病原微生物侵染宿主及宿主防御机制

病原微生物侵染宿主及宿主防御机制 乔振国

（2008级生物技术系 内蒙古科技大学）

【摘要】：近年来随着微生物学和免疫学的发展，病原菌胞内寄生的研究越来越受到广泛的重视。现对病原微生物胞内寄生的侵袭途径、胞内环境、不同病原体胞内生存致病的特点以及宿主防御机制以及免疫学研究进展作一综述。 【关键词】 吞噬作用 诱导内吞和吞噬 主动侵入 固有性免疫应答 适应性免疫应答

The Mechanisms of Pathogens Infecting and the Host Defense 【Abstract 】In recent years, with the development of microbiology and immunology,the research of intracellular parasitism in pathogens are more and more widely appreciated.Now,we make a overview about the path which pathogenic microorganisms invade into the host cell, Intracellular environment, the pathogenic characteristics of different pathogens, the mechanism of defense in the host cell and the research of immunology.

【Keyward 】 phagocytosis phagolysis Induced endocytosis and phagocytosis Active intrusion Innate immune response Adaptive immune response

1、病原微生物侵染宿主机制

胞内寄生病原体是指侵入宿主细胞并能在宿主细胞内繁殖的病原微生物。病原微生物可以通过各种侵袭途径进入宿主细胞，并选择适应自身生存的胞内生境进行寄生，但胞内寄生病原体必须进化出特异的

策略以保证能在胞内生存，如结核分枝杆菌富含脂类的细胞壁，这是获得胞内生活方式的首要因素。胞内病原体的胞内生存机制是适应胞内生存方式而进化选择的产物[1]。

1.1 吞噬作用

许多病原微生物借助于宿主细胞的收缩机制既能暂时又能持续感染专职吞噬细胞如巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞。巨噬细胞和其它吞噬细胞是宿主抵御微生物入侵的首要防线，这些细胞从组织中迁移过来，摄取并降解外源颗粒，使吞噬体和病原微生物的接触频率增大。巨噬细胞表面携带一系列识别配体的受体，病原体所需的唯一特异机制是利于补体沉降而避免被插入的膜攻击复合物溶解，寄生病原菌只需要很少的能量即可完成吞噬过程。在诱导胞吞和吞噬过程中，病原体通常诱导非吞噬细胞摄入微生物[2]。

1.2 诱导内吞和吞噬

一些病原体通过自身配体的进化粘附宿主细胞，感染非专性吞噬细胞。病原菌利用分泌系统向宿主细胞释放效应蛋白刺激非专职吞噬细胞的摄入，在侵入细胞的过程中，诱导细胞骨架形成广泛的皱膜[3]。一旦进入宿主细胞，通过磷酸化宿主细胞蛋白激活宿主细胞信号级联放大。分泌系统只有在IgN 1阴性基因纯合的小鼠中启动胞饮细胞在细胞裂解中是有效的，这提示IgN1 基因编码能抵制细菌分泌系统的产物，使得宿主对侵袭不敏感[4]。

1.3 主动侵入

主动侵入指病原微生物不引发类似吞噬作用的任何收缩过程而

侵入宿主细胞。事实上，对弓形体属而言，入侵的时间决定了入侵囊泡成熟为酸性溶酶体的区室的能力。所有的原虫，包括疟原虫、弓形体属、艾美球虫属具有称为Zoites 的能动的侵袭阶段[5]。这些阶段没有外部运动细胞器，只有螺旋形微管决定的地雷型的延伸。Zoites 具有一个基于肌动蛋白的动力系统，可以介导滑行移动和侵入宿主细胞。对抗微生物细胞松弛素D 有抗性的弓形体属，对突变的宿主细胞的侵入试验可以证明收缩系统在侵袭中的作用，在药物的存在下，突变的寄生虫不论宿主表型如何仍可侵入宿主细胞。

如果侵入过程被免疫球蛋白IgG 调控抑制，宿主细胞上的受体将阻止寄生虫在内含体的连续体外部维持分泌泡，分泌泡酸化，导致寄生虫死亡。反之，如果允许弓形体属侵入并感染宿主细胞，随后被二氢叶酸还原酶抑制剂乙胺嘧啶杀灭，分泌泡可以作为孤立的细胞内区室持续存在，这可能是由于宿主细胞膜不能识别它们所致。

2、宿主防御机制

机体对侵入体内的病原微生物有固有免疫和适应性免疫两种应答方式。病原微生物感染与宿主的免疫状态密切相关，免疫力完全正常的宿主，固有性免疫应答足以将抵达病原微生物清除；而当感染趋向于慢性，或者宿主曾经被致敏，则适应性免疫应答迅速启动。

2．1 固有性免疫应答

模式识别受体 固有性免疫应答起始于免疫细胞表面模式识别受体(pattern recognition recep —tors ，PRR) 对病原微生物的识别，通过分泌或膜结合受体对微生物进行识别是固有免疫系统的一个重

要功能。识别微生物后，固有免疫系统释放杀微生物分子、细胞因子、趋化因子等。吞噬细胞通过膜表面多种受体与病原微生物结合来实现吞噬作用。宿主对真菌的免疫反应依赖于几类激发信号级联反应的跨膜受体。识别这些菌体可促进机体的保护性应答反应，包括对真菌的摄取及杀伤(通过呼吸爆发介导) ，以及产生大量的细胞因子和趋化因子包括肿瘤坏死因子、白细胞介素1、白细胞介素6以及粒细胞一单核细胞集落刺激因子等。巨噬细胞许多研究表明，吞噬细胞的数量和功能的下降，是导致宿主对烟曲霉易感的主要因素[6]。吞噬细胞在保护宿主免受烟曲霉感染方面起着重要作用。巨噬细胞作为吞噬细胞系统的一部分，构成了机体抵抗病原微生物侵袭的第一道防线。

2．2 适应性免疫应答

早期对裸鼠的研究表明，在固有性免疫机能完好的情况下，T 细胞抵抗病原微生物感染的作用是可以忽略的，似乎可以得出结论，只有在固有性免疫受损的宿主，适应性免疫应答的重要性才得以体现，或者说在多数情况下，适应性免疫的意义不如固有性免疫应答。 目前，对两种类型细胞因子的调节研究较深入，Thl 型细胞因子的产生伴随着细胞免疫为主的反应，Th2型细胞因子的产生则有助于以抗体为主的体液免疫。总的来说，抗真菌反应以细胞免疫为主，Thl 型有利于对真菌感染的免疫防护[7]。研究中发现，Th2型细胞因子，机体对病原微生物越不易感。对于Thl 类细胞引起的保护性免疫反应的机制，目前有一个共识，即在识别病原微生物抗原之后，T 细胞活化引起大量细胞因子的释放，增强巨噬细胞和中性粒细胞的杀伤功能。

当病原微生物与T 细胞、抗原呈递细胞、中性粒细胞共孵育时，对菌丝的杀伤要明显强于T 细胞缺席时的效果。

参考文献

［1］Niebuhr K，Giuriaqto S，. Pedron T，et al . Conversion of PtdIns（4，5）P

（2）into PtdIns（5）by the S. flexneri effector IpgD reorganizes hostcell morphology ［J ］. EMBO J，2002，21：5069～5078.

［2］Rodrigues MF，Barsante MM，Alves CC，et al . Apoptosis of macrophagesduring

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2009，128（1）691-699.

［3］Watarai M.，Derre L，Kirby J，et al . Legionella pneumophila isinternalized

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［4］赵江丽; 陈宣男; 姜铮; 王芳; 袁静; 甄清; 吉林大学公共卫生学院; 军事医学科学

院疾病预防控制所; 中国热带医学, China Trope, 编辑部ical Medicin邮箱 2011年 01期

［5］孙铮; 赵作涛; 万喆; 李若瑜; 北京大学第一医院皮肤性病科; 北京大学真菌和真菌

病研究中心; 中国真菌学杂志, Chinese Journal of Mycology, 编辑部邮箱 2010年 05期

［6］莫延德; 田呈明; 青海省农林学校; 西北林学院; 陕西林业科技, SHANXI FOREST

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［7］王金生; 南京农业大学植保系 南京; 植物病理学报, Acta Phytopathologica Sinica,

编辑部邮箱 1992年 04期