阿奇霉素的免疫治療機制①

唐超智 耿曉柯 張玉玲 王文晟（河南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新鄉(xiāng)453007）

阿奇霉素是一種半衰期較長的大環(huán)內(nèi)酯抗生素，可與細菌的50S核糖體亞基結(jié)合阻止蛋白質(zhì)的合成，高效抑制細菌的生長，因此是臨床抗感染治療的首選特效藥物之一［1］。近年研究發(fā)現(xiàn)，阿奇霉素可通過調(diào)節(jié)機體免疫系統(tǒng)，對多種疾病具有良好的改善與治療作用。如阿奇霉素能影響中性粒細胞、巨噬細胞和T細胞的活動，提升機體抵抗各種病原體的能力［2-4］；通過對這些免疫細胞的調(diào)控還能幫助機體調(diào)節(jié)體內(nèi)的TNF-α和IL-10等炎癥細胞因子的水平，有效減緩炎癥反應(yīng)，改善炎癥性組織損傷［5-6］。此外，阿奇霉素因其強大的免疫調(diào)節(jié)能力被用于免疫缺陷及自身免疫性疾病的研究并取得了一些突破性成果，其免疫治療潛力引起了免疫學(xué)界廣泛關(guān)注，在臨床上應(yīng)用阿奇霉素聯(lián)合治療取得顯著效果的案例也逐漸增加［7-8］。本文對阿奇霉素的免疫治療機制研究進行綜述，期望為阿奇霉素在臨床上更廣泛應(yīng)用于新的頑固性疾病治療提供參考依據(jù)和科學(xué)思路。

1 阿奇霉素調(diào)節(jié)先天免疫

先天免疫是人體抵抗病原體入侵的第一道屏障，同時對機體獲得性免疫系統(tǒng)活化具有不可或缺的作用。中性粒細胞和巨噬細胞是先天免疫系統(tǒng)的核心成員，阿奇霉素調(diào)節(jié)機體先天免疫系統(tǒng)的研究主要集中于中性粒細胞和巨噬細胞。

1.1 阿奇霉素對中性粒細胞的調(diào)節(jié) 中性粒細胞具有較強的炎癥趨化作用，能通過脫顆粒、吞噬作用、產(chǎn)生活性氧和胞外誘捕殺菌網(wǎng)（neutrophil extracellular traps，NETs）等策略殺死病原體［9］。阿奇霉素對中性粒細胞的調(diào)節(jié)作用在腸炎類疾?。╥nflammatory bowel disease，IBD）治療中得到了證實。ANDERSON等［5］用葡聚糖硫酸鈉（dextran sulfate sodi-um，DSS）誘導(dǎo)小鼠結(jié)腸炎模型評估阿奇霉素對IBD的治療效果，結(jié)果顯示，阿奇霉素+DSS組較DSS組小鼠結(jié)腸組織中的中性粒細胞趨化因子（neutrophil chemotactic factor，NCF）、粒 細 胞 集 落 刺 激 因 子（granulocyte colony-stimulating factor，G-CSF）和促炎癥細胞因子TNF-α水平均顯著下降，中性粒細胞在炎癥部位的遷移與聚集減少，炎癥癥狀明顯改善［5］。

NETs是中性粒細胞殺傷病原體的一種重要手段，當(dāng)機體受到病原體刺激后NETs可被釋放到胞外形成物理屏障阻礙病原體的擴散并使局部抗菌因子的濃度升高，但NETs的釋放也是引起自身免疫病原因之一［10］。BYSTRZYCKA等［2］新近發(fā)現(xiàn)阿奇霉素在體外條件下能顯著降低佛波酯（phorbol 12-myristate 13-acetate，PMA）刺激的中性粒細胞的NETs釋放、脫顆粒及產(chǎn)生ROS的能力，對活化的中性粒細胞具有穩(wěn)定作用，并由此緩解NETs釋放引起的自身免疫癥狀。

1.2 阿奇霉素對巨噬細胞的調(diào)節(jié) 巨噬細胞作為先天免疫系統(tǒng)的另一個重要成員，可非特異性吞噬殺傷大多數(shù)入侵病原體，此外也可作為抗原呈遞細胞參與活化獲得性免疫系統(tǒng)，并通過ADCC作用清除抗原抗體復(fù)合物，根據(jù)其炎癥作用效果可分為M1型（促炎）和M2型（抗炎）兩類，研究表明阿奇霉素可通過改變巨噬細胞的極化來減緩炎癥反應(yīng)［11］。

阿奇霉素對巨噬細胞的免疫調(diào)節(jié)作用已在部分國家和地區(qū)應(yīng)用于脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）治療并表現(xiàn)出良好效果。SCI常導(dǎo)致患者損傷部位以下嚴(yán)重喪失行動能力，發(fā)病率呈逐年升高趨勢。巨噬細胞在SCI損傷中起著不可忽視的作用，M2型巨噬細胞在SCI部位的聚集有利于組織修復(fù)，而M1型巨噬細胞持續(xù)存在則促進炎癥反應(yīng)，加劇組織損傷。SCI研究人員發(fā)現(xiàn)在小鼠SCI損傷前后持續(xù)使用阿奇霉素能顯著降低巨噬細胞在SCI部位的聚集，緩解炎癥反應(yīng)，并促進巨噬細胞抗炎癥基因的表達及組織損傷修復(fù)，降低M1型巨噬細胞的神經(jīng)毒性，改善小鼠的協(xié)調(diào)運動能力，達到緩解SCI的效果［12］。由于該實驗是在小鼠SCI發(fā)生前后均使用阿奇霉素，不足以支持發(fā)病后的治療應(yīng)用。該研究組又進一步全面建立了體外評估M1和M2型巨噬細胞的基因表達標(biāo)記物體系，明確阿奇霉素對SCI損傷后小鼠的治療作用，結(jié)果證實小鼠發(fā)生SCI后用阿奇霉素治療同樣有效，體外分析發(fā)現(xiàn)M2型巨噬細胞基因表達增加而M1型基因表達下降，但阿奇霉素促進巨噬細胞基因表達轉(zhuǎn)換的作用機制仍未解明［6］。

急性心肌梗死（myocardial infarction，MI）在世界范圍內(nèi)都具有較高的發(fā)病率與死亡率，流式細胞術(shù)分析發(fā)現(xiàn)巨噬細胞M1/M2的比值在心肌梗死后的炎癥部位明顯升高，并導(dǎo)致TNF-α、IL-6等促炎癥細胞因子在炎癥部位聚集，引起持續(xù)性炎癥及組織損傷，嚴(yán)重時引起死亡，但若在小鼠心肌梗死發(fā)生前后持續(xù)用阿奇霉素進行治療可顯著降低死亡率，進一步研究發(fā)現(xiàn)，單核細胞在心肌梗死組織中向著M1型極化，而阿奇霉素可通過抑制單核細胞趨化蛋白1（monocyte chemoattractant protein-1，MCP-1）的表達降低單核細胞聚集，使梗死部位的M1型巨噬細胞數(shù)量顯著下降，同時阿奇霉素還可通過NF-κB和STAT1信號通路促進巨噬細胞向M2型極化，阿奇霉素對巨噬細胞的調(diào)節(jié)作用最終降低TNF-α和IL-6等促炎癥因子并提高TGF-β和IL-4等抗炎癥因子在梗死部位的水平，促進心肌重塑及心功能恢復(fù)［3，14］。

2 阿奇霉素調(diào)節(jié)獲得性免疫

獲得性免疫是機體針對病原體產(chǎn)生的特異性免疫，T細胞是獲得性免疫系統(tǒng)的主要成員，在細胞免疫和體液免疫中發(fā)揮著舉足輕重的作用，阿奇霉素對獲得性免疫系統(tǒng)的作用研究目前主要聚焦于其對T細胞活動的調(diào)節(jié)。

彌漫性泛細支氣管炎（diffuse panbronchiolitis，DPB）是一種由呼吸道細支氣管炎癥蔓延至肺細支氣管的可致死性肺部疾病［15］。DPB患者支氣管中T細胞數(shù)量增加及過度活化，導(dǎo)致多種趨化因子如MIP-1α、CXCL-2及炎癥細胞因子IL-17A過量分泌，造成免疫紊亂，促進DPB的發(fā)生。阿奇霉素可通過抑制mTOR通路中下游靶蛋白S6核糖體蛋白（S6 ribosomal protein，S6RP）磷酸化（圖1），促進T細胞自噬小體的形成，還可顯著抑制患者的T細胞的增殖并促進凋亡，降低DPB患者體內(nèi)IL-17A和CXCL-2水平，阻止炎癥細胞聚集，緩解炎癥，對DPB具有良好的治療效果［4］。

圖1 阿奇霉素對T細胞增殖、自噬和凋亡的調(diào)節(jié)機制Fig.1 Regulatory mechanism of azithromycin on T cells proliferation，autophagy and apoptosis

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）以氣道炎癥細胞增多，持續(xù)性的氣流堵塞，呼吸困難為主要特征，使用阿奇霉素可顯著降低患者炎癥細胞如T細胞的活化及氣道遷移，使患者惡化風(fēng)險下降。阿奇霉素治療一方面可抑制COPD患者體內(nèi)MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ基因的表達，降低T細胞活化及對抗原的應(yīng)答，并下調(diào)表面受體CD86及趨化因子CCL5和CCL28表達，抑制氣道中T細胞的活化及遷移［15］。另一方面，阿奇霉素治療引起IRF-1、STAT6等轉(zhuǎn)錄因子下調(diào)，阻礙Th1和Th2細胞的分化，抑制T細胞功能，有效阻止COPD進一步惡化，且經(jīng)過持續(xù)治療，阿奇霉素的緩解作用1年后仍能存在，使COPD患者的住院率顯著下降［16］。

阿奇霉素還可顯著降低百日咳的傳播及相關(guān)并發(fā)癥。百日咳是一種經(jīng)飛沫傳播的傳染性很強的呼吸道疾病，多發(fā)于幼小嬰兒，但近年來由于百日咳疫苗誘導(dǎo)機體的免疫能力減弱甚至無效，百日咳的發(fā)病率不斷上升［17］。BORKNER等［18］研究發(fā)現(xiàn)，阿奇霉素可有效清除百日咳模型小鼠體內(nèi)的百日咳桿菌，并導(dǎo)致小鼠體內(nèi)的CD4+T細胞及記憶性T細胞數(shù)量下降，這可能是由于阿奇霉素通過清除百日咳桿菌，降低病原相關(guān)分子模式（pathogen-associated molecule pattern，PAMP）的表達，減弱了抗原呈遞細胞的活化從而影響了T細胞的激活，但也可能是阿奇霉素直接調(diào)節(jié)T細胞活化，具體機制還需進一步深入研究，但不可否認(rèn)的是阿奇霉素有利于恢復(fù)百日咳患者免疫系統(tǒng)的平衡。

3 阿奇霉素在免疫缺陷疾病中的應(yīng)用

獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）是最為人們所熟知的免疫缺陷疾病，患者遭遇免疫缺陷病毒攻擊，Th細胞失活，機體免疫力幾乎完全喪失，最終死于各種病原微生物感染。針對AIDS患者弓形蟲腦炎（toxoplasmic encephalitis，TE）的研究表明，阿奇霉素可在一定程度上幫助AIDS患者重建免疫系統(tǒng)，采用阿奇霉素聯(lián)合克拉霉素對AIDS陽性患者的TE進行治療取得了理想的效果［7，19］。同時阿奇霉素聯(lián)合多西環(huán)素對AIDS患者的分枝桿菌感染性肺炎的療效顯著［20］。

原發(fā)性免疫缺陷疾病（primary immunodeficiency diseases，PIDs）主要是由原發(fā)性抗體缺陷引起的，患者體液免疫受損，不能產(chǎn)生抗體，易引發(fā)呼吸道感染導(dǎo)致支氣管擴張、哮喘等多種肺部疾病。CINZIA等［21］通過實驗已證明阿奇霉素對PIDs患者慢性感染引起的肺疾病的惡化具有良好的預(yù)防作用，可顯著降低患者的住院率。

免疫缺陷疾病的發(fā)生機制早已解明，各種治本策略先后取得了一些突破，但對患者的治療效果一直不盡人意，采用治標(biāo)的方法挽救生命成為是臨床上解決實際問題的應(yīng)急措施，在此背景下阿奇霉素得以應(yīng)用。阿奇霉素對病原微生物核糖體的直接攻擊作用可能是其在免疫缺陷疾病患者并發(fā)感染中發(fā)揮功效的首要機制，但其重建機體免疫系統(tǒng)和具有免疫調(diào)節(jié)的能力顯然同樣發(fā)揮著積極作用，深入探討阿奇霉素對免疫缺陷疾病的免疫治療作用可能有助于發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)問題，如怎樣有效遏制免疫缺陷病毒持續(xù)性感染、怎樣幫助機體免疫系統(tǒng)重建、哪些免疫信號會在免疫缺陷后被活化并積極工作，從而為免疫缺陷疾病治療找到新的突破口。

4 阿奇霉素在自身免疫疾病中的應(yīng)用

自身免疫疾病是指在多種因素的作用下，免疫系統(tǒng)對自身抗原產(chǎn)生免疫性，攻擊自身組織細胞而引起的一系列疾病。自身免疫疾病的發(fā)病原因不一而足，普適性特效治療藥物缺乏，阿奇霉素因其免疫調(diào)節(jié)作用對自身免疫病表現(xiàn)出重要應(yīng)用價值。

銀屑病是最常見的自身免疫病之一，病程長，易復(fù)發(fā)甚至終生不愈，但銀屑病的發(fā)病機制目前仍不清楚。已有實驗證明，阿奇霉素能夠減弱咪喹莫特誘導(dǎo)的樹突狀細胞中的溶酶體酸化及溶酶體中的Toll樣受體7（Toll-like receptors 7，TLR-7）的成熟，阻斷DCs上的TLR-7信號傳導(dǎo)，并降低IL-17a、IL-17f、IL-22和IL-23等銀屑病發(fā)病關(guān)鍵細胞因子的產(chǎn)生，有效改善患者的癥狀，成為治療銀屑病的潛在藥物［22］。

采用阿奇霉素聯(lián)合皮質(zhì)類固醇等免疫抑制物質(zhì)治療常見的自身免疫疾病——特發(fā)性肉芽腫性乳腺炎，對乳腺炎癥的消除作用可達到臨床手術(shù)效果，且患者后期康復(fù)效果明顯優(yōu)于手術(shù)治療［23-24］。

另一項具有重要意義的研究成果來自對系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）的治療。SLE是一種發(fā)病率較高的多系統(tǒng)自身免疫疾病，實際治療過程中往往是治標(biāo)不治本。SLE患者與健康人相比巨噬細胞吞噬活性偏低，且M1/M2巨噬細胞比例失衡，過量的M1型巨噬細胞引起持續(xù)性炎癥反應(yīng)。研究人員通過一系列體內(nèi)、外實驗證實阿奇霉素可促進蛋白激酶B磷酸化，靶向PI3K/Akt信號通路，促進巨噬細胞向M2型極化，穩(wěn)定不同亞型巨噬細胞在體內(nèi)的動態(tài)平衡，有效緩解SLE［8］。

5 結(jié)語與展望

阿奇霉素因具有強力殺滅病原微生物的作用在臨床治療中廣泛應(yīng)用，對其治療機制的分析和探討發(fā)現(xiàn)，阿奇霉素一方面通過殺滅病原微生物來降低感染引起的炎癥反應(yīng)、平息免疫活化，表現(xiàn)出對先天免疫系統(tǒng)中性粒細胞趨化和巨噬細胞極化的影響，另一方面以某種機制對后天免疫系統(tǒng)的T細胞活化和細胞因子表達有顯著調(diào)節(jié)作用。阿奇霉素對部分免疫缺陷和自身免疫疾病患者表現(xiàn)出良好的治療效果，也是基于以上兩個方面的單獨或綜合作用。但阿奇霉素的免疫治療機制研究只是剛剛起步，阿奇霉素參與免疫系統(tǒng)活動的上、下游信號途徑仍缺乏全面的評估，其在免疫性疾病治療中的臨床試驗證據(jù)仍然較少，因此當(dāng)前對阿奇霉素免疫治療機制的認(rèn)識是不充分的。進一步對阿奇霉素強大的免疫治療潛力開展系統(tǒng)而全面的理論分析和臨床試驗，將有助于人類攻克多種頑固性疾病或緩解病癥，同時也有利于發(fā)展免疫學(xué)的基礎(chǔ)理論和實踐應(yīng)用。