弓形蟲感染與細胞因子關系的研究進展

高子萱，翟史心怡，張盈盈，徐娥娥，趙莉平

(陜西中醫藥大學 醫學技術學院，陜西 咸陽)

0 引言

剛地弓形蟲(Toxoplasma gondii)簡稱弓形蟲、弓漿蟲，寄生于人和許多種動物的有核細胞，引起人獸共患寄生蟲病[1]。據統計，我國居民的感染率為0.1%-47.3%，有9 萬名新生兒受弓形蟲的損害[2]。弓形蟲通過先天性和獲得性兩種途徑傳播給人，人感染后多呈隱形感染，當宿主免疫功能低下時，弓形蟲能引起中樞神經系統損害和全身性播散感染，甚至導致致死性機會感染。研究表明，弓形蟲與宿主免疫系統之間存在著精妙的平衡，免疫系統試圖清除弓形蟲，而弓形蟲則通過免疫逃避或者免疫調節，最終與宿主共存[3]。細胞因子的免疫調節對抗弓形蟲感染發揮著重要作用，本文對相關細胞因子的免疫調節機制作一綜述，以期為臨床診斷、治療，制備有效疫苗提供理論指導。

1 與弓形蟲感染相關的細胞因子

細胞因子(CYTOKINE)是由免疫細胞和某些非免疫細胞經刺激而合成、分泌的一類具有廣泛生物學活性的小分子蛋白質。通過結合相應受體調節細胞生長、分化和效應，調控免疫應答。細胞因子分為白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子超家族、集落刺激因子、趨化因子、生長因子等，與弓形蟲感染有關的細胞因子主要是γ-干擾素、白細胞介素和腫瘤壞死因子。

2 γ-干擾素(Interferon-γ)

2.1 IFN-γ 的細胞免疫作用

機體感染弓形蟲后，出現免疫反應，免疫細胞通過模式識別受體對弓形蟲的病原體相關分子模式進行識別和活化，分泌細胞因子和趨化因子從而清除弓形蟲感染[4]。CD4+T 淋巴細胞和CD8+T 淋巴細胞均能分泌細胞因子參與免疫應答，這兩類細胞在體內抗感染中分泌的細胞因子有IL-2、 IL-4 、IL-5、IL-6、IL-10 和IFN-γ 等，其中主要分泌的細胞因子為IFN-γ[5]。IFN-γ 對CD8+T 淋巴細胞的分化成熟起促進作用，進而對被弓形蟲速殖子感染的靶細胞產生較強的細胞毒殺傷作用[6]。

2.2 IFN-γ 抑制弓形蟲緩殖子向速殖子轉化

弓形蟲對中間宿主無嚴格的選擇性，眾多的哺乳動物、家畜及人類都能成為中間宿主。若宿主產生了免疫力，蟲體的繁殖受到抑制并形成包囊，則成為慢性感染，包囊偶爾可以破裂而釋放出緩殖子，部分緩殖子可形成新包囊，部分可被宿主細胞殺滅，當機體的免疫力下降時，不良環境被解除，包囊活化，緩殖子則向速殖子轉化，引發弓形蟲腦病甚至死亡[7]。程健曦[8]在體外培養的條件下，加入含IFN-γ 的堿性誘導的緩殖子和天然緩殖子，培養2 天后經半定量RT-PCR 結果顯示兩組均有BAG1 基因的表達，表明IFN-γ 能在一定程度上抑制弓形蟲緩殖子向速殖子的轉化。程健曦，張偉超等[9]在運輸應激條件下通過干擾素誘導劑PolyI:C，在體內驗證了IFN-γ 對緩殖子向速殖子轉化的抑制作用。

2.3 IFN-γ 誘導宿主體內NO 的產生

機體內NO 主要是由巨噬細胞產生，巨噬細胞表達的NO越多，機體抗弓形蟲感染的能力就越強，內源性的IFN-γ 能夠活化巨噬細胞，使NO 得以產生。NO 的生成原料為L-精氨酸(L-Arg)，IFN-γ 可激發L-精氨酸依賴的途徑，促使免疫細胞產生NO[10]。進一步研究發現，NO 的表達依賴于誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的高水平表達，而高等動物體內催化合成NO 的酶統稱為一氧化氮合酶(NOS)[11]。王海杰[12]等研究表明，一氧化氮合酶的生產需要IFN-γ 等物質的誘導。

Seige[13]等研究認為細胞內NO 在弓形蟲與宿主間建立的共生平衡中，起到了樞紐作用，抑制NO 產生，會導致普通感染及病原體增殖等炎癥反應，而高水平的NO 可減少炎癥反應，伴有弓形蟲的殺傷及有限制的宿主細胞損害。張同超[11]的研究顯示，在弓形蟲的慢性感染期，NO 還可以穩定弓形蟲的包囊期，限制弓形蟲的復制，從而抑制蟲體的生長繁殖，降低弓形蟲的感染率。

3 白細胞介素(Interleukin)

白細胞介素是由多種細胞產生并作用于多種細胞的一類細胞因子。最初指由白細胞產生又在白細胞間起調節作用的細胞因子，現指一類分子結構和生物學功能已基本明確，具有重要調節作用而統一命名的細胞因子，在傳遞信息，激活與調節免疫細胞，介導T、B 細胞活化、增殖與分化及在炎癥反應中起重要作用。

3.1 免疫上調因子

免疫上調因子主要功能是增加機體抵抗力，在抵抗疾病消除感染中發揮重要作用。該類因子由Th1 細胞及巨噬細胞產生，主要包括IL-1、IL-2、IL-12、IL-15、IL-18，研究較多的是IL-2、IL-12。

3.1.1 IL-2

IL-2 主要由T 細胞產生，以自分泌和旁分泌方式發揮效應。其主要功能是活化T 細胞，促進細胞因子產生；刺激NK細胞增殖，增強NK 殺傷活性及產生細胞因子，促進B 細胞增殖和分泌抗體；激活巨噬細胞。IL-2 屬于Th1 型細胞因子，尤其是可以影響妊娠期弓形蟲感染的垂直傳播。IL-2 可促進Th 細胞增殖和抑制CD8+T 細胞，使弓形蟲感染孕鼠倒置的CD4+/CD8+T 細胞比值逆轉，同時促進NK 細胞的增殖。通過這兩方面實現對孕鼠弓形蟲感染的免疫調節作用[14]。單聯喆[15]等通過對感染弓形蟲的孕鼠注入不同劑量IL-2，妊娠12 天后取出胚觀察發現處理組的胚胎存活率明顯高于感染組且處理組的垂直傳播率較感染組明顯下降。

3.1.2 IL-12

IL-12 主要作用于淋巴細胞，是Th1 細胞免疫應答的決定因素，可有效地促進Th1 類細胞因子如IFN-γ 的產生來殺傷弓形蟲，另一方面又可抑制Th2 類因子如IL-4、IL-13 的產生，從而抑制Th2 型應答反應。黃友敏[16]等通過對弓形蟲感染孕婦血清IL-12 含量的測定，發現弓形蟲感染組孕婦血清IL-12 含量顯著高于正常組。說明IL-12 與弓形蟲感染密切相關。Wilson[17]等運用IL-12 抗弓形蟲感染取得較好效果并發現IL-12 可刺激CD8+T 淋巴細胞產生IFN-γ，從而發揮生物學效應。但Yap[18]等研究發現，IL-12 反應系統部分受損的小鼠對弓形蟲感染不能形成有效的自我保護 而在加入了IL-18 后，這種現象出現了改變，IL-18 在抗弓形蟲感染方面可以彌補IL-12 的不足，當兩者聯合使用時可以發揮更強的生物學作用。

3.2 免疫下調因子

免疫下調因子主要功能是通過抑制免疫功能而達到調節免疫反應的平衡。此類因子由Th2 細胞產生，包括IL-4、IL-6、IL-10，與弓形蟲感染有關的主要是IL-4。

3.2.1 IL-4

在弓形蟲感染中，IL-4 可下調IFN-γ，從而抑制CD8+T 淋巴細胞的分化成熟，進而降低CD8+T 淋巴細胞對弓形蟲速殖子感染的靶細胞產生的細胞毒殺傷作用。王春莉[19]等研究表明，IL-4 水平在弓形蟲感染后第7d 升高至6.91pg/mL(P＜0.05)，至感染60d 仍高于正常水平，而CD8+T 淋巴細胞在機體感染弓形蟲后均顯著低于正常水平，至感染后28 天恢復正常水平。說明IL-4 是典型的免疫下調因子，能夠抑制機體的免疫功能，在一定程度上容易感染弓形蟲。

4 腫瘤壞死因子-α(TNF-α)

4.1 TNF-α 和宿主神經系統的相關性

動物實驗研究發現，弓形蟲對腦組織有特殊的親和性，可通過血腦屏障進入中樞神經系統[20]。中樞神經系統的損傷使小膠質細胞活化進而介導炎癥反應。張義華[21]等通過建立小鼠模型發現，在弓形蟲感染小鼠后小膠質細胞顯著活化，同時TNF-α 的水平與正常未感染組相比也顯著升高。相關研究指出，在中樞神經系統疾病中，TNF-α 能通過與受體結合后直接啟動凋亡效應，或者通過直接干擾細胞內底物誘導神經元死亡[22]。

TNF-α 屬于海馬組織細胞因子，與機體的學習和記憶能力相關。周永華[23]等對弓形蟲感染大鼠進行Morris 水迷宮實驗發現，各感染組Morris 水迷宮測試中逃避潛伏期均明顯延長，距離百分百明顯降低，各感染組的大鼠海馬組織TNF-α 水平明顯高于未感染弓形蟲組。故弓形蟲感染后，海馬組織TNF-α 水平升高，影響宿主的記憶能力。

4.2 TNF-α 和妊娠失敗的相關性

TNF-α 是由活化的單核、巨噬細胞分泌產生的重要免疫調節因子，具有廣泛的生物學效應，可參與免疫調節，介導炎癥反應，參與妊娠全過程的調節[24]。妊娠期時，機體的免疫力低下，容易受到弓形蟲的侵襲并感染。王慧玲[25]等通過研究發現輸卵管妊娠孕婦受弓形蟲感染后可致輸卵管黏膜上皮TNF-α 的表達增加，表明弓形蟲感染后，TNF-α 水平與異位妊娠相關。鐘秀會[26]等剖殺弓形蟲感染后孕鼠發現實驗孕鼠均出現流產，子宮勻漿中TNF-α 含量顯著高于未感染弓形蟲孕鼠組，結果提示已妊娠母鼠感染弓形蟲可引發流產，并與子宮胎兒界面的TNF-α 分泌增多有關。

5 小結

弓形蟲與宿主免疫系統之間存在著免疫平衡，當宿主免疫功能正常時不易感染弓形蟲。如果宿主的免疫力低下，體內的各細胞因子的表達出現異常，成為弓形蟲的重要致病因素。本文通過對TNF-α，IL 和IFN-γ 與弓形蟲感染的關系進行研究，分析弓形蟲感染時細胞因子的含量變化，如何調控宿主的免疫系統以及細胞因子與妊娠和神經系統之間的相關性，有利于臨床合理的診斷、治療弓形蟲感染，減少弓形蟲感染的發病率和死亡率，也為相關疫苗的研制提供理論指導。隨著醫學科研水平的不斷發展，未來還會有更多細胞因子與弓形蟲感染之間的關系被揭示，為臨床治療與診斷提供新的思路與方法。