巨噬细胞在弓形虫感染中的作用

    邸丝雨 刘倩倩 崔健 苑文英

    摘 要：宿主的固有免疫提供主要抗弓形虫作用，并影响着随后的适应性免疫。尤其是巨噬细胞，能够吞噬病毒、细菌和寄生虫等病原体，通过细胞内的一氧化氮、多胺等多种机制将病原体清除。机体的一氧化氮合酶和精氨酸酶共同作用于同一底物精氨酸，分别生成一氧化氮和多胺对机体起作用，二者相互抗衡。

    关键词：弓形虫; 巨噬细胞; NO; 多胺

    中图分类号：S852.7? ? ? ? ?文献标识码：A? ? ? ?文章编号：1006-3315（2019）05-196-001

    刚地弓形虫是一种严格的细胞内寄生的原虫，能够感染所有有核细胞，是艾滋病或器官移植等使用免疫抑制剂导致免疫功能低下者受累或死亡的主要原因之一。北美和欧洲弓形虫基因型主要有TypeⅠ，TypeⅡ，TypeⅢ三种，其中，TypeⅡ型使巨噬细胞向经典途径激活的巨噬细胞极化，而TypeⅠ和TypeⅢ型虫株使巨噬细胞向旁路途径激活的巨噬细胞极化[1]，分别对弓形虫产生不同程度的抵抗作用。

    TypeⅡ型弓形虫感染人体后，会刺激巨噬细胞向M1型极化，M1型巨噬细胞能够利用活性氧化物抑制和杀灭胞内寄生虫，Th1细胞分泌的IFN-γ和体内微生物产生的脂多糖能激活M1，活化的M1释放NO损伤微生物。在生理状态下，人及其他哺乳动物巨噬细胞的诱导型一氧化氮合酶和精氨酸酶共同作用于同一底物L-精氨酸。iNOS催化L-精氨酸所产生的NO对细胞内的病原体具有杀灭或抑制作用，高浓度的NO与巨噬细胞抵御弓形虫感染的作用机制密切相关[2]，但过高也会引起宿主本身的病理性损伤。

    NO能够控制弓形虫感染急性期反应，通过与虫体的硫铁蛋白中心结合，抑制了虫体线粒体的有氧呼吸[3]，杀灭细胞内的速殖子，或使速殖子向缓殖子转换。

    孕妇容易感染弓形虫。感染了弓形虫的孕妇和怀孕小鼠既具有高水平的Th1型反应因子TFN-γ[4]和NO，同时也具有高水平的Th2型反应因子IL-10[5]，对弓形虫的易感性可能与NO抑制淋巴细胞的增殖有关。在弓形虫感染的早期，高水平的TFN-γ和NO引起的Th1型反應对宿主起保护作用，但随后Th1型反应需要由Th2型反应来代替，以避免免疫病理现象的发生，有研究则进一步证实Th2型反应增强了宿主对弓形虫的易感性。宿主可通过巨噬细胞分泌的NO等物质来抑制弓形虫对机体的损伤，从而保证宿主细胞的各种机能正常运转，同时，弓形虫也可通过多种途径为自身生长和繁殖创造条件。例如弓形虫可抑制细胞凋亡，一方面有利于与虫体的增殖，另一方面也是引起宿主感染的持续和感染范围播散的原因。从寄生关系演化的视角来认识，宿主细胞为弓形虫提供了生长发育所必须的场所和营养，并且屏蔽了宿主免疫系统对虫体的快速和直接的攻击，弓形虫会通过发展多种途径来抑制凋亡，使虫体获得了繁殖与发育的充分条件和时间，从而引起感染的持续和感染范围的播散。

    旁路途径激活的巨噬细胞（M2）因缺乏对寄生虫的防御能力，为弓形虫生存繁殖创造了有利条件，并成为弓形虫在体内播散的重要载体。Th2细胞分泌的IL-4和IL-13能够活化M2[6]，而M2能够大量分泌免疫抑制因子IL-10，并且抑制IL-1，IL-8，IL-12及TNF等促炎因子的分泌。另外，M2上调精氨酸酶-1的表达，通过与iNOS对相同底物L-精氨酸的竞争，抑制NO的生成，表现出对寄生虫胞内感染的免疫抑制效应。Arg-1能利用L-精氨酸生成脯氨酸，而弓形虫可以以ATP的形式将其代谢掉，为弓形虫的寄生提供有利的生存条件[7]。

    脯氨酸属于多胺，多胺中带有正电荷的氨基使它们和带有负电的磷酸基的DNA和RNA结合，促进细胞中DNA的转录和RNA的翻译，它们还能和膜上的蛋白质或磷脂结合，使膜保持稳定性，促进细胞的生长和分化，因此，弓形虫必须利用宿主的多胺来满足自身的生长和增殖。而且多胺同时导致NO分泌量降低，抑制宿主细胞的炎症反应，有利于弓形虫的繁殖[8]，待虫体数量超过负荷，感染巨噬细胞就会破裂，虫体再次扩散并感染其他宿主。

    通过使用多胺结构类似物竞争性的抑制多胺合成酶或诱导多胺分解酶的活性，拮抗细胞内多胺的功能：多胺类似物与天然多胺具有相似的化学结构，多胺转运系统虽然可以识别和摄取多胺类似物，但多胺结构类似物不能替代多胺的功能，可以作为生物源多胺的转运抑制剂，减少外源性多胺的摄入，造成内源性多胺的耗竭，从而发挥抑制作用。多胺结构类似物还可以诱导细胞凋亡，从而起到抑制弓形虫的作用[9]。

    综上所述，弓形虫感染机体后在固有免疫中巨噬细胞产生NO在抗弓形虫机制中起到关键作用，而多胺则有利于弓形虫在宿主巨噬细胞中的增殖。

    参考文献：

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    [2]巢静.Chinese1型弓形虫株对孕大鼠巨噬细胞亚型偏移的影响及ROP16对细胞凋亡的诱导作用[D]安徽省合肥市安徽医科大学，2015：1-60.

    [3]王璐，张义华，孔兰婷等.姜黄素对弓形虫感染小胶质细胞NO的产生及iNOS表达的影响[J]中国人兽共患病学报，2013，29（04）：375-379.

    [4]Kelly J.Pittman，Laura J. Knoll. Long-Term Relationships： the Complicated Interplay between the Host and the Developmental Stages of Toxoplasma gondii during Acute and Chronic Infections[J] Microbiology and Molecular Biology Reviews，2015，79（4）

    [5]杨瑞，刘银花，夏嫱.一氧化氮在弓形虫致生精细胞损伤中的作用[J]现代医药卫生，2009，25（7）：966-967

    [6]孔兰婷.孕期弓形虫感染诱导的巨噬细胞亚群的偏移及其对不良妊娠的影响[D]安徽省合肥市安徽医科大学，2013：1-52

    [7]唐媛媛.弓形虫Chinese-1基因型虫株诱导巨噬细胞偏移应答的研究[D]安徽省合肥市安徽医科大学，2014：1-55

    [8]申善良.弓形虫Prugniaud株慢性感染小鼠脑部包囊的时空分布特征及其对多胺代谢酶和神经递质的影响[D]广东省广州市南方医科大学，2013：1-84.

    [9]宋佳.体外多胺微环境对人结肠癌细胞HCT116迁移的影响[D]河南省开封市河南大学，2015