沃拉孜汗·瑪?shù)履醽喬?,迪力夏提·圖爾迪麥麥提,康紹濤,拜合提尼沙·吐爾地
新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院呼吸重癥監(jiān)護室,烏魯木齊 830000
肺結(jié)核是由結(jié)核分枝桿菌(MTB)作為氣溶膠侵入宿主肺,感染并破壞肺組織而起病的一種慢性呼吸道疾病。MTB 被吸入肺部后可造成肺部結(jié)核菌感染,潛伏性結(jié)核感染的癥狀輕微,在免疫系統(tǒng)健康的人群中,機體通過自身免疫機制包繞結(jié)核分枝桿菌,形成結(jié)核結(jié)節(jié)來限制結(jié)核分枝桿菌的感染;如果感染者的免疫功能處于不健全狀態(tài),結(jié)核分枝桿菌會變得異?;钴S,從而轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袀魅拘缘幕顒有越Y(jié)核病。隨著研究的深入,越來越多的證據(jù)表明免疫系統(tǒng)對肺結(jié)核的發(fā)生發(fā)展具有重要影響,特別是以T淋巴細(xì)胞為代表的免疫細(xì)胞在肺結(jié)核免疫反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[1]。目前普遍認(rèn)為,在循環(huán)池中輔助性T 淋巴細(xì)胞1(Th1)減少和Th2增加引起的肺結(jié)核患者Th1/Th2 失衡是肺結(jié)核發(fā)病的重要機制[2]。當(dāng)MTB 感染人體后,巨噬細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素12(IL-12)及IL-18 等細(xì)胞因子,刺激Th1 型細(xì)胞分泌γ干擾素(IFN-γ),而IFN-γ 反過來刺激巨噬細(xì)胞對MTB的吞噬作用。而Th1型細(xì)胞功能抑制可導(dǎo)致免疫耐受,造成機體對抗MTB 的能力減弱[3]。T 淋巴細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(TIM-3)是一種新的免疫檢查點分子,主要表達在活化的Th1、Th17等免疫細(xì)胞表面,與天然型配體半乳糖凝集素9(Gal-9)結(jié)合參與適應(yīng)性免疫調(diào)節(jié),但具體機制尚未明確。有研究表明,TIM-3 在肺結(jié)核感染時表達上調(diào),這可能是機體為了抑制過度免疫反應(yīng)而采取的一種自我保護機制,但抑制免疫反應(yīng)又可能增加感染的風(fēng)險,這也成為肺結(jié)核免疫逃逸的重要機制[4]。此外,一些研究還發(fā)現(xiàn),抑制TIM-3 表達可以增強機體對MTB的免疫反應(yīng),從而提高治療效果[5]。然而,TIM-3在肺結(jié)核免疫反應(yīng)中的作用機制復(fù)雜,尚未被完全證實?,F(xiàn)就TIM-3 在肺結(jié)核適應(yīng)性免疫反應(yīng)和固有天然性免疫反應(yīng)中的作用機制進行綜述,以期為治療肺結(jié)核提供新的思路。
1.1 調(diào)控效應(yīng)T 淋巴細(xì)胞 效應(yīng)T 淋巴細(xì)胞功能耗竭在肺結(jié)核發(fā)病機制中起重要作用。研究發(fā)現(xiàn),在結(jié)核性胸腔積液中分離的T 淋巴細(xì)胞中,TIM-3 mRNA 表達與T 淋巴細(xì)胞功能障礙和疾病致病事件相關(guān)[6]。在活動性肺結(jié)核患者中,表達TIM-3 的CD4+和CD8+T 淋巴細(xì)胞數(shù)量增加,表現(xiàn)出記憶表型和更強的效應(yīng)功能,能夠限制巨噬細(xì)胞中結(jié)核分枝桿菌的復(fù)制。但在肺結(jié)核感染后期,CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞的比值降低,TIM-3、程序性死亡受體1(PD-1)等表達升高,導(dǎo)致肺結(jié)核患者的免疫功能發(fā)生紊亂[7]。SADA-OVALLE 等[8]研究發(fā)現(xiàn),在TIM-3阻斷抗體下,IL-6、IFN-γ 和腫瘤壞死因子α(TNF-α)表達增加,IL-10 表達減少;而在PD-1 阻斷抗體下,檢測到高TNF-α 及低IL-10,但沒有高IL-6 和IFN-γ的產(chǎn)生。JAYARAMAN 等[9]研究表明,TIM-3 在抗MTB 免疫應(yīng)答中發(fā)揮關(guān)鍵作用,表達TIM-3 的T 淋巴細(xì)胞在慢性感染期間積累,共表達包括PD-1在內(nèi)的其他抑制性受體,導(dǎo)致肺結(jié)核患者T 淋巴細(xì)胞耗竭。此外,表達TIM-3 的CD8+T 淋巴細(xì)胞也減少了對MTB抗原刺激的細(xì)胞毒性和增殖[10]。TIM-3/Gal-9軸失活可降低機體對Th1 細(xì)胞的免疫抑制作用,增加炎癥因子如IFN-γ、TNF-α和IL-22的水平,增強機體對結(jié)核病的抵抗力[11]。在動物實驗中發(fā)現(xiàn),小鼠體內(nèi)阻斷TIM-3/Gal-9 通路,可增加IFN-γ 等細(xì)胞因子的表達,恢復(fù)T淋巴細(xì)胞功能,有效提高結(jié)核小鼠免疫水平,抑制結(jié)核的進展[12]。因此,TIM-3 在機體抵抗免疫反應(yīng)過程中扮演著重要角色,阻斷TIM-3通路能夠恢復(fù)T 淋巴細(xì)胞功能,增強機體對結(jié)核病的免疫力。
1.2 調(diào)控調(diào)節(jié)性T 淋巴細(xì)胞(Treg)/Th17 在許多疾病中,Treg 通過抑制CD4+或CD8+T 淋巴細(xì)胞的效應(yīng)功能來調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)。有研究表明,肺結(jié)核患者的肺泡腔中富含CD4+Treg細(xì)胞[13]。然而,當(dāng)效應(yīng)細(xì)胞存在時,外周血來源的Treg 細(xì)胞會降低肺泡和單核細(xì)胞來源的巨噬細(xì)胞限制MTB 生長的能力,提示Treg 細(xì)胞破壞了人類結(jié)核病的抗結(jié)核免疫。此外,Treg細(xì)胞還可以通過消耗細(xì)胞因子如IL-2來抑制效應(yīng)T 淋巴細(xì)胞的功能[14]。與Treg 細(xì)胞相反,Th17 細(xì)胞則是一種免疫激活細(xì)胞,有助于炎癥的誘導(dǎo)和擴散。在肺結(jié)核中,Treg 細(xì)胞的增加和Th17 細(xì)胞的減少會導(dǎo)致免疫抑制,從而使得MTB 更容易在宿主體內(nèi)繁殖和擴散。MOORMAN 等[15]研究表明,上調(diào)CD4+CD25+Foxp3+Treg 細(xì)胞中的TIM-3 與Treg 的增殖及免疫抑制功能相關(guān),阻斷TIM-3/Gal-9通路可導(dǎo)致Treg 細(xì)胞體外抑制活性顯著降低;而TIM-3 似乎可以抑制Th17細(xì)胞的激活和細(xì)胞因子分泌。T淋巴細(xì)胞依賴性免疫反應(yīng)是一把雙刃劍,在清除細(xì)菌感染的同時也可能造成有害的組織損傷。因此,MTB與宿主相互作用期間通過TIM-3 途徑精細(xì)調(diào)節(jié)Treg和Th17細(xì)胞的平衡,可以有效控制肺結(jié)核的發(fā)展和傳播。此外,阻斷TIM-3/Gal-9通路也可能成為治療肺結(jié)核的一種新策略。
1.3 調(diào)控黏附蛋白樣(MAIT)細(xì)胞 MAIT 細(xì)胞是一種先天性T 淋巴細(xì)胞,對于控制微生物感染具有重要作用,其作用途徑通過產(chǎn)生多種效應(yīng)分子來實現(xiàn)[16]。研究表明,MAIT細(xì)胞可以防止小鼠膿腫分枝桿菌感染,并有效抑制巨噬細(xì)胞中牛分枝桿菌卡介苗的生長[17]。JIANG 等[18]研究發(fā)現(xiàn),結(jié)核性胸腔積液中的MAIT 細(xì)胞能夠產(chǎn)生更多的IFN-γ 和IL-17 細(xì)胞因子以及細(xì)胞毒性效應(yīng)顆粒酶B,有助于MAIT 細(xì)胞識別和殺死MTB,并且在肺結(jié)核感染早期就能夠快速響應(yīng)。目前,MAIT細(xì)胞已被認(rèn)為是結(jié)核病疫苗接種和宿主導(dǎo)向治療的潛在靶標(biāo),然而尚不清楚人類MAIT 細(xì)胞在結(jié)核病感染部位是否具有不同的表型及其對MTB 抗原的免疫應(yīng)答[19]。近期一項研究在結(jié)核性胸腔積液中發(fā)現(xiàn)了TIM-3+CD69+CD103+及CD39+CD69+CD103+組織駐留MAIT 細(xì)胞亞群,而TIM-3+CD69+CD103+組織駐留 MAIT 細(xì)胞比CD39+CD69+CD103+組織駐留MAIT 細(xì)胞更容易產(chǎn)生IFN-γ 和顆粒酶B,提示TIM-3+CD69+CD103+組織駐留MAIT 細(xì)胞在對抗結(jié)核菌等病原體時可能更有效[20]。因此,TIM-3 可能是一個潛在的靶標(biāo),可以通過調(diào)節(jié)其在MAIT 細(xì)胞中的表達來增強對MTB 的免疫應(yīng)答。然而,多項研究報告了MTB 感染期間循環(huán)MAIT 細(xì)胞的減少,并且隨著疾病加重而更加明顯,同時伴隨著抑制性PD-1 分子的共表達[21]。因此,TIM-3 在感染后期是否抑制MAIT 細(xì)胞功能有待進一步研究。
2.1 調(diào)控單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞 單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞是MTB的主要靶標(biāo),兩種細(xì)胞控制MTB的先天能力決定了感染的早期進展。單核細(xì)胞可以分化成為M1或M2巨噬細(xì)胞,分別具有促炎或抗炎功能表型,M1 巨噬細(xì)胞被認(rèn)為是共同宿主對細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌反應(yīng)的一部分,并參與MTB 的殺傷,而M2 巨噬細(xì)胞與組織修復(fù)和免疫耐受有關(guān)[22]。一些研究表明,活動性肺結(jié)核患者存在M1/M2 極化并參與肺結(jié)核致病過程,即向M2 巨噬細(xì)胞方向分化,而M1 巨噬細(xì)胞則處于劣勢[23]。在體外,來自MTB 的重組結(jié)核桿菌DnaK 誘導(dǎo)M1巨噬細(xì)胞成為表達精氨酸酶1(Arg-1)和IL-10 的M2 巨噬細(xì)胞,可能會抑制宿主免疫[24]。單核細(xì)胞的極化狀態(tài)對于維持結(jié)核病患者的平衡炎癥反應(yīng)可能很重要,但存在這種極化現(xiàn)象的原因仍不清楚。在一項關(guān)于結(jié)腸癌的研究中,JIANG 等[25]發(fā)現(xiàn)TIM-3 可以通過其細(xì)胞內(nèi)尾部的殘基與信號傳導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活因子1(STAT1)結(jié)合,抑制STAT1/miR-155/SOCS1 信號軸,增強巨噬細(xì)胞向M2 方向的極化。而在活動性肺結(jié)核患者中發(fā)現(xiàn),TIM-3/Gal-9信號通路參與肺結(jié)核病因?qū)W過程,且與M1 型和M2 型巨噬細(xì)胞特征因子誘導(dǎo)型一氧化氮合成酶和Arg-1存在顯著相關(guān)性[26]。由上可見,TIM-3 參與了肺結(jié)核患者巨噬細(xì)胞M1/M2 極化過程,可能會促進M2型巨噬細(xì)胞的形成,從而抑制宿主免疫,增加結(jié)核桿菌的存活和繁殖。因此,TIM-3 可能是肺結(jié)核的潛在治療靶點,可以通過抑制TIM-3 信號通路來促進M1 型巨噬細(xì)胞的形成,增強宿主免疫反應(yīng),從而對抗結(jié)核桿菌的感染。
2.2 調(diào)控自然殺傷(NK)細(xì)胞 NK 細(xì)胞是天然免疫系統(tǒng)的關(guān)鍵效應(yīng)細(xì)胞,可通過分泌IFN-γ 增加巨噬細(xì)胞對MTB的細(xì)胞毒性,并可導(dǎo)致MTB感染的單核細(xì)胞直接裂解[27]。IFN-γ 被認(rèn)為是控制MTB 進展的必要因素,其與TNF 協(xié)同激活巨噬細(xì)胞并參與MTB 的殺傷。在小鼠MTB 感染模型中,CD4+及CD8+T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-γ及TNF-α 對MTB 感染的免疫控制至關(guān)重要[28]。GLEASON等[29]研究發(fā)現(xiàn),TIM-3 具有免疫增強作用,可增強IL-12 及IL-18 引發(fā)的NK 細(xì)胞IFN-γ 的產(chǎn)生;而在腫瘤免疫背景下,TIM-3 對NK 細(xì)胞脫顆粒的產(chǎn)生幾乎沒有影響。與此相反,一項關(guān)于活動性肺結(jié)核的研究發(fā)現(xiàn),阻斷TIM-3 通路可以恢復(fù)活動性肺結(jié)核患者NK 細(xì)胞的IFN-γ 分泌、脫顆粒潛能和細(xì)胞毒性,提示TIM-3 與活動性肺結(jié)核的NK 細(xì)胞功能障礙有關(guān)[30]。研究者還觀察到,在成功治療后,活動性肺結(jié)核患者NK 細(xì)胞TIM-3 表達降低,細(xì)胞因子分泌能力逐漸恢復(fù),提示NK 細(xì)胞TIM-3 的表達與結(jié)核病患者的疾病活動性和預(yù)后有關(guān)。由上可見,TIM-3 在肺結(jié)核的免疫控制中發(fā)揮著重要作用。一方面,TIM-3 可以增強IL-12 及IL-18 誘導(dǎo)的NK 細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ,從而增強免疫反應(yīng);另一方面,TIM-3 的過度表達可能導(dǎo)致NK 細(xì)胞功能障礙,影響肺結(jié)核的治療效果和預(yù)后。因此,TIM-3 可能是肺結(jié)核治療和預(yù)防的一個重要靶點,阻斷TIM-3通路可能有助于恢復(fù)NK 細(xì)胞的免疫功能,提高肺結(jié)核的治療效果和預(yù)后。
綜上所述,TIM-3 可以通過調(diào)控效應(yīng)T 淋巴細(xì)胞、Treg 細(xì)胞、Th17 細(xì)胞、MAIT 細(xì)胞及單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK 細(xì)胞等免疫細(xì)胞的活化和功能,在肺結(jié)核的適應(yīng)性免疫反應(yīng)和固有天然性免疫反應(yīng)中發(fā)揮作用。通過調(diào)節(jié)TIM-3 的表達和功能,可以控制肺結(jié)核的炎癥反應(yīng)和組織損傷,增強肺結(jié)核的清除能力和免疫監(jiān)視能力,從而提高治療效果。但是,TIM-3在肺結(jié)核的研究還處于初步階段,TIM-3 在肺結(jié)核免疫反應(yīng)中的作用機制并不明確,例如MTB 如何促進多種免疫細(xì)胞中TIM-3的表達上調(diào)、TIM-3通過何種途徑調(diào)控Treg 細(xì)胞功能、TIM-3 在感染后期是否抑制MAIT 細(xì)胞功能以及TIM-3 與其他免疫檢查點分子的相互作用、探索多種免疫調(diào)節(jié)分子的聯(lián)合治療策略等,需要繼續(xù)深入研究,為臨床治療提供更加精準(zhǔn)的方案。