培養(yǎng)耗時(shí)長(zhǎng)，分子診斷檢出率低，受樣本類型和樣本質(zhì)量影響大，結(jié)果穩(wěn)定性不夠等因素的影響，細(xì)胞因子的檢測(cè)有助于及早發(fā)現(xiàn)感染，采取有效治療，避免發(fā)生MTB感染合并膿毒癥或敗血癥。調(diào)節(jié)機(jī)體失衡的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)，是近年來出現(xiàn)的一種新的免疫治療方法。檢測(cè)這些關(guān)鍵的細(xì)胞因子是否平衡以及當(dāng)失去平衡后對(duì)疾病的影響對(duì)于研究MTB致病機(jī)制非常重要。

對(duì)細(xì)胞因子的檢測(cè)方法除了傳統(tǒng)的體外培養(yǎng)檢測(cè)生物活性外，越來越多的新檢測(cè)技術(shù)提高了細(xì)胞因子檢測(cè)的靈敏度和特異度，包括Real-Time PCR、流式免疫熒光、單核苷酸多態(tài)性分型(SNP-genotyping)、蛋白印跡雜交(WB)、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)。由于細(xì)胞因子水平在機(jī)體外周血中的水平極其不穩(wěn)定，而細(xì)胞因子痕量水平的變化都將反應(yīng)機(jī)體免疫狀態(tài)的變化，或者導(dǎo)致機(jī)體嚴(yán)重的病理?yè)p傷，因此對(duì)于細(xì)胞因子監(jiān)測(cè)，較好的策略應(yīng)該具有高靈敏度和高特異度的特點(diǎn)，同時(shí)采用多因子進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)。