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抗真菌药物与Toll样受体在固有免疫应答中的作用

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中国感染与化疗杂志2015年9月20日第15卷第5期Chin J Infect Chemother,September.2015,Vo1.1 5,No.5 501 ・综述・ 抗真菌药物与Toll样受体在固有免疫应答中的作用 吴婷, 王敏, 苏欣,施 毅 文章编号:1009 77()8(2015)05—0501—04 关键词:抗真菌药物;Toll样受体 真菌感染;免疫应答 中图分类号:R978.5 文献标志码:A Role of antifungals and Toll—like receptors in innate immune response Ting。WANG Min,SU Xin,SHI Yi. (Department of Respiratory Medicine,Nanjing General Hospital o}Nan3 ing Military Command,Nanj ing University Clinical School o{Medicine,Nan ing 210002,C ina) 近年来免疫抑制人群逐渐增加,真菌已成为此 类人群罹患感染性疾病最主要的病原体。随着全球 真菌感染发病率的增加,致死率高,对真菌感染疾病 认识不足、诊断困难、抗真菌药物疗效有限且已出现 耐药的现状都是临床工作中面临的困难,因此急需 开拓新的治疗方向以应对真菌感染l1]。抗真菌药物 除了对真菌的直接杀灭作用外,还可以通过激活机 体固有免疫应答而抵御真菌感染。故本文围绕广谱 素的患者而言真菌感染仍是医院获得性感染的第4 大病原体 。 1.2抗真菌药物 两性霉素B是多烯类抗真菌药物,选择作用于真 菌细胞膜上的麦角固醇,在膜上形成微孔,使细胞内 K 、核苷酸、氨基酸等物质外渗,无用物质或有毒物 质渗入而致真菌死亡。两性霉素抗菌谱广,作用于念 珠菌、隐球菌、毛霉、曲霉等引起的系统性感染,是重 症真菌感染治疗的基石_6]。脱氧胆盐两性霉素B (deoxycholate AmB)是两性霉素B的常规剂型,脂质 体两性霉素B(1iposomal AmB)剂型易于吸收[5]。棘 白菌素类是新型抗真菌药物,能抑制1,3- 葡聚糖合 成酶而抑制真菌细胞壁1,3一 葡聚糖合成,从而破坏 真菌细胞壁结构致真菌破裂死亡[ 。1,3一 葡聚糖不 仅是细胞壁结构,也是C型凝集素受体家族(@type 抗真菌药物对固有免疫应答的影响,尤其是抗真菌 药物与Toll样受体(Toll—like receptors,TLR)在 触发固有免疫应答间的关系作一综述。 1真菌与抗真菌药物 1.1真菌感染现状 自然界中约存在150万种真菌,其中仅150~ 400种能感染人类_2]。免疫抑制人群可发生从浅表 至深部直至一系列机会性真菌感染。在地方性真菌 lectins receptors,CLR)中树突状细胞相关性C型植 物血凝素1(Dectin-I)的配体,刺激宿主细胞TLR、 CLR这类固有免疫受体,触发免疫应答l8]。棘白菌素 类也能激活吞噬作用和促炎应答,其抗菌谱覆盖念珠 菌、曲霉、肺孢菌等_7]。类可用于系统性真菌感 染,包括氟康唑、伊曲康唑、伏立康唑和泊沙康唑。其 能抑制羊毛甾醇14 去甲基化酶素P450酶这一细胞 色素P450蛋白超家族一员,从而抑制真菌细胞膜麦 角固醇生物合成[ 。具有口服吸收特性的类可 病流行的发展中国家,免疫抑制和免疫健全人群都 可罹患真菌感染_3]。在所有侵袭性真菌感染 (invasive fungal infections,IFI)中,念珠菌是最主 要的病原体,占70 ~90 V00,其次是曲霉,占10 ~20 ,第3位是隐球菌l_4]。IFI具有高患病率和 病死率,即使抗真菌治疗能带来获益,但对有危险因 基金项目:国家自然科学基金(81270064),南京军区医药卫生科研 基金(12MA082)。 用于治疗轻症或重症真菌感染,如氟康唑治疗念珠菌 阴道炎,伏立康唑治疗曲霉感染。 2抗真菌药物与固有免疫关系 众所周知,微生物与抗菌药物、微生物与免疫系 作者单位:南京大学医学院临床学院南京军区南京总医院呼吸与危 重症学科,南京210002。 作者简介:吴婷(1987一),女,博士研究生,主要从事肺部感染研究。 通信作者:施毅,E-mail:shiyi56@126.corn。 502 中国感染与化疗杂志2015年9月20日第15卷第5期Chin J Infect Chemother,Se em er・20 1: ol_15.『!! 统之间存在直接作用,此外,抗菌药物对免疫系统也 起直接调节作用,可表现在调节吞噬作用、趋化作 用、内毒素释放、细胞因子产生、免疫抑制后造血干 细胞恢复、增强或抑制细胞凋亡等方面。如抗菌药 物的代表喹诺酮类和大环内酯类即具有多种免疫调 节作用。 固有免疫是抵抗肺部真菌感染的第一道防线, 抗真菌药物能协同宿主吞噬细胞共同抵抗感染组织 中的微生物__1。],在体内、体外实验中都表现出与效 应细胞的协同作用[4]。在无真菌感染条件下,单纯 给予两性霉素B刺激人原代单核细胞、THP一1细 胞、HEK293细胞可生成炎性因子TNF-a、IL-I ̄、 IL-6和IL_8,细胞因子单核细胞趋化蛋白(MCP一 1)、巨噬细胞炎性蛋白(MIP-I ̄)和IL-8,前列腺素 (PG)和一氧化氮(NO)[”]。确诊或拟诊真菌感染 的粒细胞缺乏患者,持续3 d给予两性霉素B后其 血清中TNF- ̄、IL-6、IL一1一RA增多l1 。上述结果 提示两性霉素B可激活固有免疫反应,刺激多种细 胞因子、炎性因子产生。早在20世纪90年代, Garcha等[1 ]证实唑类药物与小鼠巨噬细胞、人中性 粒细胞、单核细胞和单核细胞源的巨噬细胞协同杀 灭真菌;Van t wout等_l1 ]证实两性霉素B、氟康唑、 伊曲康唑能抑制巨噬细胞内念珠菌的芽管萌发; Roilides等|1 ]证实两性霉素B、氟胞嘧啶、酮康唑、 氟康唑、Sch-39304(类)、西洛芬净(LY121019) 6种抗真菌药物在体外中性粒细胞应对念珠菌感染 中起免疫调节作用。近期,陆续有报道新型抗真菌 药物唑类和棘白菌素类的免疫调节作用El6 17]。Choi 等¨1 证实抗菌药物(莫西沙星)和抗真菌药物可调 节免疫,抗真菌药物在体外应对烟曲霉感染的免疫 应答时可发挥免疫调节作用。 三类抗真菌药物在杀灭真菌的同时与固有免疫 系统协同作用,增强机体固有免疫系统对入侵病原 体的抵御。TLR类模式识别受体是这一过程中最 重要的成分。TLR在有免疫功能的组织及与外界 环境相交通的呼吸道、胃肠道上都有表达,在免疫系 统应对病原体入侵时识别病原体。人类已发现10 种TLR(TLR1 ̄TLR10),可识别病原体表面的病 原相关模式分子(pathogen associated microbial patterns,PAMP)或者危险相关模式分子(danger— associated molecular patterns,DAMP)[183。TLR1 识别的PAMP是革兰阳性菌;TLR2识别多种细 菌、真菌、病毒和特定的内源性结构;TLR4识别革 兰阴性菌的脂多糖;TLR9在多种免疫细胞如树突 状细胞、B淋巴细胞、单核细胞、自然杀伤细胞上表 达,识别DNA中非甲基化胞嘧啶核苷酸一鸟嘌呤核 苷酸(CpG)序列 鸺]。 3抗真菌药物与rrLR 3.1两性霉素B和TLR 由于两性霉素B是革兰阳性细菌链霉菌的产 物,因此推测固有免疫细胞可通过TLRs识别两性 霉素B。两性霉素B可刺激TI R1、TI R2和 TLR4。Sau等[ ]研究发现TLR2和CD14受体对 炎性因子TNF_a和IL-8的释放起重要作用;TLR2 也对IL-I[ ̄的释放起作用。在无真菌感染情况下, TLR2/小鼠的腹膜巨噬细胞(peritoneal macrophages,PM)给予两性霉素B刺激后不能产 生TNF-a、IL一1l3和II 一8,而野生型小鼠经两性霉素 B刺激后上述炎性因子生成增加。给TLR4突变的 C3H/HeJ(TLR4 )小鼠PM以两性霉素B刺激, TNF- 生成受到抑制,但此现象仅在高剂量两性霉 素B(4 mg/L)给药组时出现。TLR应对两性霉素 B刺激的反应受CD14影响,即两性霉素B刺激 CD14√ 小鼠PM,CD4 细胞不能产生TNF_d,但 Il,1j3生成不受此影响。上述现象均由脱氧胆盐两 性霉素B触发,脂质体两性霉素B不能刺激PM细 胞因子的生成。原因系脂质体两性霉素B中两性 霉素B被包裹在脂质体结构中,游离的、非脂质体 形式两性霉素B浓度低,不能有效刺激TI R2/ CD14和其他受体¨1 。 两性霉素B对TLR1的作用由Razonable等l1妇 证实。抗人TLR1单克隆抗体(anti—human TLR1 monoclonal antibody,anti-TLR1 MAb)处理THI7 1细 胞后,给予两性霉素B刺激后IL6、ID8、1、NF_a生成 都较对照组减少;予TLR2一TLR1配体Pam-3一Cys (tripalmitoyl cysteinyl lipopeptide)刺激,IL-8生成减 少;予TLR2配体肽聚糖(peptidoglycan,PNG)刺激, 则对I 8产生无影响。THP-1细胞经anti—TLR2 MAb处理后,再给予两性霉素B后,II,8的生成抑制 作用弱于经anti-TLR1 MAb处理组;若此时加入 ant.i-TLR1 MAb,则IL-8的生成明显抑制。综上,结 合Sau等l_19]的研究表明TLR1参与到TLR2介导的 两性霉素B对细胞的激活作用。 Bellocchio等l2o]证实人和小鼠中性粒细胞分别 经脱氧胆盐两性霉素B或脂质体两性霉素B处理 后再予曲霉感染,致TLR2和TLR4表达上调。曲 霉分生孢子和菌丝均能诱导TLR2增加,但仅菌丝 中国感染与化疗杂志2015年9月20日第15卷第5期Chin J Infect Chemother,September.2015,Vo1.15,No.5 503 诱导TLR4增加。两性霉素B不同剂型对中性粒 细胞上TLR信号通路的激活有选择性:脱氧胆盐 两性霉素B优先激活TLR2信号通路,增加TLR2 和促炎因子TN a;脂质体两性霉素B优先激活 TLR4信号通路,增加TLR4和抑炎因子IL一10,减 少TNF_a的产生。对于TLR4 小鼠,脂质体两性 霉素B则起到脱氧胆盐两性霉素B的作用,刺激 TNF_0【产生[ 。Matsuo等[21]用RAW264.7 cells 单核细胞系证明两性霉素B磷酸化NF_IcB的p65 (RelA),通过TLR2和NF—fcB调节促炎因子产生。 Salvenmoser等l2 ]予两性霉素B处理人中性粒 细胞后再感染烟曲霉,仅TLR9表达上调。原因考 虑是烟曲霉未甲基化的CpG DNA是TLR9的天然 配体,由Ramirez—Ortiz等 。 用如下实验证实:对小 鼠骨髓来源树突状细胞(bone marrow-derived dendritic cells,BMDCs)和人浆细胞样树突状细胞 (plasmacytoid dendritic cell,pDC)分别给予烟曲霉 DNA或富含CpG的烟曲霉基因序列合成物,都能 刺激TNF_Q、IL-12p70、INF_7生成;TLR9 的小鼠 BDMCs生成TNF_a减少。综上表明TLR9识别烟 曲霉DNA,促进炎性反应因子分泌,调节免疫应答。 2棘白菌素类与TLR Salvenmoser等l2 ]予卡泊芬净处理人中性粒细 胞后再感染烟曲霉、念珠菌,结果示中性粒细胞应对 烟曲霉感染时增加TLR2表达,而应对念珠菌感染 时增加TLR4和TLR9表达。 Moretti等_2 ]证实卡泊芬净抗真菌效应与 TLR2/Dectin-1、Dectin-1与TLR4、TLR9的关系。 不同种系Dectin-1_/一小鼠侵袭性曲霉病(invasive aspergillosis,IA)模型给予低浓度(0.1 mg/kg)卡 泊芬净后,疗效与遗传背景相关:Dectin-1_/_C57BL/ 6小鼠经卡泊芬净治疗后真菌生长受限、炎性反应 细胞招募减少,但疗效不及野生组小鼠;而Dectin- 1 BALB/c小鼠却无此作用。免疫完整、环磷酰胺 诱导、骨髓移植3种IA小鼠模型中,卡泊芬净的抗 真菌疗效表现出“矛盾现象”(the Eagle effect):低 浓度(0.1 mg/kg)时抑制真菌生长,减少炎性反应 细胞招募;而高浓度时(5 mg/kg)则不能抑制真菌 生长,增加炎性反应细胞招募。但在Dectin-1 的2 种种系小鼠中及TLR2 的C57BL/6小鼠IA模型 中卡泊芬净的“矛盾现象”消失,即低浓度时不能抑 制真菌生长,高浓度反而抑制真菌生长。综上表明 卡泊芬净抗真菌作用依赖TLR2/Dectin一1。在 TLR4 、TLR9 C57BL/6小鼠IA模型中,TI R4_,一 小鼠卡泊芬净的“矛盾现象”也消失,表明TLR4部 分参与卡泊芬净TLR2/Dectin 1依赖的保护作用; 对于TLR9。¨小鼠,低浓度和高浓度卡泊芬净治疗, 均抑制真菌生长、减少炎性反应细胞招募,表明 TLR9抑制卡泊芬净的抗曲霉作用_2 。 Moretti等_2 ]证实米卡芬净治疗小鼠IA时 1、NF_a减少,IL-10增加,具有免疫调节作用。IL-10 小鼠IA模型分别给予1 mg/kg和10 mg/kg米卡芬 净,2种浓度下肺组织菌落负荷均降低,但播散到脑 组织的菌落负荷增加,病理炎性反应加重,中性粒细 胞招募增加、促炎因子TNF- ̄和IL-17增多,说明米 卡芬净的抗炎作用需IL-10参与。在Dectin-1_,、 ,rI 2 、 3 、TLR4 、,rIR 、Myi388 (Dectirvl、 TLR2、TLR4、TLR9的下游蛋白)及TRIF (TLR3、 TLR4的下游蛋白)的小鼠IA模型分别给予1 mg/kg 和10 mg/kg米卡芬净治疗,疗效有差异:TLR2 小 鼠在2种剂量下疗效与野生组相比差异无统计学意 义;在野生组中,1 mg/kg米卡芬净的疗效与未治疗 组无差别,10 mg/kg米卡芬净能降低菌落负荷,减轻 组织炎性反应,但在Dectin-1 、TLR2 、TLR3 、 TRIF/-小鼠中该作用消失;2种剂量都使Dectin-1 、 TRIF 小鼠肺部菌落增加,组织炎性反应加重;仅10 mg/kg剂量使TI ̄R3√小鼠疗效恶化。上述结果表明 低浓度(1 mg/kg)米卡芬净激活Dectin-1/TRW信号 通路,而高浓度(10 mg/kg)米卡芬净需要Dectin-I、 TLR2、TLR3和TRIF共同参与才能起到保护性作 用。给予TLR4- 、TLR9- 和MyD88 一小鼠10 mg/kg 治疗,其疗效与野生型相似,表明高浓度卡泊芬净不 依赖上述信号通路。高浓度米卡芬净的抗真菌作用 也体现在炎性反应因子的表达上,10 mg/kg治疗下 Dectin-1 、TU _/、TLR3√、TRIF 小鼠II『10减少, 除TLR3√小鼠外,其余小鼠促炎因子腿a增加。 而TLR41,、TLR9/一和MyD88√一小鼠中IL-10和 TNF—a与野生组无差异。综上,作者认为,TLR2/ Dectin-1和TLR3/TRIF信号通路参与米卡芬净的 抗炎反应l2引。 3唑类药物与TLR 有限的研究数据表明唑类药物也触发TLR介 导的免疫应答。Salvenmoser等 。 予伏立康唑预处 理人中性粒细胞后感染烟曲霉致TLR2、TLR4、 TLR9表达上调。Simitsopoulou等m 研究表明 THP-I单核细胞予烟曲霉及伏立康唑处理,均可诱 504 中国感染与化疗杂志2015年9月20日第15卷第5期Chin J Infect Chemothe September・2015, 0l_ !, !:! 2005,49(4):1617—1621. 发不同程度的抗真菌应答:单独给予烟曲霉菌丝或 伏立康唑都可致THP一1细胞TI R2和TNF-a表达 ng M,Kliche K(),Heer Sonderhoff AH,et a1.Infusion [12] Arnirelated toxicity of three different amphotericin B formulations 增加,且伏立康唑单独作用效果强于烟曲霉菌丝单 独作用;二者共同刺激THP-1时TLR2和TNF- ̄增 and its relation to cytokine plasma levels[J].Mycoses,1995。 38(11-12):459—465. 加最明显。然而,无论是烟曲霉菌丝或伏立康唑单独 或联合应用都不能增加TLR4表达。此外,伏立康唑 单独刺激THP_1细胞致NF-出核移位增多,强于烟 E,Steven DA.Synergy of fluconazole [13] Garcha UK,Brummer with human monocytes or monocyte dirived macrophages for hilling of Candida species[J].J Infect Dis,1996:174(4): 889 890. 曲霉菌丝的单独作用;但同时给予伏立康唑和烟曲霉 菌丝致N 出核移位量最多[1 。综上,该研究证实  Wout JW,Meynaar I,I inde 1,et a1.Effect of [14] Van tamphotericin B,fluconazole and itraconazole on intracellular Candida albicans and germ tube development in macrophages 伏立康唑激活TLR2信号通路、TNF-a和NF-dB,在 应对烟曲霉感染时通过免疫调节进而增强应答效力。 4结语 两性霉素B、棘白菌素类、唑类药物三类抗真菌 药物的作用机制早已证实,但其通过触发TLR及 其信号通路,以协同作用的方式增强固有免疫应答、 共同清除真菌感染的作用机制为抗真菌药物的免疫 治疗提供新的思路,但目前尚缺乏临床转化研究。 本文综述了抗真菌药物在体内、体外实验中对固有 免疫调节作用的研究进展,对于今后探索抗真菌药 物的免疫治疗提供一定依据。 参考文献 [I]Pfaller MA. Antifungal drug resistance:mechanisms, epidemiology,and consequences for treatment[J].Am J Med,2012,125(1 Supp1):s3一s13. [2]Hube R Fungal adaptation to the host environment[J].Curr Opin Microbiol,2009,12(4):347—379. [3]Brown GD,Denning Dw,Levitz SM.Tackling human fungal infectionsf J f.Science,2012,336(6082):647. [4]Stevens DA.Combination immunotherapy and antifungal chemotherapy[J].Clin Infect Dis,1998,26(6):1266 1269. r 5]Mihu MR,Pattabhi R,Nosanchuk JD.The impact of antifungals on toll like receptors[J].Front Microbiol,2014, 5:99. [6 j Thompson GR 3rd,Cadena J,Patterson TF.Overview of antifungal agents[J].Clin Chest Med,20(/9,30(2):203 215. [7]Perlin DS.Current perspectives on echinocandin class drugs _lJ].Future Microbiol,2011,6(4):441—457. [8]Brown GD.I)ectin-1:a signalling non-TLR pattern-recognition receptor[J].Nat Rev Immunol,2006,6(1):33—43. [9]Zonios DI,Bennett JE.Update on azole antifungals[J]. Semin Respir Crit Care Med,2008,29(2):198—210. [1()]Morton CO,Bouzani M,Loeffler J,et a1.Direct interaction studies between Aspergillus fumigatus and human immune cells.what have we 1earned about pathogenicity and host immunity?[J].Front Microbiol,201 2,3:413. r1 1]Razonable RR,Henault M,Lee LN,et a1.Secretion of proinflammatory cytokines and chemokines during amphotericin B exposure is mediated by coactivation of toll— like receptors 1 and 2[J].Antimicrob Agents Chemother, _j].J Antimicrob Chemother,1990,25(5):803—811. [15] Roilides E,Walsh 1 ,Rubin M,et a1.Effects of antifungal drugs on the function of human neutrophils in vitro[J]. Antimicrob Agents Chemother,1990,34(2):196—201. [16] Choi JH,Kwon EY,Park CM,et a1.Immunomodulatory effects of antifungal agents on the response of human monoeytic cells to Aspergillus fumigatus conidia[j].Med Mycol,20i(),48(5):704—709. [17] Simitsopoulou M, Roilides E,Paliogianni F,et a1. Immunomoduiatory effects of voriconazole on monocytes challenged with Aspergillus fumigatus:differential role of Toll—like receptors[j].Antimicrob Agents Chemother,2008, 52(9):3301—3306. [18] Newton K,Dixit VM.Signaling in innate inmmnity and inflammation[J].Cold Spring Harb Perspect Biol,2012,4 (3),pii:a006049. [19] Sau K,Mambula SS,I atz E,et a1.The antifungal drug amphotericin B promotes inflammatory cytokine release by a Toll—like receptor-and CD1 4-dependent mechanism[J].J Biol Chem,2003,278(39):37561 37568. [2()] Bellocchio S,Gaziano R。Bozza S,et a1.I iposomal amphotericin B activates antifungal resistance with reduced toxicity by diverting Toll—like receptor signalling from TLR一2 to TI R一4[J].J Antimicrob Chemother,2005,55(2):21 4— 222. [213 Matsuo K,Hotokezaka H,Ohara N,et a1.Analysis of amphotericin Prinduced cell signaling with chemical inhibitors of signaling molecules[J].Microbiol Immunol,2006,50(4): 337—347. [22]Salvenmoser S,Seidler MJ,Dalpke A,et a1.Effects of caspofungin,Candida albicans and Aspergillus Jwnigatus on tolt-iike receptor 9 of OM-CSl?stimulated PMNs[J]. FEMS Immunol Med Microbiol,2010,60(1):74—77. [23]Ramirez Ortiz ZG,Specht CA,Wang JP,et a1. Foil—like receptor 9 dependent immune activation by unmethylated CpG motifs in Asperg illus fumigatus DNA[J].Infect Immun,2008,76(5):2123 2139. [24]Moretti S,Bozza S,D Angelo C,et a1.Role of innate immune receptors in paradoxical caspofungin activity in vivo in preclinical aspergillosis[J].Antimicrob Agents Chemother,2012,56(8): 4268—4276. r25]Moretti S,Bozza S,Massi Benedetti C,et a1. An immunomodulatory activity of micafungin in preclinical aspergillosis[J].J Antimicrob Chemother,2014,69(4): 1065—1074. 收稿日期:2014-09 10修回日期:2014 12 3【) 

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