《Cell Death & Disease》：Mycobacterium avium infection induced PD-L1 overexpression in macrophages: a potential involvement with immune escape
编辑推荐：
本研究针对非结核分枝杆菌(NTM)感染难以根治且缺乏特效药物的临床难题，聚焦鸟分枝杆菌(M. avium)感染巨噬细胞后免疫检查点分子PD-L1的表达调控机制。通过体外实验、小鼠模型及人体组织验证，发现M. avium感染可通过STAT1/NF-κB/MAPK信号通路上调巨噬细胞PD-L1表达，导致T细胞耗竭和浸润减少；PD-L1阻断抗体可逆转T细胞功能抑制，为NTM感染的免疫治疗提供了新策略。
在微生物学与临床医学的交叉领域，非结核分枝杆菌(Nontuberculous Mycobacteria, NTM)感染正成为日益严峻的公共卫生挑战。这类广泛存在于自然水源和土壤中的机会致病菌，近年来在全球范围内发病率持续攀升，尤其在日本的流行率显著高于其他国家。NTM肺病典型病原体——鸟分枝杆菌复合群(Mycobacterium avium complex, MAC)引起的感染，常表现为慢性咳嗽、咳痰甚至咯血，标准化疗方案（利福平+乙胺丁醇+克拉霉素）往往需要持续1-2年，且易产生耐药性。更严峻的是，克拉霉素耐药MAC感染的预后堪比耐多药结核病，但至今仍缺乏特效治疗手段。这一临床困境促使科学家将目光投向宿主自身的免疫调控机制，试图从病原体与免疫系统互作的角度寻找突破口。
近年来，肿瘤免疫治疗领域取得突破的免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs）为NTM感染治疗提供了新思路。程序性死亡受体-1（Programmed Death-1, PD-1）及其配体PD-L1构成的信号轴是调控T细胞功能的关键刹车系统。值得注意的是，临床观察发现接受PD-1抑制剂治疗的癌症患者合并NTM感染时，肺部NTM病灶竟意外消退。这一现象提示，NTM可能通过劫持PD-1/PD-L1这一免疫抑制通路实现免疫逃逸。但NTM如何调控PD-L1表达？其分子机制如何？能否通过阻断该通路增强宿主抗分枝杆菌免疫力？这些科学问题成为日本熊本大学研究团队关注的焦点。
为系统解析NTM感染的免疫逃逸机制，研究者整合多种关键技术：从健康志愿者外周血分离单核细胞诱导分化的人单核细胞源性巨噬细胞（Human Monocyte-Derived Macrophages, HMDMs）感染模型；鸟分枝杆菌（GFP标记株）体外共培养体系；小鼠气管内感染动物模型；以及来自弥散性NTM感染患者皮肤组织与结核感染腹膜组织样本。实验技术平台涵盖转录组测序（Bulk RNA-seq）、蛋白质印迹（Western blot）、流式细胞术、免疫荧光染色、免疫组织化学（包括单张切片多重免疫组化连续染色技术MICSSS）等多维分析方法。
M.avium感染增强巨噬细胞PD-L1基因表达
通过齐尔-尼尔森染色和免疫细胞化学验证HMDMs成功吞噬GFP标记的M. avium，电镜观察显示细菌定植于巨噬细胞胞内。转录组分析揭示感染组巨噬细胞呈现促炎表型，且PD-L1基因表达显著上调。基因集富集分析突出JAK-STAT信号通路激活，提示其可能参与PD-L1调控。
M.avium感染促进巨噬细胞PD-L1蛋白表达
qPCR和蛋白质印迹证实感染后PD-L1 mRNA和蛋白水平均增加。免疫染色显示PD-L1蛋白在感染巨噬细胞中高表达，其诱导强度甚至超过γ干扰素(IFN-γ)刺激组。
M.avium通过STAT1、MAPK和NF-κB信号通路上调PD-L1
蛋白质印迹显示感染激活STAT1、NF-κB及MAPK（p38、JNK）磷酸化。使用特异性抑制剂（氟达拉滨抑制STAT1、Bay 11-7082抑制NF-κB、SP600125抑制JNK、SB203580抑制p38）证实这些通路共同介导PD-L1上调。
小鼠模型中M.avium感染增强巨噬细胞PD-L1表达
感染6周后肺组织形成肉芽肿病灶。多重染色显示感染核心区（Region 2）巨噬细胞密集且PD-L1高表达，伴随T细胞浸润增加但PD-1阳性率升高，并富集PD-1+CD25-Ki-67-终末耗竭T细胞。
人体组织中NTM感染上调巨噬细胞PD-L1表达
在NTM感染皮肤组织和结核感染腹膜组织中，感染中心区巨噬细胞PD-L1表达升高，T细胞PD-1阳性率增加，且CD4+和CD8+T细胞向病灶中心的浸润显著减少，呈现空间排斥现象。
PD-1/PD-L1阻断促进小鼠模型T细胞再激活
感染3周后给予抗PD-L1抗体治疗，肺组织CD4+和CD8+T细胞活化标志CD69表达上调，PD-1+CD25+T细胞比例增加，且未引发免疫相关不良事件(irAEs)。
本研究首次系统阐明鸟分枝杆菌通过激活巨噬细胞STAT1/NF-κB/MAPK信号通路协同诱导PD-L1过表达，进而驱动T细胞耗竭和浸润抑制的免疫逃逸机制。这一发现不仅深化了对NTM致病机制的理解，更将肿瘤免疫治疗领域的核心策略——免疫检查点阻断——成功拓展至慢性感染性疾病治疗范畴。研究证实PD-L1抑制剂可逆转NTM感染导致的T细胞功能抑制，为开发宿主导向疗法(Host-Directed Therapy, HDT)提供了坚实理论依据。尽管研究揭示了单靶点阻断PD-L1的潜力，但未来或需探索联合其他免疫检查点（如CTLA-4、TIM-3）或与传统抗生素协同的治疗策略，以期实现更彻底的免疫激活与病原清除。该成果发表于《Cell Death and Disease》，为攻克NTM感染这一临床难题开辟了免疫干预新路径。
