《Parasite Immunology》：No Simple Fluke: Schistosomiasis as an Emerging Regulator of Haematopoiesis
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血吸虫病（Schistosomiasis），又称比尔哈茨病（bilharzia），是一种高度流行的水传播蠕虫感染，每年估计导致15–17亿残疾调整生命年（DALY）损失。由成虫和虫卵驱动的病理伴随宿主内强烈的免疫调节。保护性反应可能促进虫体清除、限制寄生虫迁移
血吸虫病（Schistosomiasis），又称比尔哈茨病（bilharzia），是一种高度流行的水传播蠕虫感染，每年估计导致15–17亿残疾调整生命年（DALY）损失。由成虫和虫卵驱动的病理伴随宿主内强烈的免疫调节。保护性反应可能促进虫体清除、限制寄生虫迁移造成的旁观者组织损伤，并将虫卵包裹在肉芽肿病变内。然而，证据也表明血吸虫可以主动或间接影响造血作用（haematopoiesis），从而重塑下游成熟免疫细胞反应。本综述回顾了关于血吸虫依赖性和宿主来源的造血调节、临床前模型的重要性以及新兴的人体挑战模型的相关性的现有文献。还讨论了骨髓类器官模型及其在重现复杂感染动力学中的效用，旨在为临床相关研究和治疗策略提供信息。
1 Introduction
引言部分首先指出，被忽视的热带病（NTDs）构成慢性巨寄生虫感染的重要部分，全球约17亿病例。血吸虫病每年影响超过1.5亿人，主要分布在亚洲、非洲和南美洲。卫生条件差常使治疗复杂化，尽管有吡喹酮的大规模给药计划，但依赖单一药物存在耐药风险。血吸虫生活史在淡水螺和人类之间交替，虫卵污染水源并孵化，最终形成尾蚴感染人类。尾蚴穿透皮肤引起局部炎症，成虫和虫卵在血管中迁移，引发局部炎性肉芽肿，导致肝脾肿大。目前通过虫卵计数或循环抗原无法预测病理反应。感染过程中，宿主细胞需持续应对血吸虫依赖的抗原反应，包括尾蚴蛋白酶、成虫蛋白和可溶性虫卵抗原（SEA）等免疫调节介质。血吸虫感染患者常出现症状性贫血，可能由虫体迁移损伤引起，但机制尚未完全阐明。骨髓（BM）是一个高度复杂的组织，包含造血干细胞和祖细胞（HSPC）、免疫细胞、基质细胞等。造血干细胞（HSC）产生所有成熟血细胞，其静止和分化受BM微环境支持。感染和炎症时，微环境可被扰动，导致HSPC向外周迁移。血吸虫病是一种复杂的细胞因子综合征，涉及1型、2型和调节性反应，多种细胞因子如干扰素（IFN）、白细胞介素（IL）-4、IL-5、IL-13、转化生长因子β（TGFβ）、IL-10、IL-17和IL-23在宿主血液中升高，暗示对造血及其下游谱系成熟程序的多重影响。目前仅有三个临床前研究探讨血吸虫病的造血改变，本综述旨在总结现有知识，并讨论如何整合临床前小鼠模型、人体挑战研究和体外三维骨髓类器官系统来解析血吸虫依赖和宿主介导的机制。
1.1 Preclinical Models of Schistosomiasis in Evaluating Host Haematopoietic Regulation
该小节讨论细胞内在转录组和表观遗传变化以及微环境依赖的外源调节因子驱动HSC耗竭、分化和谱系定向。目前知识主要限于细菌、病毒或真菌配体引发的1型免疫反应，而严重血吸虫病的促炎反应可能类似影响HSPC。小鼠模型可填补这一空白。急性感染模型（高剂量尾蚴，>80只/小鼠）模拟短时感染，在6-7周后出现肝脾肉芽肿。Wijshake等人使用约200只尾蚴的急性感染发现，小鼠骨髓中出现单核细胞增多和嗜酸性粒细胞增多，同时多能祖细胞（MPP）中心储备减少，红系祖细胞似乎迁移至髓外部位。感染小鼠HSPC移植到骨髓清除的受体后，全血重建能力严重受损。慢性感染模型（低剂量35-40只尾蚴）模拟患者相关疾病进展。Greenman等人发现，巨噬细胞依赖的血小板清除导致感染相关血小板减少，促进骨髓中未成熟巨核细胞滞留，但巨核细胞或红系祖细胞基本不受影响。用IL-4体外处理HSC后发现，HSC集落存活差，偏向髓系分化而牺牲巨核细胞分化。此外，组织损伤释放的警报素（如IL-25、胸腺基质淋巴细胞生成素、IL-33）调动嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、肥大细胞和巨噬细胞，促进2型细胞因子反应和纤维化机制。在肠道蠕虫感染模型中发现，IL-33在巨核细胞/红系祖细胞（MEP）中诱导嗜碱性-嗜酸性髓系造血（BEM）偏倚。血吸虫成熟阶段可能类似存在MEP向BEM的谱系转换，但骨髓中警报素积累尚未在临床前模型中证实。HSPC细胞自主反应可能被造血微环境变化补充或拮抗，如细菌信号分子环二鸟苷酸（ci-Di-GMP）可直接与骨髓间充质干细胞（MSC）相互作用，减少HSPC归巢细胞因子和表面受体表达。急性血吸虫病将造血从中央转移到外周组织，但血吸虫感染依赖的微环境重建仍需阐明。从临床前小鼠模型分离的HSPC和微环境细胞可提供富集信号级联及其对HSPC谱系承诺和功能的下游影响。吡喹酮可有效清除小鼠体内虫体，治愈后的小鼠HSPC可用于分析持续的染色质/表观遗传改变以及持续性虫卵抗原驱动这些基因组变化的后果。
1.2 A Controlled Human Schistosomiasis Model
临床研究主要将疾病严重程度与血清细胞因子水平和循环虫卵/虫体抗原相关联，并强调感染患者预后的显著异质性。急性血吸虫病综合征表现为血清TNFα、IFNγ、SEA特异性IgE和循环免疫复合物升高，以及Th17细胞因子升高。相反，慢性血吸虫病的免疫静默阶段以血清IL-4、IL-5、IL-10和TGFβ升高为特征。但仅依赖细胞因子读数定义患者反应可能不准确。慢性阶段患者可能发展为严重肝病理和门脉高压，此时血清IL-1β、IL-2、IL-18、GM-CSF、TNF（1型）以及IL-9、IL-17、IL-23（Th17）细胞因子升高，引发局部和全身反应。目前此类研究大多依赖晚期血吸虫病相关病理患者。控制性血吸虫挑战模型的发展打开了多个方向。可以按剂量和时间依赖性方式绘制血吸虫入侵过程中进行性免疫或造血变化。一项研究中，志愿者被注射雄性尾蚴（不产卵）递增剂量（10、20、30只），随访至52周。所有患者接受至少一剂吡喹酮，若循环阴极抗原（CCA）水平持续升高则接受第二剂更高剂量。该模型在绘制预潜伏期反应以及虫体清除后持续存在的细胞因子和免疫反应方面具有独特优势。后续研究中，Houlder等人使用单次挑战模型，混合雄性和雌性尾蚴，采集感染后12周的外周血单个核细胞（PBMC）。血清样本分析显示：（a）4周时IFNγ、TNF、CXCL9、CXCL10、CXCL11升高；（b）8周时血清中检测到IL-10、IL-18和CXCL9；（c）12周时血清IL-10水平达到峰值。此外，对收集的PBMC进行深度免疫表型分析发现，严重反应患者可归因于髓系血细胞增加、经典单核细胞活化增加、记忆效应CD4(+) T细胞数量高、多种CD8(+) T细胞群体减少、CD127(+)调节性T细胞减少以及CXCR5(+) CD38(?)记忆B细胞增加。严重炎症是HSPC动员的有效触发因素，可从外周血样本中优化纯化HSPC。利用控制性人体挑战实验中的巡逻HSPC进行基因组、转录组和功能分析，并表征轻度和重度症状血吸虫病患者，这一领域尚未开发。
1.3 Immunoregulatory Schistosome Antigens as Mediators of Haematopoietic Modulation
HSPC和骨髓微环境可能整合虫体和虫卵分泌的抗原负荷以及组织损伤和全身及局部细胞因子信号。在血吸虫排泄/分泌（E/S）产物、成虫蛋白和SEA中鉴定出多种具有调节功能的效应蛋白，但尚无直接证据证明血吸虫抗原结合和调节HSPC或其微环境细胞。此外，多种免疫原性血吸虫抗原的宿主细胞受体仍未知。最具特征的是成熟虫卵表达的免疫调节物。omega-1是一种丰富的SEA蛋白，是糖基化的2型核糖核酸酶，由虫卵分泌。其聚糖与DC-SIGN、dectin-2和甘露糖受体结合，受体介导内化后利用核糖核酸酶活性降解核糖体和信使RNA，使树突状细胞诱导Th2极化，同时抑制Th1和Th17诱导信号。C型凝集素可能间接调节骨髓微环境。C型凝集素受体2（CLEC-2）由HSC和微环境相关的巨核细胞表达。CLEC-2缺陷的巨核细胞通过减少血小板生成素和CXCL12表达破坏HSC静止，两者均为HSC归巢所需的微环境保留信号。该研究未评估CLEC-2对HSC的直接作用，这是血吸虫omega-1依赖直接调节造血的另一未探索机制。血吸虫抗原的受体介导内化允许其加工用于MHCII呈递，MHCII有助于维持HSC干性。HSC组成性呈递MHCII依赖抗原以限制恶性转化。衰老HSC可通过激活促炎细胞内级联上调MHCII表达，同时促进其存活并在微环境中诱导调节性T细胞反应。其他丰富的虫卵抗原如IPSE/1α和kappa-5高度糖基化，推测具有类似omega-1的作用，可测试其直接结合和调节HSPC。造血和非造血宿主细胞可能成为SEA引发的促纤维化程序的潜在靶点，但单个免疫调节候选物尚未被命名和归因。SEA可直接激活人真皮成纤维细胞和肝星状细胞，通过TGFβ依赖的自分泌方式。TGFβ刺激HSC静止，但慢性TGFβ表达对造血有害并导致骨髓衰竭。相反，日本血吸虫虫卵抗原p40诱导衰老、静止或通过诱导基质金属蛋白酶-9、IL-6和CC趋化因子配体2表达在肝星状细胞中引发促炎反应。这些物种特异性抗原及其直系同源物和旁系同源物需要单独验证是否直接调节HSPC及其组成微环境细胞。其他多种虫体抗原，如曼氏血吸虫尾蚴侵袭素（SmCI）、曼氏血吸虫组织蛋白酶B（SmCatB）、天冬酰胺内肽酶（SmAE）、微外显子基因（MEG）蛋白、副肌球蛋白、Sm23或MAP-3 tetraspanin、Sm29、TPi/MAP-4、IrV5、SmLy6B和SmTSP6，以及日本血吸虫特异性SjSP-23、SjSP-13和SjSP-216，是已知免疫原。这些虫体蛋白可通过直接结合HSPC/微环境细胞表面受体，或通过灭活造血必需的细胞因子/趋化因子，进一步在调节造血机制中表征。
1.4 Conceptual Framework for Future Studies
血吸虫并非简单的吸虫，仅默默调节成熟免疫细胞群体及其效应功能。新兴证据支持血吸虫可直接或间接调节患者造血输出。假设驱动的体内模型可部分通过人体挑战模型验证，特别是涉及巡逻HSPC的深度免疫表型表征。然而，造血微环境内的组织浸润变化只能通过体内感染研究解决，其中中央和髓外造血在血吸虫病期间均为未探索的组织反应。先进技术如全骨髓样本的单细胞转录组学或蛋白质组学（CODetection indEXing，CODEX）分析有助于研究这种需求适应。两者均可可视化组织中的假定空间相互作用，并可进一步补充活体成像谱系标记的HSPC，以实时研究其轨迹和组织相互作用。此外，时间与空间复杂性可通过体外重建复杂信号环境来评估。人骨髓类器官已开始提供自组织系统，再现骨髓微环境的关键基质和血管特征。这些三维体外培养物可接种原代HSPC，以测试细胞因子和寄生虫抗原如何单独改变HSPC的适应性、分化和微环境行为。此类培养系统的可扩展性也允许在分析造血改变时使用细胞因子组合以及血吸虫抗原混合物，重现复杂环境。综上，这些发现支持探索血吸虫病中宿主调节机制的新维度，其中免疫血液学过程被认为是虫体相关病理发展的核心。这些研究方向的范围可扩展到其他蠕虫感染，从而开辟科学探索NTD病因学和管理策略的广阔机遇。
