弓形虫脑炎发病机理的研究进展

预防医学情报杂志1998年第14卷第1期

湖南医科大学附属汀雅传染科（410008）刘翠梅 综述 欧阳颗 张铮 审校

　　摘要 随着爱滋病人的增加，弓形虫脑病的发生率也在增加，弓形虫脑炎的发生与免疫功能下降有密切关系。本文就弓形虫脑炎的发病机理，包括包囊的作用、细胞因子及T细胞对弓形虫脑炎的影响以及宿主的基因结构与弓形虫脑炎的关系作了详细的介绍，从而为弓形虫脑炎的预防和治疗提供理论依据。

　　关键词 弓形虫病，脑；干扰素类；肿瘤坏死因子

　　在免疫受损或接受免疫抑制治疗的病人，弓形虫感染有活化的危险性^[1]。弓形虫脑炎是AIDS最常见的并发症之一，一般在免疫减弱的情况下才形成弓形虫脑炎（Toxoplasmic encephalitis,TE）^[2]。

　　1 包囊在TE发生中的作用

　　在免疫功能正常的宿主体内，弓形虫速殖子的增殖受到免疫应答的抑制，而转化为缓增殖子，形成包囊，但在免疫抑制的宿主体内包囊形成的速度更快，数量更大^[3]。　Bohne认为INF-γ虽能抑制速殖子的分裂。但包囊形成不需要INF-γ的参与^[4]。而且弓形虫在无任何免疫因素的体外培养中，滋养体可转化成包囊，速殖子与缓殖子的转化亦得到试验证实。然而因体外培养的细胞周期远远短于体内包囊的形成过程，关于包囊形成因素、缓殖子与速殖子转化的基因调控及影响因素仍有待进一步研究。

　　AIDS患者弓形虫脑炎常见于弓形虫抗体阳性且滴度低，一般认为脑炎是隐性感染活化的结果，而对包囊活化的机制两种解释。一种认为脑炎病灶是因为包囊内虫体逸出或包囊发生破裂，从而引起脑组织急性坏死性病变。且有迟发性变态反应参与，形成胶质结，通过免疫组化的方法证实结节中存在抗原或包囊，从而支持包囊破裂学说^[2]。另一种则认为颅内病灶是外周器官包囊内活化的速殖子不断地经血源播散至中枢神经系统所致。此观点似乎更能解释AIDS脑炎患者的CT或磁共振显示颅内有多个病灶存在。但血清学检查、检测弓形虫包囊抗原不能区别弓形虫活动的感染和感染的活化^[5]。

　　2 细胞因子与TE发生的关系

　　2.1γ-干扰素（IFN-γ）

　　IFN-γ是由活化的Th细胞分泌的一种重要的细胞因子。在弓形虫的病中IFN-γ主要是由特异弓形虫抗原致敏的T细胞产生^[6]。实验表明IFN-γ可抗致死性弓形虫感染，减少脑炎发病的严重程度^[52]。用抗IFN-γ单抗处理感染弓形虫的小鼠，其脑内弓形虫包囊数较对照组多5倍，，并出现包囊破裂且有大量的炎性细胞浸润，但小鼠血清抗体滴度与包囊是否破裂无关^[2]。由此可见IFN-γ对预防包囊破裂及弓形虫脑炎的发生、发展有直接作用。

　　用外源性IFN-γ诱导T细胞缺陷鼠，结果有抗急性弓形虫感染，而且这种保护作用在经抗IFN抗体处理后并不受影响，说明其抗虫活性不依赖于 iFN，但作用并不持久，停药两周后又出现复发，因为其半衰期短^[8]。该研究结果提示IFN-γ对治疗T细胞功能受损特别是AIDS患者的弓形虫病可能有效。

　　IFN-γ的杀早机理可能有：⑴IFN-γ可激活Mφ内的呼吸爆发，释放各种含氧产物（O^-2和H₂O₂）而杀死早体。⑵Mφ杀伤弓形虫有赖于L-精氧酸和氨基酸代谢的氮氧化合物（NO^3-，NO^2-）。⑶研究揭示，宿主细胞内的吲哚胺2，3-双氧酶（IOD）的活性增加使得色氨酸降解，而弓形虫因缺乏色氨酸而受到抑制。后者似更能说明IFN-γ抑制虫体增殖，维持包囊的稳定作用，且IFN-α与IFN-γ抗弓形虫脑病是通过在脑细胞内诱发IOD的活性抗虫的^[9]。

　　2.2肿瘤坏死因子（TNF）及其它细胞因子

　　Chang等发现死于弓形虫感染的小鼠血清有TNF，而且给予外源性的TFN，能保护小鼠免于急性感染死亡^[10]。但Black等用IFN-α处理弓形虫感染小鼠，结果发现慢性感染的小鼠其处理组较对照的死亡率高^[11]。这些矛盾结果可能与细胞因子的制备或方法学不同有关。

　　用多克隆抗IFN-α处理慢性感染的小鼠，结果实验组脑组织内包囊数高于对照组，从而支持弓形虫脑损害可能涉及到IFN-α的参与，同时也观察到用rMu t FN-α灌胃，结果包囊数低于对照组。另外在有炎症的小鼠脑组织内用原位杂交技术证实有IFN-α mRNA的存在，并且分布在周围血管的炎症细胞中，而对照组则无发现^[12]。而且研究发现不同种鼠的IFN-α基因结构不同，其基因位于第6对和17对染色体上并与小鼠MHCⅠ基因H-2D区相联锁，与弓形虫脑炎的易感性有关，有关TE易感鼠的脑组织内证实有IFN-α mRNA的存在，而抗性鼠则无^[3]。但Suzuki等最近发现虽然IFN-α基因亦位于H-2D区，且与Ld基因吡邻，但与TE的发生无关，而TE的发生与否由Ld基因控制^[14]。

　　Gazzinelli等在TE易感鼠的淋巴结和脑脊液中检测得到了高水平的IL-10，且在小鼠形虫脑炎中，脑细胞中的IL-10转录水平升高。而抗性鼠则未测到IL-10，因IL-10有许多免疫抑制作用，有对抗IFN-γ的活性，是促成TE易感的介质^[15]。而消除内源性的IL-10，IL-6，则能延长小鼠生存时间，提示IL-10，IL-6可能引起免疫应答减低^[16]。研究并确定这些细胞因子与TE的关系，有助于了解这些拮抗剂感染中的作用。

　　在TE易感鼠的CNS中，发现脑组织内IFN-γ和IFN-α mRNA 的转录水平升高，说明IFN-α和IFN-γ有可能促成TE容易发生，并且认为IFN-α与早期的脑膜炎有关^[17]。然而和抗IFN-γ、抗IFN-α处理慢性感染小鼠，结果颅内炎症程度增加。提示内源性IFN-γ和IFN-α具有保护作用^[6]。但体外研究^[18]细胞因子对大小神经胶质细胞的抗弓形虫作用表明，宿主防御机能主要依赖于IFN-γ，IFN-α和IL-6的激活大小神经胶质细胞而达到抗弓形虫的目的。

　　3 T细胞对TE的影响

　　艾滋病患者其外周血T细胞数目下降，可能发生弓形虫脑炎，由此可见，介导保护免疫低抗潜伏在中枢神经系统中弓形虫感染起关键作用的T细胞。这些病人CD4⁺T细胞计数常小于100/mm³，相应地CD8⁺T细胞也减少，此时临床上可观察到弓形虫脑炎的发生，消除感染弓形虫小鼠体内的T细胞群，则导致弓形虫慢性感染的活化^[19]。将免疫的脾细胞被动地过继给易感小鼠，发现CD4⁺与CD8⁺T细胞的参与介导保护免疫，而CD8⁺T细胞起决定作用^[20]；但其作用机制仍不甚清楚。Khan等通过克隆T细胞发现CD8⁺T细胞能作用于弓形虫的速殖子阶段，可能是通过产生细胞因子如IFN-γ，也可能是通过细胞毒作用于弓形虫^[21]。而且对弓形虫感染细胞，其细胞毒性是特异性的，并且受遗传学的限制。

　　弓形虫感染中，根据Th1和Th2 CD4⁺T细胞亚群产生的细胞因子的不同，其作用也不同。Th1产生IFN-γ和IL-2，常介导细胞免疫抵抗细胞内病原体，Th2细胞则产生IL-4，IL-5及IL-10，对细胞免疫应答起负调节作用而引起体液免疫。如IL-10是由Th2 cD4+T细胞产生，它抑制IFN-γ的合成，而且可使激活的Mφ杀虫作用受到抑制^[22]。然而这些T细胞亚群之间能够相互调节，IL-10可抑制IFN-γ的产生，IFN-γ则抑制Th2细胞的增殖，但是Th1，Th2型细胞应答，哪型占优势目前尚未明确。可能与弓形虫感染的不同时期，或不同种鼠有关。

　　弓形虫感染中，有资料表明，CD4⁺T细胞也可能对宿主是有害的，Araujo发现消除弓形虫感染小鼠体内的CD4⁺T细胞，则其脑炎的严重程度降低^[23]。而且研究揭示，在人免疫缺陷病毒感染中，存在有占优势的Th1型应符号转换为Th2型细胞应答，使得宿主对机会性感染的敏感性提高了，Th1型细胞能抗弓形虫及控制中枢经系统的感染，要是Th1型转换为Th2型，那在部分AIDS病人当中则可观察到弓形虫感染的复发^[24]。

　　4 脑组织及宿主基因型与弓形虫脑炎

　　免疫系统需要与脑组织相互作用才能控制颅内感染，对于CNS的弓形虫感染，其脑组织内有自动免疫调节，免疫功能受到抑制则有发展为弓形虫脑炎的可能，而有免疫活性的小鼠则在病初时表现为脑炎，但最终能控制CNS的感染，并且发现弓形虫脑炎的易感与脑组织的CD4+与CD8+T细胞降低有关，T细胞在CNS则通过细胞毒作用或直接刺激胶质细胞的杀虫活性抑或是胶质细胞受到刺激而产生的细胞因子来达到杀虫目的^[26]。

　　研究发现，新生鼠星形胶质细胞及小鼠的小胶质细胞能充当弓形虫寄生的细胞，而且小胶质细胞具有吞噬作用、抗原递呈和产生细胞因子的作用，小胶质结的形成与虫体工其抗原的存在有关，且MHCⅡ抗原的表达增加，可能尚有递呈虫体抗的的功能。其杀虫机制则是通过产生氮氧化合物的途径而实现的。

　　通过易感及抗生鼠的研究，发现宿主的基因结构影响弓形虫脑炎的发生。Suzuki发现脑炎的发生受H-2D/L基因的调控。H-2D/L区有Ld基因的小鼠脑包囊数明显少于Ld基因完全缺失者^[14]。说明Ld基因在抗TE中起关键作用，并且否定了Ld基因毗邻的TNF-α基因控制弓形虫脑炎的发生。弓形虫脑炎的发生与否与感染鼠脑包囊数明显相关。其机理可能是包囊破裂的频率低，或是H-2D/L区的Ld基因有抑制包囊形成及阻止包囊破裂抑或是杀死从囊内逸出的虫体的功能。

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(1997-12-04 收稿)

校对时间00-04-06轩趁喜