结核病是一个令人困惑的祸害。它是世界上传染病死亡的主要原因,但据估计,这些死亡可能占结核分枝杆菌感染的5%。抗生素可以挽救一些结核分枝杆菌患者的生命,但感染率与其影响的目标严重程度之间仍存在差距。越来越多的证据表明,结核病的遗传易感性是造成这一差距的原因。
现在,洛克菲勒大学的研究人员发现了另一种罕见的突变,使其携带者更有可能患上结核病,但奇怪的是,不会患上其他传染病。
一种名为肿瘤坏死因子(TNF)的促炎细胞因子的获得性缺乏与患结核病的风险增加有关。缺乏肿瘤坏死因子(TNF)会使肺部的特定免疫过程丧失能力,导致严重但令人惊讶的靶向性疾病。这些发现表明,长期以来被认为是免疫反应的关键刺激因素的TNF,实际上可能发挥的作用要窄得多——这一发现具有深远的临床意义。
过去40年的科学文献将多种促炎功能归因于TNF。但除了保护肺部免受结核病侵害外,它在炎症和免疫方面的作用可能有限。
多年来,他们发现了几种罕见的基因突变,使一些人容易患结核病。例如,一种名为CYBB的基因突变会使一种名为呼吸爆发的免疫机制失效,呼吸爆发会产生一种名为活性氧(ROS)的化学物质。尽管它的名字听起来像肺部,但呼吸爆发发生在全身的免疫细胞中。
ROS帮助病原体吞噬被称为吞噬细胞的白细胞(来自希腊语,意为“吞噬”),以摧毁它们吞噬的入侵者。如果不产生ROS,这些病原体就会不受控制地繁殖,导致衰弱的并发症。因此,这种CYBB突变的携带者不仅容易感染结核病,而且容易感染各种传染病。
哥伦比亚的两名患者——一名28岁的妇女和她32岁的堂兄——因严重的肺部疾病多次住院,他们经历了严重的复发性结核病感染,其背后可能存在类似的先天性免疫缺陷。在每个周期中,他们最初对抗结核抗生素反应良好,但在一年内,他们又生病了。
这两个人是他们大家族中唯一一个TNF基因突变的成员,TNF基因编码与多种生物过程调控相关的蛋白质。作为“肿瘤坏死因子”的缩写,TNF产生的增加也与多种疾病有关,包括感染性休克、癌症、类风湿性关节炎和恶病质,恶病质会导致危险的体重减轻。
这种蛋白质主要由一种叫做巨噬细胞的吞噬细胞分泌,巨噬细胞依靠呼吸爆发产生的ROS分子来清除它们消耗的病原体。
在这两名患者中,TNF基因未能发挥作用,阻止了呼吸爆发的发生,从而阻止了ROS分子的产生。因此,患者肺部的肺泡巨噬细胞被结核分枝杆菌吞噬。
这一发现还解决了一个长期存在的谜团,即用于治疗自身免疫和炎症性疾病的TNF抑制剂为什么会增加感染结核病的几率。没有TNF,防御它的关键部分就失效了。
这些发现可能会导致对TNF在免疫功能中的作用进行彻底的重新评估,以及新的治疗可能性。TNF是抵抗结核分枝杆菌所必需的,但对于抵抗许多其他病原体来说,它似乎是多余的。所以问题是,还有哪些促炎细胞因子在做我们认为TNF在做的工作?如果我们能发现这一点,我们可能能够阻断这些细胞因子而不是TNF来治疗炎症起作用的疾病。
资料来源
Tuberculosis in otherwise healthy adults with inherited TNF deficiency. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07866-3