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文章作者：侯江厚 程小星 张灵霞 孙卫国

目前已发现许多保护性抗MTB感染的免疫学机制，但结核病的免疫应答研究，特别是人结核病的局部免疫介质产生和不同免疫细胞的诱导机制研究还较滞后，结核病研究的免疫细胞主要来自于外周血，不能真正反映感染组织或肉芽肿微环境中的特异性免疫应答。

结核病患者临床样本进行体外研究的实验数据更能真实反映局部免疫状况，因而加强MTB感染的局部组织中宿主和病原菌相互作用关系的研究更显得重要。

一、MTB感染局部组织和循环系统免疫应答的区别

细胞免疫尤其是T细胞介导的免疫应答是调节宿主和MTB相互作用的核心，效应T细胞多在感染3周后被吸引和聚集在MTB感染的局部组织或器官。

外周血是较易获得的临床样本，在体外研究中，外周血单核细胞需要抗原再刺激。MTB感染局部组织中抗原特异性T细胞分化为各类亚群并发挥其调节功能，这些活化的效应T细胞群在体外研究时一般不需要抗原的再刺激。

此外，MTB感染局部组织中的免疫细胞有保持其生理环境的基质细胞和可溶性因子，相邻细胞间存在着相互作用和旁分泌信号，有肉芽肿的形成、坏死和干酪样病变，而循环系统中的免疫细胞则不存在这些特点，这种空间位置的差异也可能导致两者免疫应答的不同。

研究结果表明，粟粒性肺结核患者BALF和结核性胸膜炎患者胸腔积液中，分泌γ-干扰素的CXCR3+CCR/T细胞水平显著高于外周血，活动性肺结核患者BALF和胸腔积液中分泌γ-干扰素的CD4+T细胞水平显著高于外周血。结核病局部病变中产生T干扰素的CD4+T细胞显著增，CD4+T细胞聚集在MTB感染的动物肺脏中。

上述研究结果证实，效应T细胞聚集在MTB感染的局部组织，而外周血仅存在少量淋巴细胞。这种选择性聚集可能由于T细胞在MTB感染的局部组织中被吸引和扩张的结果。

此外，肺结核患者肺泡巨噬细胞和血液中的单核细胞杀菌活性不同，显示在MTB感染的肺脏中免疫效应细胞有不同的极化。

在促进先天性和获得性免疫保护、控制结核病播散过程中，Th1和Thl7细胞具有同时活化巨噬细胞和细胞毒T细胞的杀菌效应功能。结核性胸腔积液的7_干扰素水平和细胞凋亡较外周血显著增高，提示免疫活化和MTB特异性T细胞数量减少伴随发生，有助于MTB在感染组织中持续存在。

结核性胸腔积液中γ-干扰素、IL_2、IL4和IL-6水平高于外周血。从结核病患者BALF中获得的肺泡巨噬细胞，在H37Rv刺激下，其培养上清液中7-干扰素、IL-10和IL-4水平明显升高，而检测其外周血单核细胞无此现象。

粟粒性肺结核患者BALF中T细胞在MTB抗原作用下，分泌γ-干扰素和显著低于外周血单核细胞，而在结核性胸腔积液中的结果则反之非空洞型结核病患者BALF中CD4+T细胞产生的7-干扰素应答占优势地位，而在空洞型结核病患者BALF中IL4水平显著升高，提示严重结核病患者的局部细胞因子表型逐渐转向Th2应答。

MTB感染局部组织和外周血中效应T细胞数量和功能的差别，提示感染局部组织有其自身独特的免疫调节机制。活动性肺结核患者肺组织中存在γ-干扰素、1L-12和Toll样受体2炎症反应，也存在IL-10、细胞因子信号抑制因子和转化生长因子-13(TGF-p)等抗炎因子。

肺结核患者外周血中CD4+CD2；FoxP3+调节性T细胞（Treg细胞）向MTB感染局部组织聚集，通过抑制γ-干扰素等促炎因子使MTB在感染早期大量繁殖，Treg细胞也可通过阻止炎症因子扩张来减轻感染局部组织的破坏，因而Treg细胞在结核病感染中主要起免疫抑制作用。

结核病患者细胞免疫应答主要在MTB感染的局部组织中发生，Th1和免疫抑制应答在感染局部组织中同时存在，可能对揭示某些宿主特异性因子提供重要信息。

二、MTB感染局部组织中巨噬细胞活化和肉芽肿形成

肉芽肿的形成是结核病一个典型标志和免疫发病机制的核心，肉芽肿内有巨噬细胞、中性粒细胞、树突细胞、B细胞、T细胞、自然杀伤细胞、成纤维细胞和上皮样细胞等，这些免疫细胞按照一定组织结构形成肉芽肿，以控制结核病感染，但肉芽肿也为MTB潜伏和复发创造适宜的微环境。

在MTB感染初期，趋化因子和巨噬细胞的趋化因子受体CCR22结合，驱使巨噬细胞向感染组织聚集和黏附，根据感染部位不同，巨噬细胞进人不同的分化程序，部分融合成多核巨细胞，或分化成脂质聚集的泡沫细胞和上皮样细胞。

巨噬细胞持续活化是肉芽肿形成的开始。巨噬细胞大致分为2种不同极化状态，经典激活的巨噬细胞（Ml巨噬细胞）和替代激活的巨噬细胞（M2巨噬细胞）。

γ-干扰素和脂多糖诱导Ml巨噬细胞活化生成高表达的诱导型一氧化氮合酶（iNOS)，随之分泌一氧化氮和IL-1、IL-12，Th2细胞因子IL-4和IL-13促进M2巨噬细胞活化分泌免疫抑制因子如IL-10和TGF-p，导致炎症组织中精氨酸酶I和甘露糖受体的高表达和胶原沉积，这是进展期结核病的典型特征。iNOS和精氨酸酶竞争结合活化巨噬细胞上同一亚基，并分别产生一氧化氮和胶原。

因此，在感染早期是表达iNOS的Ml巨噬细胞应答，在过氧化物酶体增殖物激活受体7和信号转导和转录激活因子6作用下，随之是表达精氨酸酶的M2细胞应答。肉芽肿内M1/M2巨噬细胞比值变化可能调节T细胞效应功能和促进Treg细胞扩展，从而降低宿主控制MTB感染的能力。

以往认为结核性肉芽肿是宿主免疫防御的结果，但越来越多的研究结果显示，MTB利用肉芽肿形成进行增殖和播散。

肉芽肿形成后，其中的MTB繁殖增速，RD1基因编码VI型分泌系统是MTB毒力的关键性因素，它决定巨噬细胞趋化形态和移动速度，在缺乏RD1基因的MTB减毒感染动物模型中，移向感染组织的巨噬细胞大量减少，移动速度减慢，肉芽肿形成不良，因此，RD1基因介导的细胞驱动增加MTB在肉芽肿内的感染，加速肉芽肿形成。基质金属蛋白酶-9介导RD1基因的趋化作用，也能促进巨噬细胞聚集到肉芽肿，使肉芽肿不断扩大。

三、肉芽肿内效应细胞的应答和免疫调节作用

多种免疫细胞在肉芽肿内协同作用，参与免疫调节作用。T细胞介导的免疫应答是调节宿主和MTB相互作用的核心，影响肉芽肿的形成和发展。MTB感染激活先天性免疫，导致树突细胞聚集到感染组织，并传递MTB抗原到纵隔淋巴结，由此激活抗原特异性T细胞。

获得性免疫应答开始后，效应T细胞向原发灶聚集，此时Thl7细胞也促进Th1效应细胞渗透到感染局部组织，参与肉芽肿内免疫应答。

cTreg细胞存在于结核性肉芽肿的淋巴区域，阻止抗原特异性T细胞在淋巴结内增值，延迟效应T细胞到达初始形成的肉芽肿，因此，Treg细胞削弱结核性免疫保护结核性肉芽肿内γ-干扰素和肿瘤坏死因子-a(TNF-a)能抑制MTB的生长和增殖，缺少上述因子可致肉芽肿形成缺陷和增加MTB感染。

CD4+T细胞功能缺乏也可引起肉芽肿结构受损和增加MTB播散。在人结核性肉芽肿中，T细胞只能环绕在肉芽肿外围，并不能渗人到肉芽肿组织内。

而小鼠CD4+T细胞和感染的巨噬细胞相互交错，一起参与肉芽肿形成的各个阶段。CD4+T细胞控制MTB作用主要在于能够分泌7-干扰素并活化巨噬细胞，巨噬细胞在MTB抗原诱导下生成iNOS和一氧化氮，一氧化氮有很强的杀灭MTB活性。

结核性肉芽肿形成与发展的不同阶段中，T细胞及其分泌的细胞因子水平不同。坏死性肉芽肿的TNF-a表达水平升高，进展期结核病患者感染组织中Thl细胞因子（γ-干扰素、TNF-cx和IL-17)均未上调，TGF-p和IL-13表达显著升高。

在肉芽肿核心CD4+T细胞占优势地位，少量CD8+T细胞环绕其外围，结核性肉芽肿中Treg细胞和TGF-P显著升高，提示结核性肉芽肿内CD/T细胞是Treg细胞而非活化的效应T细胞。CD4+T细胞和Treg细胞共同存在于结核性肉芽肿中，二者的比例调节肉芽肿的形成和发展，决定结核病进程。

由于MTB主要在细胞内生存繁殖，故长期以来对结核病的体液免疫研究甚少。有研究者报道，在MTB感染小鼠和人肺部肉芽肿周围发现有异位B细胞滤泡，在MTB感染猕猴的肺部肉芽肿中发现活化B细胞族与T细胞紧密接触，在结核性胸腔积液中也有B细胞存在。研究结果显示，体液免疫应答可影响结核病的进程。

B细胞表达多种识别病原菌的受体，分泌多种信号因子，充当抗原递呈细胞，这些免疫调节功能依赖B细胞的B1、B2亚群。

肉芽肿内B细胞和巨噬细胞、T细胞和中性粒细胞相互作用，B1细胞分泌IL-10促使巨噬细胞向M2方向极化，B细胞通过产生信号因子或抗原递呈影响T细胞效应功能，Th17是重要的抗结核细胞，B1细胞控制Th17动态平衡，MTB感染后Th17相关细胞因子IL-17和IL-23促进B细胞聚集，缺乏IL-17A或IL-23的动物B细胞囊泡或肉芽肿形成有缺陷。

缺乏IL-23的小鼠分泌IL-17和IL-22水平低下，导致B细胞聚集和囊泡形成的关键性趋化因子CXCL13生成减少。

成熟B细胞增殖并分化为浆细胞，产生抗原特异性抗体，这些抗体的Fc片段与巨噬细胞Fc受体结合，调节巨噬细胞对MTB的吞噬作用，B细胞也能通过抗原递呈促进CD4+T细胞活化。在MTB感染的猕猴肺部肉芽肿和胸腔淋巴结内，B细胞表达CXCR5、人白细胞DR抗原和浆细胞分泌抗MTB抗体IgG，上述抗体具有调节局部组织中MTB感染的能力。

中华结核和呼吸杂志2014年2月37卷2期