風(fēng)濕性疾病患者結(jié)核分枝桿菌潛伏感染激活機(jī)制的研究進(jìn)展

吳文琪 鐘劍球 何娟 鄧國(guó)防 王慶文

風(fēng)濕性疾病(rheumatic disease)是一組累及關(guān)節(jié)、骨骼、肌肉、血管、相關(guān)軟組織及結(jié)締組織的自身免疫與炎癥性疾病。據(jù)估計(jì)，中國(guó)風(fēng)濕性疾病的患病率在11.6%～46.4%之間，因受調(diào)查人群的地區(qū)、研究方案和年齡而異[1]。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，風(fēng)濕性疾病的治療從傳統(tǒng)的激素、免疫抑制劑邁向生物制劑及小分子靶向藥時(shí)代，為初始常規(guī)治療無(wú)效或耐藥的患者帶來(lái)了新的治療方案。但因生物制劑及小分子靶向藥對(duì)免疫系統(tǒng)的干擾作用，如抑制細(xì)胞因子的產(chǎn)生及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、阻礙T細(xì)胞活化、清除B細(xì)胞等，也大大增加了風(fēng)濕性疾病患者感染的風(fēng)險(xiǎn)[2]，其中結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis，MTB)感染、結(jié)核分枝桿菌潛伏感染(latent tuberculosis infection，LTBI)激活的風(fēng)險(xiǎn)增加是風(fēng)濕性疾病患者治療過(guò)程中不得不面對(duì)的突出問(wèn)題。人體感染MTB的結(jié)局取決于機(jī)體免疫反應(yīng)清除或控制感染的能力[3]。機(jī)體內(nèi)感染MTB后，沒(méi)有發(fā)生臨床結(jié)核病，沒(méi)有活動(dòng)性結(jié)核病臨床病原學(xué)或者影像學(xué)方面的證據(jù)，稱作LTBI[4]。據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)最新報(bào)告，全球約四分之一的人口感染MTB[5]，這其中有5%～10%的LTBI會(huì)發(fā)展為活動(dòng)性結(jié)核病[6-7]。LTBI是否會(huì)被激活為活動(dòng)性結(jié)核病主要取決于MTB的毒力、宿主的免疫狀態(tài)及炎癥的程度[8]。其中，宿主免疫狀態(tài)尤為重要。而幾乎所有風(fēng)濕性疾病患者都存在免疫狀態(tài)失衡的問(wèn)題。另外，某些生物制劑及免疫抑制劑在風(fēng)濕性疾病患者中的應(yīng)用也增加了其LTBI激活的風(fēng)險(xiǎn)。目前，風(fēng)濕性疾病患者中LTBI激活的機(jī)制尚未完全闡明。本文中，筆者將就風(fēng)濕性疾病患者LTBI激活機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、 MTB感染的免疫反應(yīng)機(jī)制

MTB主要通過(guò)吸入含有活菌的氣溶膠傳播，在進(jìn)入宿主后，固有免疫是機(jī)體防御MTB感染的第一道防線，能識(shí)別病原體并啟動(dòng)吞噬體防御系統(tǒng)，還能呈遞抗原以激活適應(yīng)性免疫反應(yīng)。而適應(yīng)性免疫反應(yīng)則通過(guò)抗原特異性T細(xì)胞的直接抗菌作用及分泌各種細(xì)胞因子來(lái)產(chǎn)生對(duì)MTB的保護(hù)性免疫，并且控制細(xì)菌的復(fù)制[9]。感染灶中，固有免疫的重要分子之一——巨噬細(xì)胞是啟動(dòng)針對(duì)MTB免疫反應(yīng)的第一免疫細(xì)胞，起著關(guān)鍵的哨兵作用，也是MTB的主要復(fù)制場(chǎng)所。巨噬細(xì)胞識(shí)別MTB后，將其吞噬并隔離在吞噬體中，吞噬體通過(guò)與溶酶體融合及自身的酸化來(lái)消滅病原體。巨噬細(xì)胞吞噬MTB后，通過(guò)產(chǎn)生細(xì)胞因子啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，從而誘導(dǎo)其他免疫細(xì)胞如中性粒細(xì)胞向感染灶遷移，抑制細(xì)菌復(fù)制[10]。固有免疫在MTB感染期間的另一個(gè)重要功能是啟動(dòng)適應(yīng)性免疫反應(yīng)，如樹(shù)突狀細(xì)胞除了與巨噬細(xì)胞一起吞噬分枝桿菌外，還在主要組織相容性復(fù)合體、共刺激分子和細(xì)胞因子的背景下呈遞MTB抗原來(lái)啟動(dòng)適應(yīng)性免疫。然而，MTB通過(guò)各種機(jī)制抑制吞噬體的生成和吞噬體的成熟，從而能夠在吞噬體中生存和復(fù)制[8,11]。當(dāng)巨噬細(xì)胞對(duì)MTB的固有反應(yīng)不充分和(或)細(xì)菌在巨噬細(xì)胞內(nèi)復(fù)制到足夠數(shù)量時(shí)，受感染的巨噬細(xì)胞破裂，從而釋放細(xì)菌，導(dǎo)致鄰近細(xì)胞感染[12]。而吞噬了MTB的巨噬細(xì)胞則遷移到區(qū)域淋巴結(jié)[13]，激活CD4+和CD8+T細(xì)胞。T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在機(jī)體應(yīng)對(duì)MTB感染所產(chǎn)生的免疫應(yīng)答中至關(guān)重要，尤其是由CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗原特異性適應(yīng)性免疫應(yīng)答。MTB擴(kuò)散到淋巴結(jié)后，刺激抗原特異性T細(xì)胞增殖并遷移到感染灶，與Th1、Th2、Th17等輔助性T細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞一起組成肉芽腫的一部分。這些細(xì)胞主要通過(guò)釋放可溶性細(xì)胞因子發(fā)揮其功能，其中，產(chǎn)生γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)的Th1細(xì)胞在MTB清除中至關(guān)重要，主要通過(guò)激活誘導(dǎo)型一氧化氮合酶途徑[14]和誘導(dǎo)吞噬體酸化、成熟和自噬[15]等機(jī)制增強(qiáng)巨噬細(xì)胞清除微生物的作用。此外，CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫作用也在MTB感染中發(fā)揮重要作用，可通過(guò)分泌穿孔素來(lái)裂解MTB感染的巨噬細(xì)胞[16]，還可以在細(xì)胞毒性顆粒中釋放顆粒溶素，直接殺死細(xì)胞內(nèi)的MTB[17]?？乖蔬f細(xì)胞在MTB刺激后產(chǎn)生的腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)與IFN-γ協(xié)同作用，增強(qiáng)對(duì)MTB的清除，從而有助于MTB的控制?？乖蔬f細(xì)胞還產(chǎn)生白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-12和IL-1β，它們也是抗MTB所必需的細(xì)胞因子。目前B細(xì)胞在MTB感染中的作用及機(jī)制研究仍較為有限。有研究表明，在小鼠和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型中，B細(xì)胞介導(dǎo)的抗MTB免疫反應(yīng)在感染的早期階段起著關(guān)鍵作用[18]。B細(xì)胞可作為抗原呈遞細(xì)胞參與適應(yīng)性免疫，吞噬病原體并將其呈遞給CD4+T細(xì)胞，有助于誘導(dǎo)CD4+T細(xì)胞對(duì)MTB的反應(yīng)，提供早期抗感染保護(hù)作用[19]。van Rensburg等[20]還發(fā)現(xiàn)，B細(xì)胞能被MTB抗原激活分化成活化的漿細(xì)胞，這些漿細(xì)胞能夠分泌結(jié)核特異性抗體及產(chǎn)生細(xì)胞因子如TNF-α、IL-10、IL-1β、IL-17和IL-21[21]，從而調(diào)節(jié)效應(yīng)器功能。而Th2、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞亞群在MTB感染中作用的研究目前報(bào)道較少，還需進(jìn)一步闡明。

二、 風(fēng)濕性疾病合并LTBI者結(jié)核病激活的機(jī)制

1.T細(xì)胞功能紊亂和T細(xì)胞耗竭：在機(jī)體中，CD4+T細(xì)胞能產(chǎn)生不同的細(xì)胞因子調(diào)節(jié)機(jī)體免疫。這種由CD4+T細(xì)胞主導(dǎo)的細(xì)胞免疫在機(jī)體抗MTB感染過(guò)程中至關(guān)重要。在感染MTB后，T細(xì)胞被激活并分化為效應(yīng)和記憶T細(xì)胞，限制病原體的生長(zhǎng)并介導(dǎo)其清除，在機(jī)體維持一種長(zhǎng)期的保護(hù)作用，防止后續(xù)感染[22]。一項(xiàng)在猴免疫缺陷病毒感染合并LTBI的靈長(zhǎng)類動(dòng)物中誘導(dǎo)LTBI激活的研究發(fā)現(xiàn)，LTBI激活組的細(xì)菌負(fù)荷比LTBI未激活組更大，而LTBI未激活組中增殖的CD8+記憶T細(xì)胞數(shù)量明顯高于LTBI激活組[23]。目前大部分關(guān)于LTBI激活的研究均使用激活風(fēng)險(xiǎn)公認(rèn)較高的HIV陽(yáng)性隊(duì)列，對(duì)HIV陽(yáng)性LTBI者的兩項(xiàng)研究觀察到，CD4+T細(xì)胞具有特定的中央記憶表型，可以防止LTBI激活[24-25]。而在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者中，T細(xì)胞的功能紊亂及異?；罨诩膊〉钠鹗己统掷m(xù)中起著關(guān)鍵作用。在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)病過(guò)程中，原始CD4+T細(xì)胞轉(zhuǎn)化為記憶效應(yīng)T細(xì)胞過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤分化，未轉(zhuǎn)化為相對(duì)靜止的記憶T細(xì)胞，而是轉(zhuǎn)化為高度增殖的、具有組織侵襲性和促炎性的效應(yīng)細(xì)胞，可快速誘導(dǎo)滑膜炎，產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的自身免疫，從而極大削弱類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎合并LTBI患者的抗MTB作用，使其更易激活[26]。T細(xì)胞耗竭是在許多慢性感染和癌癥期間出現(xiàn)的一種T細(xì)胞功能障礙狀態(tài)，其定義是T細(xì)胞的效應(yīng)功能不足、抑制性受體持續(xù)表達(dá)，表現(xiàn)為不同于功能效應(yīng)性T細(xì)胞或記憶性T細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)[27]。T細(xì)胞耗竭破壞了機(jī)體控制感染和腫瘤的最佳狀態(tài)。在風(fēng)濕性疾病患者中，尤其是慢性炎癥活動(dòng)時(shí)，持續(xù)性抗原刺激導(dǎo)致T細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)改變，使T細(xì)胞表達(dá)耗竭表型。這些耗竭T細(xì)胞會(huì)競(jìng)爭(zhēng)生長(zhǎng)因子和空間，導(dǎo)致有功能可用于對(duì)抗外來(lái)抗原的T細(xì)胞大量減少[28]，打破LTBI的免疫平衡狀態(tài)，從而使其激活。此外，細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T-lymphocyte associated antigen 4，CTLA-4)作為一種傳遞抑制信號(hào)的因子[29-30]，能通過(guò)多種方式抑制T細(xì)胞的激活，以及誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的發(fā)育和功能來(lái)平衡自身免疫[31]。阿巴西普(abatacept)是一種通過(guò)重組脫氧核糖核酸技術(shù)合成的CTLA-4融合蛋白，目前臨床上多用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的治療。阿巴西普的藥物說(shuō)明指出，在開(kāi)始阿巴西普治療前，應(yīng)篩查有無(wú)潛在的MTB感染[32]，也可能是基于考慮該藥品抑制了T細(xì)胞的激活，有增加MTB感染或LTBI激活風(fēng)險(xiǎn)的可能。

2.細(xì)胞因子的改變及相應(yīng)生物制劑的使用：在結(jié)核病患者中觀察到，促炎細(xì)胞因子的滴度水平升高[33]，如IFN-γ、TNF-α、IL-17A和IL-1β、IL-12等[34]，其中，IL-12和IFN-γ主要是Th1細(xì)胞激活后所產(chǎn)生的[35]，提示Th1型細(xì)胞因子能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞殺滅MTB的能力。雖然對(duì)結(jié)核病的反應(yīng)主要依賴于Th1型細(xì)胞因子如IL-12、TNF-α和INF-γ，但Th2型細(xì)胞因子如IL-6、IL-10也參與其中[36]。這些細(xì)胞因子共同參與感染進(jìn)程，并與免疫物質(zhì)的產(chǎn)生和淋巴細(xì)胞的激活、吸引與增殖有關(guān)。在MTB感染的病灶中，TNF-α能夠促進(jìn)病灶周圍肉芽腫的形成，以防止MTB感染的進(jìn)一步擴(kuò)散。體外研究表明，TNF通過(guò)一氧化氮依賴和非一氧化氮依賴途徑增加巨噬細(xì)胞吞噬和殺死分枝桿菌和其他細(xì)胞內(nèi)病原體的能力[37]。TNF在控制和遏制細(xì)胞內(nèi)病原體、招募炎癥細(xì)胞到感染灶、刺激肉芽腫的形成和維持方面起著至關(guān)重要的作用[38]。研究證明，TNF基因敲除小鼠感染MTB后，存活時(shí)間從50 d減少到33 d[39]，同時(shí)，肺、肝、脾和腎出現(xiàn)彌漫性膿腫和非典型肉芽腫。因此，使用TNF抑制劑(tumor necrosis factor inhibitor，TNFi)治療的患者LTBI被激活的風(fēng)險(xiǎn)增加，可導(dǎo)致肺結(jié)核、肺外結(jié)核或結(jié)核播散。除此之外，在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者中使用抗TNF-α抗體療法會(huì)導(dǎo)致分泌顆粒溶素且表達(dá)細(xì)胞表面TNF的效應(yīng)記憶CD8+T細(xì)胞亞群的耗竭[40]。而TNFi是目前類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、強(qiáng)直性脊柱炎等風(fēng)濕性疾病患者治療中最常用的生物制劑。這可能是接受TNFi療法的風(fēng)濕性疾病患者LTBI激活發(fā)生率增加的原因之一。除此之外，理論上阻斷其他Th1型細(xì)胞因子如IL-17A、IL-23也可能會(huì)促進(jìn)LTBI的激活[41]。

3.補(bǔ)體系統(tǒng)的紊亂：補(bǔ)體系統(tǒng)是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)結(jié)合補(bǔ)體識(shí)別分子隨后激活三種主要途徑來(lái)對(duì)抗微生物感染，在預(yù)防感染、維持免疫內(nèi)環(huán)境平衡方面起著至關(guān)重要的作用[42]。補(bǔ)體系統(tǒng)在MTB感染中的具體作用機(jī)制尚不清楚，但已經(jīng)有一些研究顯示補(bǔ)體系統(tǒng)參與MTB感染[43]。當(dāng)MTB入侵機(jī)體時(shí)，補(bǔ)體系統(tǒng)參與協(xié)調(diào)多方面免疫反應(yīng)。巨噬細(xì)胞吞噬MTB后，通過(guò)細(xì)菌細(xì)胞表面蛋白或激活補(bǔ)體途徑的分泌蛋白將MTB內(nèi)化，補(bǔ)體成分C3能調(diào)節(jié)MTB細(xì)胞表面配體，以便巨噬細(xì)胞通過(guò)補(bǔ)體受體將其識(shí)別[44]，隨后激活三種補(bǔ)體途徑以清除MTB[44]。目前尚缺乏LTBI中補(bǔ)體系統(tǒng)的研究，但有文章顯示補(bǔ)體因子的缺乏與系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)的發(fā)生及對(duì)感染的易感性增加密切相關(guān)[45]。此外，SLE患者紅細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中的補(bǔ)體受體缺乏也可能干擾補(bǔ)體介導(dǎo)的微生物清除[46]，打破原有的LTBI狀態(tài)，使免疫的天平從潛伏向激活傾斜。

4.代謝因素：研究發(fā)現(xiàn)，LTBI患者的維生素D水平明顯低于健康人[47]。維生素D的生物活性形式1,25-二羥維生素D可與維生素D受體結(jié)合，激活其信號(hào)，調(diào)節(jié)免疫并誘導(dǎo)一系列抗微生物感染反應(yīng)，如誘導(dǎo)自噬、激活抗結(jié)核菌肽LL-37和殺死細(xì)胞內(nèi)的MTB等[48-51]。越高的維生素D水平往往伴隨著越低的LTBI發(fā)生率。一項(xiàng)研究通過(guò)重組分枝桿菌生長(zhǎng)限制(BCG-lux分析)發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組相比，維生素D組對(duì)分枝桿菌的先天免疫水平明顯提高，但獲得性免疫應(yīng)答的參數(shù)沒(méi)有改善[52]。另一項(xiàng)研究顯示，服用維生素D的普通人群比空白對(duì)照組表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗結(jié)核免疫力[53]。綜上所述，維生素D可能會(huì)抑制LTBI向活動(dòng)性結(jié)核病進(jìn)展，而在大部分風(fēng)濕性疾病患者的血清中，如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎[54]、SLE[55]、強(qiáng)直性脊柱炎[56]等，維生素D濃度水平均明顯下降，在部分SLE患者中，還可發(fā)現(xiàn)抗維生素D抗體，這可能是風(fēng)濕性疾病患者中LTBI激活風(fēng)險(xiǎn)增加的另一機(jī)制[57]。

三、增加風(fēng)濕性疾病合并LTBI患者結(jié)核病再激活風(fēng)險(xiǎn)的主要治療藥物

除了前文所述針對(duì)免疫系統(tǒng)中各種細(xì)胞及細(xì)胞因子的生物制劑的使用，其他藥物如糖皮質(zhì)激素、傳統(tǒng)改善病情抗風(fēng)濕藥(traditional disease-modifying anti-rheumatic drugs，tDMARD)等均會(huì)不同程度地抑制風(fēng)濕性疾病合并LTBI患者的免疫系統(tǒng)，增加結(jié)核病風(fēng)險(xiǎn)[58]。

1.糖皮質(zhì)激素：研究顯示，使用糖皮質(zhì)激素治療的風(fēng)濕性疾病患者，其結(jié)核病再激活風(fēng)險(xiǎn)增加2.8～7.7倍[59]，因?yàn)樘瞧べ|(zhì)激素能影響控制MTB所需的細(xì)胞免疫反應(yīng)，抑制淋巴因子效應(yīng)和單核細(xì)胞趨化作用，還可阻斷Fc受體的結(jié)合和功能[60-61]。同時(shí)，糖皮質(zhì)激素抑制T細(xì)胞的激活，導(dǎo)致T細(xì)胞增殖不足和相應(yīng)細(xì)胞因子(如IL-1和TNF)的產(chǎn)生減少，誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞(主要是T細(xì)胞)從循環(huán)中重新分布，導(dǎo)致外周淋巴細(xì)胞減少[62]。糖皮質(zhì)激素對(duì)免疫系統(tǒng)的這些不同作用導(dǎo)致了風(fēng)濕性疾病合并LTBI患者結(jié)核病激活的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加。

2.tDMARD：tDMARD的主要代表藥品有甲氨蝶呤、來(lái)氟米特、環(huán)孢素、艾拉莫德等。與普通人群相比，使用tDMARD 的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者發(fā)生活動(dòng)性結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn)增加了3.17倍，其中，使用來(lái)氟米特、甲氨蝶呤、環(huán)孢素的風(fēng)險(xiǎn)較高[63]。來(lái)氟米特通過(guò)其活性代謝物A77 1726阻斷二氫乳酸脫氫酶[64]，從而抑制T、B細(xì)胞的嘧啶合成，來(lái)發(fā)揮其免疫抑制作用。該藥品還可抑制酪氨酸激酶活性，中斷TNF-α信號(hào)通路[65]，影響結(jié)核肉芽腫的完整性和功能，導(dǎo)致結(jié)核病再激活的風(fēng)險(xiǎn)增加。甲氨蝶呤通過(guò)抑制二氫葉酸還原酶干擾葉酸代謝，阻斷嘌呤和嘧啶合成，減少抗原依賴性T細(xì)胞增殖，增強(qiáng)細(xì)胞外腺苷，從而產(chǎn)生抗炎作用[66]。甲氨蝶呤對(duì)結(jié)核肉芽腫和MTB生長(zhǎng)的作用尚不清楚。理論上，甲氨蝶呤誘導(dǎo)的對(duì)人體細(xì)胞和MTB二氫葉酸還原酶的抑制可能對(duì)LTBI激活有保護(hù)作用[67]，但這種積極作用可能被免疫抑制活性所抵消[8]。環(huán)孢素是一種通過(guò)抑制T細(xì)胞活化發(fā)揮作用的免疫抑制劑[68]，其對(duì)T細(xì)胞免疫反應(yīng)的抑制作用可能導(dǎo)致治療時(shí)LTBI激活的風(fēng)險(xiǎn)增加。

3.小分子靶向藥：目前臨床用于風(fēng)濕性疾病治療的小分子靶向藥主要是托法替布等。托法替布通過(guò)抑制JAK3、JAK1酪氨酸蛋白激酶來(lái)阻斷STAT信號(hào)通路，從而抑制相關(guān)細(xì)胞因子如IL-2、IL-4、IL-15、IL-21的產(chǎn)生，防止炎癥進(jìn)展[69]。一項(xiàng)評(píng)估托法替尼在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎中的長(zhǎng)期安全性的研究表明，使用托法替布的患者中結(jié)核病的發(fā)病率為200/10萬(wàn)[70]，同時(shí)，托法替布的藥物說(shuō)明也強(qiáng)調(diào)了使用其治療時(shí)有發(fā)生活動(dòng)性結(jié)核病的風(fēng)險(xiǎn)[71]，但具體機(jī)制尚不明確，還需在今后的臨床使用中積累更多的數(shù)據(jù)，以及開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

四、問(wèn)題與展望

由于風(fēng)濕性疾病患者的自身免疫及代謝的紊亂、生物制劑及免疫抑制劑的使用，其LTBI激活的概率大大增加。目前，關(guān)于LTBI激活機(jī)制的研究多使用HIV和MTB共感染的模型，尚缺乏風(fēng)濕性疾病合并LTBI的研究模型。風(fēng)濕性疾病合并LTBI者的結(jié)核病激活機(jī)制仍不明確，有待未來(lái)進(jìn)一步探索。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突

作者貢獻(xiàn)吳文琪：查閱文獻(xiàn)，撰寫論文；鐘劍球、何娟、鄧國(guó)防：審閱修改；王慶文：指導(dǎo)撰寫，審閱修改