李 斌 趙 航

浙江工業(yè)大學(xué)，浙江省杭州市 310000

先天免疫(Innate immunity)是人體對(duì)抗病原體的第一道防線，它影響著人體的健康狀況和抗感染能力，在人體健康問(wèn)題中具有重要地位。先天免疫系統(tǒng)包括一系列物理、化學(xué)和細(xì)胞相關(guān)機(jī)制，其中先天免疫系統(tǒng)的主要免疫細(xì)胞包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞。這些免疫細(xì)胞能接觸、吞噬相關(guān)病原體，當(dāng)先天免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用后，先天免疫細(xì)胞也能將抗原呈遞給適應(yīng)性免疫細(xì)胞，適應(yīng)性免疫系統(tǒng)開(kāi)始工作。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)能夠從基因?qū)用嬗涀√囟ǖ目乖?，?dāng)再次接觸這類(lèi)抗原后，能高強(qiáng)度地進(jìn)行免疫反應(yīng)以清除病原體或入侵物。相應(yīng)的，先天免疫細(xì)胞同樣也具備這種記憶能力，能夠通過(guò)特異性代謝和表觀遺傳重編程來(lái)記憶特異性外源入侵物，這種功能在感染相關(guān)的疾病中起著十分重要的作用。

在先天免疫系統(tǒng)中，性別是一個(gè)重要的影響因素，不僅在基因?qū)用嬗绊懼?、女間的免疫系統(tǒng)，還通過(guò)性激素影響著免疫細(xì)胞的免疫應(yīng)答，從而進(jìn)一步調(diào)控先天免疫系統(tǒng)。先天免疫的性別差異現(xiàn)象在整個(gè)免疫過(guò)程中都有所體現(xiàn)，特別是個(gè)體對(duì)于疾病和疫苗的免疫反應(yīng)。一項(xiàng)基于534人的研究顯示[1]，單核細(xì)胞對(duì)多種微生物刺激進(jìn)行免疫應(yīng)答時(shí)，性別、年齡和季節(jié)是重要影響因素。在煙曲霉、幽門(mén)螺桿菌、乙型肝炎、結(jié)核分枝桿菌等疾病方面，女性感染率遠(yuǎn)比男性低。此外，一項(xiàng)關(guān)于COVID-19的報(bào)告顯示，成年女性因COVID-19導(dǎo)致死亡的概率比男性死亡概率低，男、女間的風(fēng)險(xiǎn)比可達(dá)1.59[2]，男性的肺部炎癥及損傷情況更為嚴(yán)重。成年女性感染傳染病的風(fēng)險(xiǎn)低于男性，可能是因?yàn)槌赡昱韵忍烀庖吆瓦m應(yīng)性免疫系統(tǒng)比男性更強(qiáng)。與此同時(shí)，這也增加了女性患自身免疫性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。而值得注意的是，女性在面對(duì)某些疫苗時(shí)，如三價(jià)流感病毒疫苗和乙型肝炎疫苗，也能產(chǎn)生更強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答。

一些研究指出，在先天免疫的相關(guān)疾病中存在性別差異，而其中性激素是非常值得探討的重要影響因素[3]。包括雌激素、孕酮在內(nèi)的雌性激素及包括睪酮在內(nèi)的雄性激素對(duì)先天免疫系統(tǒng)起著廣泛的調(diào)節(jié)作用，是生命活動(dòng)中的重要影響因素。性激素可能是潛在的免疫調(diào)控藥物，對(duì)性激素作用機(jī)制的研究也許能為免疫調(diào)控帶來(lái)新思路。

1 雄激素類(lèi)

睪酮(Testosterone)是雄激素中的主要成分，能抑制男性體內(nèi)的免疫反應(yīng)，特別是感染和疫苗引起的免疫。在體外實(shí)驗(yàn)中，10nmol/L濃度的睪酮能抑制THP-1人源單核細(xì)胞TNFA的mRNA水平[4]，也能抑制小鼠巨噬細(xì)胞RAW 264.7分泌TNF的能力[5]。其次，睪酮能調(diào)控免疫細(xì)胞表面Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)4的表達(dá)，調(diào)整巨噬細(xì)胞對(duì)抗原的敏感度。當(dāng)小鼠巨噬細(xì)胞RAW 264.7被睪酮刺激后，細(xì)胞表面的TLR4蛋白含量下降，該細(xì)胞系對(duì)脂多糖的敏感度下降。相對(duì)應(yīng)的，在脂多糖誘導(dǎo)小鼠免疫應(yīng)答的研究中，當(dāng)小鼠摘除睪丸后，其原代巨噬細(xì)胞表面的TLR4蛋白表達(dá)量顯著增加，炎癥反應(yīng)顯著增強(qiáng)[5]。而當(dāng)對(duì)去勢(shì)小鼠給予外源性睪酮后，其原代巨噬細(xì)胞表面TLR4表達(dá)量沒(méi)有增加，對(duì)脂多糖的敏感性也被抑制。這些關(guān)于人類(lèi)免疫細(xì)胞的體外研究和小鼠體內(nèi)體外研究都表明了睪酮對(duì)免疫的調(diào)節(jié)作用。

除了睪酮表現(xiàn)出較為良好的抗炎作用外，睪酮的代謝產(chǎn)物二氫睪酮(5-adihydrotestosterone,DHT)也具備一定程度的抗炎作用。在人類(lèi)男性來(lái)源的單核細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中，二氫睪酮能抑制卡介菌(Bacillus calmette-guerin,BCG)誘導(dǎo)的炎癥。其中，在10～100pmol/ml的濃度下，二氫睪酮均能抑制單核細(xì)胞分泌IL-6；在100pmol/ml的濃度時(shí)，還能抑制TNF-α的分泌[6]。但二氫睪酮對(duì)不同性別的單核細(xì)胞的免疫調(diào)控有較大差別，二氫睪酮對(duì)人類(lèi)女性來(lái)源的單核細(xì)胞不起作用，可能與女性來(lái)源的單核細(xì)胞的雄激素受體較少有關(guān)。此外，白三烯(Leukotrienes)是一種具有較強(qiáng)促炎作用的趨化劑和激動(dòng)劑，它能引起氣道平滑肌收縮，增加血管通透性、促進(jìn)炎性細(xì)胞在氣道聚集。5-脂氧合酶(5-lipoxygenase,5-LO)是合成白三烯的關(guān)鍵。一項(xiàng)研究揭示了女性來(lái)源的單核細(xì)胞的5-脂氧合酶含量比男性來(lái)源的單核細(xì)胞高，可達(dá)1.8倍[3]。而男性來(lái)源的單核細(xì)胞與二氫睪酮(10nmol/L)共孵育后，細(xì)胞內(nèi)5-脂氧合酶的活性被抑制，白三烯的合成也被抑制。

睪酮主要通過(guò)雄激素受體(Androgen receptor,AR)發(fā)揮作用，而他的衍生物二氫睪酮是一種更強(qiáng)的激動(dòng)劑。人類(lèi)和小鼠的許多免疫細(xì)胞表達(dá)雄激素受體。當(dāng)未被刺激時(shí)，雄激素受體處于細(xì)胞質(zhì)中，與熱休克蛋白和伴侶蛋白緊密結(jié)合；當(dāng)雄激素受體被激活后，它與熱休克蛋白和伴侶蛋白分離，與配體一同進(jìn)入細(xì)胞核中。在細(xì)胞核中，結(jié)合著配體的雄激素受體與雄激素反應(yīng)元件結(jié)合，調(diào)控靶基因的表達(dá)。

2 雌激素

雌激素(Estrogens,E)主要包括三種：雌酮(Estrone,E1)、雌二醇(17β-estradiol,E2)、雌三醇(Estriol,E3)。其中人體含量最高、生物作用最大的是雌二醇。雌二醇主要由卵巢分泌，在卵泡發(fā)育的早期，雌激素分泌較少，至月經(jīng)第7日迅速增多，并在排卵前達(dá)到峰值，排卵后雌激素水平迅速下降；在黃體期，雌激素主要由黃體分泌，并在黃體期的中期少量增高。雌激素的主要功能是促進(jìn)子宮內(nèi)膜增殖，促進(jìn)女性第二性征發(fā)育。

隨著對(duì)先天免疫系統(tǒng)性別差異的研究，雌激素被認(rèn)為是某些疾病的潛在治療藥物。而雌激素對(duì)于免疫的調(diào)節(jié)作用被廣泛研究后，發(fā)現(xiàn)雌激素對(duì)免疫細(xì)胞的影響有著較大差異。雌激素對(duì)于炎癥的總體治療效果取決于雌激素的結(jié)構(gòu)、體內(nèi)濃度、免疫細(xì)胞種類(lèi)、免疫細(xì)胞的宿主性別和相關(guān)的受體信號(hào)通路。

雌二醇對(duì)免疫的調(diào)控表現(xiàn)出了雙向性，非常低濃度的雌二醇能夠增強(qiáng)人源和鼠源的巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞的免疫反應(yīng)，而當(dāng)機(jī)體內(nèi)雌激素含量升高時(shí)，反而能抑制巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞的免疫反應(yīng)。在脂多糖誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)中，較低濃度的雌二醇能抑制脂多糖誘導(dǎo)的炎癥。當(dāng)細(xì)胞在被脂多糖刺激后，再被4.17×10-10mol/L的雌二醇刺激16h，TNFA、IL-1和IL-6的mRNA水平相比于對(duì)照組顯著降低[7]。但是不同性別來(lái)源的單核細(xì)胞對(duì)同樣濃度的雌二醇反應(yīng)有所不同。當(dāng)男性人源單核細(xì)胞接觸雌二醇時(shí)，如果雌二醇維持在1×10-10～1×10-9mol/L濃度下，IL-1的分泌量達(dá)到最高值；當(dāng)濃度維持在1×10-7mol/L時(shí)，IL-1的分泌被抑制[8]。人外周血單核細(xì)胞(Peripheral blood mononuclear cells,PBMCs)也同樣表現(xiàn)出了這種不同性別來(lái)源細(xì)胞對(duì)雌二醇反應(yīng)存在差異。1.25×10-10～1.25×10-7mol/L濃度范圍的雌二醇能調(diào)整人源PBMCs分泌IL-6和TNF-α。其中，當(dāng)雌二醇濃度維持在1.25×10-8～1.25×10-7mol/L時(shí)，能對(duì)男性、女性來(lái)源的PBMCs分泌TNF-α均起到抑制作用，當(dāng)雌二醇濃度維持在1.25×10-10～1.25×10-9mol/L，僅對(duì)男性來(lái)源的PBMCs起作用[9]。此外，在體外實(shí)驗(yàn)中，雌二醇能抑制卡介菌(Bacillus Calmette-Guerin,BCG)誘導(dǎo)人類(lèi)單核細(xì)胞產(chǎn)生的免疫反應(yīng)。其中，1×10-10～1×10-8mol/L濃度下的雌二醇刺激6h，能抑制女性來(lái)源單核細(xì)胞分泌TNF-α的能力，也能抑制男性來(lái)源的單核細(xì)胞分泌TNF-α、IL-6、IL-10的免疫反應(yīng)[10]。

雌激素在中性粒細(xì)胞凋亡、趨化、中性粒細(xì)胞胞外陷阱(Neutrophil extracellular traps,NETs)的形成中發(fā)揮著作用。男性來(lái)源中性粒細(xì)胞的自發(fā)性凋亡比女性來(lái)源中性粒細(xì)胞更嚴(yán)重。但當(dāng)兩性來(lái)源的中性粒細(xì)胞均被生理性的雌激素刺激后，他們都會(huì)通過(guò)細(xì)胞色素C介導(dǎo)的途徑減輕自發(fā)性凋亡。在小鼠急性動(dòng)脈損傷體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)使用雌激素治療時(shí)，包括黏附分子、趨化因子和細(xì)胞因子在內(nèi)的炎性介質(zhì)的mRNA均被抑制，最終導(dǎo)致中性粒細(xì)胞趨化減弱[11]，表明雌激素可能起到血管保護(hù)作用。NETs是細(xì)胞外染色質(zhì)纖維，能夠結(jié)合病原體，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在人類(lèi)中性粒細(xì)胞樣細(xì)胞系(Human neutrophil-like cell line,HL-60)相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，雌激素能通過(guò)雌激素受體和G蛋白偶聯(lián)受體促進(jìn)NETs形成。

這些發(fā)現(xiàn)能在一定程度上說(shuō)明雌激素在先天免疫中的雙向作用，雌激素對(duì)先天免疫的調(diào)控是受濃度、性別、免疫細(xì)胞種類(lèi)和相關(guān)的受體信號(hào)通路影響，在一定條件下可以作為潛在的炎癥治療藥物，特別是細(xì)菌性炎癥背景下?？紤]到雌激素的雙向作用，也不難理解女性遭受膿毒癥的嚴(yán)重程度比男性輕很多。

雌激素受體主要存在兩種形式(Estrogen receptor,ER)，分別是ER-α和ER-beta。這兩種受體在人類(lèi)免疫細(xì)胞中廣泛分布[12]。當(dāng)雌激素受體與雌激素結(jié)合而被激活后，它能與雌激素反應(yīng)元件(Estrogen response elements,EREs)相結(jié)合，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄過(guò)程,它也能與其他轉(zhuǎn)錄因子、共調(diào)控因子等相互作用，間接影響下游機(jī)制。

3 孕酮

孕酮(Progesterone)主要由卵巢黃體分泌，腎上腺也能少量分泌。孕酮水平在黃體期逐漸升高，并在黃體中期達(dá)到峰值，然后隨著黃體退化而逐漸降低。孕酮的主要功能是促使子宮內(nèi)膜從增殖期轉(zhuǎn)變?yōu)榉置谄?，為胚胎的著床做?zhǔn)備。如果卵子受精，孕酮會(huì)刺激子宮內(nèi)膜血管進(jìn)一步發(fā)育，并刺激子宮內(nèi)膜中的腺體，促使其分泌營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以滋養(yǎng)受精卵。反之，如果卵子未受精，孕酮水平迅速下降，導(dǎo)致子宮內(nèi)膜剝脫出血。

一系列研究表明，孕酮對(duì)先天免疫細(xì)胞的免疫反應(yīng)主要起抑制作用。機(jī)體內(nèi)孕酮水平是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，在不同的生理期內(nèi)，機(jī)體內(nèi)孕酮水平有所不同。因此，單純通過(guò)機(jī)體內(nèi)孕酮水平變化及相關(guān)疾病情況來(lái)評(píng)估孕酮對(duì)免疫的調(diào)節(jié)作用是相對(duì)不夠完善的。在月經(jīng)黃體期，孕酮是主要的激素，機(jī)體內(nèi)孕酮水平較高；在孕期，機(jī)體大量分泌孕酮與雌激素，兩者水平也均高于其他時(shí)期。僅這兩個(gè)時(shí)期的孕酮生理水平能被用來(lái)評(píng)估孕酮的抑制先天免疫的作用。

與雌激素相比，孕酮能抑制NET形成，抑制NET導(dǎo)致的細(xì)胞死亡，與雌激素對(duì)NETs的作用相拮抗。在一項(xiàng)與小鼠巨噬細(xì)胞相關(guān)的體外實(shí)驗(yàn)中，在細(xì)胞被脂多糖(200ng/ml)處理后，再與孕酮共孵育，發(fā)現(xiàn)孕酮以濃度依賴的方式抑制了精氨酸酶和一氧化氮合成酶2的活性，從而抑制巨噬細(xì)胞的免疫反應(yīng)[13]。與此相應(yīng)的另一項(xiàng)研究表明，脂多糖能誘導(dǎo)雄性小鼠骨髓來(lái)源巨噬細(xì)胞合成一氧化氮，但該效果能被7.8×10-6～6.25×10-5mol/L濃度的孕酮抑制，而當(dāng)小鼠骨髓來(lái)源的巨噬細(xì)胞受脂多糖(12.5μg/ml)誘導(dǎo)72h后，再給予1×10-7～8×10-6mol/L濃度的孕酮，巨噬細(xì)胞分泌的IL-12p40含量有所下降[14]。在后續(xù)進(jìn)一步探究中，發(fā)現(xiàn)3.125×10-5～6.15×10-5mol/L濃度的孕酮能抑制在脂多糖(800ng/ml，刺激72h)誘導(dǎo)下雄性小鼠骨髓來(lái)源的樹(shù)突狀細(xì)胞分泌IL-6的能力；而濃度在5.0×10-7～6.25×10-5mol/L范圍內(nèi)的孕酮能抑制在聚肌苷酸胞嘧啶核苷酸(50μg/ml,72h)誘導(dǎo)下雄性小鼠骨髓來(lái)源的樹(shù)突狀細(xì)胞分泌IL-6的能力[15]。而在小鼠樹(shù)突狀細(xì)胞中也觀察到了相似的結(jié)果，孕酮能抑制脂多糖誘導(dǎo)下的IL-12p40的分泌[15]。使用脂多糖分別刺激男性和女性來(lái)源的原代單核細(xì)胞，再將細(xì)胞分別與孕酮孵育，發(fā)現(xiàn)1.0×10-6mol/L濃度的孕酮均能抑制男性、女性來(lái)源單核細(xì)胞中5-脂氧合酶的含量，從而減輕炎癥[16]。

與雌激素相似，孕酮在對(duì)先天免疫細(xì)胞相關(guān)的調(diào)控作用上也表現(xiàn)出了雙向調(diào)節(jié)作用。在脂多糖誘導(dǎo)人源的外周單核細(xì)胞體外實(shí)驗(yàn)中，在較低濃度孕酮(1×10-9mol/L)刺激48h后，細(xì)胞分泌的活性IL-1含量顯著增加，而當(dāng)孕酮濃度達(dá)到1×10-7～1×10-5mol/L時(shí)，分泌的活性IL-1含量顯著下降[16]。

孕酮能夠與孕酮受體(Progesterone receptors,PRs)和糖皮質(zhì)激素受體(Glucocorticoid receptors,GRs)結(jié)合。細(xì)胞核上的孕酮受體存在兩種形式，分別是nPR-α和nPRβ，孕酮也能與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，發(fā)揮作用。人類(lèi)和小鼠的多種免疫細(xì)胞上存在孕酮受體，但孕酮受體的表達(dá)情況受性別因素影響，雌性小鼠來(lái)源的樹(shù)突狀細(xì)胞的孕酮受體含量比雄性小鼠樹(shù)突狀細(xì)胞高。其次，糖皮質(zhì)激素受體在免疫細(xì)胞中更為豐富，而在小鼠巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞相關(guān)的一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)中，孕酮通過(guò)糖皮質(zhì)激素受體相關(guān)的信號(hào)通路抑制脂多糖誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)[15]。孕酮誘導(dǎo)糖皮質(zhì)激素信號(hào)通路可能是孕酮調(diào)控免疫反應(yīng)的重要補(bǔ)充途徑。

4 小結(jié)與展望

目前，關(guān)于免疫的研究越來(lái)越受重視，而先天免疫是免疫系統(tǒng)中的重要組成部分，先天免疫系統(tǒng)相關(guān)的免疫細(xì)胞分布較廣，當(dāng)先天免疫相關(guān)的免疫細(xì)胞接觸抗原后，發(fā)生免疫反應(yīng)，并將抗原呈遞給淋巴細(xì)胞，引起后續(xù)一系列免疫反應(yīng)。因此，先天免疫是人體的第一道防線，與先天免疫相關(guān)的疾病也逐漸成為焦點(diǎn)。

在許多先天免疫細(xì)胞相關(guān)的疾病中存在較為明顯的性別差異，部分研究表明性激素在其中起著重要作用。在多種疾病中，睪酮主要起著抑制免疫的作用；而雌激素和孕酮?jiǎng)t存在兩面性，其對(duì)炎癥的作用主要與濃度相關(guān)，并且受免疫細(xì)胞種類(lèi)、免疫細(xì)胞的宿主性別和相關(guān)的受體信號(hào)通路影響。雌性激素及雄性激素對(duì)先天免疫系統(tǒng)起著廣泛的調(diào)節(jié)作用，是生命活動(dòng)中的重要影響因素。性激素及其衍生物是潛在的免疫調(diào)控藥物，對(duì)性激素作用機(jī)制的研究或許能為免疫調(diào)控帶來(lái)新思路。