麻風反應的免疫特征研究進展

邢　燕，谷俊朝

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麻風反應的免疫特征研究進展

邢燕，谷俊朝

［摘要］在當前麻風病流行趨勢顯著下降的情況下，麻風反應（lepra reaction， LR）仍然是一個重大而持久的問題。1型麻風反應和2型麻風反應是神經損傷和永久殘疾的主要原因。最近幾年，LR的免疫病理學已成為重要的研究領域之一，它可能為早期發現和控制LR提供有價值的靶標。目前尚無普遍接受的LR實驗室標志物。因此，更深入了解LR所涉及的分子機制可能為LR的早期診斷和預防其造成的災難性后果提供合理的策略。

［關鍵詞］麻風；病人；因素分析

DOI∶ 10.3969/j.issn.1007-8134.2016.03.017

麻風病患者在治療過程中存在的主要問題是發生麻風反應（lepra reaction， LR），這些反應是患者對麻風桿菌的免疫應答動態變化的結果，可能發生在多種藥物治療（multidrug therapy， MDT）之前、期間或完成之后。LR有2大類：1型LR （type 1 lepra reaction， T1LR） 和2型LR（type 2 lepra reaction， T2LR）。T1LR也被稱為“逆向反應”，是Ⅳ型超敏反應，發生在界線類麻風患者，這些患者對麻風桿菌抗原決定簇產生細胞免疫反應，其特征是舊皮損呈急性炎癥或出現新皮損和（或）神經炎。約95％的T1LR病例與麻風病同時或在MDT的前2年被診斷。T2LR也稱為麻風結節性紅斑，是瘤型麻風（lepromatous leprosy， LL）的并發癥，由免疫復合物介導。T2LR呈現皮膚病變（紅、痛和觸痛性皮下病變）、發熱和全身性炎癥反應，后者可能影響神經、眼、關節、睪丸和淋巴結等。多數T2LR發生在MDT的第1年。因為LR可能發生于MDT完成后數月甚至數年，因此甚至是在麻風病治愈的情況下相關的殘疾仍會繼續發生。因此，目前迫切須要了解這些反應的發病機制，尋找分子、免疫學和遺傳生物標記物，以提供預測和預后的生物標志物來早期識別處于LR高風險的患者和監測最終的療效，并制定新的治療方法以減少神經損傷。

1　流行病學和危險因素

誘發LR的可能因素有許多，但未得到證實。易發生LR的遺傳因素也尚未明了。根據LR的發病時間和診斷標準，T1LR的發生率為3.5％～47.5％，且在MDT期間更高［1］。多菌型麻風患者T1LR發生率高于少菌型麻風患者，兩者有發病風險的人-年數分別為10.6/100 和4.3/100［2］。界線類偏瘤型麻風和LL患者的T2LR患病率有很明顯的地域差異 ：從亞洲的19％～26％到巴西的37％，國內報道T1LR的發生率為11.4％～15.0％，T2LR的發生率為19.3％～28.3％［3-4］。

一些隊列研究對T1LR的危險因素進行了評估。然而，不同的標準使得比較和概括這些危險因素相當困難。一般來說，性別、年齡、廣泛分布的病變、多菌型麻風和確診時出現WHO 1級和2級畸殘被認為是T1LR的危險因素［5］。但也有研究發現這些因素對T1LR進展無影響［6］。與麻風患者T1LR發病相關的其他危險因素有激素水平的變化，如懷孕以及皮損中存在分枝桿菌抗原。除此之外，有些研究者發現口腔慢性感染與T1LR和T2LR的發生和（或）持續有關［6-7］。另一方面，LL和細菌指數大于4+被確定為T2LR的危險因素。另有研究提示病毒感染，如乙型和丙型病毒性肝炎可能是LR發生的危險因素。對合并HIV感染的麻風患者進行的研究，發現與HIV陰性的麻風患者相比，合并HIV感染的患者在麻風確診時會更多地遭受LR困擾［8］；接受抗反轉錄病毒治療的合并感染患者更可能發生T1LR［9］；高效抗反轉錄病毒治療與嚴重的反應病變相關，可能與免疫重建炎癥綜合征的發生有關［10-11］。此外，家庭內接觸也可能是LR的重要預測因素，巴西的一項回顧性研究發現女性患者LR發病率升高與家庭內接觸者較多有關，提示LR可能由健康家庭成員攜帶的麻風桿菌觸發，該假設尚須通過大樣本量、嚴格病例選擇的長期隨訪研究予以證實［12］。

2　病原體致病因素

研究發現T1LR患者的神經和皮膚內存在麻風桿菌抗原決定簇，該抗原定位于雪旺氏細胞和巨噬細胞。T1LR病灶內發現抗原，支持麻風桿菌抗原在T1LR的發病機制中起作用。對皮膚切刮涂片陰性、單個皮損和少菌型的巴西麻風病患者的隨訪研究發現，皮損中檢測到麻風桿菌DNA的患者，比未檢測到麻風桿菌DNA的患者更可能發生T1LR［13］。研究發現T1LR和T2LR患者中細胞凋亡數量顯著增加［14］，LR發病機制的假說之一是麻風桿菌抗原決定簇誘導巨噬細胞的程序性死亡，導致細菌量減少。細胞凋亡增強似乎是LR中組織損傷的促進因素之一。有一些麻風桿菌特異性的基因已被用作麻風病診斷和治療的靶點。對生物素依賴蛋白accA3的遺傳分析發現，與臨床分型相同但無明顯LR的對照患者相比，accA3基因在活檢標本中表達水平更高。提示accA3可作為潛在的用于監測LR的生物標記物［15］。此外實時定量PCR分析表明，麻風桿菌熱休克蛋白18 mRNA存在于T1LR患者的組織樣品中，表明LR的治療方案應考慮活的麻風桿菌存在的可能性，MDT與抗炎藥物配合使用可能是控制后期反應和復發的更好方法［16］。

3　宿主相關的免疫學因素

麻風桿菌菌株之間存在很小的基因型差異，與個體間毒力和疾病外顯率高度可變的事實不一致。這表明麻風桿菌感染和疾病進展在很大程度上有賴于宿主的免疫應答和遺傳互補。超過99％的人群會產生足夠的、針對感染的保護性免疫而不出現臨床癥狀。分枝桿菌誘導細胞因子應答的細胞內機制尚未充分闡釋，然而許多研究者專注于目前假設的病理機制，并試圖尋找血清和組織中受麻風桿菌影響的相關免疫細胞和細胞因子，作為診斷的標記物或治療的靶點。

3.1先天免疫宿主快速識別入侵病原體的能力是先天免疫系統的重要特征，并通過模式識別受體識別各種微生物配體，特別是Toll樣受體（Toll-like receptor， TLR）2參與識別分枝桿菌脂蛋白。TLR刺激還激活核轉錄因子NF-κB，后者調節許多免疫反應基因的轉錄。研究顯示基因多態性可以作為LR的臨床預測因素。TLR基因多態性也許影響患麻風和T1LR的風險，可能是由于對細菌抗原更強的免疫反應。研究發現TLR2的單核苷酸多態性（single nucleotide polymorphism， SNP）（597C＞T）與T1LR的保護性有關，而280 bp微衛星標記物與T1LR風險增加有關；此外TLR4 SNP（1530G＞ T）在T1LR患者中更常見［17-18］；用皮質類固醇治療患者的過程中，TLR2和TLR4基因和蛋白表達降低，以上數據表明TLR2和TLR4可能在T1LR的發病機制中起重要作用［19］。另一方面，TLR1的非同義SNP rs5743618（I602S）可能預防T1LR發生［20］。而TLR1的另一非同義SNP（N248S）與T2LR發生有關，在T2LR患者中N248等位基因出現更頻繁［21］。因此TLR在LR中的作用可能影響治療策略的療效。TLR激動劑作為LR治療劑的原則是其產生促炎反應但不造成組織損傷。而TLR拮抗劑可能預防麻風桿菌感染引起的先天免疫反應所致的免疫病理表現。除了TLR，模式識別受體還包括胞質受體家族，它們是固有免疫系統的一部分，如核苷酸結合寡聚化結構域蛋白（nucleotide-binding oligomerization domain， NOD）2。尼泊爾的一項病例對照研究發現NOD2 SNP rs2287195、rs8043770、rs7194886和rs1861759與T1LR的保護性相關，這與NOD2抑制TLR2介導的輔助性T淋巴細胞（T helper lymphocyte， Th）1反應有關，而后者與T1LR相關；而SNP rs2287195、rs8044354、rs7194886、rs6500328、rs17312836、rs1861759和 rs1861758 與T2LR的易感性有關［22］。

3.2適應性免疫先天免疫的激活引起細胞因子的產生和共刺激分子的表達，從而激活適應性免疫系統細胞。T1LR發生是由于對麻風桿菌抗原決定簇的細胞反應性增強，其特點是Th1激活表達白細胞介素（interleukin， IL）2和干擾素（interferon，IFN）γ。但皮損處直接注射IL-2和IFN γ未促發T1LR。此外，產生IFN γ和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor， TNF）-α的CD4+T淋巴細胞和細胞毒性T細胞隨著細菌的清除和伴隨組織損傷而選擇性地增多。促炎性細胞因子TNF-α對于抗分枝桿菌免疫至關重要，在分枝桿菌感染過程的肉芽腫形成中起著重要作用。然而，盡管沙利多胺抑制TNF-α，但其對T1LR治療無效，具體原因尚不清楚。

與T1LR相比，T2LR中Th2細胞因子IL-6、IL-8和IL-10表達增加，IL-4和IL-5持續產生。長時間皮內注射IFN γ治療LL患者可增加T2LR發生的風險。T2LR是全身性炎癥反應，其特征是中性粒細胞浸潤、補體激活、血管外免疫復合物形成以及病變組織和血液循環中產生高水平的TNF-α。中性粒細胞募集和炎癥的完整通路主要包括以下幾方面： Fc受體或TLR2誘導IL-1b釋放；內皮細胞活化，包括E-選擇素上調和隨后的中性粒細胞結合；與中性粒細胞和單核/巨噬細胞相關的炎癥介質上調［23］。IL-6可促進細胞介導的免疫反應，特別是通過刺激IL-17和抑制調節性T細胞。IL-6在急性期反應中發揮關鍵作用，是對刺激的最早反應之一。研究發現T2LR和IL-6標簽SNPs之間有顯著關聯，提示IL-6參與T2LR的發病，且可能作為有價值的預測指標［24］。Th17是一種新發現的能夠分泌IL-17的T 細胞亞群，在自身免疫性疾病和機體防御反應中具有重要的意義。研究發現Th17細胞可能參與T2LR的免疫病理過程［25］。此外，研究者通過系統性回顧發現，IFN γ和IL-1β與T1LR、T2LR及慢性牙周病均有關，IL-1β和IFN γ升高被認為可預測T1LR和T2LR的發生［26］。

4　其他因素

維生素D通路通過IL-15和IFN γ介導的機制在抗分枝桿菌感染中發揮主要作用［27］。免疫系統中的大多數增殖細胞表達活性1，25-二羥維生素D3的核受體——維生素 D受體（vitamin D receptor， VDR），提示維生素D具有免疫調節作用［28］。印度的研究發現大多數T1LR或T2LR患者血清中維生素D3水平低，與健康對照相比，神經炎/ T2LR患者的VDR mRNA表達水平非常低；而且這些患者的細菌指數也很高，提示VDR表達水平可決定麻風病進展的復雜性和嚴重程度［29］。吲哚胺2，3-雙加氧酶（indoleamine 2，3-dioxygenase，IDO）可促進必需氨基酸色氨酸的代謝。IDO的抗菌作用主要是由于色氨酸的耗竭，而IDO的免疫調節功能目前還不清楚且有爭議。有研究表明IDO能誘導免疫抑制并在慢性感染中發揮主要作用，研究發現與LL患者相比，界線類偏結核樣型麻風和T1LR患者皮損組織中IDO蛋白表達減少［30］，這樣的結果可能開啟麻風病治療的新視角。由于IDO可用于血清學檢測以確定處于早期階段的反應患者，或者有希望區分反應和復發，這樣可以在臨床實踐中對麻風病醫生有一定的幫助。

5　未來方向

遺傳多態性與獨特的危險因素致免疫反應改變而釋放出的某些細胞因子，可能在麻風病患者LR的發生中起作用。血循環中參與免疫病理反應的細胞因子譜可作為早期發現疾病和預測LR發生的潛在血漿標志物，但由于大多數研究只檢測1個或幾個細胞因子或細胞活化標志物，加之受試者數量有限，所以相關主要細胞因子的結果存在矛盾，然而這些結果仍為LR新的治療干預策略提供了新的思路。以后應在更多患者中進行研究，檢測LR發生前這些細胞因子標志物的血清水平和在皮損中的表達，并比較反應時和治療過程中的變化，闡明這些細胞因子標志物在LR中的作用。由于局部免疫反應和組織穩態的建立對LR的進展起重要作用，確定敏感而穩定的系統性代謝物作為LR的預測標志物是未來一個重要的挑戰。也許與遺傳學研究的結合，會在不久的將來為預測LR發生帶來希望。

【參考文獻】

［1］ Nery JA， Bernardes Filho F， Quintanilha J， et al. Understanding the type 1 reactional state for early diagnosis and treatment： a way to avoid disability in leprosy［J］. An Bras Dermatol， 2013，88（5）：787-792.

［2］ Kahawita IP WSL， Lockwood DN. Leprosy type 1 reactions and erythema nodosumleprosum［J］. An Bras Dermatol， 2008，83（1）：75-82.

［3］ 劉楊英，余美文，寧涌，等. 280例聯合化療病人麻風反應危險因素分析［J］. 中國麻風皮膚病雜志，2010，26（6）：395-398.

［4］ 張森淼，黃小雄. 33例次麻風反應臨床特征及聯合化療后強的松治療效果評價［J］. 中國熱帶醫學，2015，15（3）：344-346.

［5］ Smith WC， Nicholls PG， Das L， et al. Predicting neuropathy and reactions in leprosy at diagnosis and before incident events-results from the INFIR cohort study［J］. PLoS Negl Trop Dis， 2009，3（8）：e500.

［6］ Motta AC， Pereira KJ， Tarquinio DC， et al. Leprosy reactions：coinfections as a possible risk factor［J］. Clinics （Sao Paulo），2012， 67（10）：1145-1148.

［7］ Motta AC， Furini RB， Simao JC， et al. The recurrence of leprosy reactional episodes could be associated with oral chronic infections and expression of serum IL-1， TNF-alpha， IL-6， IFN-gamma and IL-10［J］. Braz Dent J， 2010， 21（2）：158-164.

［8］ Sarno EN， Illarramendi X， Nery JA， et al. HIV-M. leprae interaction： can HAART modify the course of leprosy［J］. PublicHealth Rep， 2008， 123（2）：206-212.

［9］ Menezes VM， Nery JA， Sales AM， et al. Epidemiological and clinical patterns of 92 patients co-infected with HIV and Mycobacterium leprae from Rio de Janeiro State， Brazil［J］. Trans R Soc Trop Med Hyg， 2014， 108（2）：63-70.

［10］ Batista MD， Porro AM， Maeda SM， et al. Leprosy reversal reaction as immune reconstitution inflammatory syndrome in patients with AIDS［J］. Clin Infect Dis， 2008， 46（6）：e56-60.

［11］ Menezes VM， Sales AM， Illarramendi X， et al. Leprosy reaction as a manifestation of immune reconstitution inflammatory syndrome： a case series of a Brazilian cohort［J］. AIDS， 2009， 23（5）：641-643.

［12］ Mastrangelo G， da SNJ， da SGV， et al. Leprosy reactions： the effect of gender and household contacts［J］. Mem Inst Oswaldo Cruz，2011， 106（1）：92-96.

［13］ Sousa AL， Stefani MM， Pereira GA， et al. Mycobacterium leprae DNA associated with type 1 reactions in single lesion paucibacillary leprosy treated with single dose rifampin， ofloxacin，and minocycline［J］. Am J Trop Med Hyg， 2007， 77（5）：829-833.

［14］ Patnaik N， Agarwal S， Sharma S， et al. Evaluation of apoptosis in skin biopsies of patients of borderline leprosy and lepra type 1 reaction［J］. Indian J Dermatol， 2015， 60（1）：60-65.

［15］ Sharma R， Lavania M， Chauhan DS， et al. Potential of a metabolic gene （accA3） of M. leprae as a marker for leprosy reactions［J］. Indian J Lepr， 2009， 81（3）：141-148.

［16］ Lini N， Shankernarayan NP， Dharmalingam K. Quantitative realtime PCR analysis of Mycobacterium leprae DNA and mRNA in human biopsy material from leprosy and reactional cases［J］. J Med Microbiol， 2009， 58（Pt 6）：753-759.

［17］ Bochud PY， Hawn TR， Siddiqui MR， et al. Toll-like receptor 2 （TLR2） polymorphisms are associated with reversal reaction in leprosy［J］. J Infect Dis， 2008， 197（2）：253-261.

［18］ Bochud PY， Sinsimer D， Aderem A， et al. Polymorphisms in Tolllike receptor 4 （TLR4） are associated with protection against leprosy［J］. Eur J ClinMicrobiol Infect Dis， 2009， 28（9）：1055-1065.

［19］ Walker SL， Roberts CH， Atkinson SE， et al. The effect of systemic corticosteroid therapy on the expression of toll-like receptor 2 and toll-like receptor 4 in the cutaneous lesions of leprosy Type 1 reactions［J］. Br J Dermatol， 2012， 167（1）：29-35.

［20］ Misch EA， Macdonald M， Ranjit C， et al. Human TLR1 deficiency is associated with impaired mycobacterial signaling and protection from leprosy reversal reaction［J］. PLoS Negl Trop Dis， 2008，2（5）：e231.

［21］ Schuring RP， Hamann L， Faber WR， et al. Polymorphism N248S in the human Toll-like receptor 1 gene is related to leprosy and leprosy reactions［J］. J Infect Dis， 2009， 199（12）：1816-1819.

［22］ Berrington WR， Macdonald M， Khadge S， et al. Common polymorphisms in the NOD2 gene region are associated with leprosy and its reactive states［J］. J Infect Dis， 2010， 201（9）：1422-1435.

［23］ Lee DJ， Li H， Ochoa MT， et al. Integrated pathways for neutrophil recruitment and inflammation in leprosy［J］. J Infect Dis， 2010，201（4）：558-569.

［24］ Sousa AL， Fava VM， Sampaio LH， et al. Genetic and immunological evidence implicates interleukin 6 as a susceptibility gene for leprosy type 2 reaction［J］. J Infect Dis， 2012， 205（9）：1417-1424.

［25］ Martiniuk F， Giovinazzo J， Tan AU， et al. Lessons of leprosy： the emergence of TH17 cytokines during type II reactions （ENL） is teaching us about T-cell plasticity［J］. J Drugs Dermatol， 2012，11（5）：626-630.

［26］ Cortela DC， de Souza Junior AL， Virmond MC， et al. Inflammatory mediators of leprosy reactional episodes and dental infections： a systematic review［J］. Mediators Inflamm， 2015， 2015：548540.

［27］ Fabri M， Stenger S， Shin DM， et al. Vitamin D is required for IFN-gamma-mediated antimicrobial activity of human macrophages［J］. Sci Transl Med， 2011， 3（104）：104-102.

［28］ Aranow C. Vitamin D and the immune system［J］. J Investig Med， 2011， 59（6）：881-886.

［29］ Mandal D， Reja AH， Biswas N， et al. Vitamin D receptor expression levels determine the severity and complexity of disease progression among leprosy reaction patients［J］. New Microbes New Infect，2015， 6：35-39.

［30］ de Souza Sales J， Lara FA， Amadeu TP， et al. The role of indoleamine 2， 3-dioxygenase in lepromatous leprosy immunosuppression［J］. Clin Exp Immunol， 2011， 165（2）：251-263.

（2015-12-27收稿 2016-02-02修回）

（責任編委 曲 芬 本文編輯 張云輝）

［文獻標志碼］［中國圖書資料分類號］ R755 A

［文章編號］1007-8134（2016）03-0189-04

*Corresponding author， E-mail： reyansuo2008@sohu.com

［基金項目］北京友誼醫院科研啟動基金資助項目（Z20150512030143）

［作者單位 ］100050，首都醫科大學附屬北京友誼醫院 北京熱帶醫學研究所 熱帶病防治研究北京市重點實驗室（邢燕、谷俊朝）

［通訊作者］谷俊朝，E-mail∶ reyansuo2008@sohu.com

Advances in the immunological characteristics of lepra reactions

XING Yan， GU Jun-chao*
Beijing Key Laboratory for Research on Prevention and Treatment of Tropical Diseases，Beijing Tropical Medicine Research Institute， Beijing Friendship Hospital， Capital Medical University， Beijing 100050， China

［Abstract］In the current situation of dramatic reduction in the prevalence of leprosy， lepra reactions （LRs） continue to be a major and persistent problem. Type 1 LRs and type 2 LRs are the main causes of nerve damage and permanent disabilities. In recent years， immunopathology of LRs has become an important research field， and it may provide the valuable targets for the early detection and control of LRs. There are no extensively accepted laboratory markers for LRs， therefore， a better understanding of the molecular mechanisms involved in LRs may provide a reasonable strategy for early diagnosis and prevention of devastating consequences of LRs.

［Key words］leprosy； patients； factor analysis