《Frontiers in Immunology》：Strongyloides stercoralis coinfection impairs immune control of Mycobacterium tuberculosis in TB infected individuals
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本研究通过体外分枝杆菌生长抑制实验（MGIA）与多因子检测，首次系统揭示类圆线虫（Strongyloides stercoralis）共感染可显著削弱结核感染（TBI）个体的免疫控制能力。研究证实Ss共感染驱动免疫应答向Th2/调节性通路偏移，抑制关键Th1（IFN-γ、IL-2、TNF-α）、Th17（IL-17、GM-CSF）及促炎因子（IL-1α/β、IL-6）分泌，导致结核分枝杆菌（M. tuberculosis）生长抑制能力下降。该发现为结核病高发区合并蠕虫感染的个体化防控策略提供了重要实验依据。
引言
全球约有15亿人感染蠕虫，其主要分布在热带地区，并通常诱导以白细胞介素4（IL-4）、IL-5和IL-13为特征的辅助性T细胞2（Th2）免疫应答。结核感染（TBI）作为结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis）感染的无症状阶段，因其在免疫受损个体中的再激活风险而构成重大公共卫生挑战。约25%的全球人口存在TBI，其中估计有5%在感染后两年内进展为活动性结核病。Th1介导的免疫应答，涉及干扰素γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）等细胞因子，对于控制结核分枝杆菌至关重要。蠕虫感染可能改变宿主对结核分枝杆菌的免疫应答，偏向Th2/调节性通路，从而可能损害Th1介导的免疫控制。分枝杆菌生长抑制实验（MGIA）是评估对结核分枝杆菌免疫应答的关键工具，可为了解Th1/Th2平衡以及蠕虫感染如何改变此应答提供见解。
材料与方法
研究获得了美国国家过敏和传染病研究所（NIAID）以及印度国家结核病研究所（NIRT）机构审查委员会的伦理批准。研究招募了38名来自印度泰米尔纳德邦蒂鲁瓦卢尔和甘吉布勒姆地区的结核感染个体，包括15名伴有类圆线虫共感染（TBI+Hel+）和23名无类圆线虫共感染（TBI+Hel?）的参与者。结核感染的诊断基于QuantiFERON-TB Gold Plus（QFT-Plus）检测阳性、无肺部症状且胸部X光片正常。类圆线虫感染通过针对重组NIE抗原的IgG抗体进行诊断，并通过营养琼脂平板培养进一步确认。所有类圆线虫阳性参与者接受了伊维菌素和阿苯达唑治疗。通过MGIA评估抗分枝杆菌免疫力，并使用多重细胞因子检测法分析培养上清液中的细胞因子水平。数据以中位数和四分位距表示，组间比较采用经Holm–Bonferroni校正的Mann–Whitney U检验。
结果
研究人群特征
研究参与者的 demographic、血液学和生化特征显示，TBI+Hel+组和TBI+Hel?组在年龄、性别或体重指数（BMI）方面无统计学显著差异。然而，在血液学参数方面观察到显著差异。与TBI+Hel?组相比，TBI+Hel+个体的血红蛋白水平显著降低，红细胞计数减少，淋巴细胞计数亦降低。相反，TBI+Hel+个体的嗜酸性粒细胞水平显著升高。
类圆线虫共感染导致结核感染个体Th1、Th17及促炎细胞因子应答降低
为确定共存类圆线虫感染对结核感染个体中1型、17型及促炎细胞因子的影响，研究人员检测了TBI+Hel+和TBI+Hel?个体QuantiFERON上清液中干扰素γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素2（IL-2）、IL-17、IL-22、IL-1α和IL-1β的水平。结果显示，在基线水平及结核抗原刺激后，TBI+Hel+共感染个体表现出显著降低的1型细胞因子、17型细胞因子及促炎细胞因子水平。而在有丝分裂原刺激下，两组间无显著差异。这表明共存类圆线虫感染与结核感染个体系统性1型、17型细胞因子及促炎细胞因子水平降低相关。
类圆线虫感染的潜伏结核感染个体分枝杆菌生长抑制能力降低
通过分枝杆菌生长抑制实验评估了伴有或不伴类圆线虫共感染的结核感染个体外周血单核细胞对结核分枝杆菌H37Rv的体外生长抑制能力。结果显示，TBI+Hel+个体表现出显著高于TBI+Hel?个体的归一化分枝杆菌生长，表明类圆线虫共感染组抑制结核分枝杆菌生长的能力降低。
类圆线虫共感染抑制对结核分枝杆菌的适应性和先天性细胞因子应答
研究人员评估了结核感染个体外周血单核细胞经结核分枝杆菌H37Rv刺激后的细胞因子应答，以确定类圆线虫共感染的影响。结果显示，与单纯结核感染个体相比，蠕虫共感染个体表现出Th1细胞因子分泌显著减少。此外，参与Th17介导的免疫和肉芽肿完整性的关键细胞因子在蠕虫感染组中也显著降低。除了适应性免疫应答受到抑制外，先天性炎症细胞因子的产生也显著受损。这些细胞因子对于早期免疫激活和有效启动抗结核宿主防御机制至关重要。这些结果表明类圆线虫共感染导致对结核分枝杆菌免疫应答的广泛抑制，涵盖先天性和适应性免疫。
增强的2型和调节性细胞因子应答
与上述发现相反，类圆线虫感染个体在结核分枝杆菌刺激后表现出2型和调节性细胞因子水平升高。这些发现与类圆线虫诱导的偏向Th2和调节性应答的免疫环境一致，可能以牺牲有效的抗分枝杆菌免疫力为代价。
细胞因子与MGIA应答的主成分分析
主成分分析用于识别结核感染个体中与蠕虫共感染相关的免疫变异模式。前两个主成分共同解释了总方差的约44.6%。PCA双标图显示结核感染组和结核感染加蠕虫共感染组之间存在明显的聚类，表明类圆线虫感染显著改变了细胞因子应答网络。与Th2/调节性应答相关的细胞因子在蠕虫感染个体中呈正相关，而与Th1/Th17相关的细胞因子在无蠕虫感染的结核感染病例中呈负相关。这种分离凸显出蠕虫感染促进免疫系统从Th1/Th17主导向Th2/调节性主导的系统性转变，与分枝杆菌生长控制能力下降一致。
MGIA水平与细胞因子水平之间的关系
相关性分析揭示了结核感染合并类圆线虫共感染个体中细胞因子谱与分枝杆菌生长抑制实验应答之间存在明显的免疫学关联。在所测量的细胞因子中，IL-17、IL-1α和IL-1β与MGIA呈显著负相关，表明这些促炎介质水平升高与分枝杆菌生长控制能力降低相关。其他Th1细胞因子与MGIA呈负相关但未达显著性，而Th2和调节性细胞因子则显示弱正相关。为进一步评估细胞因子和类圆线虫特异性IgG对分枝杆菌生长抑制的独立贡献，将所有测量的细胞因子连同类圆线虫IgG纳入多元回归模型。模型表明，类圆线虫IgG、IL-17、IL-1α和IL-1β仍与MGIA值呈负相关，而某些2型细胞因子如IL-5、IL-10和IL-13则显示正相关。这些结果表明，尽管存在炎症介质，类圆线虫共感染个体限制分枝杆菌生长的功能能力受损，指向细胞因子应答存在质的不平衡而非量的缺陷。
讨论
本研究证明，蠕虫共感染显著损害结核感染个体的保护性免疫应答。使用分枝杆菌生长抑制实验，研究人员观察到与单纯结核感染个体相比，结核感染合并类圆线虫共感染个体对结核分枝杆菌H37Rv的体外控制能力受损。这种功能缺陷与细胞因子应答的转变同时发生，其特征是Th1、Th17和先天性促炎细胞因子减少，以及Th2和调节性细胞因子产生增强。
研究数据表明，结核感染个体中的类圆线虫共感染显著改变血液学参数。血红蛋白和红细胞水平降低与蠕虫诱导的贫血一致，而淋巴细胞计数减少可能反映了蠕虫驱动的免疫调节。相反，TBI+Hel+个体的嗜酸性粒细胞水平显著升高，这是蠕虫感染的一个标志。
数据还表明，在结核感染个体中，共存的类圆线虫感染与抗原特异性1型、17型和促炎细胞因子应答显著降低相关。而有丝分裂原诱导的应答保持不变。Th1细胞因子对于巨噬细胞激活和肉芽肿维持至关重要，其在蠕虫感染个体中的减少与先前关于蠕虫驱动Th1应答抑制的报告一致。此外，IL-17和GM-CSF的降低提示黏膜屏障完整性和肉芽肿功能受损。先天性细胞因子也显著减少，这些细胞因子启动和放大早期免疫应答，对于连接先天性和适应性免疫至关重要。相反，研究人员观察到蠕虫感染组中IL-4、IL-5、IL-10和IL-13升高，与Th2/调节性偏向一致。
研究数据扩展了先前的发现，揭示了蠕虫共感染与细胞因子-MGIA相关性的质性改变以及PCA显示的明显免疫聚类相关。IL-17、IL-1α和IL-1β与MGIA应答的显著负相关表明，升高的炎症信号并不具有保护作用，反而反映了免疫失调，导致细菌控制能力下降。主成分分析支持的向Th2/调节性细胞因子特征的转变进一步表明，蠕虫共感染重编程免疫稳态，促进有利于慢性耐受而非病原体清除的环境。多元模型证实，类圆线虫驱动的生物标志物独立地导致分枝杆菌生长控制能力受损，而升高的2型细胞因子与MGIA呈正相关，进一步支持了类圆线虫相关性的从保护性Th1/Th17通路转移。
本研究存在一定的局限性。样本量相对较小。由于横断面设计，无法推断类圆线虫共感染与结核分枝杆菌特异性免疫力受损之间的因果关系。参与者未按蠕虫种类、负荷、感染严重程度或治疗史进行分类。仅使用了分枝杆菌生长抑制实验，未使用补充性细胞实验，且细胞因子应答仅在单个时间点评估。
研究表明，通过将免疫应答从促炎性Th1/Th17通路转向Th2/调节性通路，蠕虫共感染降低了结核感染患者的结核特异性免疫力。这些免疫改变可能影响结核病诊断工具和疫苗在蠕虫流行地区的表现。研究结果强调了在制定结核病控制策略时考虑蠕虫感染负担的必要性，并突出了综合干预方法的重要性以及需要进一步研究以阐明连接蠕虫感染、免疫调节和结核病风险的机制通路。
