牛分枝杆菌感染肺肉芽肿中三级淋巴结构的时空动态特征及其免疫学意义

本研究针对牛结核病病原体牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)感染后肺肉芽肿中三级淋巴结构(TLS)的形成机制展开深入探索。通过建立牛气溶胶感染模型，结合原位杂交技术首次系统揭示了TLS在牛结核肉芽肿中的时空分布特征，证实其具有与次级淋巴器官相似的细胞区室化和趋化因子表达模式，为理解慢性结核感染中的宿主-病原体互作提供了新视角。该成果发表于《BMC Veterinary Research》，为开发新型疫苗和免疫干预策略奠定了理论基础。

　　

牛结核病是由牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)引起的人畜共患病，其典型病理特征是在感染部位形成肉芽肿。这种特殊的炎症结构犹如双刃剑——既是宿主控制病原体的防御堡垒，又可能成为细菌持续存活的避风港。在人类、非人灵长类和鼠类研究中，科学家们发现肉芽肿中常出现类似淋巴结结构的"三级淋巴结构"(Tertiary Lymphoid Structures, TLS)，但它们在牛结核感染中的作用始终是个未解之谜。更令人困惑的是，尽管牛作为结核病研究的重要模型已有百余年历史，关于其肉芽肿中TLS的系统研究却长期空白。美国农业部农业研究服务局的Mitchell V. Palmer团队决心揭开这个免疫学谜题。

为解决这一科学问题，Palmer等人在《BMC Veterinary Research》发表的研究中，采用气溶胶感染模型模拟自然传播途径，对25头荷斯坦公牛进行牛分枝杆菌10-7428毒株感染，分别在感染后15、30、90、180和270天采集肺组织样本。通过组织病理学分级结合多重原位杂交(RNAscope^?
技术)，首次系统描绘了牛结核肉芽肿中TLS的发育动态和分子特征。

研究采用的关键技术包括：1)建立标准化的牛分枝杆菌气溶胶感染模型；2)基于HE染色对肉芽肿进行五级病理分期；3)使用RNAscope^?
ZZ探针技术对FFPE样本进行mRNA原位杂交，检测CD3ε(T细胞)、CD79A(B细胞)、CXCL13等12种免疫标记物；4)以非感染牛的支气管淋巴结作为对照。

【Kinetics of granuloma and follic following M. bovis challenge】
研究发现感染后15天的早期肉芽肿仅为肺泡内巨噬细胞聚集（Ⅰ型），30天出现界限不清的巨噬细胞团（Ⅱ型）。直到90天才观察到具有完整结构的Ⅲ-V型肉芽肿，其特征是中央坏死区、巨噬细胞带和外周淋巴细胞区，并首次出现明显的滤泡样结构。这些结构在180-270天持续存在，位于纤维包膜内外，形态类似淋巴结生发中心。

【Cellular composition of granuloma associated lymphoid follicle-like structures】
原位杂交显示CD79A⁺
B细胞主要聚集在滤泡样结构内部，而CD3ε⁺
T细胞则分散在外周区。有趣的是，CD11b⁺
单核细胞和CD11c⁺
树突状细胞主要分布在滤泡周围，这种区室化分布与淋巴结高度相似。

【Molecular characterization of granuloma-associated follicle-like structures】
更深入的分子特征分析发现，滤泡样结构周围存在CD34⁺
高内皮微静脉(HEV)，以及ICOS⁺
滤泡辅助性T细胞(T_FH
)。特别值得注意的是，ICOS/ICOSL相互作用已知能诱导淋巴毒素α3(LTα3)产生，后者正是TLS形成的关键信号分子。

【Chemokine profile of granuloma associated follicle-like structures】
趋化因子分析显示，B细胞趋化因子CXCL13在滤泡外围强表达，而CCL21沿血管样结构线性分布，CCL19在滤泡周围斑片状表达。这种趋化因子"地理编码"模式与淋巴结完全一致，证实这些结构是真正的TLS而非简单的淋巴细胞聚集。

研究结论指出，牛分枝杆菌感染后90天开始在肺肉芽肿中形成具有完整功能的TLS，其细胞组成、分子特征和空间组织均与次级淋巴器官相似。这一发现具有三重意义：首先，填补了牛结核免疫学研究的关键空白，证明TLS形成是跨物种保守的免疫应答特征；其次，为理解慢性结核感染中"伴随免疫"现象（即持续感染带来的保护力）提供了新视角——TLS可能通过维持效应T细胞和B细胞反应来实现这种微妙平衡；最后，研究建立的牛结核TLS模型为评估新型疫苗效果提供了可靠平台。

讨论部分特别强调，虽然TLS在其他物种结核感染中已被认为可能参与病理损伤或免疫保护，但在牛模型中的功能仍需进一步验证。一个引人深思的假说是：TLS的存在可能解释为何临床牛结核病发展缓慢——这些结构或许帮助宿主长期控制感染，维持" premunition"（感染性免疫）状态。该研究为后续探索B细胞在结核免疫中的双重角色（促进保护或加剧病理）奠定了坚实基础。