沙眼衣原體持續(xù)感染的研究進程范文

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摘要：沙眼衣原體持續(xù)感染是指在不利生長條件下產生的一種可逆狀態(tài)。持續(xù)感染狀態(tài)下的沙眼衣原體有活力，但呈腫大的異常型，且新陳代謝處于靜止狀態(tài)。包括營養(yǎng)缺乏，合并病毒感染、噬菌體、抗生素效應、細胞因子，疾病和個體及男女差異在內的多種因素都可導致沙眼衣原體持續(xù)感染。沙眼衣原體持續(xù)感染遷延難愈并可導致嚴重并發(fā)癥，故成為目前沙眼衣原體研究的熱點。近年來，隨著對沙眼衣原體持續(xù)感染的不斷深入研究，抗生素聯(lián)合應用、乳胞素、色氨酸分解酶抑制劑等新型藥物、免疫調節(jié)劑、新型疫苗及噬菌體成為治療沙眼衣原體的新手段。

關鍵詞：沙眼衣原體；持續(xù)感染；分子機制

沙眼衣原體是一種具有專性胞內寄生特征和雙相循環(huán)發(fā)育周期的病原微生物，具有原體和網狀體兩種形態(tài)，前者感染性強，為侵入細胞形態(tài)；后者為復制形態(tài)，不具有感染性，兩種形態(tài)可相互轉化。目前全世界范圍內最常見的性傳播疾病病原體就是沙眼衣原體，可引起人體的廣泛感染，如非淋菌性尿道炎、宮頸炎、輸卵管炎、盆腔炎，此外還能引起其他部位感染如沙眼、關節(jié)炎等，并引起較為嚴重的并發(fā)癥如宮外孕和不孕不育。有學者提出沙眼衣原體感染可以誘導和促進人乳頭瘤病毒持續(xù)感染，從而誘發(fā)宮頸癌，甚至可能是單獨誘發(fā)宮頸癌的高危因素之一［1⁃3］。臨床上有大量沙眼衣原體感染患者遷延難愈，癥狀復雜，除部分為重復感染外，其余大部分是持續(xù)感染狀態(tài)，雖然臨床上區(qū)分持續(xù)感染狀態(tài)和重復感染還比較困難，但無論是體外沙眼衣原體持續(xù)感染模型的特征表現(xiàn)還是體內感染的證據都表明慢性病期間沙眼衣原體具有持續(xù)形態(tài)改變。持續(xù)感染是沙眼衣原體免疫逃避的一種形式，為逃脫宿主的免疫防御、外界藥物干預及生存環(huán)境變差而進入的一種可逆狀態(tài)，此時沙眼衣原體不再復制、增殖，代謝能力降低，表現(xiàn)為異常增大的網狀體，長期存在于細胞內并不再轉化為原體。當宿主免疫功能下降、停用藥物、生存環(huán)境改善、其他病原體感染如皰疹病毒等，沙眼衣原體即退出持續(xù)感染狀態(tài)并重新進入循環(huán)發(fā)育周期。持續(xù)感染是外界因素（如營養(yǎng)缺乏、病毒聯(lián)合感染、噬菌體、抗生素）、細胞因子、沙眼衣原體免疫逃避以及各因素相互作用的結果，研究持續(xù)感染機制對臨床治愈沙眼衣原體感染有重要意義。現(xiàn)對沙眼衣原體持續(xù)感染及治療相關國內外研究進展進行綜述，以期為臨床診療和實驗室研究提供線索和依據。

1沙眼衣原體體外持續(xù)感染的研究

1．1營養(yǎng)缺乏

色氨酸是沙眼衣原體生長發(fā)育的必需氨基酸，供給不足會限制其分裂繁殖能力，進而形成沙眼衣原體持續(xù)感染狀態(tài)。沙眼衣原體通過編碼色氨酸代謝調節(jié)基因對色氨酸生物合成途徑進行適當調節(jié)，當宿主通過防御機制限制沙眼衣原體色氨酸生物利用度時，沙眼衣原體可以借此機制保持自身色氨酸代謝水平的穩(wěn)態(tài)，宿主細胞缺乏色氨酸較嚴重時，沙眼衣原體即開啟自我保護機制，通過對DNA復制、轉錄、翻譯以及蛋白質生物合成途徑的精確調節(jié)維持自身完整性并存活，進入持續(xù)感染狀態(tài)［4⁃5］。鐵也是沙眼衣原體生長和發(fā)育的必需元素之一，鐵缺乏時，E型沙眼衣原體網狀體不典型，外膜疏松波動，包涵體體積變小，周圍包被電子致密物，沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)；基因組轉錄應答顯示鐵缺乏時，沙眼衣原體維持生存所必需的合成代謝正調節(jié)，而進一步增殖所需的DNA翻譯相關負調節(jié)使沙眼衣原體進入存活但不復制的持續(xù)感染狀態(tài)；鐵缺乏時色氨酸相關基因正調節(jié)，而細胞內鐵水平增高時可抑制色氨酸分解酶吲哚胺2，3⁃雙加氧酶（indoleamine2，3⁃dioxygenase，IDO）的信使RNA（messengerRNA，mRNA）和蛋白的表達，可見鐵不僅是沙眼衣原體生長的必需元素，還是色氨酸分解酶轉錄水平表達的重要調節(jié)因子，間接通過色氨酸代謝影響沙眼衣原體感染狀態(tài)。此外，單核吞噬細胞系統(tǒng)通過截留鐵并阻止其運輸到內皮細胞是宿主對抗沙眼衣原體感染的一種保護機制［6⁃9］。但某些情況下，由于宿主內皮細胞鐵的缺乏使沙眼衣原體轉而侵入富含鐵的單核吞噬細胞，單核吞噬細胞內產生的活性物質對沙眼衣原體的滅殺和抵抗形成平衡，成為形成持續(xù)感染狀態(tài)的另一原因，也可能是導致局部淋巴結腫大從而形成性病性淋巴肉芽腫的原因［10］。

1．2沙眼衣原體合并病毒感染

沙眼衣原體與單純皰疹病毒（herpessimplexvirus，HSV）2共同感染可誘導沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)。流式細胞學檢測發(fā)現(xiàn)，合并感染細胞內γ干擾素（interferonγ，IFN⁃γ）、腫瘤壞死因子α（tumornecrosisfactorα，TNF⁃α）、IFN⁃α均無釋放；半定量逆轉錄聚合酶鏈反應（reversetranscriptionpolymerasechainreaction，RT⁃PCR）檢測IFN⁃γ、IFN⁃β、IDO、淋巴毒素α、誘導型一氧化氮合酶（induciblenitricoxidesynthase，iNOS）均無表達，給予鐵、葡萄糖、氨基酸等營養(yǎng)物質無法改變持續(xù)感染狀態(tài)，表明病毒聯(lián)合感染導致沙眼衣原體持續(xù)感染有其單獨機制［11］。有報道稱HSV⁃Ⅱ病毒顆粒與HSV糖蛋白D特異性中和抗體預孵育可以阻止沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)，表明HSV糖蛋白D與宿主細胞表面受體的相互作用可能是誘發(fā)沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)的原因，皰疹病毒侵入期間能與HSV糖蛋白D相互作用的宿主細胞表面受體有皰疹病毒侵入介質、結合素1、結合素2和3⁃硫酸化硫酸乙酰肝素4種，其中與衣原體發(fā)育成熟相關的表面受體是結合素1，皰疹病毒感染后降低結合素1的表達可能是造成沙眼衣原體持續(xù)感染的原因［12⁃13］。

1．3噬菌體

鸚鵡熱衣原體菌株是電鏡檢測中最早發(fā)現(xiàn)衣原體屬噬菌體，被命名為衣原體噬菌體（chlamydiaphage，Chp）1［14］。此后相繼發(fā)現(xiàn)了另外5種Chp，包括Chp2、Chp3、Chp4、豚鼠衣原體噬菌體（guineapigchlamydia，CPG1，又名phiCPG1）以及肺炎衣原體AR39噬菌體（chlamydiapneumoniaeAR39bacteriophage，CPAR39）。這些噬菌體的共有特征是具有8個開放式可讀框（openreadingframe，ORF）編碼基因，基因序列具有高度同源性。目前研究較多的是ORF1、ORF3和ORF4基因，ORF1基因編碼衣原體噬菌體衣殼蛋白分子病毒蛋白1（virusprotein1，VP1），VP1主要作用是對宿主細胞的識別，識別區(qū)域定位于氨基酸序列區(qū)域插入環(huán)5和氨基酸序列區(qū)域更小插入環(huán)；ORF3基因編碼VP3，VP3是一種結構蛋白，支撐噬菌體結構；ORF4基因編碼噬菌體復制起始蛋白，其中心序列與DNA解旋酶B（DnaB，又名Rep蛋白）相似，能夠控制噬菌體DNA合成［15］。Hsia等［16］發(fā)現(xiàn)CPG1感染鸚鵡熱衣原體后，其原體立即分化為異常增大的網狀體并不再復制，延遲轉化為原體并進入持續(xù)感染狀態(tài)，增大的網狀體成為噬菌體復制和成熟的場所。而網狀體內噬菌體的復制與VP3的表達及宿主細胞染色體的復制幾乎同步，表明噬菌體的生長發(fā)育過程與宿主細胞一致并對其產生影響［17］。由于噬菌體感染衣原體進而導致其處于網狀體狀態(tài)并不再發(fā)育為成熟原體的機制目前并不清楚［18］。但有學者認為可能與VP1識別宿主后導致的多種信號傳遞及相關蛋白表達變化有關，如多態(tài)膜蛋白（polymorphicmembraneproteins，Pmp）D，主要外膜蛋白（majoroutermembraneprotein，MOMP）等［19］。

1．4抗生素

體外實驗中青霉素、阿奇霉素、環(huán)丙沙星、氧氟沙星等均能誘發(fā)沙眼衣原體進入持續(xù)性狀態(tài)，可能與抑菌濃度不夠、用藥不當、療程不足等有關，但其分子機制尚不清楚，可能與抗生素耐藥機制有關，如青霉素可能與衣原體胞壁肽聚糖的合成酶胞壁質酶A亞基（muramidaseAsubunit，MurA）突變有關，MurA控制尿苷二磷酸⁃N⁃乙酰氨基葡糖⁃烯醇丙酮酰轉移酶的合成，后者是肽聚糖合成的催化酶，MurA基因突變使青霉素無法破壞衣原體胞壁而不能進行有效滅殺［20⁃22］。阿奇霉素與微生物核糖體的亞單位沉降系數23S的核糖體RNA（ribosomalRNA，rRNA）結合從而阻礙微生物的轉肽過程，進而能夠抑制微生物的蛋白質合成，如衣原體核糖體23SrRNA突變可導致其無法被抑制。四環(huán)素類藥物通過與核糖體30S亞基結合抑制細菌蛋白質合成，外源基因與衣原體染色體結合使四環(huán)素無法與核糖體亞基結合。喹諾酮類可能與DNA旋轉酶A亞基（gyraseAsubunit，gryA）基因點突變有關，gryA基因屬于喹諾酮類藥物耐藥區(qū)，點突變導致酶結構改變及物理化學變化干擾喹諾酮、酶、DNA三者的相互作用。耐藥后的沙眼衣原體不能被有效滅殺，在不利生長環(huán)境中開啟自我保護機制可能是進入持續(xù)感染狀態(tài)的原因。1．5細胞因子少量IFN⁃γ誘導的持續(xù)感染的主要機制也是間接通過色氨酸缺乏完成，機制為IFN⁃γ可激活宿主色氨酸分解酶IDO，使色氨酸分解為犬尿氨酸從而減少細胞內環(huán)境中的色氨酸含量［23］。Ibana等［24］發(fā)現(xiàn)IDO抑制劑左旋甲基色氨酸（levo⁃1⁃methyl⁃tryptophan，L⁃1MT）能夠抑制IFN⁃γ誘導的沙眼衣原體持續(xù)感染，并提高多西環(huán)素針對沙眼衣原體持續(xù)感染的藥效。此外，IFN⁃γ可活化宿主細胞產生誘生型iNOS從而增加胞內一氧化氮含量并產生殺滅沙眼衣原體效應，但不同衣原體感染復數（multiplicityofinfection，MOI）引起宿主細胞的反應不同，較低的MOI使IFN⁃γ介導的iNOS產生減少，宿主細胞內沙眼衣原體滅殺不完全并產生抑制作用，可能是導致其進入持續(xù)感染狀態(tài)的重要因素［25］。1．6免疫逃避人衣原體蛋白酶樣活性因子（humanchlamydialprotease⁃likeactivityfactor，CPAF）是存在于被沙眼衣原體感染細胞胞質中的蛋白水解酶／蛋白酶活性因子，研究發(fā)現(xiàn)由氨芐西林誘導的沙眼衣原體持續(xù)感染細胞，導致胞液中CPAF明顯減少，但沙眼衣原體分泌的CPAF無明顯減少，說明胞液中部分CPAF與作用底物結合發(fā)生了免疫逃避，雖然在宿主細胞液內的作用底物尚不完全清楚，但能下調轉錄因子核因子κB、調節(jié)因子Ⅹ5和上游刺激因子1的表達，從而抑制宿主細胞針對沙眼衣原體的免疫反應產生免疫逃避的效果，使CPAF在沙眼衣原體侵入和定植于宿主細胞方面發(fā)揮重要作用［26⁃28］。胞液中CPAF與底物結合后抑制宿主免疫反應可能是沙眼衣原體成功免疫逃避并進入持續(xù)感染狀態(tài)的重要原因。有研究發(fā)現(xiàn)沙眼衣原體能誘導宿主細胞內的高爾基體碎片進入包涵體并獲取養(yǎng)分，胞液內CPAF可能起重要作用［29⁃30］。CPAF是否通過影響?zhàn)B分獲取從而誘導沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)尚需進一步研究。蛋白酶抑制劑乳胞素可以抑制CPAF的水解活性。

2沙眼衣原體體內持續(xù)感染的研究

2．1沙眼衣原體體內持續(xù)感染的證據

沙眼衣原體在人體內能引起廣泛感染，臨床表現(xiàn)復雜多樣，部分患者病程遷延難愈，可能與沙眼衣原體重復感染或持續(xù)感染有關。此前關于沙眼衣原體重復感染和持續(xù)感染尚有爭議，但Suchland等［31］對長期感染稀有血清型沙眼衣原體患者宮頸樣本培養(yǎng)出的菌株進行全基因組測序發(fā)現(xiàn)，部分患者菌株基因0突變，而另一部分重復感染患者菌株基因大量突變，揭示了持續(xù)感染與重復感染的差異性，進一步證實了體內沙眼衣原體存在持續(xù)感染狀態(tài)。Lewis等［32］對37例感染沙眼衣原體的子宮頸樣本進行了分子生物學和形態(tài)學分析，進一步發(fā)現(xiàn)并分離出處于持續(xù)感染狀態(tài)的沙眼衣原體，這是首次發(fā)現(xiàn)體內沙眼衣原體持續(xù)感染的直接證據，研究顯示人體微環(huán)境與IFN⁃γ誘導的持續(xù)感染體外模型相似。Eleutério等［33］發(fā)現(xiàn)與IFN⁃γ升高相關的單核苷酸多態(tài)性（rs2430561）陽性患者宮頸沙眼衣原體感染率較低，但陰性患者感染率較高，提示IFN產生水平的個體差異與沙眼衣原體的生存狀態(tài)密切相關，也與體外研究結果相吻合。

2．2男女患病差異

流行病學統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)沙眼衣原體在女性人群患病率更高，有明顯性別差異，出現(xiàn)慢性炎癥反應及并發(fā)癥的發(fā)生率也更高［34］。除了與男性、女性的泌尿生殖解剖生理不同有關外，還可能與女性生殖道特殊環(huán)境、口服避孕藥、菌群變化及個體差異性有關。女性經期生殖道環(huán)境由于雌激素水平變化導致乳鐵蛋白表達的波動可能會導致沙眼衣原體生存環(huán)境中鐵缺乏，進而使沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)［35］。乳鐵蛋白是可在女性生殖道表達的一種人體內重要的非血紅素鐵結合糖蛋白，參與鐵的轉運并具有強大的免疫調節(jié)功能。Bright等［36］發(fā)現(xiàn)女性口服激素避孕藥可能導致宮頸上皮異位并導致激素水平變化，增加對沙眼衣原體的易感性。另有研究顯示正常女性生殖道乳酸菌屬占據主導地位，能殺死沙眼衣原體并抑制吲哚類物質產生［37⁃38］。細菌性陰道病患者生殖道其他菌屬占據主導地位時，可產生大量吲哚類物質，感染生殖道的沙眼衣原體含有色氨酸合成酶A蛋白和色氨酸合成酶B蛋白的緊密連鎖編碼基因能使生殖道內的吲哚類物質轉化為色氨酸，為沙眼衣原體的存活創(chuàng)造條件，因此女性生殖道微生物群落組成的改變也可能影響到沙眼衣原體的感染及存活狀態(tài)［39］。甘露糖結合凝集素（mannose⁃bindinglectinormannan⁃bindinglectin，MBL）是女性生殖道分泌物免疫系統(tǒng)的組成部分，可與沙眼衣原體表面的跨膜糖蛋白結合，通過補體介導溶解或吞噬作用清除沙眼衣原體，個體差異導致MBL相關基因多態(tài)性，可降低MBL水平并增加跨膜糖蛋白感染率及破壞程度［40⁃41］。

3預防及治療手段

3．1抗生素

美國疾病控制中心性傳播疾病的診斷和治療指南（2015版）關于沙眼衣原體感染的推薦治療方案：多西環(huán)素緩釋片200mg，每日1次，7d為1個療程或阿奇霉素1g，頓服（單次）；替代方案：左氧氟沙星500mg，每日1次，7d為1個療程或紅霉素堿500mg，每日4次，7d為1個療程或氧氟沙星300mg，每日2次，7d為1個療程或琥乙紅霉素800mg，每日4次，7d為1個療程［42］。但在臨床實踐中，部分患者泌尿生殖道沙眼衣原體仍反復而難以徹底清除，因此適當延長用藥療程及合理的聯(lián)合用藥對臨床上沙眼衣原體持續(xù)感染更有效，抗生素應盡可能選擇直接作用于DNA的藥物與抑制細菌蛋白質合成的藥物聯(lián)合應用，從而降低耐藥現(xiàn)象和不良反應的發(fā)生率［43］。

3．2其他藥物及聯(lián)合感染的治療

營養(yǎng)增補劑色氨酸作為輔助用藥進行合理補充使沙眼衣原體脫離持續(xù)感染狀態(tài)，進而應用抗生素治療可能是有效方法，但需要臨床進一步驗證；而IDO抑制劑L⁃1MT與傳統(tǒng)抗生素類藥物的聯(lián)合應用及蛋白酶抑制劑（如乳胞素等）等新型藥物的研究可能為沙眼衣原體的臨床治療提供新的方法［24］。沙眼衣原體感染患者應進行皰疹病毒感染的聯(lián)合篩查，女性應同時進行細菌性陰道病的篩查，陽性患者應同時進行合理治療。女性患病期間應避免口服激素類避孕藥并盡量維持生殖道菌群的健康，必要時可進行益生菌的補充。

3．3免疫調節(jié)

沙眼衣原體持續(xù)感染狀態(tài)與患者免疫功能息息相關，適當應用免疫調節(jié)劑（胸腺素、轉移因子等）增強患者免疫功能，通過自身免疫系統(tǒng)對沙眼衣原體進行清除也是行之有效的辦法。IFN在患者感染沙眼衣原體后引起的免疫反應中具有重要作用，不僅在體液免疫和細胞免疫方面具有調節(jié)作用，而且對某些細胞（如巨噬細胞和自然殺傷細胞）具有免疫增強作用。雖然小劑量IFN可以引起沙眼衣原體進入持續(xù)感染狀態(tài)，但較高水平IFN可以降低患者感染率，因此較大劑量的IFN應用也是臨床上可以使用的治療方法［33］。

3．4沙眼衣原體疫苗

很多患者感染沙眼衣原體后難以徹底清除并導致嚴重并發(fā)癥，亟需有預防作用或治療作用的疫苗研究，很多學者和機構投入其中，目前沙眼衣原體疫苗的研究主要包括全菌疫苗和亞單位疫苗。有研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數衣原體屬攜帶有一種隱蔽性質粒，其ORF編碼8種滲透性糖蛋白（permea⁃bilityglycoprotein，Pgp），標記為Pgp1⁃Pgp8，在沙眼衣原體致病力方面有重要作用［44］。Sigar等［45］發(fā)現(xiàn)把在泌尿生殖道中分離的沙眼衣原體質粒消除并接種于小鼠，致病力和毒力明顯減弱。Conrad等［46］發(fā)現(xiàn)染色體基因編碼蛋白TC0668／TC0237也是重要致病因子。基于質粒基因消除或部分消除（如Pgp3）、染色體基因TC0668無效突變體以及紫外線滅活沙眼衣原體結合電荷交換合成佐劑顆粒（UV⁃Ct⁃cSAP）的全菌疫苗均不同程度的誘導出了保護性免疫反應，為沙眼衣原體疫苗的進一步發(fā)展奠定了基礎［46⁃48］。沙眼衣原體感染過程中產生保護性免疫應答的主要是CD＋4T淋巴細胞，基于沙眼衣原體T細胞保護性抗原的亞單位疫苗也是目前研究的熱點，主要包括MOMP、CPAF、Pmp（如PorB、PmpD、PmpE、PmpG）以及TC0420等［49］。Bøje等［50］的研究基于MOMP抗原的多基因重組疫苗（Hirep1＋CTH93／CAF01）在哥廷根小型豬模型上成功誘導出Th1細胞介導的免疫反應并產生高效價抗體，避免了豬生殖道沙眼衣原體感染，目前該疫苗已進入I期臨床試驗階段，為沙眼衣原體臨床預防及治療帶來了曙光。

3．5噬菌體

噬菌體能在宿主菌體內復制增殖并產生大量子代噬菌體，最終裂解細菌，但不會引起正常菌群的失衡。隨著對抗生素不良反應逐漸重視及對抗生素耐藥的廣泛認識，噬菌體療法有望成為治療或預防人類感染性疾病的有效手段。目前尚未發(fā)現(xiàn)沙眼衣原體噬菌體，但通過對其他噬菌體作用于相應衣原體的機制以及同源性的研究，未來結合基因工程打造沙眼衣原體轉基因噬菌體可能成為一種有效的治療途徑［51］。

4小結

針對沙眼衣原體持續(xù)感染機制的研究是當前的研究熱點，傳統(tǒng)研究方向（如營養(yǎng)缺乏、合并病毒感染及抗生素）已經積累了一定的實驗室及臨床經驗。近年來，新的研究方向如細胞因子、免疫逃避及噬菌體尚缺乏大量可重復的實驗數據及臨床應用。雖然目前沙眼衣原體持續(xù)感染的體內外研究結果已經取得了一定進步，但其形成機制尚無統(tǒng)一認識，臨床治療失敗病例亦逐年增多。深入開展沙眼衣原體持續(xù)感染的實驗室及臨床研究，找到更好、更有效的臨床治療手段及預防方法，成為廣大科研及臨床工作者努力的方向。

作者:劉勇；邊鵲橋 單位：天津市第三中心醫(yī)院皮膚性病科