《Mucosal Immunology》：Alveolar macrophages shape tuberculosis susceptibility by delaying protective immunity
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结核分枝杆菌（Mtb）感染的保护性免疫建立需CD4+T细胞及时活化，但其延迟原因不明。本研究对比了易感的C3HeB/FeJ与抗性的C57BL/6小鼠，发现肺泡巨噬细胞（AMs）通过将Mtb滞留在肺泡腔、限制其向其他骨髓细胞扩散，从而延迟CD4+T细胞启动。其机制与IL-1β和GM-CSF产生减少导致AMs迁移受损有关。靶向AMs可加速适应性免疫应答，但需克服中性粒细胞的干扰才能实现持续感染控制，这为理解结核易感性机制和设计新策略提供了新见解。
结核病是全球重大公共卫生威胁，由结核分枝杆菌（Mtb）引起。虽然多数感染者不发病，但仍有5-10%的人会进展为活动性结核病，这背后的免疫学机制尚未完全阐明。其中，适应性免疫，特别是CD4+T细胞的及时激活和积累，对于控制感染至关重要。疫苗的保护作用也依赖于记忆T细胞的快速活化。然而，是什么因素延迟了保护性免疫反应的启动，从而可能增加了宿主的易感性？这个问题是结核病免疫学研究的一个关键谜团。
肺泡巨噬细胞（AMs）是驻留在肺泡腔中的主要免疫细胞，是吸入病原体的第一道防线。有趣的是，它们似乎为Mtb早期生长提供了一个“特权”生态位，清除AMs反而能增强感染控制。近年来研究指出，感染Mtb的AMs从肺泡腔向肺实质迁移，是细菌转移给树突状细胞（DCs）并进而启动T细胞的前提。那么，在易感宿主中，AMs的行为是否会延迟适应性免疫的建立，从而塑造了结核病的结局？这项发表在《Mucosal Immunology》上的研究，通过比较抗性（C57BL/6）和易感（C3HeB/FeJ）小鼠品系，为我们揭示了AMs在决定结核易感性中的关键作用。
为开展此项研究，研究人员运用了低剂量和高剂量Mtb H37Rv及超毒力株HN878的气溶胶感染模型，通过菌落形成单位（CFU）计数、流式细胞术分析免疫细胞、酶联免疫吸附试验（ELISA）和实时定量PCR检测细胞因子、以及组织病理学分析等关键技术方法，系统比较了两种小鼠品系在感染进程中的免疫反应差异。
Susceptibility of C3HeB/FeJ mice is associated with delayed accumulation of CD4+T cells in the lungs.
研究发现，与C57BL/6小鼠在感染后第21天开始控制细菌生长不同，C3HeB/FeJ小鼠的控制延迟到第28天，且后期出现更大的肺部病灶和生存率下降。关键的是，C3HeB/FeJ小鼠肺部抗原特异性、产生干扰素γ（IFNγ）的CD4+T细胞的积累显著延迟。尽管这些T细胞最终能进入肺实质，但它们表现出持续抗原刺激不足的表型，例如KLRG1+细胞比例较低。
CD4+T cell priming is delayed in the mLNs of C3HeB/FeJ mice
研究表明，CD4+T细胞启动的延迟源于细菌向纵隔淋巴结（mLNs）运输的滞后。在C57BL/6小鼠中，Mtb早在感染后第10天就出现在mLNs，而C3HeB/FeJ小鼠则要到第16天后才稳定检测到。与此一致，C3HeB/FeJ小鼠mLNs中的CD4+T细胞总数、增殖能力及抗原刺激后产生IFNγ的能力均出现延迟。此外，肺部招募T细胞的关键趋化因子CXCL9和CXCL10的产生也在C3HeB/FeJ小鼠中减少，进一步限制了效应T细胞在肺部的积累。
Prolonged Mtb retention by AMs delays CD4+T cell priming
机制探索发现，在感染早期，两种品系小鼠中AMs都是主要的Mtb感染细胞。但在C57BL/6小鼠中，到第14天时Mtb已扩散到中性粒细胞和树突状细胞等其他吞噬细胞，而在C3HeB/FeJ小鼠中，Mtb此时仍主要局限于AMs内，直到第21天才出现类似C57BL/6小鼠第14天的分布模式。这并非由于髓系细胞招募差异所致。通过使用氯膦酸盐脂质体清除AMs的实验证实，清除AMs能加速C3HeB/FeJ小鼠中Mtb向mLNs的运输，并促进CD4+T细胞的早期活化和在肺部的积累。然而，仅清除AMs并未改善C3HeB/FeJ小鼠后期的细菌控制，因为中性粒细胞干扰了CD4+T细胞的功能。只有当序贯清除AMs和中性粒细胞后，才能恢复CD4+T细胞功能并显著增强感染控制。
C3HeB/FeJ AMs exhibit delayed migration towards the lung parenchyma
研究进一步揭示了表型差异的细胞学基础。通过体内CD45.2抗体标记技术区分肺泡腔和肺实质细胞，发现C57BL/6小鼠中感染Mtb的AMs会随时间从肺泡腔迁移至肺实质。相反，在C3HeB/FeJ小鼠中，感染Mtb的AMs在感染后第14天仍主要停留在肺泡腔，迁移严重延迟。细胞因子检测显示，C3HeB/FeJ小鼠支气管肺泡灌洗液和肺单细胞悬液中的白细胞介素1β（IL-1β）和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）水平显著降低。已知IL-1β/GM-CSF轴可调节AMs的迁移。给予重组GM-CSF（rGM-CSF）治疗，可促进C3HeB/FeJ小鼠中感染Mtb的AMs向肺实质迁移，加速细菌向mLNs的运输，并部分改善T细胞启动。
综上所述，本研究得出结论：在结核易感的C3HeB/FeJ小鼠中，肺泡巨噬细胞（AMs）将Mtb长时间滞留在肺泡腔，限制了细菌向其他髓系细胞（如树突状细胞）的扩散，从而延迟了细菌运输至纵隔淋巴结（mLNs）和后续CD4+T细胞的启动。这种迁移缺陷与IL-1β和GM-CSF产生减少有关。靶向清除AMs可以加速适应性免疫应答，但若要实现持续的感染控制，还需克服由中性粒细胞造成的局部炎症约束。研究还发现，感染剂量和Mtb菌株会影响这一延迟的表型。
在讨论部分，作者强调了AMs在结核病发病机制中的核心作用。除了其抗菌能力有限，AMs的迁移行为直接影响了适应性免疫启动的时机。研究将AMs功能缺陷与已知的C3HeB/FeJ小鼠易感基因座（如调节I型干扰素信号的Sst1）联系起来，提出I型干扰素可能通过抑制IL-1信号通路，进而影响GM-CSF产生和AMs迁移。此外，研究揭示了中性粒细胞在感染慢性期干扰CD4+T细胞与感染吞噬细胞相互作用的新机制，这可能是易感宿主无法有效控制感染的另一关键因素。
这项研究的意义在于，它发现了一个以前未被重视的结核病免疫“瓶颈”：AMs的迁移效率是决定早期免疫启动速度和宿主易感性的关键。这为理解结核病免疫反应的个体差异提供了新视角。研究结果提示，针对IL-1β/GM-CSF轴以促进AMs迁移，或设计能同时调节AMs和中性粒细胞功能的联合干预策略，有望成为加速保护性免疫、改善结核病控制的新途径。同时，该研究也警示，单纯加速T细胞反应（如通过疫苗）若不能同时解决局部炎症环境（如中性粒细胞干扰）的限制，可能仍无法在易感个体中实现有效的感染控制。
