唐利利 程玉燕 高金平 楊 森

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梅毒免疫學(xué)機制研究進展

唐利利 程玉燕 高金平 楊 森

在梅毒螺旋體感染的不同病期，細胞免疫和體液免疫均有部分涉及，目前認為主要與T細胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)有關(guān)，血清抗體僅有部分保護作用，同時還存在不同程度的免疫抑制現(xiàn)象。梅毒早期出現(xiàn)的體液免疫和細胞免疫對梅毒螺旋體的清除起重要作用，而在晚期出現(xiàn)的細胞免疫反應(yīng)則主要引起組織損害。本文就近年來關(guān)于梅毒螺旋體的免疫原性、感染梅毒后機體的免疫反應(yīng)以及梅毒螺旋體免疫逃逸等方面的研究進展作一綜述。

梅毒； 免疫學(xué)機制； 細胞因子； 免疫逃逸

TprK蛋白屬于TprP重復(fù)蛋白家族，它作為潛在的有效性抗原，是調(diào)理素抗體和保護性免疫反應(yīng)的靶點。Centurion-Lara等[5]通過對TprK基因的ORF進行測序，推測其包括若干個含有高度保守序列的恒定區(qū)及7個可變區(qū)(V區(qū))，其中V區(qū)序列與TprP其他亞家族缺乏同源性，可能具有較強的免疫特異性，而且TprK蛋白能誘導(dǎo)機體同時產(chǎn)生體液免疫和細胞免疫。研究還發(fā)現(xiàn)，機體免疫反應(yīng)中T細胞識別TprK的相對保守表位，而B細胞識別V區(qū)的多變表位[6]。最近國外學(xué)者發(fā)現(xiàn)，TP的主要抗原之一TpF1蛋白具有生長因子樣活性，通過激活I(lǐng)L-8通路誘導(dǎo)血管生成，同時發(fā)現(xiàn)晚期梅毒患者體內(nèi)可檢出TpF1特異性T細胞，后者一旦被TpF1激活，即可刺激HUVECs分泌IL-8和CCL-20[7]，促進血管炎癥、血管生成及心血管疾病的發(fā)生發(fā)展[8]，提示TpF1在二期及晚期梅毒癥狀發(fā)展中亦有一定作用，同時說明針對IL-8活性的治療策略可能對梅毒的治療起到積極的作用。這些發(fā)現(xiàn)將進一步推動梅毒的血清學(xué)診斷及免疫治療的發(fā)展。

2 機體的免疫反應(yīng)

梅毒的發(fā)生發(fā)展除與TP的數(shù)目、毒力等因素有關(guān)外，與機體的免疫功能也密切相關(guān)，其中固有免疫、細胞免疫及體液免疫均有所涉及，三者協(xié)同作用保護機體減少再感染，同時造成梅毒臨床癥狀的多樣性。

2.1 固有免疫 固有免疫是出生后即具有的非特異性防御功能，應(yīng)答迅速，是針對TP感染的第一道屏障。TP含多種脂蛋白，可以通過CD14、Toll樣受體1(TLR1)和TLR2依賴性信號通路激活吞噬細胞和樹突狀細胞(DC)，這些病原相關(guān)模式分子(PAMPs)被認為是TP感染過程中的主要促炎因素。Marra等[9]對TLR多態(tài)性與神經(jīng)梅毒的關(guān)系進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TLR1多態(tài)性(TLR1-1805GG)與實驗室確診神經(jīng)梅毒風(fēng)險增加有關(guān)，而TLR2和TLR6多態(tài)性(TLR2-2258GA和TLR6-745CT/TT)與實驗室和臨床共同確診神經(jīng)梅毒的風(fēng)險增加相關(guān)，提示宿主因素影響梅毒的自然病程。然而，由于TP特殊的外膜結(jié)構(gòu)，表面缺乏暴露的脂蛋白，其PAMPs較難接觸到單核巨噬細胞或DC表面的TLRs或其他模式識別受體(PRR)，最終因不能激活先天性病原識別系統(tǒng)而致使TP在組織中復(fù)制和播散[6]。

2.2 細胞免疫 細胞免疫在梅毒患者的免疫反應(yīng)中占主導(dǎo)地位，是影響病情發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸的重要因素。Fitzgerald[10]曾提出一期梅毒Th1型細胞占優(yōu)勢，二期梅毒Th2型細胞占優(yōu)勢的“Th1/Th2漂移”學(xué)說。正常機體內(nèi)Th1/Th2細胞網(wǎng)絡(luò)間維持動態(tài)平衡：Th1細胞可分泌白細胞介素(IL)-2和干擾素(IFN)-1等，促進細胞免疫反應(yīng)；Th2細胞分泌IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β，抑制Th1介導(dǎo)的細胞免疫應(yīng)答，后續(xù)動物模型研究證實了這種T細胞亞群的變化，Leader等[2]發(fā)現(xiàn)，TP的成分優(yōu)先激活Th1型細胞，通過分泌IFN-γ激活巨噬細胞清除TP，IFN-γ和IL-10的mRNA最高水平分別在感染后11天和18天后被檢測出，同時發(fā)現(xiàn)隨著皮損的好轉(zhuǎn)及消除，CD8+T細胞逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。一項關(guān)于評估6 682例HIV陰性梅毒患者(包含1 962例血清固定梅毒)潛在預(yù)測因子的Meta分析發(fā)現(xiàn)，與健康對照相比，梅毒血清固定患者CD4+T細胞、IL-2、IL-6水平減少，CD8+T細胞及IL-10水平增加，T細胞亞群出現(xiàn)失衡，細胞免疫功能受到抑制，出現(xiàn)Th1/Th2平衡向Th2型轉(zhuǎn)向的現(xiàn)象；同時提示血清固定梅毒可能與TP的隱匿性感染有關(guān)[11]。Singer等[12]也進行了相關(guān)的Meta分析，發(fā)現(xiàn)IFN-γ水平與神經(jīng)梅毒的病情進展相關(guān)。Pastuszczak等[13]對IL-10啟動子多態(tài)性與神經(jīng)梅毒的相關(guān)性進行了研究，證實在攜帶-1082G和-592C等位基因的梅毒患者中，其腦脊液IL-10水平更高，提示宿主相關(guān)性因素如免疫調(diào)節(jié)基因的多態(tài)性可能影響神經(jīng)梅毒的易感性。趨化因子CXCL13是神經(jīng)萊姆病的診斷參數(shù)之一，Dersch等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在未治療神經(jīng)梅毒患者腦脊液中CXCL13水平明顯升高，超過了神經(jīng)萊姆病的診斷閾值，經(jīng)抗生素治療后其水平有所下降，與臨床癥狀改善程度及腦脊液中白細胞計數(shù)下降相平行，提示CXCL13水平變化可能為腦脊液感染TP的炎癥反應(yīng)表現(xiàn)之一，或許可以作為神經(jīng)梅毒病情活動的相關(guān)標記。

CD4+CD25+/CD4+CD25high調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)：Treg是近年來發(fā)現(xiàn)的具有免疫抑制功能的獨立T細胞亞群，主要通過細胞間接觸(如細胞毒性T淋巴細胞抗原CTLA-4、TGF-β等)及產(chǎn)生細胞因子(IL-10、IL-4等)兩種機制發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)在二期梅毒患者中，TP抗原TpF1可促進Treg細胞的發(fā)育[15]。Li等[16]對431例梅毒患者、100例神經(jīng)梅毒患者及100名健康對照血液及腦脊液中的Treg頻數(shù)及TGF-β水平進行了對比分析，結(jié)果顯示二期梅毒及血清固定梅毒患者外周血中Treg百分比及TGF-β水平均升高，且血清RPR滴度與Treg數(shù)目呈正相關(guān)；而神經(jīng)梅毒患者外周血Treg頻數(shù)及TGF-β水平較無神經(jīng)受累的梅毒患者更高，提示梅毒患者的神經(jīng)系統(tǒng)受累可能與外周血中升高的Treg相關(guān)；有趣的是，研究中發(fā)現(xiàn)有癥狀性神經(jīng)梅毒患者腦脊液Treg頻數(shù)及TGF-β水平較無癥狀性神經(jīng)梅毒患者顯著下降，提示神經(jīng)梅毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷可能源于失控的宿主免疫反應(yīng)，這種Treg在外周血及腦脊液中的不一致現(xiàn)象也進一步強調(diào)了梅毒病程中機體免疫反應(yīng)的高度復(fù)雜性。

Th17細胞：Th17細胞亞群是一類不同于Th1和Th2的CD4+T細胞，可分泌IL-17，促進中性粒細胞和單核細胞的募集。研究發(fā)現(xiàn)，二期梅毒患者外周血Th17和Th22細胞數(shù)顯著增加并呈正相關(guān)，兩者均隨著血漿C反應(yīng)蛋白(CRP)水平的升高而升高；其中Th17與血清IL-1β、IL-6水平呈正相關(guān)，兩者可能協(xié)同促進Th17細胞的分化及增殖，研究還發(fā)現(xiàn)患者外周血Th1細胞有所減少，這種Th17與Th1之間的失衡狀態(tài)提示Th17介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在參與清除TP的同時也促進了炎癥反應(yīng)的發(fā)生[17]。Pastuszczak等[18]發(fā)現(xiàn)，無癥狀神經(jīng)梅毒患者腦脊液中IL-17A和IFN-γ明顯上升。后來Wang等[19]的研究也證實了神經(jīng)梅毒患者腦脊液中IL-17水平升高，同時發(fā)現(xiàn)腦脊液IL-17水平與腦脊液VDRL滴度及腦脊液總蛋白呈正相關(guān)，表明Th17細胞可能與梅毒中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷及患者的臨床癥狀有關(guān)，提示Th17細胞/IL-17可以作為評估神經(jīng)梅毒臨床療效的選擇性替代指標。

2.3 體液免疫 研究發(fā)現(xiàn)，梅毒的長期感染主要與Th2介導(dǎo)的體液免疫有關(guān)，是造成TP長期潛伏感染的主要原因[1]。TP侵入人體后可誘導(dǎo)機體產(chǎn)生針對其不同抗原成分的抗體，主要包括抗心磷脂抗體和抗TP特異性抗體，是臨床中血清學(xué)試驗診斷梅毒的基礎(chǔ)。TP外膜蛋白是免疫的主要靶點，相關(guān)研究已證實9種具有免疫活性的蛋白，即TP15、TP17、TP33、TP37、TP39、TP43、TP45、TP47和TP97，其中TP15、TP17、TP45和TP47被認為在梅毒的致病與診斷中起重要作用。Herremans等[20]認為，只要機體內(nèi)有存活的TP作為抗原不斷刺激免疫系統(tǒng)，其IgM抗體就會持續(xù)存在并保持一定的水平，因此IgM抗體被認為是TP早期感染且具有活動性的血清學(xué)標志物之一。Sun等[21]分析了機體在不同梅毒病程中所產(chǎn)生的針對主要TP外膜蛋白-TP15、TP17、TP45和TP47的抗體情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Tp45 IgM首先出現(xiàn)，Tp15 IgM則在晚期才出現(xiàn)，而隨著患病持續(xù)時間的增加，所有TP-IgG的陽性率均增加。研究還發(fā)現(xiàn)，CD8+T細胞不僅可抑制機體的免疫反應(yīng)，同時還抑制TP制動抗體的產(chǎn)生，因此有學(xué)者認為在梅毒常規(guī)治療的基礎(chǔ)上加用免疫調(diào)節(jié)劑可以明顯改善治療效果[22]。

近年來，關(guān)于TP DNA疫苗的研究也逐漸增多，對促進梅毒的防治起著積極的推動作用。Zhao等[23]將以聚胺葡萄糖納米顆粒和IL-2質(zhì)粒為佐劑的Tp Gpd DNA疫苗注射到家兔體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)抗Tp Gpd DNA的抗體水平和T細胞增殖明顯升高，而出現(xiàn)梅毒皮損的比例則明顯低于對照組。

3 TP免疫逃逸

近年來，關(guān)于TP的免疫逃逸機制研究主要集中在TP脂蛋白的抗原變異方面。TprK基因具有高度變異性，目前研究認為其所表達的TprK蛋白既能誘導(dǎo)機體產(chǎn)生保護性免疫反應(yīng)，又是TP發(fā)生免疫逃逸的重要原因之一。TprK基因的V區(qū)存在著大量重復(fù)的等位基因，其中V6區(qū)是最易發(fā)生基因轉(zhuǎn)換的區(qū)域。LaFond等[24]以新西蘭兔為模型對V區(qū)的可變性進行了研究，結(jié)果顯示經(jīng)不同的TP菌株感染后獲得的血清可對不同的V區(qū)產(chǎn)生免疫應(yīng)答反應(yīng)，且各型菌株與血清之間幾乎不存在交叉反應(yīng)，提示TprK基因的高度可變性可能在TP逃避宿主免疫反應(yīng)中發(fā)揮一定作用。Giacani等[25]對免疫壓力作用下TP的抗原變異狀況及其原因進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著感染時間的延長，V6區(qū)基因多樣性的增加與抗-V6抗體數(shù)目的增長呈平行關(guān)系，證實TprK變體的存在可能由宿主免疫壓力所引起，進一步表明TprK基因序列的異質(zhì)性和多變性與免疫逃逸和免疫耐受有關(guān)。最近，Reid等[26]對動物模型的研究發(fā)現(xiàn)，TprK突變體能夠逃避培養(yǎng)液中針對V區(qū)的初始免疫反應(yīng)，同時96%的播散性二期梅毒疹是由于逃避免疫清除的同一個TprK變體所致，進一步支持TprK蛋白在免疫逃逸中的作用。總之，通過持續(xù)改變TprK基因尤其是V區(qū)的變異，TP能夠避免被特異性抗體清除，從而達到免疫逃逸的目的，這可能是TP能逃避宿主免疫反應(yīng)和造成持續(xù)感染的原因之一[27]。

4 小結(jié)

綜上所述，TP感染后機體的免疫反應(yīng)極其復(fù)雜，涉及多種免疫細胞及細胞因子。作為一種特殊的TP膜蛋白，TprK既能誘導(dǎo)機體產(chǎn)生保護性免疫反應(yīng)，又是TP發(fā)生免疫逃逸的重要原因。隨著基因工程、蛋白組學(xué)及代謝組學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，梅毒的免疫學(xué)發(fā)病機制必將得到深入研究和細化，為其診斷、治療及預(yù)防等臨床轉(zhuǎn)化提供進一步的支持。

[1] Carlson JA, Dabiri G, Cribier B, et al. The immunopathobiology of syphilis: the manifestations and course of syphilis are determined by the level of delayed-type hypersensitivity[J]. Am J Dermatopathol,2011,33(5):433-460.

[2] Leader BT, Godornes C, VanVoorhis WC, et al. CD4+lymphocytes and gamma interferon predominate in local immune responses in early experimental syphilis[J]. Infect Immun,2007,75(6):3021-3026.

[3] Zhang RL, Wang QQ, Zhang JP, et al. Tp17 membrane protein of Treponema pallidum activates endothelial cells in vitro[J]. Int Immunopharmacol,2015,25(2):538-544.

[4] Zhang RL, Zhang JP, Wang QQ. Recombinant Treponema pallidum protein Tp0965 activates endothelial cells and increases the permeability of endothelial cell monolayer[J]. PLoS One,2014,9(12):e115134.

[5] Centurion-Lara A, Godornes C, Castro C, et al. The tprK gene is heterogeneous among Treponema pallidum strains and has multiple alleles[J]. Infect Immun,2000,68(2):824-831.

[6] Cruz AR, Ramirez LG, Zuluaga AV, et al. Immune evasion and recognition of the syphilis spirochete in blood and skin of secondary syphilis patients: two immunologically distinct compartments[J]. PLoS Negl Trop Dis,2012,6(7):e1717.

[7] Pozzobon T, Facchinello N, Bossi F, et al. Treponema pallidum (syphilis) antigen TpF1 induces angiogenesis through the activation of the IL-8 pathway[J]. Sci Rep,2016,6:18785.

[8] Calvayrac O, Rodriguez-Calvo R, Alonso J, et al. CCL20 is increased in hypercholesterolemic subjects and is upregulated by LDL in vascular smooth muscle cells: role of NF-kappaB[J]. Arterioscler Thromb Vasc Biol,2011,31(11):2733-2741.

[9] Marra CM, Sahi SK, Tantalo LC, et al. Toll-like receptor polymorphisms are associated with increased neurosyphilis risk[J]. Sex Transm Dis,2014,41(7):440-446.

[10] Fitzgerald TJ. The Th1/Th2-like switch in syphilitic infection: is it detrimental?[J]. Infect Immun,1992,60(9):3475-3479.

[11] Qin J, Yang T, Wang H, et al. Potential predictors for serofast state after treatment among HIV-Negative persons with syphilis in china: a systematic review and meta-Analysis[J]. Iran J Public Health,2015,44(2):155-169.

[12] Singer M, Ouburg S. Effect of cytokine level variations in individuals on the progression and outcome of bacterial urogenital infections-a meta-analysis[J]. Pathog Dis,2016,74(2):20-31.

[13] Pastuszczak M, Jakiela B, Jaworek AK, et al. Association of Interleukin-10 promoter polymorphisms with neurosyphilis[J]. Hum Immunol,2015,76(7):469-472.

[14] Dersch R, Hottenrott T, Senel M, et al. The chemokine CXCL13 is elevated in the cerebrospinal fluid of patients with neurosyphilis[J]. Fluids Barriers CNS,2015,12:12.

[15] Babolin C, Amedei A, Ozolins D, et al. TpF1 from Treponema pallidum activates inflammasome and promotes the development of regulatory T cells[J]. J Immunol,2011,187(3):1377-1384.

[16] Li K, Wang C, Lu H, et al. Regulatory T cells in peripheral blood and cerebrospinal fluid of syphilis patients with and without neurological involvement[J]. PLoS Negl Trop Dis,2013,7(11):e2528.

[17] Zhu A, Han H, Zhao H, et al. Increased frequencies of Th17 and Th22 cells in the peripheral blood of patients with secondary syphilis[J]. FEMS Immunol Med Microbiol,2012,66(3):299-306.

[18] Pastuszczak M, Jakiela B, Wielowieyska-Szybinska D, et al. Elevated cerebrospinal fluid interleukin-17A and interferon-gamma levels in early asymptomatic neurosyphilis[J]. Sex Transm Dis,2013,40(10):808-812.

[19] Wang C, Zhu L, Gao Z, et al. Increased interleukin-17 in peripheral blood and cerebrospinal fluid of neurosyphilis patients[J]. PLoS Negl Trop Dis,2014,8(7):e3004.

[20] Herremans M, Notermans DW, Mommers M, et al.Comparison of a Treponema pallidum IgM immunoblot with a 19S fluorescent treponemal antibody absorption test for the diagnosis of congenital syphilis[J]. Diagn Microbiol Infect Dis,2007,59(1):61-66.

[21] Sun R, Lai DH, Ren RX, et al. Treponema pallidum-specific antibody expression for the diagnosis of different stages of syphilis[J]. Chin Med J (Engl),2013,126(2):206-210.

[22] He WQ, Wang HL, Zhong DQ, et al. Treponemal antibody in CSF and cellular immunity in peripheral blood of syphilitic patients with persisting positive rapid plasma regain[J]. Int J Clin Exp Pathol,2015,8(5):5775-5780.

[23] Zhao F, Zhang X, Liu S, et al. Assessment of the immune responses to Treponema pallidum Gpd DNA vaccine adjuvanted with IL-2 and chitosan nanoparticles before and after Treponema pallidum challenge in rabbits[J]. Sci China Life Sci,2013,56(2):174-180.

[24] LaFond RE, Molini BJ, Van Voorhis WC, et al. Antigenic variation of TprK V regions abrogates specific antibody binding in syphilis[J]. Infect Immun,2006,74(11):6244-6251.

[25] Giacani L, Molini BJ, Kim EY, et al. Antigenic variation in Treponema pallidum: TprK sequence diversity accumulates in response to immune pressure during experimental syphilis[J]. J Immunol,2010,184(7):3822-3829.

[26] Reid TB, Molini BJ, Fernandez MC, et al. Antigenic variation of TprK facilitates development of secondary syphilis[J]. Infect Immun,2014,82(12):4959-4967.

[27] Silver AC, Dunne DW, Zeiss CJ, et al. MyD88 deficiency markedly worsens tissue inflammation and bacterial clearance in mice infected with Treponema pallidum, the agent of syphilis[J]. PLoS One,2013,8(8):e71388.

(收稿：2016-05-21 修回：2016-06-13)

Update of the immunopathogenesis of syphilis

TANGLili,CHENGYuyan,GAOJinping,YANGSen.

InstituteofDermatology;DepartmentofDermatovenereology,FirstAffiliatedHospitalofAnhuiMedicalUniversity,Hefei230022,China

YANGSen,E-mail:yangsen@medmail.com.cn

At the different stages of Treponema pallidum (TP) infection, cellular and humoral immunity are partly involved. T-cell-mediated immune response is considered to be dominant, while serum antibodies are only partially protective with different degree of immune suppression. The humoral and cellular immune responses play an important role in the clearance of TP during early syphilis, while the cellular immune response mainly causes tissue damage at the late stage. In this paper, the update of the immunogenicity of TP the body's immune response to TP infection and immune evasion of TP are reviewed.

syphilis; immunopathogenesis; cytokines; immune evasion

1 TP的免疫原性

安徽省自然科學(xué)基金(編號：1408085MKL26)

安徽醫(yī)科大學(xué)皮膚病研究所、安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院皮膚性病科，合肥，230022

楊森，E-mail: yangsen@medmail.com.cn

梅毒(syphilis)是由梅毒螺旋體(Treponema pallidum，TP)引起的慢性、系統(tǒng)性性傳播疾病，其免疫學(xué)發(fā)病機制尚不明確。機體感染TP后的免疫反應(yīng)復(fù)雜多樣，以T細胞介導(dǎo)的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)為主[1]。病程早期主要啟動細胞免疫清除TP，同時引起組織損害及相關(guān)臨床癥狀的發(fā)生；感染晚期細胞免疫受到相應(yīng)抑制[2]，TP在一定程度上也可逃避宿主免疫應(yīng)答，導(dǎo)致長期潛伏狀態(tài)，最終造成梅毒感染的慢性化。

TP外膜及細胞周質(zhì)含有豐富的脂蛋白，這些脂蛋白具有強大的前炎癥活性，在激活單核/巨噬細胞、內(nèi)皮細胞中起著關(guān)鍵作用。Zhang等[3]研究了重組TP蛋白Tp0965(rTp0965)對內(nèi)皮屏障的影響，發(fā)現(xiàn)rTp0965能使人臍靜脈內(nèi)皮細胞(HUVEC)的ICAM-1、E-selectin、MCP-1 mRNA及蛋白表達水平升高，同時減少緊密連接(TJ)蛋白的表達、改變肌動蛋白的細胞骨架組織，從而增加內(nèi)皮細胞通透性，使單核細胞募集并通過內(nèi)皮細胞層遷移，最終引起內(nèi)皮屏障功能障礙而導(dǎo)致感染[4]。