N-乙酰半胱氨酸作为结核病潜在免疫调节剂：一项初步研究中IL-2升高的证据

《Journal of Inflammation Research》：N-Acetylcysteine as a Potential Immunomodulator in Tuberculosis: Evidence of IL-2 Elevation in a Pilot Study

本综述聚焦N-乙酰半胱氨酸（NAC）作为结核病（TB）辅助免疫调节疗法的潜力。研究通过初步临床试验证实，NAC可显著提升新诊断肺结核患者白细胞介素-2（IL-2）水平，提示其通过调节氧化还原平衡（如提升谷胱甘肽GSH）增强T细胞功能，为优化宿主抗结核分枝杆菌（M. tb）免疫应答提供了新思路。该发现对改善TB治疗结局具有重要临床意义。

　　

摘要

本研究旨在探讨N-乙酰半胱氨酸（NAC）作为辅助免疫调节疗法，通过增强白细胞介素-2（IL-2）的产生来支持宿主对抗结核分枝杆菌的免疫反应的潜力。

引言

结核病（TB）是一个全球性的重大健康问题，是世界卫生组织（WHO）指出的导致死亡的主要传染病之一。宿主免疫反应在调节结核分枝杆菌（M. tb）感染中至关重要，其中白细胞介素-2（IL-2）作为T细胞活化和增殖的关键细胞因子发挥着核心作用。在活动性结核病中观察到的免疫功能降低归因于IL-2的耗竭。IL-2是一种由T细胞（Th1）产生的促炎细胞因子，在M. tb感染的免疫发病机制中贡献显著。它通过正反馈循环刺激CD4⁺和CD8⁺ T细胞、自然杀伤（NK）细胞和B淋巴细胞的增殖和分化。然而，在活动性结核病中，IL-2被活化的T细胞迅速利用，导致耗竭。这种耗竭引起的T细胞数量或功能失衡会扰乱肉芽肿的形成，使得M. tb演变为活动性结核病。

近期研究表明，NAC作为一种已知的抗氧化剂和黏液溶解剂，可能也具有免疫调节特性。NAC可能通过减少氧化应激，帮助提高T细胞产生IL-2的效率，从而有助于恢复受损的T细胞功能，实现更稳定和持续的IL-2生产。NAC提升细胞内谷胱甘肽（GSH）水平，从而增强NK细胞和巨噬细胞的免疫活性，并可能通过增加IL-2产生来增强对M. tb的免疫力。此外，NAC还能减少促进分枝杆菌增殖的细胞因子IL-10以及已知会加重氧化应激的促炎细胞因子如IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）的产生。考虑到印度尼西亚肺结核的高流行率以及此前缺乏评估NAC对IL-2水平影响的人体研究，本项初步研究首次评估了NAC补充剂对新诊断肺结核患者IL-2浓度的影响。

材料与方法

研究设计与受试者特征

这项关于服用NAC对新诊断肺结核患者IL-2水平影响的类实验性研究采用了前后对照设计。受试者为2024年5月至8月期间在印度尼西亚泗水Airlangga大学教学医院诊断的新发肺结核病例。在符合纳入和排除标准的前提下采用连续抽样，并使用简单随机化方法将受试者随机分为治疗组和对照组。

纳入标准包括：年龄18岁及以上；基于GeneXpert MTB/RIF检测结果细菌学确诊、尚未开始抗结核治疗的新发肺结核患者；以及愿意通过填写知情同意书参与研究。符合纳入标准的参与者随后被分为两组：治疗组（接受额外的NAC治疗，每次600毫克，每12小时一次）和对照组（不接受任何额外的NAC治疗）。排除标准包括：孕妇和哺乳期妇女、HIV感染者、患有自身免疫性疾病或当前使用免疫抑制药物者、患有癌症等严重慢性合并症者，以及在研究前2周内服用过抗氧化补充剂者。退出标准包括：不遵守抗结核药物和NAC给药（依从性<100%）、因患者未参加NAC给药两周后的最终评估而缺少IL-2水平数据、以及对NAC过敏。

问卷

使用预先测试的问卷收集人口统计学特征、病史、特殊情况以及与结核病患者的接触史等信息。进行体格检查，包括体重、身高、生命体征等。所有参与者均接受面对面访谈。

妊娠试验检查

对所有女性样本使用Planotest试剂盒进行妊娠检测，妊娠是排除标准之一。

治疗依从性的监测与评估

向每位参与者提供自我监测卡，通过每天在卡片上标记所服用的剂量来评估患者对NAC和标准抗结核治疗的依从性。通过定期电话随访加强和监测参与者的依从性。

白细胞介素-2水平检查

在第一天（接受NAC和抗结核治疗前）和第15天两次采集患者静脉血样。IL-2水平在KALGen INNOLAB实验室使用购自中国武汉Bioassay Technology Laboratory Co., Ltd.的人类白细胞介素2 ELISA试剂盒进行测量，操作遵循制造商说明。

伦理声明

研究获得了Airlangga大学教学医院机构审查委员会的批准，并遵循赫尔辛基宣言的伦理原则进行。

统计分析

使用IBM SPSS Statistics V.30程序分析数据。采用独立样本t检验（数据正态分布）或Mann-Whitney检验（数据非正态分布）比较两组间IL-2水平的差异。采用配对t检验（数据正态分布）或Wilcoxon符号秩检验（数据非正态分布）分析NAC给药前后IL-2水平的变化。

结果

研究受试者特征

30名符合标准的受试者被分为两组：治疗组15人，对照组15人。两组在性别、年龄和合并症分布上无显著差异。NAC治疗前，两组的IL-2水平也无显著差异。

治疗组和对照组NAC治疗前后的IL-2水平

NAC治疗前，治疗组和对照组新发肺结核患者的IL-2水平中位数分别为243.7 ng/L和303.6 ng/L。接受NAC治疗两周后，治疗组IL-2水平中位数升至386.62 ng/L，而对照组则降至285.89 ng/L。治疗组在服用NAC后IL-2水平出现统计学显著升高（p=0.023）。相比之下，对照组未观察到显著差异（p=0.594）。

治疗组与对照组IL-2水平的比较分析

IL-2水平的Delta值（治疗后值-治疗前值）计算显示，治疗组Delta IL-2水平的中位数为147.0 ng/L，而对照组则呈现下降，Delta值中位数为-24.7 ng/L。治疗组和对照组之间Delta IL-2水平的分析显示存在显著差异（p=0.025），表明NAC给药对IL-2水平产生了积极影响。

治疗相关不良反应的评估

治疗组中报告的在服用600毫克NAC（每12小时一次，持续14天）后的副作用是轻微的胃肠道不适（恶心和腹部不适），仅发生在一名受试者（6.7%）身上。报告的副作用轻微且仅持续一天，无需停止治疗。

讨论

NAC给药两周后观察到的IL-2水平显示，治疗组的IL-2水平中位数高于对照组。这些结果与之前的体外研究结果一致，该研究证明了NAC在治疗活动性结核病中的有益作用。NAC主要通过其抗氧化作用提升IL-2水平，通过恢复细胞氧化还原平衡、增强T细胞活化和功能，并通过调节核因子κB（NF-κB）等信号通路影响IL-2基因转录。NAC的免疫调节作用与其提高细胞内半胱氨酸水平，继而增加谷胱甘肽（GSH）合成，从而减少免疫细胞氧化应激的能力直接相关。细胞内GSH水平的升高以及NAC对NF-κB的调节，导致炎症和氧化反应减弱。NAC体内外处理通过提高抗原呈递细胞内的GSH水平诱导Th1反应。GSH补充也增加了Th1细胞因子，如IL-2、IL-12、干扰素-γ（IFN-γ）和TNF-α。NAC通过激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）通路和抑制叉头框蛋白O1（Foxo1）来增强T细胞，同时通过间接增加小疏水蛋白降低活性氧（ROS）水平。

IL-2在对抗M. tb的免疫反应中可能起关键作用。它在抗原激活后合成，对于免疫反应至关重要，可介导人类T细胞的生长和增殖，增强CD8⁺ T细胞和NK细胞的细胞溶解活性，同时调节T细胞分化程序。特别是，它促进初始CD4⁺ T细胞向T辅助细胞1（Th1）和T辅助细胞2（Th2）分化，同时抑制T辅助细胞17（Th17）和滤泡辅助性T细胞（Tfh）的分化。慢性M. tb感染可能导致M. tb特异性T细胞反应进行性受损，这种受损与分枝杆菌负荷成反比，并可在抗分枝杆菌治疗期间部分恢复。

本研究中，NAC给药两周后表现出的不良反应属于轻微级别，特别是胃肠道反应。文献表明，NAC的毒性作用仅在非常高剂量时观察到。口服给药时，最常见的副作用是胃肠道症状。值得注意的是，不良反应也可能归因于受试者接受的抗结核药物治疗，因此需要进一步分析。

考虑到IL-2在调节针对M. tb的细胞免疫反应中的关键功能，维持或提高IL-2水平对于改善治疗结果和加速恢复可能至关重要。这些发现支持了我们最初的假设，即NAC补充通过上调IL-2产生作为免疫调节剂，有潜力改善新诊断结核病患者的免疫状态。但需注意，本研究未检查健康个体的IL-2水平，因此无法比较活动性结核病患者与健康个体的基线值。此外，未控制含有天然NAC食物的摄入，这可能独立影响IL-2水平。这是一项观察期短的初步研究。进一步研究应考虑进行持续时间更长、样本量更大的临床试验，同时探索剂量反应关系以及NAC在结核病治疗不同阶段的作用。本研究仅评估了一个免疫学标志物（IL-2），未涉及任何临床结果、微生物学结果或放射学结果。未来研究需要评估临床、微生物学以及放射学终点，并研究其他细胞因子及更广泛的免疫学特征，以更全面地阐明NAC的免疫调节作用。

结论

在接受NAC补充的患者中观察到IL-2水平显著升高，表明免疫反应得到改善。这些发现提示，NAC作为新诊断肺结核病例标准抗结核治疗的辅助药物可能有益。然而，由于本研究呈现的是初步结果和探索性调查，在做出明确的临床推荐之前，需要进一步设计良好的大规模临床试验来验证这些观察结果。

缩写

AFB，抗酸杆菌；GSH，谷胱甘肽；HIV，人类免疫缺陷病毒；IL-，白细胞介素-；LTBI，潜伏性结核感染；M. tb，结核分枝杆菌；NAC，N-乙酰半胱氨酸；NK，自然杀伤细胞；PBMC，外周血单核细胞；TB，结核病；Tfh，滤泡辅助性T细胞；Th，T辅助细胞。