免疫细胞研究：基质、先天免疫、细菌粘附对肺病毒和细菌感染影响

杂志简介:（评价摘选自Medsci）

《免疫学前沿》(Frontiers in Immunology)是一份经过同行评审的开放性期刊，也是国际免疫学会联盟(IUIS)的官方期刊，主要发表整个免疫学领域最杰出的研究成果。该期刊除了研究免疫系统发育和功能的基本机制外，还特别强调人类免疫疾病的临床和免疫表型描述及对其分子的基础定义。

本文选自该期刊，是由英国曼彻斯特大学莉迪亚·贝克尔教授，免疫学炎症研究所和曼彻斯特炎症研究协作中心共同发表，文章介绍了有关于先天免疫细胞抑制与继发性肺细菌性肺炎的关系，原文请参阅“Morgan D J, Casulli J, Chew C, et al. Innate immune cell suppression and the link with secondary lung bacterial pneumonia[J]. Frontiers in immunology, 2018, 9: 2943.”

免疫细胞研究：基质、先天免疫、细菌粘附对肺病毒和细菌感染影响

【摘要】细胞外基质是一种高密度结构组织，它含有43种胶原，200种糖蛋白和40种蛋白多糖。这些成分结合在一起会形成间质基质和基底膜。间质基质和基底膜的变化会影响肺和气道的细胞含量以及细菌物种粘附等。另外，细胞外基质的一些成分还可以与其他具有免疫调节特性的蛋白质结合。

【关键词】免疫细胞，基质，先天免疫，细菌粘附，肺炎

一、 前言

细胞外基质的调节可能取决于病毒株。在对感染流行性流感菌株患者的数据分析表明：被感染H5N1和H7N9的患者，与细胞外基质通路基因的富集有关，基质的相关成分会影响肺的免疫功能。

二、 肺感染中基质的作用

(一) 基质

基底膜是一种高密度组织结构，由IV型胶原、层粘连蛋白、蛋白多糖（含Biglycan）、硫酸肝素蛋白多糖和Nidogen组成。间质基质的纤维胶原I型和III型，除了与其他胶原和ECM结合外，还可以与炎症细胞表面受体整合素相互作用。

(二) 基质因子

由病毒感染而导致基质重新建模会产生很多严重后果，例如组织内原有的免疫细胞不适合随后的细菌感染，可能会破坏整个免疫系统。基质的降解可以释放生物活性片段，现在被称为基质因子，具有免疫调节特性。

三、 肺感染中透明质酸的作用

(一) 诱导不良事件

细胞外基质成分需要间质和肺泡巨噬细胞来清除。最近，我们利用了过量的透明质酸来诱导不良事件。透明质酸是一种存在于肺间质基质中的糖胺聚糖。据报道，高分子量和低分子量透明质酸分别具有抗炎和促炎作用。

(二) 介导肺损伤后修复。

一项研究报告指出，透明质酸会在肺和气道中长期存在，当肺出现损伤时，透明质酸就会介导修复，恢复其肺功能，且这种物质没有任何有害副作用。

四、 肺感染中肺免疫

(一) 肺微生物群

经病毒诱导的细胞外基质变化会造成肺部微生物群的变化。当微生物共生失调是，会对疾病的整体发展方向产生巨大影响。细菌对不同基质底物具有亲和力，ECM组分的变化可能增加宿主病原体的细菌毒力。

(二) 弹性蛋白

许多微生物具有弹性蛋白酶活性和表达弹性蛋白的特性，这有助于它们的致病性。弹性蛋白水解产物诱导MMP活性，可以使许多细菌表达弹性蛋白酶进一步促进弹性蛋白而发挥效用，从而促进细菌结合。

五、 肺感染中肺免疫细菌的粘附

(一) 纤维连接蛋白

由于纤维连接蛋白的成分会影响TLR4受体信号传导，所以FNBPs也可能促进免疫调节。细菌表达的胶原受体，它们的结合可能取决于胶原纤维抗拉强度、构象和结构动力学。在体外模型中，对胶原肽施加更高的拉伸力可以限制受体的结合，而结构正常的胶原纤维可以减少细菌粘附的可用位点。另外，胶原纤维被高MMP活性切割，可能会增加对细菌定植的易感性，使结构强度降低，使更多的细菌具有结合能力。

(二) 细菌的粘附

VonWillebrand因子（vWF）是一种大型多聚体粘附分子，能刺激细菌粘附。在金黄色葡萄球菌等细菌中，粘附宿主可以通过vWF和细菌结合SPA介导，在没有免疫细胞检测和清除的情况下，SPA会以可溶性和不溶性形式与vWF结合，促进细菌附着，并增强毒性强度。

(三) 阻止免疫清除

糖胺聚糖（GAG）的相互作用普遍用于细胞和细胞外信号。一项对GAG结合域的大型研究表明：去除金黄色葡萄球菌和肺炎球菌中的硫酸肝素，可以减少细菌对肺上皮细胞和成纤维细胞的附着，抑制合成产生。另外，宿主的正常GAG相互作用也会被微生物用来阻止免疫检测和清除。

在链球菌表面涂上可溶性高分子量透明质酸，可以抑制巨噬细胞的检测和清除。当宿主组织或细菌中降解透明质酸，低分子量蛋白质会刺激吞噬作用，研究表明：细菌定植和感染可以通过细菌和宿主的GAGS来完成。

六、 讨论

病毒性肺感染是由上呼吸道病毒感染、向下蔓延所致的肺部炎症。本病一年四季均可发生，但大多见于冬春季节，可暴发或散发流行。临床主要表现为发热、头痛、全身酸痛、干咳及肺浸润等。病毒性肺炎的发生与病毒的毒力、感染途径以及宿主的年龄、免疫功能状态等有关。当肺被病毒或细菌感染后，感染诱导表达膜I型基质金属蛋白酶（MT1-MMP/MMP-14）髓系细胞的聚集，在肺发育和稳定中起到重要作用。MT1-MMP的抑制能降低流感感染小鼠的组织损伤和死亡率，并与抗病毒奥司他韦相结合，使其完全康复。除此之外，这种MT1-MMP抑制还可防止流感感染后肺炎的发展。

【参考资料】

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4. Madani A, Garakani K, M.Mofrad RK. Molecular mechanics of Staphylococcus aureus adhesin, CNA, and the inhibition of bacterial adhesion by stretching collagen. PLoS ONE (2017) 12:e0179601. doi: 10.1371/journal.pone.0179601.

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