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結核病是全球性衛(wèi)生問題，每年都會導致數百萬人健康狀況不佳，已成為某些發(fā)展中國家和地區(qū)，特別是艾滋病高發(fā)區(qū)人群的首要死因。世界衛(wèi)生組織2017年全球結核病統(tǒng)計報告顯示，2016年新增結核病例630萬，新增耐多藥結核病49萬，37.4萬結核死亡病例為艾滋病陽性[1]。結核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis,MTB)是一種兼性細胞內寄生菌，巨噬細胞是MTB寄生的場所，是其主要的宿主細胞，也是抗結核感染最重要的免疫細胞。近年來，隨著多重耐藥結核菌的增加，結核病已成為威脅人類生命的重大隱患。因此，尋找合適的方法抑制MTB的生長對治療結核病至關重要。

結核感染期間MTB利用巨噬細胞的營養(yǎng)物質存活，且以巨噬細胞脂質作為主要碳源[2]。分枝桿菌屬的細菌細胞壁脂質含量較高，約占干重的60%。MTB的致病作用主要靠菌體成分，特別是細胞壁中所含的大量脂質，脂質含量與MTB毒力呈平行關系，含量愈高毒力愈強。因此，進一步研究MTB感染致巨噬細胞脂代謝改變的相關機制，有望尋找治療MTB的新藥物。

1 巨噬細胞中MTB脂代謝的相關機制

1998年，結核分枝桿菌H37Rv全基因組測序完成，基因組學研究顯示，參與MTB脂代謝過程的基因大約有250個，可編碼多種脂代謝相關酶[3]。

1.1膽固醇降解抑制因子 MTB在巨噬細胞中的存活、毒力以及致病性與膽固醇代謝密切相關[4]。KstR是高度保守的TetR家族轉錄阻遏因子，有負責調控膽固醇代謝的一系列基因，在結核感染期間對于MTB的存活至關重要。MTB膽固醇的降解途徑主要由KstR(Rv3574)和KstR2(Rv3557c)調節(jié)，巨噬細胞中存在大量KstR/KstR2的基因和膽固醇調節(jié)子，對于結核感染必不可少[5]。MTB通過3β-羥基類固醇脫氫酶(3β-HSD)或膽固醇氧化酶(ChoD)將膽固醇分解為4-膽甾烯-3-酮，進行膽固醇環(huán)的第一步降解，膽固醇降解途徑能夠為內源性毒力分子提供靶標，具有治療結核的潛在價值[6]。

1.2細胞色素P450單加氧酶超家族 細胞色素P450酶(CYP450)是一類含鐵血紅素的單加氧酶超家族，CYP450超家族酶系在MTB脂質代謝與合成、膽固醇利用等方面均發(fā)揮重要作用[7]。CYP124參與MTB細胞壁脂質生物合成，CYP125A1和CYP142A1是膽固醇分解代謝起始的關鍵酶，能夠催化MTB中膽固醇的降解、解除4-膽甾烯-3-酮的毒性，可能在調節(jié)宿主免疫反應以及代謝膽固醇方面起重要作用[8]。

1.3哺乳動物入侵因子mce4 mce4操縱子在MTB膽固醇轉運系統(tǒng)中發(fā)揮作用，mce4A過表達能夠導致甲基檸檬酸循環(huán)(MCC)和甲基丙二酸途徑(MMP)相關基因的上調，從而增加分枝桿菌脂質毒力相關因子磷脂二甘油酯(PDIM)和硫脂(SL1)的積累，是MTB致病性的主要原因[9]。

1.4外排泵P55 研究發(fā)現外排泵P55(Rv1410c)能夠抵抗一線抗結核藥物利福平，是MTB利用膽固醇的最適生長所需。P55抑制劑能增強當前使用的抗生素活性，輔助免疫系統(tǒng)清除感染。P55基因突變能夠影響MTB利用膽固醇進行生長[10]，由于膽固醇是MTB毒力的重要碳源，因此，p55抑制劑的發(fā)展可能提供藥物開發(fā)的新戰(zhàn)略。

2 MTB感染致肺部巨噬細胞脂代謝改變的機制

MTB感染可致肺泡巨噬細胞脂代謝改變，形成泡沫細胞。結核病患者易形成結核性肉芽腫，且肉芽腫內脂質的含量明顯增加[4]。研究發(fā)現MTB感染的巨噬細胞中脂代謝基因在干酪樣壞死中高表達，且肉芽腫免疫組化分析報告干酪樣壞死物質周圍參與細胞脂質代謝的蛋白質不成比例，干酪樣壞死物質與正常肺組織相比含有豐富的膽固醇、膽固醇酯、甘油三酯、乳糖酶基鞘氨醇，說明干酪樣壞死的形成與泡沫細胞有關，可能來源于泡沫細胞內的脂質成分[11]。

2.1氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL) MTB能將巨噬細胞轉化為富含脂質和膽固醇的泡沫細胞[12]。過多活性氧的產生會導致肺、肉芽腫、血清以及支氣管肺泡灌洗液的肺巨噬細胞ox-LDL的積累。實驗證實豚鼠感染MTB后，巨噬細胞表面CD36表達增加，促進ox-LDL的攝取，肺、血清中ox-LDL的水平顯著升高，從而導致泡沫細胞的形成[13]。

2.2腫瘤壞死因子-α(TNF-α) 肺結核患者體內TNF水平顯著升高[14]。TNF-α能夠下調表達ATP結合盒轉運蛋白A1(ABCA1)、ATP結合盒轉運蛋白G1(ABCG1)、人肝X受體α(LXRα)，上調表達CD36、SR-A，抑制膽固醇流出，影響膽固醇逆轉運、膽固醇吸收及作用機制，蛋白激酶C-θ小分子干擾RNA(PKC-θsiRNA)抑制蛋白激酶C-θ(PKC-θ)可減弱TNF-α對ABCA1、ABCG1、LXRα、SR-A、CD36表達的作用[15]。這說明，TNF-α通過PKC-θ依賴途徑改變巨噬細胞膽固醇代謝，增加脂質的攝取，導致巨噬細胞發(fā)生泡沫化改變。

2.3分枝菌酸 分枝菌酸是MTB細胞壁的主要脂質之一，誘導巨噬細胞泡沫化，但具體機制尚不清楚[16]。自噬對于脂滴清除、脂蛋白運輸以及維持細胞脂代謝平衡具有重要作用[17]。研究顯示分枝菌酸能夠抑制小鼠腹膜內的巨噬細胞自噬，引起脂代謝失衡，導致巨噬細胞泡沫化[18]。

2.4過氧化物酶體增殖物激活受體γ(PPARγ)和睪丸受體(TR4) MTB感染的細胞通過TLR2依賴途徑使PPARγ表達增加，PPARγ的激活會導致感染期間脂滴的積累[19]。PPARγ與泡沫細胞之間的作用機制尚未闡明，但有研究顯示，結核感染期間PPARγ和TR4相互作用，增加CD36的表達導致細胞脂質的吸收和積累，巨噬細胞泡沫化；誘導IL-10阻礙吞噬溶酶體成熟；替代巨噬細胞極化導致先天免疫應答遲緩，通過調節(jié)巨噬細胞功能確保MTB存活[20]。

3 MTB感染致血中巨噬細胞脂代謝改變的機制

結核病是慢性消耗性疾病，結核病患者多表現為消瘦和血脂異常[21]。研究發(fā)現結核病患者血脂水平普遍低于正常人，主要是膽固醇和甘油三酯明顯降低。防治結核病在抗癆治療的基礎上加強營養(yǎng)，補充適量的脂類是必要的[22]。

3.1載脂蛋白E(ApoE)、載脂蛋白C1(ApoC1) ApoE是脂類代謝中的主要載體，其合成障礙會直接導致脂類代謝異常而發(fā)生沉積。ApoE與低密度脂蛋白受體(LDL-R)、肝載脂蛋白E受體(ApoE-R)結合，促進乳糜微粒(CM)、低密度脂蛋白(LDL)、極低密度脂蛋白(VLDL)的降解，具有轉運和調節(jié)脂類代謝的作用，特別是與機體總膽固醇的代謝密切相關。研究發(fā)現ApoE基因敲除鼠由于富含膽固醇的脂蛋白清除障礙，而使得血漿膽固醇水平較高[23]。這表明ApoE可能具有降脂作用。ApoC1能夠抑制脂蛋白脂肪酶(LPL)活性，而LPL能水解CM和LDL中的甘油三酯，釋放脂肪酸和單甘酯進入組織，在血液脂代謝中起主要作用。研究者通過檢測ApoC1與維生素E結合蛋白(AFM)含量，發(fā)現肺結核組ApoC1水平低，AFM水平高，且AFM與患者甘油三酯呈負相關[24]。表明ApoC1水平降低導致甘油三酯分解增加，這可能是肺結核患者血脂水平低于正常人的原因。

3.2白細胞介素-6(IL-6) IL-6是一種細胞因子，非炎癥條件下由脂肪組織分泌，在巨噬細胞脂代謝中發(fā)揮重要作用。Chandrashekara 等[25]對結核病患者、結核病患者接觸者和健康對照組的血清樣本進行分析，發(fā)現IL-6水平升高。Liu等[26]研究發(fā)現，活動性結核病患者全血中IL-6水平顯著升高。結核病人血脂普遍偏低，說明IL-6可能參與脂肪調節(jié)，降低血脂。

3.3膽固醇-25-羥化酶(CH25H) CH25H表達上調能夠催化膽固醇氧化反應生成25羥基膽固醇(25HC)，可下調表達固醇調節(jié)元件結合蛋白SREBP，降低機體合成膽固醇[27]。25HC還能促進膽固醇的酯化反應[28]。由此可見，CH25H及其產物25HC在膽固醇代謝穩(wěn)態(tài)平衡中發(fā)揮重要作用。

4 MTB感染致巨噬細胞脂代謝改變的其他影響因素

4.1Lp(a) Lp(a)是一種特殊獨立的血漿脂蛋白，可通過Lp(a)-VLDL受體途徑參與巨噬細胞泡沫細胞的形成[29]。研究發(fā)現，肺結核患者及肺結核合并肺炎患者體內Lp(a)含量較健康人顯著升高，但其升高機制尚不明確[30]，結核病患者中Lp(a)的作用未見報道，尚需深入研究。

4.2MTB脂蛋白P19 結核病慢性階段的標志是感染MTB的泡沫細胞中脂質體的形成[31]。MTB細胞壁上存在一種糖基化脂蛋白P19，研究發(fā)現MTB-P19感染的人巨噬細胞中PPARγ的表達升高，降脂藥物可使PPARγ活化，增加膽固醇代謝，促進膽固醇外流，從而達到降脂目的[32]。

4.3microRNA-33 MTB感染巨噬細胞后，通過逃避吞噬溶酶體的殺傷作用得以在胞內存活，脂質體的積累可作為MTB的營養(yǎng)來源。研究發(fā)現，結核感染期間MTB能夠誘導巨噬細胞中miR-33的表達，促進脂質體中脂肪酸的積累以確保其在體內存活；能夠抑制自噬參與的整合途徑、溶酶體功能以及脂肪酸氧化，以便進行自我復制；通過遺傳或藥理手段沉默miR-33能促進自噬通量[33]。說明miRNA33具有調節(jié)巨噬細胞脂代謝的作用。

5 展 望

MTB感染巨噬細胞后在吞噬體中存活，并且以宿主脂質為主要碳源。巨噬細胞泡沫化后脂質的聚積對患者有不利的影響，而且結核性肉芽腫到干酪樣壞死的發(fā)展都與宿主脂代謝紊亂密切相關。MTB對脂質的利用會導致巨噬細胞脂代謝紊亂，脂代謝失衡必然會引起疾病的發(fā)生。目前，關于MTB感染致巨噬細胞脂代謝改變的調控機制尚不明確，我們課題組研究發(fā)現，MTB感染可導致小鼠巨噬細胞內膽固醇酯含量增加，誘導泡沫細胞的形成，且與時間和菌量成正比[34]。這說明，脂質代謝的平衡途徑可能為治療結核病提供新的方向。但是，MTB感染致巨噬細胞脂代謝改變的相關機制仍然需要深入研究，以期探究藥物作用的新靶點，尋找治療結核病的新方法，阻止結核病持續(xù)蔓延。