综述:蝙蝠对伪裸囊菌(Pseudogymnoascus destructans)免疫反应的策略与局限性——白鼻综合征的病原学分析

《Frontiers in Immunology》:Strategies and limitations of the bat immune response to Pseudogymnoascus destructans: the causative agent of white-nose syndrome

【字体: 时间:2026年01月13日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

编辑推荐:

  本文系统综述了白鼻综合征(WNS)的病原伪裸囊菌(P. destructans)与蝙蝠宿主的免疫互作机制。文章重点探讨了北美蝙蝠因Th17型免疫应答偏倚而导致的真菌清除失败,与欧洲蝙蝠有效的Th1型应答形成对比,揭示了皮肤微环境、急性期反应(APR)、T细胞(CD4+/CD8+)分化及抗体应答在WNS病理中的协同作用,为靶向免疫调控的保育策略提供了新见解。

  

引言

白鼻综合征(WNS)是由嗜冷真菌伪裸囊菌(P. destructans)引起的一种侵袭性蝙蝠疾病,自2006年爆发以来,已导致北美多种蝙蝠种群数量急剧下降,尤其是鼠耳蝠属(Myotis)物种。作为生态系统中的关键物种,蝙蝠通过授粉和害虫控制带来巨大的生态经济价值,其衰退引发了广泛关注。感染始于蝙蝠冬眠期间皮肤接触真菌分生孢子,菌丝侵入翼膜组织造成损伤,破坏体温调节和气体交换,并导致冬眠能量储备过早耗尽。理解蝙蝠对该病原的免疫应答机制,对于制定有效的保护策略至关重要。

先天免疫应答

皮肤防御

感染主要发生在蝙蝠冬眠期,此时体温降低正适合P. destructans的生长。皮肤的第一道防线包括酸性pH环境和抑制性微生物群。研究表明,白鼻综合征抗性物种如大棕蝠(Eptesicus fuscus)的皮肤pH更酸性,而易感物种如北方鼠耳蝠(Myotis septentrionalis)的皮肤则相对碱性。此外,蝙蝠皮肤上存在的假单胞菌属(Pseudomonas)和放线菌门(Actinobacteria)细菌能在体外抑制真菌生长。应用荧光假单胞菌(P. fluorescens)作为益生菌处理已感染的蝙蝠,可减少真菌负荷和组织损伤,提高越冬存活率,但预防性使用效果不佳。

抗原内化

一旦真菌孢子突破皮肤屏障,其表面的1,8-二羟基萘(DHN)黑色素有助于它们在宿主吞噬细胞内存活。模式识别受体(PRR),如Toll样受体(TLR)和C型凝集素受体(CLR)家族成员(包括CLEC7A/Dectin-1、CLEC6A/Dectin-2、TLR2、TLR4、TLR9),在感染蝙蝠的翼膜组织中表达上调,识别真菌抗原。然而,蝙蝠固有的I型和II型干扰素应答减弱,虽然有利于病毒耐受,却可能延迟了对真菌必需的吞噬细胞(如中性粒细胞、巨噬细胞)的招募和激活。

急性期反应与免疫细胞招募

病原识别后,宿主会启动急性期反应(APR)。感染P. destructans的蝙蝠表现出抗菌肽cathelicidin表达显著上调,该肽能破坏真菌细胞壁。补体系统也被激活,但主要针对细菌,抗真菌能力有限。细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)α、白细胞介素(IL)-1β、IL-6以及趋化因子CCL2、CCL20、CCR1和粒细胞集落刺激因子(G-CSF)的表达增加,试图招募中性粒细胞等先天免疫细胞至感染部位。尽管存在这些分子信号,感染部位却缺乏足够的免疫细胞浸润,表明免疫应答的启动存在障碍。冬眠期间,体温波动(蛰眠与苏醒循环)可能打断了免疫细胞的及时招募。

适应性免疫应答

抗原呈递由MHC分子介导

主要组织相容性复合体(MHC)分子,特别是MHC II类分子,负责呈递细胞外病原如真菌的抗原,从而激活T细胞。尽管蝙蝠MHC基因具有高度多态性,但对M. lucifugus种群的研究发现,MHC II类DRB基因的变异与WNS存活率无显著关联。冬眠期间的低温可能抑制了抗原呈递过程,延迟了适应性免疫的启动。

T细胞分化与激活

与其他哺乳动物相比,蝙蝠的T细胞激活显著延迟。蝙蝠拥有丰富的CD4+和CD8+T细胞,且骨髓中CD4+:CD8+比例约为2:1,与人类相反,这可能利于快速招募免疫细胞至上皮组织。在自然感染中,免疫应答偏向于T辅助(Th)17型,其特征是IL-6、转化生长因子(TGF)β、IL-23和IL-17C等细胞因子上调。Th17应答通常负责招募中性粒细胞和增强上皮屏障,但在WNS中,由于冬眠的间断性,该应答似乎效果不彰。同时,抗炎细胞因子IL-10的表达上调可能进一步抑制了有效的免疫激活。

Th1/Th17拮抗的白鼻综合征应答

疫苗研究表明,通过重组病毒载体接种,能诱导蝙蝠产生Th1型应答,其特征是干扰素(IFN)γ产生增加,并与更高的存活率相关。这与自然感染中占主导的Th17型应答形成鲜明对比。这种Th17偏倚可能是蝙蝠为病毒耐受而进化出的免疫调节特征的副作用,其抑制了强烈的Th1型炎症反应,但面对真菌病原时则变得不利。Th1和Th17通路之间存在拮抗关系,持续的Th17信号可能抑制了有效的Th1应答,导致慢性炎症和组织损伤。CD8+T细胞也参与抗真菌免疫,其功能受细胞因子环境调控,Th17偏倚的环境可能促进其向炎症表型分化。

抗体产生

蝙蝠倾向于产生广谱但特异性相对较低的抗体。血清学研究表明,长期暴露于P. destructans的北美蝙蝠种群抗体阳性率和滴度更高,且翼膜损伤较轻,提示抗体介导的免疫可能有助于限制组织损伤,但并非清除真菌的主要机制。欧洲蝙蝠的研究结果存在矛盾,抗体在其中的作用尚不明确。蝙蝠拥有五种重链抗体同种型,但免疫球蛋白类别转换在WNS感染中的作用仍有待研究。

结论与未来展望

白鼻综合征导致的死亡主要归因于冬眠能量储备的耗尽。即使蝙蝠在感染后存活,免疫重建炎症综合征(IRIS)样的病理反应也可能在冬眠结束后出现,导致严重的炎症和组织损伤。气候变化可能通过改变冬眠地环境温度和蝙蝠生理状态,进一步影响WNS的流行和严重程度。未来的研究需要聚焦于:利用单细胞RNA测序等技术鉴定蝙蝠记忆T细胞亚群;进行再感染调查以评估免疫记忆;建立易感蝙蝠细胞系进行体外感染模型研究;并纵向监测冬眠期间Th1/Th17细胞因子动态。深入了解蝙蝠与P. destructans的宿主-病原体动力学,特别是欧洲蝙蝠的耐受机制,将为开发靶向免疫调控的WNS缓解策略奠定基础。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号