肿瘤坏死因子-α（TNF-α）抑制剂与罹患结核的风险

据世界卫生组织（WHO）统计，结核病是当今世界由单一致病菌引发死亡率最高的疾病之一，我国结核发病人数仅次于印度，位居世界第2位[1]，结核病的防治形势十分严峻。而肿瘤坏死因子-α（TNF-α）是一种具有广泛生物学效应的多功能细胞因子，它与结核的发生、病程、转归、复燃及治疗均有密切关系。近年来TNF-α在结核发病中的免疫机制日益受到研究重视，笔者现对TNF-α在控制结核感染中的枢纽作用，TNF-α对结核肉芽肿形成的影响，以及应用TNF-α抑制剂治疗炎症反应性疾病时存在的结核发病风险，予以综述式分析。

一、TNF-α的生物学活性

TNF-α是体内细胞因子调节网络的启动元件和枢纽因子，是启动炎症反应的关键因素。它被视为炎症反应的诱导者和免疫功能的调节者，可引发细胞内信号程序的活化，导致细胞应答呈现显著多样性，包括生长、分化、增殖、活化、前炎性介质的释放和细胞凋亡。

TNF-α只有与其靶细胞上的TNF受体结合后才能发挥生物学效应，由于各种细胞表达TNF受体存在差异，使得TNF-α对各种细胞的作用不同，由此表现出功能的多样性。正常人体内的TNF-α和TNF受体是平衡的，当TNF-α和TNF受体比例不同时，会产生不同的生理—病理反应，比如完全中和体内TNF-α会导致病原菌感染；而体内TNF-α过量时则会导致病理反应。这说明TNF-α具备双重作用，一方面在调节免疫机能、维持生理功能和抗感染等方面发挥重要作用；另一方面若其持续释放则会引起发热、休克、恶病质等病理反应。

同时，TNF-α还可进一步诱导白细胞介素-6（IL-6）、IL-8、IL-10等细胞因子的产生，这些促炎细胞因子参与体内急性反应，并引起趋化肽释放等，还可使内皮细胞活化而导致血管通透性增加和组织水肿。由此可见，只有维持体内TNF-α与TNF受体的系统平衡，才能保持机体的正常生理代谢。因此，对于TNF-α生物学活性的评价应从整体观点进行分析。

二、TNF-α与结核的关系

TNF-α象一把双刃剑，在结核免疫中既可引起抗感染免疫，又可导致免疫病理损伤，具体分析如下。

1、TNF-α可促进巨噬细胞的抗结核免疫：

结核分枝杆菌俗称结核杆菌，是引起结核病的病原菌，该菌可侵犯全身各器官，但以引起肺结核最为多见。结核杆菌是一种胞内菌，主要寄生在巨噬细胞内，巨噬细胞感染结核杆菌后所发生的反应是产生TNF-α。Tsao等[2]发现肺结核患者肺泡巨噬细胞的TNF-α表达明显上调，血清TNF-α亦高于正常对照人群。

TNF-α对结核杆菌感染的保护性免疫起着关键性作用，它是抗结核保护力量中重要的细胞因子。一方面TNF-α通过刺激T淋巴细胞释放γ-干扰素进一步激活巨噬细胞，加强对结核杆菌的杀伤[3]；另一方面TNF-α通过直接激活巨噬细胞，产生活性氮介质对结核杆菌进行控制和杀灭。此外，TNF-α还能诱导被感染的巨噬细胞产生凋亡，细胞的凋亡限制了结核杆菌在巨噬细胞内的生长，被认为是机体抗结核的保护性机制。Botha等[4]发现结核杆菌H37Rv株感染的TNF缺陷型小鼠不能弥补和纠正机体的保护性免疫应答，内源性TNF缺陷将不能产生特异性的免疫力。

2、TNF-α可促进结核肉芽肿的形成：

结核肉芽肿是结核病的重要病理特征，而TNF-α则是结核肉芽肿维持完整的必要条件，肉芽肿可将结核杆菌局限在其内部，以抑制病原菌，却不杀灭它[5]。其具体机制为机体在结核杆菌的入侵下，巨噬细胞吞噬结核杆菌，导致TNF-α分泌，TNF-α与其诱导释放的γ-干扰素产生协同作用，激活巨噬细胞，巨噬细胞将结核杆菌降解为小分子的肽段，通过MHC-I类分子提呈给CD8+的T淋巴细胞，最终活化的细胞毒性T淋巴细胞杀伤和溶解含菌的巨噬细胞及其周围组织，形成保护性结核肉芽肿，封闭感染的病灶，产生抗结核免疫保护作用。

TNF-α在形成保护性结核肉芽肿方面是必不可少的因素，它有助于对结核杆菌增殖的控制，并提高对结核杆菌的抵抗力[6]。有实验将TNF-α基因缺陷的C57BL16小鼠被动感染结核杆菌，结果显示其不能形成有效的结核结节[7]。然而在接种了卡介苗的基因敲除鼠中，加入外源性TNF-α后则能重建宿主的免疫应答，调节肉芽肿反应，形成更小、分化更好的结核肉芽肿，控制结核杆菌的生长[8]。这说明TNF-α能促进结核肉芽肿的形成，对调节保护性免疫应答具有重要的意义。

3、体内TNF-α水平与结核发病的关系：

体内适量的TNF-α对机体抗感染具有一定的保护作用，而分泌过多时则可导致病情恶化。Riberiode[9]检测到肺结核患者痰液中TNF-α、IL-8水平均较对照组高，可能与其结核病情的活动性相关。Kupeli等[10]对结核患者的支气管肺泡灌洗液中TNF-α和γ-干扰素水平进行检测，发现非空洞组指标明显高于空洞组，表明结核患者体内的TNF-α水平过高可引起组织坏死、空洞形成。这提示肺结核患者血清中TNF-α浓度与病情的严重程度呈正相关，监测肺结核患者血清中TNF-α浓度可判断结核病的进展程度，为临床诊断和治疗提供依据。

三、TNF-α抑制剂与罹患结核的风险

TNF-α抑制剂有助于控制慢性炎症反应性疾病。目前经美国食品药品管理局（FDA）批准，可用于临床的TNF-α抑制剂主要包括依那西普、英夫利西单抗和阿达木单抗等，主要用于类风湿性关节炎（RA）、强直性脊柱炎（AS）、克罗恩病（CD）等的治疗，该类药物通过降低这些患者体内的TNF-α水平以缓解病情。

TNF-α抑制剂治疗上述疾病的疗效已较为肯定[11]，但却存在一些不良反应，其中TNF-α抑制剂使用后所诱发的结核事件已有多例国内外报道，包括美国、加拿大、西班牙、瑞典、中国等。西班牙一项报道显示，RA患者本身的结核患病率比普通人群高4倍[12]，而在使用TNF-α抑制剂治疗RA后，其结核患病率增加至12~20倍[13]。国外一项临床观察发现，英夫利西单抗可增加潜伏性结核病灶被激活的风险，从而可能引发播散性的结核病。来自瑞典的一项报道显示，与TNF-α抑制剂相关的结核不仅会发生在治疗开始后不久，甚至可以发生于治疗多年以后[14]。

近年来，亦有国内学者对TNF-α抑制剂引发结核的文献资料予以回顾分析，显示应用英夫利西单抗治疗的RA患者结核发病率是一般人群的50~90倍，应用依那西普或英夫利西单抗治疗的RA患者结核发病率是不使用该类药物治疗人群的4~20倍，并且肺外结核及播散性结核发生率较高[15]。

四、TNF-α抑制剂引发结核的主要原因

TNF-α抑制剂与罹患结核之间的关系较为复杂，TNF-α抑制剂引发结核的主要原因是潜伏性结核感染发生复燃。Mohan等[16]研究证实，将TNF-α单克隆抗体作用于潜伏性结核感染的小鼠模型，结果可导致其结核复燃。在应用TNF-α抑制剂治疗RA、AS等疾病时，患者体内TNF-α水平降低，一方面对治疗疾病确实有益，但另一方面对伴有潜伏性结核感染的患者则有罹患结核的安全隐患。究其原因，考虑主要有以下方面：

①内源性TNF-α是维持结核潜伏性感染的关键因素[17]；而TNF-α抑制剂的应用，打破了机体免疫平衡，引起人体内结核潜伏性感染的状态丧失，致使结核杆菌被激活，发展成为活动性结核病。

②TNF-α能促进结核杆菌周围肉芽肿的形成；而TNF-α抑制剂使得人体内TNF-α活性受到抑制，可能造成肉芽肿形成不佳，或导致肉芽肿的崩解，但却不能杀灭潜伏性结核感染状态下的结核杆菌。

③TNF-α可促进吞噬细胞杀灭结核杆菌的能力，或诱导吞噬细胞发生凋亡；而TNF-α抑制剂使用后抑制了吞噬细胞的活性，并阻止吞噬细胞的凋亡，降低了机体对结核杆菌的非特异性免疫应答。

④结核免疫属于细胞免疫，TNF-α抑制剂可导致对结核杆菌产生记忆性的CD4+ T淋巴细胞数量减少[18]，降低了机体对结核杆菌的特异性免疫应答。

总的来说，RA或AS患者的自身免疫功能已发生紊乱，在使用TNF-α抑制剂后加重了机体保护性免疫功能的受损进程，造成免疫力的加速下滑，免疫力的降低又为结核杆菌的复燃创造了条件，在基础病与结核病的双重作用下，患者病情加重甚至死亡。Keane等[19]研究报道，使用英夫利西单抗治疗RA患者引发的12例死亡事件中，至少4例与结核直接相关。

五、结语

结核病是一个公共健康问题，潜伏性结核杆菌如果被重新激活，患者将进展为结核现症感染，并由非传染性人群转变为传染性人群，可对公共健康造成极大威胁。所以识别风险人群，对潜伏性结核感染予以筛查、检测和预防性治疗等措施，对于维护患者和普通人群的健康具有重大意义。

从细胞和分子水平对TNF-α与结核病免疫进行研究，探讨结核病的免疫发病机制及其相关细胞因子的变化，可以发现TNF-α与结核病的发生、发展密切相关。检测患者体内TNF-α水平，对于监控结核病的病情、用药疗效及预后极具价值。目前开发的TNF-α抑制剂已经在临床取得明显疗效，但TNF-α抑制剂的应用与结核复燃之间的关系和机理仍有待进一步研究。尤其在TNF-α抑制剂使用前，该如何筛查和处理潜伏性结核感染这一问题，国内尚缺乏统一的金标准，因而亟需制定合理的TNF-α抑制剂应用指南。相信随着分子免疫学和分子生物学的飞速发展，必将能开辟结核病预防和治疗的新途径。

本文作者为云南医学高等专科学校微生物免疫学教研室李冰雪，昆明医学院基础医学院微生物学与免疫学教研室宝福凯，昆明医学院基础医学院生物化学与分子生物学教研室柳爱华。

参考文献：

[1] World Health Organization. WHO Report 2008. Global tuberculosis control-epidemiology, strategy, financing[OL]. http://www.who.int/tb/publications/global_report/2008/key_points/zh/index.html.

[2] Tsao TCY, Hong J, Huang O, et al. Increased TNF-α, IL-1β and IL-6 levels in the bronchoalveolar lavage fluid with the upregulation of their mRNA in macrophages lavaged from patients with active pulmonary tuberculosis[J]. Tubercle Lung Dis, 1999, 79: 279-285.

[3] Long R, Gardam M. Tumour necrosis factor-alpha inhibitors and the reactivation of latent tuberculosis infection[J]. CMAJ, 2003, 168(9): 1153-1156.

[4] Botha T, Ryffel B. Reactivation of latent tuberculosis infection in TNF-defieient mice[J]. J Immunol, 2003, 171: 3110-3118.

[5] Soumya D. Tumor necrosis factor blockade in chronic mufine tuberculosis enhances granulomatous inflammation and disorganizes granulomas in the lungs[J]. Infection and Immunity, 2008, 76(3): 916-926.

[6] Hyosun Cho. Recombinant guinea pig tumor necrosis factor alpha stimulates the expression of interleukin-12 and the inhibition of mycobactefium tuberculosis growth in macrophages[J]. Infection and Immunity, 2005, 73(3): 1367-1376.

[7] Botha T, Ryffel B. Reactivation of latent tuberculosis infection in TNF-deficientm mice[J]. J Immunol, 2003, 171: 3110-3118.

[8] Keane J, Gershon S, Wise RP, et al. Tuberculosis associated with Infliximab a tumor necrosis factor alpha-neutralizing agent[J]. N Engl J Med, 2001, 345(15): 1098-1104.

[9] Riberio-rodrigues R, Resende-co T, Johnson JL, et al. Sputum cytokine levels in patients with pulmonary tuberculosis as early markers of myeobacterial clearance[J]. Clin Diagn Lab Immunol, 2002, 9(4): 818-823.

[10] Kupeli E, Kamak D, Beder S, et al. Diagnostic accuracy of cytokine levels (TNF-alpha, IL-2 and IFN-gamma) in bronehoalveolar lavage fluid of smear-negative pulmonary tuberculosis patients[J]. Respiration, 2008, 75(1): 73-78.

[11] Heiberg MS, Nordvag BY, Mikkelsen K, et al. The comparative effectiveness of tumor necrosis factor-blocking agents in patients with rheumatoid arthritis and patients with ankylosing spondylitis: a six-month, longitudinal, observational, multicenters study[J]. Arthritis Rheum, 2005, 52: 2506-2512.

[12] Carmona L, Hernandez-Garcia C, Vadillo C, et al. Increased risk of tuberculosis in patients with rheumatoid arthritis[J]. J Rheumatol, 2003, 30: 1436-1439.

[13] Gomez-Reino JJ, Carmona L, Valverde VR, et al. Treatment of rheumatoid arthritis with tumor necrosis factor inhibitors may predispose to significant increase in tubereulosis risk: a multicenter active-surveillance report[J]. Arthritis Rheum, 2003, 48: 2122-2127.

[14] Askling J, Fored CM, Brandt L, et al. Risk and case characteristics of tuberculosis in rheumatoid arthritis associated with tumor necrosis factor antagonists in Sweden[J]. Arthritis Rheum, 2005, 52: 1986-1992.

[15] 梁东风, 张江林, 黄烽. 肿瘤坏死因子-α拮抗剂引发结核二例分析并文献复习[J]. 中华风湿病学杂志, 2008, 12(10): 700-704.

[16] Mohan VP, Scanga CA, Yu K. et al. Effects of tumor necrosis factor alpha on host immune response in chronic persistent tuberculosis: possible role for limiting pathology[J]. Infect Immun, 2001, 69: 1847-1855.

[17] Thacker TC, Palmer MV, Waters WR. et al. Associations between cytokine gene expression and pathology in mycobacterium bovis infected cattle[J]. Vet Immunol Immunopathol, 2007, 15, 119(3-4): 204-213.

[18] Hamdi H, Mariette X, Godot V, et al. Inhibition of anti-tuberculosis T-lymphocyte function with turnout necrosis factor antagonists[J]. Arthritis Res Ther, 2006, 8: R114.

[19] Keane J, Gershon S, Wise RP, et al. Tuharculosis associated with Infliximab, a tumor necrosis factor-alpha neutralizing agent[J]. N Engl J Med, 2001, 345: 1098-1104.