蔣 捷，李俊輝，張 宇，周趙沁，明英姿

血吸蟲病是世界上最嚴重的寄生蟲病之一，影響了世界上78個國家的2.5億多人，每年造成約28萬人死亡[1]。感染人類的3種主要血吸蟲是曼氏血吸蟲、埃及血吸蟲和日本血吸蟲。埃及血吸蟲主要引起宿主泌尿生殖系統(tǒng)疾病，其在非洲和中東地區(qū)較為流行。而曼氏血吸蟲及日本血吸蟲易引起宿主肝臟和腸道病變，前者在非洲、中東、南美洲和西印度群島等地區(qū)流行，后者在中國、菲律賓、印度尼西亞和湄公河三角洲等地區(qū)流行[1]。對于血吸蟲及其蟲卵的免疫調(diào)節(jié)機制的研究，先前更多是為了制定免疫相關(guān)策略來有效控制或者清除血吸蟲感染。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)感染血吸蟲的患者對過敏性疾病、自身免疫性疾病以及移植免疫性疾病具有一定的保護作用[2-4]。目前有大量研究在尋找血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物的免疫調(diào)節(jié)作用和機制，以及探索血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物在慢性炎癥性疾病及自身免疫性疾病中的潛在治療作用[5-6]。本文綜述了血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物對宿主各種免疫細胞的影響，列舉了血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物在免疫相關(guān)性疾病中發(fā)揮的免疫調(diào)節(jié)作用，提出了血吸蟲及其相關(guān)分子在治療自身免疫性疾病、過敏性疾病，以及移植臨床誘導(dǎo)免疫耐受等方面的潛在價值。

1 血吸蟲對宿主固有免疫的調(diào)節(jié)

巨噬細胞是主要的固有免疫細胞之一。研究發(fā)現(xiàn)，感染曼氏血吸蟲尾蚴可以激活CD14信號通路并上調(diào)巨噬細胞表面信號分子CD14的表達，隨后CD14可通過IL-4Rα-STAT6信號軸誘導(dǎo)M2型巨噬細胞的分化[7]?？扇苄匝x卵抗原(Soluble schistosome egg antigen, SEA)也能刺激巨噬細胞M2的極化，SEA誘導(dǎo)的巨噬細胞M2極化中存在Notch1/Jagged1信號傳導(dǎo)的顯著激活，且使用Notch1/Jagged1信號軸抑制劑可以阻斷巨噬細胞M2極化，并改善日本血吸蟲病小鼠模型中肝臟的肉芽腫和纖維化[8]。SEA還可以誘導(dǎo)巨噬細胞表達CD163、IL-10和TGF-β，促進巨噬細胞向M2方向極化，而且SEA對巨噬細胞M2極化的促進作用依賴于STAT6和PI3K信號通路，因為SEA刺激可明顯增加STAT6和PI3K的磷酸化，而當(dāng)抑制PI3K等信號時，對M2的促進作用明顯減弱[9]。核糖核酸酶T2分子家族的日本血吸蟲CP1412蛋白(Sj-CP1412)是SEA的重要組分。重組日本血吸蟲CP1412刺激可顯著增加巨噬細胞M2上的CD206、Arg1等分子標(biāo)志物的表達，而去除CP1412的SEA對巨噬細胞M2的誘導(dǎo)能力明顯減弱[10]。

盡管血吸蟲及其相關(guān)成分的主要效應(yīng)是促進巨噬細胞M2分化，但是仍然有部分血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物可以促進巨噬細胞M1的極化。ω-1(Omega-1)是曼氏血吸蟲分泌的一種糖蛋白，其在宿主中可誘導(dǎo)Th2免疫反應(yīng)。但有研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)ω-1處理過的巨噬細胞中炎癥小體的活化有明顯增強，還能使TLR-2介導(dǎo)的IL-1β水平也顯著增加[11]。此外，ω-1還可以結(jié)合肌動蛋白，改變巨噬細胞骨架的形態(tài)，影響其吞噬和抗原呈遞能力，但背后的機制有待進一步的研究[11]。

樹突狀細胞(Dendritic Cells,DCs)在固有免疫中也發(fā)揮著不可替代的作用。已有研究發(fā)現(xiàn)血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物可通過影響宿主DCs成熟活化，從而影響宿主的免疫狀態(tài)，但其機制尚未完全闡釋清楚。曼氏血吸蟲尾蚴感染可以誘導(dǎo)真皮樹突狀細胞上調(diào)PD-L1、PD-L2和IL-10，而且尾蚴處理過的樹突狀細胞不僅可以抑制Th1分化，還能同時促進能分泌IL-10的T細胞的分化，這些提示了血吸蟲尾蚴具有介導(dǎo)真皮內(nèi)免疫抑制的潛力[12]。此外，血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物同樣被證明對DCs的調(diào)節(jié)存在不可忽視的作用。曼氏血吸蟲可以釋放具有生物活性的乳-N-巖藻五糖Ⅲ(Lacto-N-fucopentaose III，LNFP III)[13]。在體外模型中，LNFP III可以影響樹突狀細胞在內(nèi)皮細胞間的遷移[13]；除此之外，LNFP III還可以驅(qū)動樹突狀細胞的成熟，通過CD14/TLR4-絲裂原活化蛋白激酶(Mitogen activated protein kinase，MAPK) (細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(Extracellular signal regulated kinase，ERK))信號通路促進Th2免疫反應(yīng)[14]。曼氏血吸蟲(S.mansoni)Sm29經(jīng)重組后可以刺激樹突狀細胞增加細胞成熟相關(guān)分子CD83和共刺激分子CD80和CD86的表達，故Sm29也能誘導(dǎo)樹突狀細胞成熟和活化[15]。作為血吸蟲分泌的主要蛋白之一，Sj16也可以通過IL-10依賴性的途徑抑制LPS介導(dǎo)的樹突狀細胞的成熟，并且體外用Sj16刺激過的骨髓來源的樹突狀細胞具有誘導(dǎo)CD4+CD25+Tregs分化的能力[16]。另有報道稱SEA還可引發(fā)炎癥介質(zhì)前列腺素E2(Prostaglandin E2,PGE2)的表達，進而誘導(dǎo)OX40配體(OX40L)的表達，使樹突狀細胞促進Th2免疫應(yīng)答[17]。ω-1是曼氏血吸蟲SEA中的關(guān)鍵成分，它可以調(diào)節(jié)DCs上甘露糖受體(mannose receptor,MR)的多糖結(jié)合和內(nèi)化，隨后降解核糖體和信使RNA并破壞蛋白質(zhì)合成，最后使宿主Th2免疫反應(yīng)增強[18]。

血吸蟲及相關(guān)產(chǎn)物對嗜酸性粒細胞，中性粒細胞和固有樣淋巴細胞等其他固有免疫細胞也有一定的調(diào)節(jié)作用。例如，谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶P28GST是一種獨特的血吸蟲蛋白，其可誘導(dǎo)黏膜嗜酸性粒細胞產(chǎn)生類似Th2型的免疫反應(yīng)[19]。SmKI-1作為曼氏血吸蟲的一種具有免疫調(diào)節(jié)作用的蛋白酶抑制劑，也可以阻斷中性粒細胞的遷移和功能[20]。在部分炎癥性疾病實驗?zāi)Ｐ椭?，SmKI-1還可有效減少IL-1β的表達量，同時減輕中性粒細胞的募集和浸潤，并降低炎癥反應(yīng)的病理評分[20]。曼氏血吸蟲SEA中的ω-1也可與脂肪細胞上的CD206受體結(jié)合，通過核糖核酸酶(Ribonuclease，RNase)機制誘導(dǎo)ILC2發(fā)育[21]。一項臨床研究也顯示，在兒童人群中，感染埃及血吸蟲后固有淋巴細胞2(Innate lymphocyte 2，ILC2)明顯減少，而清除血吸蟲后ILC2比例恢復(fù)[22]。此外，嗜堿性細胞和肥大細胞也受血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物的調(diào)控。曼氏血吸蟲卵白介素4誘導(dǎo)因子(IL-4-inducing principle fromSchistosomamansonieggs，IPSE)作為最豐富的蟲卵分泌蛋白之一，其可以激活攜帶IgE的嗜堿性粒細胞和肥大細胞，并刺激這些細胞釋放IL-4和IL-13[23-25]。另外，IPSE還具有一定的抑制炎癥的作用，機制可能與IPSE轉(zhuǎn)移入核而影響相關(guān)分子的轉(zhuǎn)錄有關(guān)[26]。

2 血吸蟲對宿主適應(yīng)性免疫的調(diào)節(jié)

在血吸蟲感染的不同階段，宿主對其的免疫應(yīng)答有所不同[27]。感染早期，血吸蟲尾蚴在進入宿主后首先是Th1免疫應(yīng)答占主導(dǎo)作用，隨后宿主開始形成以Th2反應(yīng)為主的免疫應(yīng)答[28]。ω-1是SEA中誘導(dǎo)Th2反應(yīng)的主要分子[18, 29]。值得注意的是，重組ω-1誘導(dǎo)Th2反應(yīng)是獨立于IL-4R，且后續(xù)實驗發(fā)現(xiàn)，ω-1的Th2誘導(dǎo)能力可能依賴于糖基化以及蛋白質(zhì)的RNase活性[18,30]。然而，當(dāng)去除SEA中的ω-1后，將巨噬細胞和T細胞與SEA共培養(yǎng)，與Th2反應(yīng)相關(guān)的細胞因子(IL-4、IL-5)會下調(diào)，而進一步的體內(nèi)實驗沒有發(fā)現(xiàn)宿主的Th2反應(yīng)明顯降低[28]。所以ω-1并不是唯一誘導(dǎo)宿主Th2反應(yīng)的血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物。近期的研究顯示，其它血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物同樣參與了宿主體內(nèi)Th2應(yīng)答。例如， Sj-CP1412也通過其RNase活性誘導(dǎo)宿主CD4+T細胞向Th2極化[10]。日本血吸蟲親環(huán)蛋白A基因產(chǎn)物SjCyP18在成蟲，蟲卵和可溶性卵抗原中高度表達，其不僅能介導(dǎo)宿主內(nèi)穩(wěn)定的Th2反應(yīng)；還能促進宿主產(chǎn)生IgG1亞類的Th2的免疫反應(yīng)[31]。日本血吸蟲熱休克蛋白SjHSP70除了可顯著增強重組日本血吸蟲的膜固定蛋白rSj22.6誘導(dǎo)BALB/c和C57BL/6小鼠品系中的細胞因子水平而發(fā)揮免疫佐劑的作用外，重組的SjHSP70感染宿主還可明顯下降宿主內(nèi)促炎細胞因子如IFN-γ、TNF-α和IL-6，削弱Th1反應(yīng)，使得宿主體內(nèi)Th2應(yīng)答占主導(dǎo)地位[32]。此外，重組半胱氨酸蛋白酶抑制劑Sj-C(rSj-C)誘導(dǎo)血吸蟲感染的小鼠體內(nèi)T細胞IL-4表達增加，Th2反應(yīng)增強[33]。然而，這種效應(yīng)并沒有出現(xiàn)在未感染的野生小鼠中，表明Sj-C促進Th2免疫應(yīng)答需要某些特定的協(xié)同刺激信號，但是這些共同刺激因素尚不明確。

Tregs強大的免疫調(diào)節(jié)功能有利于機體調(diào)控寄生蟲感染后所發(fā)生的免疫病理反應(yīng)。而最近的研究表明，許多血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物對宿主Tregs的發(fā)育和功能影響巨大。ω-1是誘導(dǎo)Tregs的重要因素，除了誘導(dǎo)宿主Th2應(yīng)答，它還能通過TGF-β和視黃酸的刺激誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子P3陽性(Forkhead box P3,Foxp 3+)Treg細胞[11]。除此之外，重組Sj-CP1412體內(nèi)體外可誘導(dǎo)小鼠脾臟CD4+CD25+Foxp3+T細胞增多[10]。rSj16也顯示了促進CD4+CD25+Treg的增殖分化能力，因為在接受rSj16注射的小鼠中檢測到CD4+CD25+Tregs的水平顯著增高，且這些CD4+CD25+Tregs能夠抑制CD4+CD25-T細胞的增殖[16]。rSj-C也可以誘導(dǎo)血吸蟲感染的小鼠中CD4+CD25+Foxp3+T細胞數(shù)量增加，但這種效應(yīng)在未感染的野生小鼠中未出現(xiàn)，且這種現(xiàn)象與Th2細胞的變化結(jié)果一致，但機制尚不清楚[33]。因此，多種血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物都有助于誘導(dǎo)Tregs，但要探索其在人體中的作用有待進一步研究。

血吸蟲感染宿主后，Th17細胞及其分泌的細胞因子IL-17在調(diào)控重度蟲卵肉芽腫反應(yīng)方面可能占據(jù)重要地位。采用基因敲除或者使用中和抗體抑制Th17細胞及其分泌的細胞因子，均能顯著減小宿主體內(nèi)蟲卵肉芽腫體積和宿主炎癥反應(yīng)[34-35]。但目前研究尚未發(fā)現(xiàn)具體的血吸蟲抗原對宿主Th17細胞的影響。然而已有研究表明，在血吸蟲感染宿主后，宿主體內(nèi)的Tregs相關(guān)的負向免疫調(diào)控和Th17免疫反應(yīng)出現(xiàn)了失衡現(xiàn)象[36]。

調(diào)節(jié)性B細胞(Regulatory B Cells, Bregs)是抑炎免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)免疫細胞，在小鼠和人感染血吸蟲后，宿主可以誘導(dǎo)Bregs細胞的產(chǎn)生[36]。在動物實驗及臨床病例研究中發(fā)現(xiàn)，血吸蟲SEA直接與宿主B細胞結(jié)合并相互作用，隨后SEA在B細胞中發(fā)生內(nèi)化并增加IL-10的分泌，從而進一步誘導(dǎo)宿主Tregs的生成[37-39]。然而，其內(nèi)化機制和下游信號仍不清楚。IPSE/α-1作為曼氏血吸蟲SEA中的主要產(chǎn)物之一，除了上述的可參與誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生Th2應(yīng)答，其也被發(fā)現(xiàn)可誘導(dǎo)人CD1d+B細胞產(chǎn)生IL-10，提示其具有誘導(dǎo)Bregs的能力[36]。除此之外，在血吸蟲感染的人類中也觀察到宿主Bregs的增加[40-41]。例如，在感染埃及血吸蟲的患兒外周血中，研究者發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生IL-10+CD1dhiBregs水平較正常兒童有所升高[40-41]。雖然研究表明血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物能夠增強Bregs的誘導(dǎo)，但其機制有待進一步的確認。

3 血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物在免疫相關(guān)性疾病中的作用

大量研究表明，血吸蟲及其相關(guān)免疫調(diào)節(jié)成分對過敏性疾病具有一定的保護作用。流行病學(xué)研究顯示，血吸蟲感染者的過敏性疾病發(fā)病率顯著低于非感染者，且抗血吸蟲治療后過敏性疾病發(fā)病率較前有所升高[42]。研究發(fā)現(xiàn)血吸蟲及蟲卵感染減輕過敏性哮喘的過程中，Tregs的免疫調(diào)節(jié)作用不可忽視[40]。日本血吸蟲SEA可以增加小鼠哮喘模型中CD4+CD25+Tregs的數(shù)量和免疫活性[43]。接受SEA的小鼠會表現(xiàn)出較少的氣道炎癥和較低的IL-4和IL-5表達水平[43]。Bregs的免疫抑制作用同樣也在小鼠氣道變應(yīng)性炎癥模型中得到證實[40]。其抑制炎癥的機制主要與Bregs產(chǎn)生的IL-10升高和促進Tregs的發(fā)育有關(guān)。而且體內(nèi)實驗表明，血吸蟲感染B細胞特異性敲除IL-10受體的小鼠后，肺泡灌洗液中的嗜酸性粒細胞數(shù)與感染野生小鼠相比有所升高，且宿主的IL-13和IL-5水平也會有所上調(diào)[40]。除了在哮喘中的免疫調(diào)節(jié)作用外，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物在過敏性皮炎等其他過敏性疾病中同樣也顯示出一定的保護作用[42]。

2型糖尿病(Type 2 diabetes，T2D)是一種慢性炎癥疾病，血吸蟲及其衍生物通過調(diào)控固有免疫和獲得性免疫系統(tǒng)，影響T2D的發(fā)展[44]。曼氏血吸蟲感染高脂飲食喂養(yǎng)的小鼠后，可以恢復(fù)小鼠白色脂肪組織(White Adipose Tissue，WAT/AT)里胰島素受體β(Insulin Receptor β，IRβ)蛋白表達和胰島素誘導(dǎo)的蛋白激酶B(Protein Kinase B，PKB)磷酸化，并顯著增加白色脂肪組織(AT)中在的M2型巨噬細胞，改善胰島素的敏感性[45]。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物L(fēng)NFPIII也可通過誘導(dǎo)肥胖小鼠模型的M2巨噬細胞分化和IL-10增加，減少白色脂肪組織炎癥，增強脂肪細胞對胰島素的反應(yīng)，改善宿主葡萄糖耐量和對胰島素的敏感性[46]。血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物大多能夠促進宿主Tregs的發(fā)育，而血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物能否通過誘導(dǎo)Tregs活化來改善宿主T2D，則需要進一步體內(nèi)外實驗的驗證。

以類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis，RA)、多發(fā)性硬化(Multiple sclerosis，MS)疾病為例，這些自身免疫性疾病的特征主要是Th1或者Th17免疫反應(yīng)介導(dǎo)TNFα、IL-1、IL-6和IL-17等促炎因子的過表達[13,47]。研究表明，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物可通過降低宿主體內(nèi)IFN-γ/IL-4的比例，抑制Th1/Th17型免疫應(yīng)答或者增強Th2免疫反應(yīng)，顯著上調(diào)IL-10水平和誘導(dǎo)Tregs的發(fā)育，從而改善和預(yù)防多種自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展[13, 48]。

除了上述疾病之外，近期研究顯示血吸蟲感染可能影響移植免疫排斥。臨床中已有血吸蟲感染者作為器官捐獻者，且其相應(yīng)器官應(yīng)用于移植后，未見明顯的不良反應(yīng)；短期排斥反應(yīng)發(fā)生率并無明顯增加[4, 49-52]。上述研究表明，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物對免疫系統(tǒng)的影響，短期內(nèi)并不會加重同種異體免疫應(yīng)答，相反其增強Th2免疫，抑制Th1/Th17免疫，同時誘導(dǎo)Tregs和Bregs的效應(yīng)，可能對于抑制排斥反應(yīng)或者誘導(dǎo)免疫耐受具有一定的促進作用。皮膚移植臨床研究發(fā)現(xiàn)，感染血吸蟲的受者的皮膚移植物在移植第60 d后的存活率顯著高于未感染組[53]。且動物實驗再次驗證，曼氏血吸蟲感染小鼠的皮膚移植物存活時間較未感染組小鼠延長接近50%[54]。盡管機制不明，但是以血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物作為治療武器去抑制排斥反應(yīng)甚至誘導(dǎo)免疫耐受，無疑將是一個新的移植免疫研究方向。

4 總結(jié)與展望

綜上，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物對宿主固有免疫和適應(yīng)性免疫均有影響(圖1)。在固有免疫中的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在以下方面：1)巨噬細胞，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物對巨噬細胞的作用主要體現(xiàn)在其可以促進巨噬細胞向M2方向極化，少部分情況可以誘導(dǎo)M1型巨噬細胞的分化(如ω-1)；2)樹突狀細胞，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物可以調(diào)節(jié)DCs的成熟與活化，抑制DCs誘導(dǎo)Th1分化能力，促進DCs誘導(dǎo)Th2和Tregs發(fā)育的能力；3)中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、ILC2等固有免疫細胞，血吸蟲相關(guān)產(chǎn)物還能刺激其它固有免疫細胞，例如P28GST可誘導(dǎo)黏膜嗜酸性粒細胞產(chǎn)生類似Th2型的免疫反應(yīng)；SmKI-1可減少中性粒細胞的募集和浸潤和IL-1β的表達；ω-1可通過RNase機制誘導(dǎo)ILC2發(fā)育；IPSE可以激活嗜堿性粒細胞和肥大細胞，并刺激其釋放IL-4、IL-13和IgE。在適應(yīng)性免疫中的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在：1)T淋巴細胞，誘導(dǎo)Th2免疫反應(yīng)，增強Tregs的發(fā)育并上調(diào)IL-10和TGF-β水平，抑制Th1/Th17免疫反應(yīng)；2)B淋巴細胞，誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-10的B細胞的發(fā)育，促進Bregs分泌抑炎因子IL-10，進一步誘導(dǎo)Tregs的發(fā)育。

圖1 血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物對固有免疫和適應(yīng)性免疫的調(diào)節(jié)作用

在宿主固有免疫中，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物主要促進巨噬細胞向M2方向極化，抑制宿主DCs的成熟與活化，影響宿主對抗原的呈遞過程，以及促進宿主Th2免疫和Tregs的增殖和分化；而在適應(yīng)性免疫中，血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物可以影響固有免疫細胞的成熟活化和抗原呈遞過程，調(diào)控T、B淋巴細胞的分化，促進宿主體內(nèi)Th2免疫應(yīng)答增強，抑制宿主體內(nèi)Th1/Th17免疫效應(yīng)，以及上調(diào)宿主體內(nèi)Tregs、Bregs的水平，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。血吸蟲及其衍生物對于宿主的免疫以及免疫性疾病的具體的調(diào)節(jié)機制仍需要進一步的臨床和基礎(chǔ)研究來識別出關(guān)鍵效應(yīng)分子及其作用機理；且在未來的研究中，提取并純化這些關(guān)鍵分子用于調(diào)控人體免疫系統(tǒng)，對改善和預(yù)防過敏性疾病、自身免疫性疾病和移植臨床誘導(dǎo)免疫耐受等方面將具有更廣泛的研究和應(yīng)用價值。

利益沖突：無

引用本文格式：蔣捷，李俊輝，張宇，等. 血吸蟲及其相關(guān)產(chǎn)物在宿主免疫調(diào)節(jié)中的作用[J]. 中國人獸共患病學(xué)報，2022，38(2)：150-156. DOI:10.3969/j.issn.1002-2694.2022.00.017