T淋巴細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3在肺結(jié)核免疫反應(yīng)中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

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(hù)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(jī)體通過自身免疫機(jī)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(huì)變得異?；钴S，從而轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袀魅拘缘幕顒?dòng)性結(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(jī)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(jī)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(diǎn)分子，主要表達(dá)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(jī)制尚未明確。有研究表明，TIM-3 在肺結(jié)核感染時(shí)表達(dá)上調(diào)，這可能是機(jī)體為了抑制過度免疫反應(yīng)而采取的一種自我保護(hù)機(jī)制，但抑制免疫反應(yīng)又可能增加感染的風(fēng)險(xiǎn)，這也成為肺結(jié)核免疫逃逸的重要機(jī)制［4］。此外，一些研究還發(fā)現(xiàn)，抑制TIM-3 表達(dá)可以增強(qiáng)機(jī)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(jī)制復(fù)雜，尚未被完全證實(shí)?，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(jī)制進(jìn)行綜述，以期為治療肺結(jié)核提供新的思路。

1 TIM-3在肺結(jié)核適應(yīng)性免疫反應(yīng)中的作用機(jī)制

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(jī)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(dá)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(dòng)性肺結(jié)核患者中，表達(dá)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(qiáng)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(dá)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(dá)增加，IL-10 表達(dá)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(dá)TIM-3 的T 淋巴細(xì)胞在慢性感染期間積累，共表達(dá)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(dá)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(jī)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(qiáng)機(jī)體對結(jié)核病的抵抗力［11］。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)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(dá)，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(jìn)展［12］。因此，TIM-3 在機(jī)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(qiáng)機(jī)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(shí)，外周血來源的Treg 細(xì)胞會(huì)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(kuò)散。在肺結(jié)核中，Treg 細(xì)胞的增加和Th17 細(xì)胞的減少會(huì)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(kuò)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(shí)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(shí)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(shí)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(xiàng)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(shí)可能更有效［20］。因此，TIM-3 可能是一個(gè)潛在的靶標(biāo)，可以通過調(diào)節(jié)其在MAIT 細(xì)胞中的表達(dá)來增強(qiáng)對MTB 的免疫應(yīng)答。然而，多項(xiàng)研究報(bào)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(shí)伴隨著抑制性PD-1 分子的共表達(dá)［21］。因此，TIM-3 在感染后期是否抑制MAIT 細(xì)胞功能有待進(jìn)一步研究。

2 TIM-3 在肺結(jié)核固有天然性免疫反應(yīng)中的作用機(jī)制

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(jìn)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(dòng)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(dá)精氨酸酶1（Arg-1）和IL-10 的M2 巨噬細(xì)胞，可能會(huì)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(xiàng)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(hào)傳導(dǎo)轉(zhuǎn)錄激活因子1（STAT1）結(jié)合，抑制STAT1/miR-155/SOCS1 信號(hào)軸，增強(qiáng)巨噬細(xì)胞向M2 方向的極化。而在活動(dòng)性肺結(jié)核患者中發(fā)現(xiàn)，TIM-3/Gal-9信號(hào)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(huì)促進(jìn)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(diǎn)，可以通過抑制TIM-3 信號(hào)通路來促進(jìn)M1 型巨噬細(xì)胞的形成，增強(qiáng)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(jìn)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(qiáng)作用，可增強(qiáng)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(xiàng)關(guān)于活動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)性肺結(jié)核患者NK 細(xì)胞TIM-3 表達(dá)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(dá)與結(jié)核病患者的疾病活動(dòng)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(qiáng)IL-12 及IL-18 誘導(dǎo)的NK 細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ，從而增強(qiáng)免疫反應(yīng)；另一方面，TIM-3 的過度表達(dá)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(gè)重要靶點(diǎn)，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(dá)和功能，可以控制肺結(jié)核的炎癥反應(yīng)和組織損傷，增強(qiáng)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(jī)制并不明確，例如MTB 如何促進(jìn)多種免疫細(xì)胞中TIM-3的表達(dá)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(diǎn)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。