|
轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）不僅在結核病發(fā)展過程中產(chǎn)生過量而且在結核分支桿菌感染的活動性病灶部位表達。TGF-β能夠抑制T細胞的激活及其功能，其中包括一些重要的細胞因子如白細胞介素2（IL-2）、γ干擾素（IFN-γ）等的產(chǎn)生。TGF-β和其他細胞因子如腫瘤壞死因子α（TNF-α）具有協(xié)同作用，可以形成具有結核病特征的組織破壞。TGF-β過量產(chǎn)生引起結核病的免疫病理改變提示，TGF-β的抑制劑可以作為活動性結核病感染過程抗結核化療的輔助治療。
一、TGF-β的免疫功能
1．TGF-β抑制T細胞的免疫應答：TGF-β抑制淋巴細胞的增殖及其功能可以與環(huán)胞霉素-A相媲美，T細胞的分化狀態(tài)在決定其對TGF-β應答方面起著至關重要的作用［1］。已被激活或進入細胞周期的成熟T細胞對TGF-β的抑制增殖效應十分敏感，相反，未成熟或靜止T細胞能夠抵抗TGF-β的抑制增殖作用。CD+ 4T細胞或CD+ 8T細胞對TGF-β的抑制活性存在不同的敏感性。TGF-β主要通過下調(diào)IL-2介導的增殖信號來抑制有絲分裂原或抗CD3抗體激活的T細胞增殖。TGF-β對T細胞激活早期的影響是促進T細胞生長停滯、G1期細胞的積聚和增加其對凋亡的敏感性。TGF-β可以通過與其它分子的協(xié)同作用誘導細胞凋亡，在髓性白血病細胞M1中TGF-β通過抑制BCL-2基因的表達快速地誘導這些細胞的生長停滯和凋亡［2］。TGF-β可以消除干細胞生長因子（SCF）對肥大細胞的抗凋亡效應；TGF-β下調(diào)人類主要組織相容性抗原（HLA-DR）的表達，不僅能夠減低單核細胞產(chǎn)生白細胞介素1（IL-1）及腫瘤壞死因子α（TNF-α），而且可以降低白細胞介素1受體（IL-1R）及白細胞介素-1受體拮抗劑（IL-1Ra）的表達［3］。TGF-β不僅可以拮抗IL-1對靶細胞的作用，而且可以抑制受刺激的T細胞產(chǎn)生IFN-γ。
雖然結核分支桿菌及其有效成分PPD能夠誘導單核巨噬細胞產(chǎn)生TGF-β，但是結核分支桿菌胞壁的糖肽脂僅能誘導TGF-β的產(chǎn)生而不能誘導單核巨噬細胞產(chǎn)生IL-1、TNF-α和白細胞介素10（IL-10）［4,5］。所以，人們推測結核分支桿菌感染病灶的細胞因子可能存在TGF-β的過度表達［6,7］。事實也是如此，在結核病患者的結核結節(jié)中，其浸潤的單核巨噬細胞可以過度表達TGF-β。另外一些證據(jù)提示活動性肺結核患者對結核分支桿菌抗原存在細胞免疫抑制現(xiàn)象，17％～25％的患者對PPD遲發(fā)性皮試反應消失，大約60％的患者T細胞應答功能低下，這些細胞免疫抑制現(xiàn)象既與TGF-β有關，又與肺結核病的嚴重程度密切相關［8］。
2．TGF-β引起巨噬細胞去活化：TGF-β導致巨噬細胞去活化的機制是直接抑制反應氧或反應氧中間產(chǎn)物的產(chǎn)生和間接拮抗IFN-γ、TNF-α對巨噬細胞的作用。反應氧及反應氧中間產(chǎn)物在單核巨噬細胞抗菌作用中非常重要，并且可以被IFN-γ、TNF-α上調(diào)。反應氧中間產(chǎn)物如一氧化氮（NO）在結核分支桿菌中可能起著重要作用。在鼠巨噬細胞中NO的產(chǎn)生受誘導性NO合酶（iNOS）的調(diào)節(jié)，TGF-β可以降低iNOS mRNA的表達和iNOS蛋白的翻譯。在人巨噬細胞中逆轉(zhuǎn)NO的產(chǎn)生也與TGF-β有關［9］。
二、結核分支桿菌及其有效成分誘導的免疫效應
結核分支桿菌及其有效成分是單核巨噬細胞產(chǎn)生細胞因子的有效誘導劑。結核分支桿菌PPD可以直接刺激單核巨噬細胞產(chǎn)生IL-1、TNF-α和白細胞介素-2受體（IL-2R）［10,11］。結核分支桿菌的谷氨酰胺合成酶可以誘導TNF-α的產(chǎn)生，結核分支桿菌分支酰轉(zhuǎn)移酶或30 kD抗原能夠增強單核巨噬細胞產(chǎn)生細胞因子。雖然細胞因子IL-2、IFN-γ在結核分支桿菌感染的宿主免疫應答中起著非常重要的作用，但是兩者在活動性肺結核患者中存在明顯的缺陷。IL-2是結核分支桿菌反應性T細胞克隆擴增的關鍵因素，IFN-γ可以激活單核巨噬細胞吞噬結核分支桿菌。除了IL-2產(chǎn)生和T細胞應答功能低下外，結核病患者外周血細胞IL-2R的表達也明顯下降。與T細胞應答功能低下相反，細胞因子網(wǎng)絡麻痹可能導致一些細胞因子的過量表達。幾項研究結果提示活動性結核病患者血清中的TNF-α、IL-1、IL-6的表達均被上調(diào)，同時顯示這些患者的單核巨噬細胞可以過度表達TGF-β。體外用結核分支桿菌及其有效成分刺激這些單核細胞能夠促進TGF-β的產(chǎn)生�？筎GF-β抗體或 TGF-β的天然抑制劑通過拮抗TGF-β的作用可以糾正結核分支桿菌誘導的T細胞應答功能低下［12］�；顒有越Y核病患者的單核巨噬細胞培養(yǎng)上清能夠顯著抑制PPD誘導T細胞產(chǎn)生IFN-γ和IL-2，這些結果提示活動性結核病患者的單核巨噬細胞所產(chǎn)生的TGF-β可能是以活性形式存在。另有證據(jù)證實活動性結核病患者和健康PPD皮試陽性者的外周血單核巨噬細胞體外應用PPD刺激培養(yǎng)后，兩者產(chǎn)生IL-10的水平相似，抗IL-10抗體可以糾正結核病患者的T細胞功能低下［13］。結核病患者的細胞免疫麻痹是否涉及IL-10和TGF-β的相互作用并不清楚，但是結核分支桿菌及其有效成分在體內(nèi)能夠誘導結核病患者單核巨噬細胞過量表達TGF-β，對IL-10和抑制T細胞免疫應答功能已經(jīng)了解很多。
三、TGF-β導致的組織損壞
在體外實驗體系中，IFN-γ和TNF-α能夠適度增加人單核巨噬細胞抗結核分支桿菌活性，這些細胞因子在結核性胸膜炎患者體內(nèi)成功地抑制結核分支桿菌復制［14］。與TNF-α和IFN-γ相反，TGF-β可以促進結核分支桿菌的胞內(nèi)生長。TGF-β的中和抗體或天然抑制劑能夠降低結核分支桿菌胞內(nèi)生長。在單核巨噬細胞中，TGF-β能夠下調(diào)IFN-γ、TNF-α的產(chǎn)量和活性，也可以降低反應氧中間物產(chǎn)量［12］。當TGF-β添加到結核分支桿菌浸染的單核細胞培養(yǎng)體系中，IFN-γ及TNF-α對結核分支桿菌胞內(nèi)生長殺菌效應就會被中和。TGF-β所致的巨噬細胞去活化在重度感染結核病患者中是最強的。過量TGF-β不僅可以引起結核分支桿菌感染的慢性過程，而且可以導致廣泛組織破壞、空洞形成和纖維化的結核病病變特征。盡管結核分支桿菌的某些成分可以直接激活一些細胞蛋白酶引起組織損傷，但結核分支桿菌誘導的病變主要由細胞因子介導。TGF-β，TNF-α是結核分支桿菌及其有效成分誘導病變的主要細胞因子。TGF-β對上皮細胞具有毒性，能夠降低Ⅱ型氣道細胞表面蛋白的產(chǎn)生，促進纖維化活性和纖維膠原酶的產(chǎn)生，也能增加具有組織毒性的反應氧中間物的產(chǎn)生。TGF-β是上皮和內(nèi)皮細胞生長的強抑制劑［14］，它既可以促進基質(zhì)膠原的產(chǎn)生和貯存，又可以增加巨噬細胞膠原酶的產(chǎn)生。結核分支桿菌及其有效成分可以刺激其感染部位新鮮募集的單核巨噬細胞過量表達TGF-β［15］，進一步趨化單核細胞和中性粒細胞浸潤結核分支桿菌感染部位，增加膠原酶及彈性蛋白酶的產(chǎn)量，所以，TGF-β的過度表達不僅與結核病患者的T細胞應答功能低下、巨噬細胞去活化相關聯(lián)，而且與結核分支桿菌引起的組織損傷和廣泛纖維化密切相關［16］。腹腔內(nèi)注射TGF-β的小鼠可以出現(xiàn)惡變質(zhì)和普通纖維化。在幾種纖維化肺病中如特發(fā)性肺纖維化、肉瘤樣病、博萊霉素誘導的肺纖維化，運用原位雜交和免疫組化技術證實這些病變組織可以過量表達TGF-β。實驗性博萊霉素誘導的肺纖維化組織中TGF-β暫時性升高與其病情發(fā)展分期相關。在腎小球腎炎的大鼠模型中，TGF-β可能參與其病理改變，全身應用抗TGF-β抗體或天然抑制劑可以減輕它的尿蛋白排出和逆轉(zhuǎn)其病變過程。因此，TGF-β的組織水平在慢性纖維化病變的形成過程中起著非常重要的作用［10］。由于TGF-β可以在結核分支桿菌感染部位過量表達，被認為是引起結核病免疫病變的中心分子。
四、TGF-β抑制劑免疫調(diào)變的可能作用
活動性結核病患者體內(nèi)過量表達的TGF-β能夠抑制T細胞免疫應答，導致巨噬細胞去活化和組織損傷，所以有人認為TGF-β的抑制劑可以作為結核病化療的免疫佐劑。兩種TGF-β天然抑制劑得克因（decorin）、滅活相關肽（LAP）具有潛在調(diào)變TGF-β的作用［17］。得克因是一種小相對分子質(zhì)量的糖原，可以與TGF-β的生物活性中心結合，阻斷TGF-β的活性。在腎小球腎炎的大鼠模型中，得克因的應用可以降低尿蛋白，顯著地改善組織病變。LAP是TGF-β的滅活相關肽，它具有結合和滅活TGF-β的能力。重組LAP已經(jīng)應用于能夠過度表達TGF-β的轉(zhuǎn)基因鼠，實驗結果提示LAP能夠阻斷TGF-β對肝細胞的增殖效應。已有實驗證明得克因和LAP應用于結核病患者可以恢復T細胞的免疫應答能力，改善單核巨噬細胞的免疫效應功能。因此，得克因和LAP可望作為免疫治療佐劑應用于結核病患者的臨床治療，尤其是對難治性結核病患者特別適用。
參考文獻
1 Ahuja SS, Paliogianni M, Yamada H, et al. effect of transforming growth factor-β on early and late activation events in human T cells. J Immunol, 1993,150:3109-3119.
2 Selvakumaran M, Lin HK, Miyashita T, et al. Immediate early upregulation of bax expression by P53 but not TGF-β1: a paradigm for distinct apoptotic pathways. Oncogene, 1994,9:1791-1799.
3 Bogdan C, Paik J, Vodovotz Y, et al. Constrasting mechanisms for suppression of macrophage cytokines release by TGF-β and IL-10. J Biol Chem,1992,267:23301-23306.
4 Yuan Y, Lee RE, Besra GS, et al. Identification of a gene involved in the biosynthesis of cyclopropanated mycolic acids in Mycobacterium tuberculosis. proc Natl Acad Sci USA, 1995,92:6630-6634.
5 Aung H, Toossi Z, Wisnieski JJ, et al. Induction of monocytes expression of tumor necrosis factor alpha by the 30 kDa alpha antigen of Mycobacterium tuberculosis and synergism with fibronectin. J Clin Invest, 1996,98:1261-1268.
6 Toossi Z, Young TG, Averill LE, et al. Induction of TGF-β by purified protein derivative (PPD) of Mycobacterium tuberculosis. Infect Immunol,1995,63:224-228.
< br>
7 Hirsch CS, Hussain R, Toossi Z, et al. Crossmodulatory role for TGF-β in tuberculosis: suppression of antigen driven IFN-γ production. Proc Natl Acad sci USA, 1996,93:3193-3198.
8 Barnes PF, Lu S, Abrams JS, et al. Cytokine production at the site of disease in human tuberculosis. Infect Immunol, 1993,61:3482-3489.
9 Rich EA, Knuth CK, Hamilton BD, et al. Mycobacterium tuberculosis-stimulated expression of inducible nitric oxide synthase and production of nitric oxide by human alveolar macrophages. in press.
10 Toossi Z, Gogate P, Shiratsuchi H, et al. Enhanced production of TGF-β by blood monocytes from patients with active tuberculosis and presence of TGF-β in tuberculous granulomatous lung lesions. J Immunol, 1995,54:465-473.
11 Wallis RS, Fujiwara H, Ellner JJ, et al. Direct stimulation of monocyte release of IL-1 by mycobacterial protein antigens. J Immunol, 1996,56:193-196.
12 Hirsch CS, Jerrold JE, Blinkhorn R, et al. In vitro restoration of T cell responses in tuberculosis and augmentation of monocyte effector function against mycobacterium tuberculosis by na tural inhibitors of TGF-β. Proc Natl Acad Sci uSA, 1997,94:3926-3931.
13 Hirch CS, Toossi Z, Hussain R, et al. Suppression of T cell responses by TGF-β in tuberculosis. J Invest Med, 1995,43:365A.
14 Shwander SK, Sada E, Torres M, et al. T lymphocytic and immature macrophage alveolar in active pulmonary tuberculosis. J Infect Dis, 1996,173:1267-1272.
15 Border WA, Noble NA. TGF-β in tissue fibrosis. N Engl J Med,1994,331:1286-1290.
16 Wahl SM, Allen JB, Weeks BS, et al. TGF-β enhances integrin expression and type Ⅳ collagenase secretion in human monocytes. Proc Natl Acad Sci USA,1993,90:4577-4581.
17 Yamaguchi Y, Mann DM, Ruoslahti Y, et al. Negative regulation of TGF-β by the protoglycan decorin. Nature, 1990,346:281-283.
uSA, 1997,94:3926-3931.
13 Hirch CS, Toossi Z, Hussain R, et al. Suppression of T cell responses by TGF-β in tuberculosis. J Invest Med, 1995,43:365A.
14 Shwander SK, Sada E, Torres M, et al. T lymphocytic and immature macrophage alveolar in active pulmonary tuberculosis. J Infect Dis, 1996,173:1267-1272.
15 Border WA, Noble NA. TGF-β in tissue fibrosis. N Engl J Med,1994,331:1286-1290.
16 Wahl SM, Allen JB, Weeks BS, et al. TGF-β enhances integrin expression and type Ⅳ collagenase s
... |
