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外阴阴道念珠菌病的发生机制及免疫研究进展

2023-01-06秦玉璘王晓娟曹永兵吕权真韩冰

中国真菌学杂志 2022年2期
关键词:念珠菌外阴毒力

秦玉璘 王晓娟 曹永兵 吕权真 韩冰

(1.上海市闵行区中心医院药剂科,上海 201199;2.海军军医大学药学系,上海 200433;3.上海市中西医结合医院脉管病研究所,上海 200082)

外阴阴道念珠菌病(VVC)是育龄期女性最常见的生殖道感染疾病,每年影响超过1.3亿女性,全球流行率为3 871人/万人/年[1]。超过75%的妇女一生中至少一次患有VVC,其中5%~10%的女性一年内出现大于等于4次VVC,即复发性外阴阴道念珠菌病(recurrent vulvovaginal candidiasis, RVVC)[2-4]。超过85%的外阴阴道念珠菌病由白念珠菌感染引起,4%~5%由光滑念珠菌引起,较小部分由热带念珠菌或近平滑念珠菌引起[5]。虽然念珠菌性阴道炎的治疗并不复杂,且急性发作可通过药物治愈,但在4%~8%的女性中,原发性发作后常伴随着复发以及对抗真菌药物的耐受,最终使患者进入疾病的慢性复发性状态,严重影响生活质量,并带来沉重的经济负担[1,6]。深入探究阴道念珠菌病的发病机制及治疗策略对于解决临床阴道念珠菌感染问题至关重要,本文现就以上两个方面进行系统性综述。

1 外阴阴道念珠菌病(VVC)的发病机制

1.1 念珠菌毒力因子在黏附和侵袭过程中的作用

念珠菌中的毒力因子在黏膜感染中起重要作用,这些毒力因子包括:黏附分子,菌丝形成,生物被膜形成,胞外水解酶以及White-Gray-Opaque表型转换[7-8]。黏附是皮肤黏膜念珠菌病发生的第一步,白念珠菌通过黏附素实现对阴道组织的黏附和入侵[4]。念珠菌产生的黏附素(如Als和Hwp1蛋白)与宿主表皮细胞发生相互作用,促使菌株定植及入侵[9]。白念珠菌酵母态-菌丝态的形态转换也是毒力形成的关键,临床检验中发现,VVC和RVVC患者的病理组织标本中存在大量的菌丝态念珠菌[10]。在健康机体中,白念珠菌主要以酵母态共生于阴道上皮表面,当机体免疫受到抑制时,酵母态菌株向菌丝态转换,形成生物被膜牢固地黏附于阴道表皮细胞外层[11]。在入侵过程中,白念珠菌会分泌相关水解酶获取营养和破坏宿主细胞,主要包括:磷脂酶、脂肪酶、溶血素和分泌型天冬氨酸蛋白酶(secreted aspartyl proteinases,Sap)[4]。其中Sap2在念珠菌致病性的产生中发挥最重要的作用。Sap2不仅能水解宿主皮肤的角蛋白和阴道上皮细胞表面蛋白,还是阴道上皮的炎症刺激因子,可以激活炎症小体[12]。临床研究表明,VVC患者阴道分泌物中分离出的白念珠菌比无症状携带者阴道中的白念珠菌具有更高的SAP2基因表达水平以及酶的活性[13]。影响念珠菌毒力的因素还包括White-Gray-Opaque表型之间的转换。动物实验显示,在舌黏膜感染模型中3种表型菌株细胞的生长速率由快到慢依次为Gray>Opaque>White,表明Gray表型能更好地从动物组织中获取营养。扫描电镜下Gray表型及Opaque表型细胞对舌黏膜组织的破坏显著大于White表型细胞。Gray和Opaque比White表型细胞具有更高的Sap酶活性和更强的毒力,因此更易造成表皮细胞损伤[14]。临床研究显示,VVC患者体内分离出的白念珠菌中,Gray表型毒力最强,Sap酶活性最高,White表型毒力最弱,Sap酶活性最弱,初步研究的结果说明Gray表型菌株更能促进白念珠菌在阴道中的定植[15]。念珠菌的毒力还受宿主感染部位微环境的影响,如pH、温度以及营养环境等,因此当女性正常阴道环境平衡被破坏时,阴道感染的风险增加[4]。

1.2 宿主清除阴道念珠菌的免疫应答

白念珠菌的无症状定植态和感染态的转变不仅取决于白念珠菌的毒力,也受宿主免疫状态的影响。尽管外阴阴道念珠菌病在世界范围内流行,但与系统性念珠菌感染相比,黏膜免疫的保护机制尚不明了。研究宿主与真菌的相互作用可以更好地了解黏膜念珠菌病的发病机理,有益于防治念珠菌感染[16]。

阴道上皮细胞主要通过模式识别受体(PRRs)识别病原体相关分子模式(PAMPs)和感应菌丝相关毒力因子(包括:Sap和念珠菌素)等途径感知病原体的入侵,从而招募免疫细胞,诱导免疫细胞的激活以及炎性介质的分泌。现有研究表明,上皮细胞只有部分Toll样受体(TLRs)和C型凝集素受体(CLRs)表达。上皮细胞和固有免疫系统是抵御外阴阴道念珠菌感染的第一道防线,中性粒细胞和巨噬细胞最先在感染部位募集。固有免疫细胞表面的PRRs可以感知白念珠菌表面的多糖,继而诱导细胞内信号转导途径,刺激细胞因子和防御素等效应分子的产生。固有免疫细胞PRRs主要包括:TLRs(TLR2、4、9)和CLRs(MBL、Dectin-1、Dectin-2、DC-SIGN、Mincle等)。上皮细胞的TLR4受体可以识别白念珠菌细胞壁表面的甘露聚糖,通过NLRP3炎症小体诱导关键炎症介质(S100A8警报蛋白和IL-1β)的产生,炎性介质会促进PMN募集到阴道,导致急性炎症的发生[17-18]。念珠菌素也可以通过激活p38/c-Fos和MKP1两条信号转导途径,促进促炎因子(IL-1α、IL-1β、IL-8、G-CSF、GM-CSF、β-防御素3、CCL20)以及抗菌肽(S100A8、S100A9)的表达,进而募集固有免疫细胞[19-20]。此外,中性粒细胞还可以被念珠菌分泌的毒力因子Saps(Sap2、Sap6)招募至感染部位,杀伤真菌并产生趋化因子IL-8和MIP-2[21]。中性粒细胞杀伤真菌主要依赖于胞内吞噬和胞外诱捕网(NETs)[22]。巨噬细胞则可以通过RNS和ROS两种杀伤机制,实现对念珠菌的胞内杀伤。在适应性免疫应答过程中,Th17细胞是抵御真菌黏膜感染的关键。固有免疫细胞表面的Dectin-1识别β-葡聚糖后,通过Syk-CARD9-NFκB信号通路,促进TGF-β、IL-6的分泌,继而促进幼稚T细胞向Th-17细胞分化[23]。激活的Th-17细胞通过释放IL-17增强中性粒细胞的杀伤功能和趋化因子、抗菌肽的释放[18]。以上研究说明免疫系统与阴道上皮一起形成了抵御阴道念珠菌感染的防线,在阴道使用免疫抑制剂时应注意真菌感染的风险。

2 复发性外阴阴道念珠菌病的免疫治疗进展

现有抗真菌疗法对缓解个体症状非常有效,但不能预防复发。虽然有效抗念珠菌药物的维持治疗可以延长复发时间,但无法保证完全治愈。此外,重复治疗也会引起真菌耐药,导致非白念珠菌感染的发病率增加。由于临床上有限的抗真菌药物及耐药性的产生,阴道念珠菌感染急需寻找新的治疗方法。开发有效的抗念珠菌疫苗,可以减少系统性及阴道念珠菌感染,减轻抗真菌治疗的经济负担。目前,抗念珠菌阴道炎的疫苗研究主要包括重组蛋白类疫苗和糖复合物疫苗两大类[24]。重组蛋白类疫苗包括重组凝集素样黏附素(Als)和重组分泌型天门冬氨酸蛋白酶(Sap)两种。

凝集素样黏附素(Als)是锚定于白念珠菌表面的GPI锚定蛋白,在白念珠菌黏附及侵袭上皮细胞过程中发挥重要作用[25]。这些蛋白暴露于真菌表面且功能重要,适合作为抗原开发重组疫苗。酿酒酵母表达的重组Als1的N端(rAls1-N,即Als1的17~432氨基酸)与完全弗氏佐剂(CFA)混合后皮下注射,免疫21 d后,系统性白念珠菌感染小鼠存活率上升了50%~57%,且预免小鼠体内的真菌荷菌量明显减少[26]。相比之下,以重组的Als3 N端(rAls3-N)作为疫苗预免小鼠,可诱导更强的抗体反应和更高的存活率,并且在口咽和阴道念珠菌感染模型中比rAls1-N更有效[27]。以rAls3-N为主要成分开发的NDV-3A疫苗,在二期临床试验中安全性好,具有高度免疫原性。研究表明,接种NDV-3A疫苗的40岁以下RVVC患者中,念珠菌性阴道炎12个月未发作的比例远高于安慰剂组[28]。

SAP2基因突变菌的毒力显著降低,其重组蛋白也已用于阴道或鼻内免疫大鼠,接种rSap2疫苗的大鼠可以有效清除阴道念珠菌[29]。新型疫苗PEV7由截短的白念珠菌Sap2与流感病毒体组装而成。小鼠及大鼠接受PEV7肌肉注射以及阴道给药后,均可在体内产生有效的血清抗体反应[5,30]。PEV7疫苗的一期临床数据显示,无论是肌肉注射还是阴道内注射,受试者的阴道和子宫颈中均出现强烈的B细胞介导的免疫应答[30]。

目前,糖缀合物类疫苗尚未进入临床研究,但临床前研究表明此类疫苗对小鼠阴道念珠菌感染有效,包括:β-葡聚糖偶联疫苗和Lam-CRM偶联疫苗[24]。β-葡聚糖偶联疫苗是以人相容性MF59为佐剂与β-葡聚糖偶联制成的疫苗,通过促进血清和阴道抗β-葡聚糖IgG的生成促进机体抵御阴道念珠菌感染[31]。Lam-CRM是将昆布多糖(laminarin, Lam)与白喉毒素CRM197偶联得到的疫苗。在小鼠模型中,该疫苗对系统性念珠菌感染和曲霉感染具有显著的交叉保护作用[32]。

3 结 语

VVC作为女性常见的阴道感染性疾病,具有发病率高和易复发的特点,严重影响女性健康及生活质量。白念珠菌是VVC的主要致病菌,通过菌株对阴道黏膜的黏附,菌丝的形成,菌丝对黏膜表皮的穿刺作用,分泌蛋白水解酶,生物被膜的形成以及菌株形态的转变等一连串方式实现对宿主的入侵。虽然阴道念珠菌病的发生受多种因素影响,但最重要的决定因素是宿主免疫与菌株毒力的相互作用。近年来,宿主对白念珠菌的免疫应答、炎症机制以及耐受性等相关研究取得了令人瞩目的进展,为念珠菌疫苗的研发提供了坚实的理论基础,一些针对RVVC患者的疫苗已成功进入临床研究,这些疫苗有望解决阴道念珠菌感染反复发作和耐药的问题,具有良好的发展前景。

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