Dectin-1在宿主抗隐球菌感染的机制与研究进展_于柯瑶.pdf

广西医科大学学报JOURNAL OF GUANGXI MEDICAL UNIVERSITY2023 Jan；40（1）Dectin-1在宿主抗隐球菌感染的机制与研究进展*于柯瑶，张克明，黄越，廖万清，潘炜华（海军军医大学第二附属医院皮肤科，上海200003）摘要固有免疫在隐球菌感染中发挥着至关重要的作用，宿主建立对隐球菌有效免疫应答的第一步是通过固有免疫应答细胞表达的模式识别受体（PRR）识别隐球菌病原体相关分子模式（PAMP），进一步触发涉及许多蛋白质（脾酪氨酸激酶和胱天蛋白酶募集域蛋白9等）的细胞内信号级联反应。本篇综述中笔者总结了固有免疫应答细胞模式识别受体Dectin-1与隐球菌病原体相关分子模式的相互识别机制，并讨论了Dectin-1信号通路在宿主抗隐球菌感染免疫中的作用及其在隐球菌病药物和疫苗佐剂研发中的潜在应用。关键词隐球菌；Dectin-1；受体；天然免疫；抗原递呈细胞中图分类号：R519.4文献标志码：A文章编号：1005-930X（2023）01-0001-05DOI：10.16190/ki.45-1211/r.2023.01.001Mechanism and research progress of Dectin-1 against cryptococcal infection in hostYu Keyao,Zhang Keming,Huang Yue,Liao Wanqing,Pan Weihua.(Department of Dermatology,SecondAffiliat-ed Hospital of Naval Medical University,Shanghai 200003,China)AbstractInnate immunity plays a crucial role in cryptococcal infection.The first step for the host to establishan effective immune response to cryptococcal infection is to recognize the cryptococcal pathogen-associated mo-lecular patterns(PAMP)through pattern recognition receptors(PRR)expressed by innate immune response cells.Then intracellular signaling cascades are triggered involving many proteins(splenic tyrosine kinase and caspaserecruitment domain-containg protein 9,etc.).In this review,we summarize the mutual recognition mechanism be-tween the innate immune response cell pattern recognition receptor Dectin-1 and cryptococcal pathogen-associat-ed molecular patterns,and discuss the role of Dectin-1 signaling pathway in host immunity against cryptococcalinfection and its potential application in the develop-ment of cryptococcal drugs and vaccine adjuvants.KeywordsCryptococcus;Dectin-1;recipient;natu-ral immunity;antigen presenting cell*基金项目：中国工程院战略研究与咨询项目（No.2022-HZ-10-03）通信作者，廖万清，E-mail：；潘炜华，E-mail：收稿日期：2022-12-20廖万清，中国工程院院士，中国医学科学院学部委员，皮肤病、真菌病学专家，一级教授，文职特级，博士生导师，总后一代名师。长期致力于军内外皮肤病与真菌病防治研究，在国内外发现9种新的病原真菌及其引起的疾病类型，其中格特隐球菌ITS C型引起脑膜炎及胶囊青霉（LiaoWQ-2011）引起肺青霉球的菌种已被美国、荷兰、比利时等国的菌种保藏中心永久保藏，并向全世界有偿供应。承担国家传染病重大专项（“海上丝绸之路”重要病原体威胁感知和监测预警）、国家973、军队、国自然重大/重点等重要课题目20余项。发表论文545篇，主编 真菌病学等专著10部，荣获国家科技进步一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项，军队及上海市科技进步一等奖3项及其它各类成果奖共24 项，荣立二等功1次，三等功4次。2014年获首届叶剑英奖，2016年获国家优秀科技工作者称号，2017年获中华医学会皮肤科分会卓越贡献奖，上海医学发展终身成就奖，2018年获得戴芳澜终身成就奖，2019年获得第三届国之大医特别致敬奖，2019年获得大国匠心 年度致敬人物奖励，2021年获得第八届树兰医学奖。1专家论坛广西医科大学学报2023 Jan；40（1）隐球菌病是吸入感染隐球菌酵母或孢子而引起的急性、亚急性或慢性真菌病。现已发现的隐球菌属有70余种，引起人类感染的隐球菌主要是新生隐球菌（Cryptococcus neoformans）和格特隐球菌（Cryptococcus gattii），其中新生隐球菌有格鲁比变种（C.neoformans var.Grubii）、AD 型和新生变种（C.neoformans var.Neoformans）1。隐球菌病多发生于免疫受损的患者（如AIDS患者与免疫抑制患者等），并可进一步引起致死性的感染如隐球菌性脑膜炎。国内早在 1980 年廖万清2就首次提出S8012 C.gattii脑膜炎，2012年潘炜华等3又发现指甲隐球菌引起的脑膜炎病例，且发现国内的隐球菌病多发生于免疫正常的患者（约70%以上）4。隐球菌可以感染人体的任何组织和脏器，感染最常见的部位依次为中枢神经系统、肺部和皮肤5-6。固有免疫细胞表达模式识别受体（pattern rec-ognition receptors，PRR），当其识别进化上保守的病原体相关分子模式（pathogen-associated molecularpatterns，PAMPs）时可立即激活效应细胞，从而对潜在病原体产生免疫反应7。PRR有C型凝集素受体（C-type lectin receptors，CLRs）、NOD样受体（NOD-like receptors，NLRs）和Toll样受体（Toll-like recep-tors，TLRs）。Dectin-1是一种常见的CLR8。Dectin-1因其在维持真菌清除和传播之间的平衡中发挥关键作用而被广泛研究。隐球菌荚膜内层的-葡聚糖被Dectin-1识别后发挥免疫调节活性，然而-葡聚糖也被荚膜外层的多糖掩盖，从而抑制-葡聚糖与 Dectin-1 的相互作用9。在对 C.neoformans 或 C.gattii 的宿主防御中，学者们关于Dectin-1 是否起作用及作用通路的观点并不一致10-11。因此，本文对Dectin-1在宿主抗隐球菌感染的机制与研究进展作一综述。1Dectin-1的结构及通路Dectin-1是一种糖基化跨膜受体（型），由一个细胞外 C 型凝集素样结构域（C-type lectin-likedomain，CTLD），一个跨膜区和一个含单一免疫受体酪氨酸激活基序（Immunoreceptor tyrosine-basedactivation motif，ITAM）的胞质尾区组成12。在人类和小鼠中，Dectin-1选择性剪接后主要产生Dectin-1a和Dectin-1b，两者可分别识别-（1，3）和-（l，6）-葡聚糖13。Dectin-1在多种细胞类型中表达，且不同细胞的表达水平存在差异，如在髓样细胞群（单核细胞/巨噬细胞和嗜中性粒细胞谱系）表达高，而在树突状细胞（dendritic cells，DC）和T细胞亚群表达水平较低14。在固有免疫应答细胞抗真菌感染中Dectin-1参与免疫细胞识别、摄取和杀死真菌，生成活性氧（reactive oxygen species，ROS），诱导呼吸爆发，释放细胞因子和趋化因子，促进Th1、Th17等细胞的分化和胃肠道中CD4+T细胞的存活，以及细胞毒性T淋巴细胞的启动15-17。Dectin-1 有两个功能域：CTLD 和 ITAM，其中CTLD能够识别-葡聚糖，它是构成常见病原真菌（如烟曲霉、隐球菌、耶氏肺孢子菌和白色念珠菌等）细胞壁的主要成分，其中隐球菌中-葡聚糖含量较低18。-葡聚糖主要由-（1，3）糖苷键连接的主干和-（1，6）糖苷键连接的侧链组成，其长度和分支数等因素会影响与Dectin-1结合的亲和力12。Dectin-1胞质尾部内的ITAM可能与-葡聚糖结合，通过ITAM的酪氨酸磷酸化传递细胞内信号，包括脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk）依赖性和Syk非依赖性途径。Dectin-1招募和激活Syk激酶后，诱导包括信号适配器胱天蛋白酶募集域蛋白9（caspase recruitment domain-containg protein 9，CARD9）在 内 的 级 联 信 号，CARD9 与 Bcl10 和MALT1 相关，并激活细胞和触发转录因子 NF-B8,19。Dectin-1也可以通过激酶Raf-1诱导Syk非依赖性信号传导，激活包括NFAT、IRF1、IRF5以及NF-B在内的多种转录因子19-20。Dectin-1信号通路见图1。图 1Dectin-1信号通路 22Dectin-1 在宿主抗隐球菌感染中的机制研究2.1Dectin-1在抗隐球菌感染中的功能不同学者对宿主Dectin-1在抗隐球菌感染中是否起必要作用的观点并不一致。大多数学者认为Dectin-1能识别隐球菌-（1，3）-葡聚糖，并吞噬隐球菌酵母与孢子。经流式细胞术分析确认C.neoformans孢子表面存在-（1，3）-葡聚糖，肺泡巨噬细胞通过Dectin-1与-（1，3）-葡聚糖的相互作用吞噬C.neoformans孢子。分别竞争性抑制、拮抗Dectin-1和阻断-（1，3）-葡聚糖能抑制巨噬细胞的吞噬作用达 50%70%左右21。Lim等22用Dectin-1抑制剂葡聚糖-6-磷酸处理小鼠单核巨噬细胞和人原代巨噬细胞后，也能阻断部分非调理的C.gattii和C.neoformans的摄取。这些数据表明宿主Dectin-1识别隐球菌-（1，3）-葡聚糖是宿主巨噬细胞启动吞噬隐球菌的重要过程之一。但也有相关研究证明Dectin-1可能并不参与宿主抗隐球菌感染的反应。Nakamura等23于2007年检测到C.neoformans感染Dectin-1KO小鼠与对照小鼠的肺部、大脑活菌落数量，肺部IFN-浓度，小鼠存活率都无显著差异，C.neoformans也不会刺激Dectin-1KO小鼠骨髓来源的树突状细胞（bone mar-row-derived dendritic cells，BMDC）合成促炎因子IL-12增加，即缺乏Dectin-1不会对隐球菌感染小鼠的临床病程和细胞因子的生成产生影响。使用海带素（-葡聚糖）预处理浆细胞样树突状细胞（plas-macytoid dendritic cells，pDCs）阻 断 Dectin-1 后，pDCs对C.neoformans的生长抑制并没有显著变化，这表明Dectin-1上的-葡聚糖受体对C.neoformans的pDCs识别不起作用。并且与野生型小鼠的pDCs