C型凝集素受體與Th17細胞免疫在真菌感染中的研究進展

吳 婷， 孫 禾， 施 毅

C型凝集素受體與Th17細胞免疫在真菌感染中的研究進展

吳 婷， 孫 禾， 施 毅

C型凝集素受體； Th17細胞應答； 真菌感染； 細胞因子； 固有免疫

Th1、Th2細胞是經典的輔助T細胞，分別以分泌INF-γ、IL-4為特征。Th17細胞是近期發現的輔助T細胞，以分泌IL-17為特征，能誘導多種炎性反應及髓系細胞、上皮細胞等抗微生物應答。Th17細胞分化是當前關注的焦點。已有研究結果證實，Th17細胞應答能驅動保護性的抗真菌免疫反應［1］，但其介導的炎性效應與自身免疫疾病相關。

抗原提呈細胞（antigen-presenting cell，APC）上的模式識別受體（pattern recognition receptors，PRRs）是研究Th17細胞免疫的重要領域。C型凝集素受體家族（C-type lectin receptors，CLRs）介導的Syk／CARD9信號通路是典型的PRRs相關信號通路，在Th17細胞免疫應答中起重要作用?，F就CLRs與Th17細胞分化、抗真菌免疫應答及所致自身免疫疾病作一綜述。

一、CLRs與Th17細胞免疫

CLRs是具有典型C型凝集素樣結構域（C-type lectin domain，CTLDs）的蛋白質，識別外生病原相關分子模式（pathogen associated molecular patterns，PAMPs）及內生配體，刺激天然免疫應答形成。

（一）Dectin-1（Clec7a） Dectin-1主要表達在單核／巨噬細胞、樹突狀細胞、中性粒細胞上，在炎性細胞、生物黏膜屏障細胞（如胃腸道、呼吸道黏膜細胞）表達較多，可特異性識別微生物表面的β-（1，3）-葡聚糖，識別念珠菌屬、曲霉屬、肺孢菌屬和球孢菌屬［2］。

Dectin-1介導產生的細胞因子影響T細胞分化。APCs上Dectin-1被激活后分泌IL-23，驅動選擇性Treg細胞向產IL-17 T細胞轉換［2］。β-（1，3）-葡聚糖刺激APCs能介導CD4+T細胞中Th17和Th1的分化、誘導抗體產生并驅動CD8+T細胞免疫［2］。激活與早期天然免疫有關的γδT細胞的Dectin-1，介導生成Th17細胞關鍵的因子IL-17、IL-23增加［2］。在真菌感染中，Dectin-1直接介導適應性免疫，驅動IL-17應答。煙曲霉支氣管內感染Dectin-1-／-小鼠，與野生型小鼠相比，肺部真菌負荷增多、IL-17減少、IL-23增多，起主導優勢的是產IL-12p40、INF-γ的Th1細胞免疫［3］。然而有效的抗真菌免疫應是Th1／Th17的應答平衡，而不是Th1或Th17的獨立作用；抗體中和IL-17后產生相同效果，證實IL-17在宿主抵抗煙曲霉感染中起保護性作用［4］。在白念珠菌感染中，由于Dectin-2對Th17細胞影響遠大于Dectin-1，故Dectin-1的作用不及其在煙曲霉感染中的作用大［4］。前體阻斷密碼子Tyr238X影響人類Dectin-1的多態性，削弱對β-（1，3）-葡聚糖的識別，致IL-17、IL-10、IL-1β、IFN-γ、TNF-α和IL-6生成缺陷，故多態性純合子個體易患黏膜、皮膚真菌感染，口腔、胃腸道念珠菌定植，侵襲性真菌病易感性增強［5］。但也有研究表明，該類人群對白念珠菌定植相關的移植性宿主疾病易感性降低。Dectin-1的第2個單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphisms，SNP）位點為在非洲HIV感染者中發現的1223S［3］，致INFγ生成減少。

（二）Dectin-2（Clec-4n） Dectin-2在巨噬細胞、樹突狀細胞、炎性單核細胞上表達，識別甘露聚糖、α-甘露糖結構，進而識別新型隱球菌、白念珠菌、結核分枝桿菌等病原體［2］。激活Dectin-2生成IL-1β、IL-23p19，誘導CD4+T細胞應答趨向Th17細胞分化。

近期關于Dectin-2在白念珠菌感染中的研究為其提供介導Th17細胞免疫的證據。小鼠系統性白念珠菌感染，Dectin-2通過Syk／CARD9信號通路在Th17和Th1細胞免疫中起重要作用，其中Th1細胞免疫需Dectin-1參與［2］。白念珠菌系統性感染Dectin-2-／-小鼠，與野生型相比，生存率下降，真菌負荷增加［2］。Dectin-2-／-骨髓來源樹突狀細胞（bone marrow-derived dendritic cells，BMDC）應對白念珠菌酵母相感染時，IL-1β、IL-6、IL-10、IL-12p70、IL-23和TNF-α表達減少［4］，應對白念珠菌菌絲相感染時，上述細胞因子僅部分減少，說明除Dectin-2外，尚有其他PRRs能識別菌絲相這一病原體形式。在應對白念珠菌菌絲相感染時，Dectin-2-／-骨髓來源巨噬細胞（bone marrow derived macrophages，BMDM）IL-10、TNF-α和IL-12p40產生減少［6］。小鼠播散性念珠菌感染后，Dectin-2單克隆抗體抑制IL-2、IL-10和TNF-α的產生，并抑制Th17細胞活化［4］。在白念珠菌感染人樹突狀細胞（DCs）體外實驗中，給予抗Dectin-2抗體后IL-1β和IL-23p19分泌減少，IL-6和IL-12p35分泌增加。目前尚未發現影響人類Dectin-2的結構和功能的SNP位點。

（三）巨噬細胞甘露糖受體（mannose receptor，MR，CD206） MR絕大多數位于細胞內部，血清中亦存在可溶性受體，可在巨噬細胞、DC細胞、肝細胞和淋巴內皮細胞中表達［2］。能與甘露糖、海藻糖、殼多糖結合，識別細菌、病毒和真菌病原體，介導廣泛的細胞內應答，促進TNF、GM-CSF、IL-12、IL-8、IL-6和IL-1β產生，但亦有研究表明，MR抑制TNF等特定細胞因子產生。MR在抗微生物免疫中的作用尚不明確，應對白念珠菌、肺孢菌感染時，MR缺陷小鼠免疫功能無明顯改變［7］，由于CD4+T細胞免疫缺乏，對新型隱球菌感染易感性增強。

人外周血單個核細胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMCs）體外實驗表明，給予白念珠菌或純化的白念珠菌甘露聚糖刺激，MR介導IL-17產生，該過程需要APCs參與并被TLR2／Dectin-1放大。肺孢菌感染時，TLR2及MR協同作用增加IL-8產生。上述結果說明PRRs通過相互間的協同作用調控免疫應答。研究表明，分枝桿菌刺激MR能抑制Th17應答［8］。并非MR所有配體都能產生作用，阿拉伯甘露糖（Man-LAM）作為分枝桿菌細胞壁分子，能增加IL-10、減少IL-12的產生，但甘露糖無此作用［2］。不同真菌細胞壁結構和組分的差異導致MR敲除鼠的存活率差別。

（四）Mincle（Clec4e） Mincle即巨噬細胞介導的C型凝集素受體，主要表達在激活的巨噬細胞，DCs可能也有表達。其配體為α-甘露聚糖、非典型分枝桿菌索狀因子（海藻糖二霉菌酸酯TDM，海藻糖二山崳酸酯TDB），識別壞死細胞、分枝桿菌、念珠菌屬、酵母菌屬等真菌［2］。Mincle-／-小鼠對念珠菌敏感性增加，體內給予抗體封閉Mincle能減少壞死細胞所致的中性粒細胞招募及炎性因子產生。目前僅在分枝桿菌中發現Mincle直接趨化Th17細胞免疫。具有炎性蛋白功能的TDM作為非典型分枝桿菌亞單位疫苗的佐劑，驅動保護性Th1和Th17細胞免疫［9］。給予Mincle（或FcRγ鏈）-／-小鼠TDB或抗原刺激不能誘導Th1和Th17細胞免疫。體外實驗Mincle-／-巨噬細胞應對TDB時，不產生IL-6和G-CSF［10］；以TDB作為佐劑致敏Mincle-／-小鼠，可觀察到淋巴結細胞結構減少，再激發淋巴細胞時INF-γ和IL-17產生減少。

（五）DC-SIGN DC-SIGN全稱為“樹突狀細胞特異性的細胞間黏附分子可結合的非整合素（DC-specific ICAMgrabbing nonintergrin）”。人DCSIGN（CD-209）主要表達于未成熟的DCs細胞、巨噬細胞，識別甘露聚糖、巖藻糖，進而識別分枝桿菌、念珠菌屬、煙曲霉孢子和新型隱球菌［2］。DC-SIGN調節TLRs等其他PRRs誘導的細胞因子的產生，但不能直接誘導細胞因子生成［2］。作為免疫調節受體，其通過IL-10的生成調控過度的炎性反應及宿主組織損傷，硬蜱和HIV利用該通路逃避免疫系統［3］。以結核分枝桿菌或β-（1，3）-葡聚糖刺激人類DCs，DC-SIGN激活后下調IL-1β、IL-6、IL-23和TNF-α，抑制Th17細胞免疫［8］。上述研究證實，DC-SIGN可以介導Th17細胞應答。

人DC-SIGN啟動子突變（-139A／G）導致侵襲性曲霉感染［3］。DC-SIGN識別含甘露糖的微生物，為信號小體招募下游的效應因子，導致NF-κB的p65亞基磷酸化和乙?；?，促進其活性，增加IL-10、IL-6、IL-12p35和IL-12p40（IL-23亞基）轉錄［11］。對含巖藻糖的微生物應答時，其激活并釋放KSR-1、CNK、Raf-13種信號小體組分，僅增加IL-10表達［11］。

（六）CD161 CD161在NK細胞、NKT細胞和T細胞上表達，單核細胞、DCs細胞上也有表達。其識別糖類、凝集素樣轉錄產物1（LLT1、CLEC2D）、增殖介導淋巴細胞相關受體等配體，調節NK細胞溶解、跨內皮遷移、不成熟胸腺組織T細胞和NKT細胞增殖。在多種CD161+的骨髓和淋巴細胞中，該受體介導TNF、IL-1β、IFNγ、IL-4和IL-12的產生［2］。

CD161是人產IL-17 T細胞的標志。該細胞亞群最初定義是具有不同功能的人CD4+和CD8+T細胞，隨后在臍帶干細胞、新生兒胸腺前體細胞中發現產IL-17 T細胞的CD161顯著上調。病毒感染所致的腸道和慢性炎性反應的研究表明，該受體的確在人所有產IL-17 T細胞上表達［12］。除作為細胞標志外，CD161對于Th17細胞的功能尚不清楚。由于Th17細胞通過表達細胞因子受體（如CCR6）而靶向作用于特定組織，故考慮CD161在細胞的跨內皮遷移中起作用［12］?？贵w刺激Th17細胞時，該受體不影響細胞因子產生。

（七）CLEC-1（CLEC-1A） CLEC-1是缺少顯著特征的Dectin-1族的CLRs，在內皮細胞、DC細胞和髓系細胞上表達［2］。LPS或INFγ刺激下調CLEC-1，上調免疫抑制細胞因子IL-10和TGF-β。CLEC-1在調節Th17細胞分化中起到重要作用。嚙齒類動物模型中，耐受的異體移植者CLEC-1下調，與移植位點IL-17低水平和CD4+CD25+Treg細胞表達有關?；旌狭馨图毎磻?，內皮細胞與CD4+CD25+Treg細胞相互作用致CLEC-1表達增加［13］，給予siRNA干擾DC細胞CLEC-1表達后Th17細胞分化增加，Foxp3表達減少。

二、Th17細胞在抗真菌感染中的作用

（一）Th17細胞與臨床研究 CD4+T細胞參與的適應性免疫在抗真菌感染中發揮保護性作用，故HIV患者對念珠菌屬、隱球菌屬易感性增強［11］，來自于人、鼠的研究表明該保護作用需要Th17細胞應答參與［14］。但Th17細胞參與的抗真菌免疫也會對機體產生不利作用，如Th17細胞免疫突變的遺傳研究發現STAT3突變（高IgE綜合征），AIRE突變（自身免疫性多內分泌病-念珠菌病-外胚層營養不良autoimmune polyendrocrinopathy with candidiasis and ectodermal dystrophy，APECED），Dectin-1突變和CARD9突變與抗真菌免疫缺陷有關［15］。亦有患者有其他受體突變，如缺乏IL-12p40和IL-12Rβ1，致Th17細胞減少、真菌易感性增加［15］。絕大多數患者罹患慢性皮膚黏膜念珠菌?。╟hronic mucocutaneous candidiasis，CMC），表現為持續或反復發作的念珠菌黏膜、皮膚、指甲感染。

1．高IgE綜合征（hyper IgE syndrome，HIES）：常染色體顯性遺傳病HIES又名Job’s綜合征，是一組復雜的以血清高Ig E、遺傳性過敏性皮炎為特征的免疫缺陷疾病，亦有骨骼和牙齒畸形等非免疫系統紊亂。80%患者受CMC困擾，亦感染其他真菌如曲霉、隱球菌、肺孢菌。HIES患者由于多處顯性負性突變致STAT3功能缺失［2］，T細胞不能產生IL-17，亦不能驅動Th17細胞分化［15］。IL-6和IL-1β啟動Th17分化，Th17分化發育過程依賴STAT3信號轉導。STAT3的激活能啟動相應基因轉錄，分泌細胞因子IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22，上皮細胞表達IL-17和IL-22受體，細胞因子與受體結合，釋放趨化因子和粒細胞集落刺激因子，招募中性粒細胞聚集到炎性反應部位，在抗微生物免疫中發揮重要作用。STAT3的激活需要Th17細胞分化的關鍵的細胞因子IL-6、IL-21、IL-23的刺激，同時需要視黃酸相關孤兒受體γt（retionic acidrelated orphan receptor，RORγt）、Treg細胞內FoxP3下調、IL-23R和IL-17自身表達的參與［2］。

2．APECED：該病亦稱自身免疫性多腺體綜合征I（autoimmune polyendocrine type I syndrome，APS-1），是罕見的自身免疫介導的多種腺體損傷的常染色體隱性遺傳疾病，突出表現在甲狀旁腺、腎上腺功能減退，亦有外胚層營養不良等其他異常。CMC是該病最重要的標志。95%患者自身免疫調節因子（autoimmune-regulator，AIRE）基因突變而無功能。AIRE通過調控胸腺和外周淋巴器官產生自身抗體從而影響中樞耐受，失去該調節因子則自身免疫疾病的發生率增高［2］。由于該病患者產生中和Th17細胞因子IL-17A、IL-17F和IL-22的自身抗體，致細胞因子缺失，CMC易感性增強，即便在某種罕見發生CMC感染的胸腺瘤患者體內也有類似抗體存在［16］。

3．CARD9缺失：胱天蛋白酶募集域蛋白9（CARD9）是髓系細胞中主要的信號傳遞者，與B細胞淋巴瘤10（BCL10）和黏膜相關淋巴組織（MALT1）共同傳遞信號，激活絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）和核因子（NF-κB）。CARD9調節信號通路下游的Syk激酶，觸發Dectin-1、Dectin-2、Mincle等與ITAM結合，產生細胞因子、趨化因子，介導Th17細胞應答［2］。小鼠CARD9在抗真菌和抗細菌免疫中起重要作用。人類CARD9突變致未成熟的終止密碼子Q295X增加［17］，易患CMC及其他皮膚癬菌、侵襲性念珠菌感染，與健康對照組相比，患者Th17細胞產生比例低。真菌感染的體外研究表明，CARD9突變細胞損傷嚴重［17］。

（二）Th17細胞在實驗動物中研究進展 人類相關研究表明，Th17細胞應答具有保護作用。由于來自基因敲除小鼠模型的數據不統一，故Th17細胞在鼠類抗真菌（主要是念珠菌屬）中的免疫作用尚有爭議。一方面，從IL-17誘導抗微生物效應因子產生及對中性粒細胞招募作用中可以看出Th17細胞在系統性感染、口腔黏膜感染模型中呈保護作用［18］；在新型隱球菌和肺孢菌感染中，也存在保護性的Th17細胞應答［19］。另一方面，鑒于不適當的IL-17介導的中性粒細胞激活及隨后造成組織損傷，故認為Th17細胞免疫在系統性感染中不起作用，在胃腸道黏膜感染和系統感染中對宿主無直接傷害［20］。IL22也存在相類似的爭議。上述原因與動物模型選擇（如Th17應答在口腔病毒腸道感染模型中顯示出的保護作用有組織特異性）、小鼠品系（Balb／c或C57BL／6）、敲除實驗（IL-17A，IL-17R等）、選擇的真菌品系（不同的真菌能被不同的PRRs識別，有時會抑制Th17細胞應答）有關［21］。

綜上所述，在抗真菌免疫應答中，CLRs介導并調節細胞因子產生、觸發Th17細胞保護性的抗真菌免疫應答。目前在抗真菌免疫中CLRs與Th17細胞應答仍有許多未知與矛盾。深入研究真菌感染中CLRs功能、與其他PRRs在Th17細胞免疫中的相互作用有助于新型疫苗研發，為探究感染保護性免疫應答提供新思路。

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夙齡愛遠壑，晚蒞見奇山。標峰彩虹外，置嶺白云間。傾壁忽斜豎，絕頂復孤圓。歸海流漫漫，出浦水濺濺。野棠開未落，山櫻發欲然。忘歸屬蘭杜，懷祿寄芳荃。眷言采三秀，徘徊望九仙。(《早發定山》)

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Research update of C-type lectin receptors and Th17 responses in fungal infection

WU Ting，SUN He，SHI Yi．
（Department of Respiratory Medicine，Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command，Nanjing University Clinical School of Medicine，Nanjing210002，China）

2013-04-01

國家自然科學基金資助項目（81270064）。

南京大學醫學院臨床學院（南京軍區南京總醫院）呼吸與危重癥醫學科，南京 210002。

吳婷（1987—），女，博士研究生，主要從事肺部感染研究。

施毅，E-mail：shiyi56＠126．com。

R519

A

1009-7708（2014）03-0257-05