淋病奈瑟菌的侵入感染與免疫逃逸研究進展

解如山

（菏澤醫學?？茖W校，山東菏澤276000）

淋病奈瑟菌的侵入感染與免疫逃逸研究進展

解如山

（菏澤醫學?？茖W校，山東菏澤276000）

奈瑟球菌，淋??； 感染； 抗體生成； 免疫逃逸； 綜述

淋病奈瑟菌（淋球菌）由Neisser于1879年首先發現，呈橢圓形或蠶豆形，常成對排列，在人體內可產生淋病。淋病直接危機社會公共健康，在全世界性傳播疾病中估計有6 200萬例[1-2]，其中美國每年有35萬例[3]。

淋球菌在侵入人類機體尿道等組織時，首先憑借其表面的菌毛及外膜上的蛋白黏附于尿道黏膜等部位的上皮細胞并被胞吞，隨后在宿主細胞內大量增殖致細胞裂解，進而進入黏膜下層，并通過其毒素與人機體免疫系統相互作用最終導致炎性反應，使機體顯現出代表性的膿性尿道分泌物[4]。淋球菌在機體急性炎癥時多存在于膿性分泌物的白細胞胞漿內，慢性炎癥時則常存在于白細胞外[5]。人機體對淋球菌的入侵產生強烈的天然免疫應答，但是在特異性免疫應答時產生抗體的濃度低、效價低。這可能與淋球菌入侵機體時產生的免疫逃逸有關。本文針對淋球菌對人體的入侵感染及產生的免疫逃逸的關系作一綜述。

1 淋球菌感染機體后的反應特征

1.1 自然免疫 淋球菌的細胞壁主要由黏肽層和外膜構成，外膜又主要分為脂多糖、外膜蛋白及菌毛三部分。其中脂多糖與淋球菌的毒力、致病和免疫性有關；外膜蛋白主要參與淋球菌的黏附功能，并能對機體中抗體的殺菌作用予以抵抗，與機體上皮細胞層的破壞及免疫逃避有關；菌毛只存在于有毒力的淋球菌菌株中，具有介導淋球菌黏附宿主細胞及抑制機體內白細胞的吞噬功能。

淋球菌侵入并感染人體后，以機體內大量中性粒細胞浸潤為特征性表現。淋球菌一方面作用于中性粒細胞膜從而減弱其生理功能，另一方面可抑制中性粒細胞內吞噬小體的發育[6]。淋球菌表面的外膜蛋白Ⅰ可調節宿主體內中性粒細胞的呼吸爆發，從而影響機體細胞內的氧自由基生成并使細胞內部氧化性新陳代謝下調，這些影響或許就是機體感染淋球菌后發生炎性反應時部分淋球菌能削弱體內吞噬細胞氧依賴性反應作用的原理[7]。有研究表明，淋球菌能誘導機體內中性粒細胞發生氧化這一反應可能也依賴于其表面的外膜蛋白Ⅰ[8]。此外，還有部分淋球菌通過旁路途徑激活人的補體系統，最終在人體內形成膜攻擊復合物（MAC），從而殺傷淋球菌。

1.2 獲得性免疫 球菌測反應機體對淋球菌的免疫防御主要依賴于其體內產生的IgG和IgM型抗體，少量的IgA抗體也可在機體黏膜免疫中發揮預防感染的作用。IgA為分泌性抗體，但可從黏膜表層進入血液，在機體血清中發揮抗體-補體介導的殺菌作用，從而抵抗并削弱淋球菌感染所致的菌血癥。所以，淋病患者體內的炎癥一般不會擴散到全身。在確診為淋球菌性尿道炎的男性尿道分泌液中常發現有針對淋球菌的抗體，這些抗體類型除了IgA外還有一部分為IgG和IgM。在感染淋球菌后通過檢測患者血清，發現IgG、IgM和IgA類淋球菌抗體水平均升高。

淋球菌會擴散到全身，可誘發機體產生多種抗體，這些抗體對淋球菌的作用可表現在各個方面。

1.2.1 主要外膜蛋白及其抗體 淋球菌外膜上主要為3類蛋白，分別是PⅠ（即孔蛋白Porin、Por）、PⅡ（Opa蛋白）和PⅢ（Rmp蛋白），這些蛋白在淋球菌與宿主的免疫過程中起著重要作用。PⅠ是主要的外膜蛋白，約占淋球菌外膜上蛋白總量的60%，可作用于靶細胞而在機體形成特異性免疫應答[9]。目前，科學家已成功構建并表達出PⅠ重組蛋白，并廣泛用其進行動物實驗。PⅠ可上調機體中B細胞和抗原提呈細胞表面表達CD86分子及主要組織相容性復合體Ⅱ類分子的程度，進而加強機體內輔助性T細胞的活化，增強抗原提呈細胞與T細胞的相互作用，促進抗原提呈細胞分泌更多的IgG和細胞因子，最終增強機體對淋球菌的免疫應答[10]。PⅠ還可以活化B細胞并促進其增殖，從而增加機體中免疫球蛋白的分泌，增強體液免疫應答[11]。1989年，科學家就發現淋球菌自然感染人體時，機體內產生抗PⅠ抗體的水平與血清抗淋球菌活性作用的強弱密切相關。淋球菌主要外膜蛋白PⅠ免疫原性強、變異性小，能增強機體內的體液免疫應答。因此，目前PⅠ是研究制備淋球菌疫苗的候選對象。外膜蛋白PⅡ是淋球菌的另一類重要外膜蛋白，也是一種輔助性黏附因子，可使由菌毛啟動的淋球菌黏附機體變得更加緊密，增強其感染機體的能力。PⅡ蛋白中的OpaⅠ以癌胚抗原相關的細胞黏附因子1（carcinoembryonic antigen-related cellular adhesion molecule 1，CEACAM1）為受體，輔助淋球菌對機體黏膜上皮細胞和中性粒細胞等的黏附。

1.2.2 轉鐵結合蛋白及其抗體 淋球菌的轉鐵蛋白有2種類型：TbpA和TbpB。淋球菌可憑借此蛋白在宿主體內與鐵原子結合，從而促進自身生長及維持正常的新陳代新。Price等[12]用淋球菌的轉鐵蛋白與霍亂毒素B亞單位（Ctb）連接組成重組體，隨后經鼻黏膜免疫小鼠，并在小鼠的血清中和陰道內檢測出抗淋球菌轉鐵蛋白抗體，類型為IgG和IgA。這些抗TbpA、TbpB抗體可結合淋球菌表面的轉鐵蛋白，阻礙轉鐵蛋白與鐵的結合，從而抑制淋球菌的生長，發揮抗體抗菌活性的作用。目前有研究推測，淋球菌轉鐵蛋白疫苗可抑制淋球菌對鐵原子的攝取，從而抑制其生長[13]。因此，淋球菌的轉鐵蛋白是一種很有前景的疫苗抗原之一。

2 淋球菌產生的免疫逃逸

淋球菌唯一的自然侵入宿主是人類[14]。淋球菌在與人類長期的相互作用和影響下，形成了一系列逃避人類機體免疫防御的系統。例如，在現實生活中，人類群體對淋球菌有相當高的感染率，并可反復感染，這主要歸因于淋球菌形成的逃避人類機體免疫防御的系統。淋球菌表面的菌毛蛋白抗原、外膜蛋白抗原等主要抗原有不穩定的抗原性，可使其在感染的過程中易發生自身抗原成分變異或丟失，從而導致淋球菌逃避機體免疫系統的攻擊并易引起再感染。同時，淋球菌內部的基因重組及外部的表型變化也增強了其侵入和感染人類機體的能力。淋球菌的以下成分參與了免疫逃逸的機制。

2.1 菌毛蛋白 Hansen等[15]在研究淋球菌感染小鼠模型中發現，淋球菌菌毛抗原的超變區可刺激小鼠產生免疫應答，而保守區卻不能誘發免疫應答反應。目前，大多數學者認為，機體中產生的菌毛蛋白抗體可阻礙上皮細胞黏附淋球菌，發揮免疫調節作用，但是菌毛蛋白中的一級氨基酸序列易發生過度變異，從而改變了菌毛蛋白的表型和構象，而逃避宿主的免疫應答。所以，用菌毛蛋白作為疫苗應用到臨床，預防效果并不理想。

2.2 脂寡糖 淋球菌表面的脂多糖主要由單糖構成，缺少重復O抗原，所以又被稱為脂寡糖，是淋球菌表面唯一的一種碳水化合物。脂寡糖具有很好的免疫原性，能刺激機體血清中產生針對其末端核心多糖的抗體，這類抗體可以發揮免疫調理和抗菌活性作用[16]。但是淋球菌表面脂寡糖抗原高度變異，變異程度與菌毛蛋白、Opa蛋白相似。所以，淋球菌可以逃避宿主的免疫攻擊，并且脂寡糖的毒性大，同宿主細胞表面有相似的碳水化合物，所以，臨床上將純化的脂寡糖當做疫苗來提高機體內部的抗脂寡糖抗體水平來預防淋球菌的感染比較困難。

2.3 外膜蛋白PⅠ（孔蛋白） 淋球菌外膜蛋白PⅠ是一個含有8個跨膜襻（loop）且抗原性穩定的外膜蛋白。有研究表明，暴露在PⅠA表面的loop5可結合宿主體內的H因子來逃避體內由補體介導的殺傷作用[17]。Ram等[18]通過質粒構建及PCR技術發現，淋球菌可通過與宿主體內的C4b結合蛋白結合來調節由補體所介導的殺傷作用。因此，淋球菌可憑借表面的外膜蛋白PⅠ來逃避機體內補體介導的殺傷作用。

此外，淋球菌外膜蛋白PⅠ還可活化機體內B細胞和抗原提呈細胞，從而調節機體內免疫應答水平。研究證實，淋球菌外膜蛋白PⅠ還可以削弱宿主機體內中性粒細胞的功能[19]、干預宿主內調理素受體的表達及調理素介導的吞噬等作用[20]。

2.4 外膜蛋白PⅡ和PⅢ 淋球菌的免疫逃逸還與其外膜蛋白PⅡ——菌落不透明相關蛋白（Opa）所致的免疫抑制和外膜蛋白 PⅢ——還原修飾蛋白（reduction modifiable protein，Rmp）所產生的特異性免疫阻斷有關。

外膜蛋白PⅡ（Opa）是淋球菌黏附感染的輔助性因子之一。淋球菌憑借外膜蛋白PⅡ更加緊密地黏附機體黏膜的上皮細胞，增強其感染機體的能力。Opa蛋白中的OpaⅠ以CEACAM1為受體，淋球菌可憑借此蛋白對黏膜上皮細胞和中性粒細胞等進行黏附。但是CEACAM1的胞漿區含有免疫受體酪氨酸抑制基序（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif，ITIM）。ITIM可抑制由免疫受體酪氨酸激活基序介導的淋巴細胞活化信號，從而抑制淋巴細胞活化。Pantelic等[21]分離了人外周血B細胞，用細胞因子IL-2刺激B細胞后能高表達CEACAM1，隨后，B細胞可通過CEACAM1與淋病奈瑟菌OpaI蛋白結合，結果不但抑制了B細胞抗體的產生，還促進了B細胞的凋亡，說明OpaI蛋白與CEACAM1的結合激活了B細胞的凋亡通路。但是CEACAM1介導的細胞凋亡依賴于被刺激的細胞類型，因為從未發現淋球菌通過CEACAM1刺激Hela細胞的凋亡。說明淋球菌是通過OpaⅠ與CEACAM1的相互作用選擇性地抑制免疫細胞，而不是黏膜上皮細胞，從而既形成了感染，又實現了免疫逃逸。

淋球菌外膜蛋白PⅢ（Rmp）是一種高度保守的外膜蛋白[22]，能阻礙機體內黏膜的防御作用。1993年，Plummer等[23]在研究淋球菌時發現，血清Rmp抗體陽性女性淋球菌感染的概率高于血清Rmp抗體為陰性的女性，差異有統計學意義（P＜0.05），表明血清中Rmp抗體可以增強淋球菌感染黏膜的程度。Rosenqvist等[24]發現，淋球菌感染患者康復后血清對淋球菌無殺菌作用，如果選擇性去除血清Rmp抗體可以恢復其殺菌作用。

綜上所述，Rmp抗體具有阻抑機體血清清除淋球菌的作用。目前，Rmp蛋白是淋球菌中一種抗原性較高的免疫原，能刺激機體免疫系統產生針對該蛋白的抗體進而結合補體，但產生的抗體無抗菌活性，并能拮抗或阻斷血清中其他抗體如PⅠ抗體的殺菌作用，甚至能促進機體對淋球菌的感染。

3 小結與展望

淋球菌可憑借表面的菌毛及外膜上的蛋白黏附于機體上皮細胞，并被胞吞，隨后在宿主細胞內大量增殖以致細胞裂解，并通過其毒素與人機體免疫系統相互作用，最終導致炎性反應，使機體顯現出代表性的膿性尿道分泌物。而人體感染淋球菌后，可憑借其免疫系統，一方面通過炎癥時募集的中性粒細胞等細胞通過天然免疫來抵抗淋球菌的侵入；另一方面也可通過抗原呈遞等過程來啟動機體特異性免疫應答以消滅淋球菌，尤其是體液免疫產生的多種抗體結合補體系統能對淋球菌產生免疫中和及殺菌作用。但也有一些淋球菌的外膜蛋白在人機體內產生的抗體如PⅢ抗體卻拮抗其他抗體，且能阻抑其他抗體殺菌的活性，或淋球菌的某些外膜蛋白PⅠ等所致的免疫抑制能逃逸宿主的免疫反應。這些逃逸宿主免疫的能力能幫助淋球菌逃避機體的殺傷。因此，深入研究淋球菌的侵入感染與免疫逃逸的能力能幫助認清淋球菌與人類機體的相互關系，也為淋病診治及疫苗研發提出了新的挑戰。

[1]Gerbase AC，Rowley JT，Heymann DH，et al.Global prevalence and incidence estimates of selected curable STDs[J].Sex Transm Infect，1998，74（Suppl 1）：S12-16.

[2]Otto RB，Ameso S，Onegi B.Assessment of antibacterial activity of crude leaf and root extracts of Cassia alata against Neisseria gonorrhea[J].Afr Health Sci，2014，14（4）：840-848.

[3]McNabb SJ，Jajosky RA，Hall-Baker PA，et al.Summary of notifiable diseases-United States，2006[J].MMWR Morb Mortal Wkly Rep，2008，55（53）：1-92.

[4]Ortiz MC，Lefimil C，Rodas PI，et al.Neisseria gonorrhoeae Modulates Immunity by Polarizing Human Macrophages to a M2 Profile[J].PLoS One，2015，10（6）：e0130713.

[5]Zielke RA，Wierzbicki IH，Baarda BI，et al.The Neisseria gonorrhoeae Obg protein is an essential ribosome-associated GTPase and a potential drug target[J].BMC Microbiol，2015，15：129.

[6]Mosleh IM，Huber LA，Steinlein P，et al.Neisseria gonorrhoeae porin modulates phagosome maturation[J].J Biol Chem，1998，273（52）：35332-35338.

[7]Lorenzen DR，Günther D，Pandit J，et al.Neisseria gonorrhoeae porin modifies the oxidative burst of human professional phagocytes[J].Infect Immun，2000，68（11）：6215-6222.

[8]Chen T，Grunert F，Medina-Marino A，et al.Several carcinoembryonic antigens（CD66）serve as receptors for gonococcal opacity proteins[J].J Exp Med，1997，185（9）：1557-1564.

[9]Ngampssutadol J，Ram S，Blom AM，et al.Human C4b binding protein selectively interacts with Neisseria gonorrhoeae and results in species specific infection[J].Proc Natl Acad Sci USA，2005，102（47）：171422-171471.

[10]Massari P，Ram S，Macleod H，et al.The role of porins in neisserial pathogenesis and immunity[J].Trends Microbiol，2003，11（2）：87-93.

[11]Snapper CM，Rosas FR，Kehry MR，et al.Neisserial porins may provide critical second signals to polysaccharide-activated murine B cells for induction of immunoglobul insecretion[J].Infect Immun，1997，65（8）：3203-3208.

[12]Price GA，Russell MW，Cornel Issen CN.Intranasal administration of recombinant Neisseria gonorrhoeae transferring binding proteins A and B conjugated to the cholera toxin B subunit induces systemic and vaginal antibodies in mice[J].Infect Immun，2005，73（7）：3945-3953.

[13]Cornelissen CN.Identification and characterization of gonococcal iron transport systems as potential vaccine antigens[J].Future Microbiol，2008，3（3）：287-298.

[14]Su CC，Bolla JR，Kumar N，et al.Structure and function of Neisseria gonorrhoeae MtrF illuminates a class of antimetabolite efflux pumps[J].Cell Rep，2015，11（1）：61-70.

[15]Hansen JK，Demick KP，Mansfield JM，et al.Conserved regions from Neisseria gonorrhoeae pilin are immunosilent and not immunosuppressive[J]. Infect Immun，2007，75（8）：4138-4147.

[16]Lewis LA，Gulati S，Burrowes E，et al.α-2，3-sialyltransferase expression level impacts the linetics of lipooligosaccharide sialylation，complement resistance，and the ability of neisseria gonorrhoeae to colonize the murine genital tract[J].Mbio，2015，6（1）：e02465-02514.

[17]Ram S，McQuillen DP，Gulati S，et al.Binding of complement factor H to loop 5 of porin protein A：a molecular mechanism of serum resistance of nonsialylated Neisseria gonorrhoeae[J].J Exp Med，1998，188（4）：671-680.

[18]Ram S，Cullinane M，Blom AM，et al.Binding of C4b-binding protein to porin：a molecularmechanism ofserum resistance ofNeisseria gonorrhoeae[J]. J Exp Med，2001，193（3）：281-295.

[19]Gunderson CW，Seifert HS，Steven Seifert.Neisseria gonorrhoeae elicits extracellular traps in primary neutrophil culture while suppressing the oxidative burst[J].Mbio，2015，6（1）：e02452-02514.

[20]Bjerknes R，Guttormsen HK，Solberg CO，et al.Neisserial porins inhibit human neutrophil actin polymerization，degranulation，opsonin receptor expression，and phagocytosis but prime the neutrophils to increase their oxidative burst[J].Infect Immun，1995，63（1）：160-167.

[21]Pantelic M，Kim YJ，Bolland S，et al.Neisseria gonorrhoeae kills carcinoembryonic antigen-related cellular adhesion molecule 1（CD66a）-expressing human B cells and inhibits antibody production[J].Infect Immun，2005，73（7）：4171-4179.

[22]Divya S，Achchhe LP，Subash CS，et al.Diagnosis of Neisseria gonorrhoeae using molecular beacon[J].Biomed Res Int，2015，2015：597432.

[23]Plummer FA，Chubb H，Simonsen JN，et al.Antibody to Rmp（outer membrane protein 3）increases susceptibility to gonococcal infection[J].J Clin Invest，1993，91（1）：339-343.

[24]Rosenqvist E，Musacchio A，Aase A，et al.Functional activities and epitope specificity of human and murine antibodies against the class 4 outer membrane protein（Rmp）of Neisseria meningitides[J].Infect Immun，1999，67（3）：1267-1276.

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.020

A

1009-5519（2015）21-3262-03

2015-06-28）

解如山（1983-），男，山東臨沂人，碩士研究生，主要從事感染免疫方面的研究；E-mail：rushan2008@163.com。