单性曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）致敏差异性编程肺部免疫召回：CD4+记忆T细胞组织与攻击感染肺部虫负荷

《PLOS Pathogens》：From first contact to challenge: Lung immune modulation by single-sex Schistosoma mansoni infections

　　

背景：血吸虫病（schistosomiasis）是由血吸虫属（Schistosoma）吸虫引起的慢性寄生虫病，在流行地区仍是重大公共卫生问题。尾蚴（cercariae）经皮肤穿透后，童虫（schistosomula）迁移经过多个宿主组织，随后在肠系膜血管内成熟为成虫。免疫致敏（immunological priming）对继发感染期间的宿主反应具有关键影响，但既往单性曼氏血吸虫（Schistosoma mansoni）感染对肺部回忆免疫（pulmonary recall immunity）的重要性仍大多未知。由于肺在童虫迁移过程中是重要免疫检查点，研究人员在此研究单性和双性致敏如何影响再感染时的肺部免疫格局。方法：采用小鼠再感染模型，小鼠感染雄性、雌性或混合性别曼氏血吸虫尾蚴，随后以双性感染进行攻击。通过关键调控基因（key-regulatory genes）表达、高维流式细胞术（high-dimensional flow cytometry）、tSNE/FlowSOM聚类和免疫细胞表型分析（immune cell phenotyping）分析肺部免疫应答。结论：单性致敏导致与双性感染不同的免疫应答。雄性致敏与肺部虫负荷（worm burden）降低及循环CD4⁺中央记忆T细胞（central memory T cells, T_CM）和效应记忆T细胞（effector memory T cells, T_EM）优先富集相关，而雌性致敏促进CD4⁺驻留记忆T细胞（resident memory T cells, T_RM）积聚并伴肺部髓系细胞（myeloid cells）群更广泛改变。研究结果表明，初次曼氏血吸虫感染的性别以不同方式编程肺部免疫回忆应答，尤其通过CD4⁺记忆T细胞库的不同组织。雄性致敏、循环记忆T细胞亚群富集与肺部虫负荷降低之间的关联，将肺部记忆T细胞组织确定为再感染期间潜在的保护相关因素（correlate of protection）。

研究背景：血吸虫病由血吸虫属吸虫引起，全球超过2亿人感染、逾7亿人处于风险中；其致病与宿主针对虫卵的免疫应答、肉芽肿性炎症和纤维化有关。单性感染模型提示成虫本身也可调节宿主免疫。放射 attenuated（RA）尾蚴疫苗诱导的保护主要建立于肺部迁移期，提示肺是免疫介导清除寄生虫的关键部位。曼氏血吸虫童虫在感染后约4–20天经肺血管系统迁移，与局部免疫细胞相互作用并触发Th2偏向反应；但单性致敏如何影响再感染肺期免疫召回仍不清楚。既往研究显示单性感染可影响后续肝脏虫/卵负荷和病理，因此研究人员比较雄、雌或混合性别初次感染对双性攻击感染肺部免疫的影响。研究采用小鼠再感染模型，发现初次感染性别差异性编程肺部免疫召回：雄性致敏与肺部虫负荷降低及循环CD4⁺ T_CM/T_EM富集相关，雌性致敏则促进CD4⁺ T_RM并伴更广泛髓系细胞改变；其意义在于将肺部CD4⁺记忆T细胞组织提出为再感染保护相关因素。

关键技术方法（不超过250字）：研究使用Belo Horizonte株曼氏血吸虫及B. glabrata螺；6–8周龄NMRI小鼠维持生活史，实验用C57BL/6j小鼠。小鼠先感染100条雄性、雌性或混合性别尾蚴6周，再以100条混合性别尾蚴攻击6天；设未感染和仅攻击6天对照。关键技术为左肺童虫计数评估虫负荷、qPCR检测关键调控基因、肺单细胞悬液高维流式细胞术、tSNE/FlowSOM聚类及免疫细胞表型分析。

研究结果：（1）致敏影响肺部迁移期攻击感染的虫负荷：通过左肺童虫计数，雌性预感染虫负荷最高且显著高于雄性和双性预感染；雄性致敏低于雌性，双性预感染最低。（2）单性致敏在基因水平导致非极化Th1/Th2反应并偏向调节性T细胞反应：qPCR显示雌性致敏较双性对照显著上调tnf-α、il-1β、ifn-γ；雄性上调tnf-α、ifn-γ，且ifn-γ高于非致敏攻击组；il-33在单性组较双性增加；foxp3和il-10在雄性致敏显著增加；hmox-1、retnla在单性组上调，雌性retnla更高；icam-1、nos2在单性组高于双性，非致敏对照最高；双性组多数基因最低。（3）不同感染组免疫景观差异体现在免疫细胞和T细胞组成与密度：流式tSNE/FlowSOM识别CD8样T、活化CD4样T、B细胞样、炎性髓系、Ly6G⁺粒系等群；单性与双性/非致敏在Ly6G⁺粒系、活化淋巴样、B细胞样、炎性髓系及CD4/CD8样T细胞密度不同；CD3⁺ tSNE和频率分析显示单性致敏CD8⁺ T细胞频率显著升高、CD4⁺降低，雄性CD4⁺显著低于双性。（4）感染组间免疫应答在组织与活化状态上不同：标志物MFI热图显示非致敏攻击组广泛上调活化标志；雄性致敏在T细胞尤其CD4/CD8样群活化标志更明显；雌性致敏在淋巴和髓系分布更广。频率分析显示单性组中性粒细胞和肺泡巨噬细胞低于双性，雌性更低；雌性树突状细胞最高且显著高于双性；雄性间质巨噬细胞显著高于双性；CD3⁺总体相似，单性CD8⁺增加、CD4⁺降低，提示CD4相关差异更多由活化状态而非丰度驱动。进一步分析CD4⁺ T辅助细胞亚群（Th1 Tbet⁺、Th2 GATA3⁺、Th17 RORγt⁺、Th22 IL22⁺、Th9 PU.1⁺、Treg FoxP3⁺）和记忆亚群，雄性Th1和Th22显著高于双性，双性Th2和Treg最高；单性Th22显著高于双性和非致敏，雄性更高；Th9单性较高，雌性显著高于双性；单性Th17显著低于双性；单性naive CD4⁺高于双性，雌性naive CD4⁺和T_RM增加；CD4⁺ T_EM在双性最高、雌性最低，所有致敏组高于非致敏；CD4⁺ T_CM雄性显著高于雌性；CD8⁺致敏总体降低naive，双性CD8⁺ T_RM最高，CD8⁺ T_EM雄性显著高于双性，CD8⁺ T_CM双性最高。

讨论总结：初次感染性别塑造再感染肺期反应，雄性主要影响T细胞组成和记忆分化，雌性更广泛影响固有免疫细胞。单性致敏呈相对非极化Th1/Th2，双性致敏Th2更强，可能因持续虫卵抗原。雄性foxp3/il-10升高但虫负荷低，提示存在超出经典调节通路的额外机制。单性致敏与RA疫苗部分特征相似，并伴组织修复相关hmox-1、retnla、il-33升高。雄性Th1较高、Treg较低，CD4⁺ T_EM/T_CM较高；雌性T_RM较高；结合人类抵抗者部分特征，提示肺部CD4⁺记忆T细胞组织质量而非数量可能影响保护。Houlder et al描述早期肺部混合感染呈混合Th1/Th2反应；Coulson and Wilson提示肺CD44^high效应/记忆T细胞介导快速召回。局限为肺虫负荷仅单时点、反映迁移动力学，未区分局部与系统记忆；需纵向、功能验证及淋巴器官和雌雄幼虫差异研究。

研究结论翻译：研究结果表明，雄性和雌性单性曼氏血吸虫致敏在随后双性攻击感染期间建立不同的肺部免疫回忆谱。雄性致敏与肺部虫负荷降低及循环CD4⁺效应和中央记忆T细胞富集相关，而雌性致敏促进CD4⁺驻留记忆T细胞并伴肺部髓系细胞群更广泛改变。这些发现提示，肺部CD4⁺ T细胞记忆的组织方式可能促成雄性或雌性单性致敏后观察到的不同肺部虫负荷。