单核细胞介导的对微生物病原体的防御

摘要

简介

哺乳动物的免疫系统可以防御一系列微生物病原体，这些微生物病原体在环境中的流行程度从常见到罕见不等。粘膜和上皮组织中的固有免疫防御系统可防止常见环境微生物的入侵。一方面，建立和维持针对普遍存在的微生物的固有防御系统的代谢成本很容易被证明是合理的。另一方面，高毒性病原体通常不太流行，并且已经进化出绕过构成性免疫屏障的机制。感染这些生物体后，会诱导辅助性先天防御系统来对抗病原体。中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞（DC）是天然免疫防御的重要细胞介质。然而，循环单核细胞越来越多地被认为是防御一系列微生物病原体的重要参与者。

哺乳动物免疫系统的大多数细胞成分来自骨髓中的祖细胞。典型的发育途径始于多能性骨髓干细胞，这些干细胞产生遵循多种分化途径的祖细胞，从而成为具有明确效应器功能的成熟细胞。哺乳动物单核细胞是一种多形性和多效性的循环单核细胞群体，通过为组织提供巨噬细胞和DC前体，有助于抗菌防御(1–4). 然而，当哺乳动物宿主遇到有毒病原体时，单核细胞的正常稳态分化途径会暂时重新聚焦，骨髓和血液单核细胞会分化为一系列具有不同抗菌活性的效应细胞。本文综述了单核细胞亚群在抵抗微生物病原体免疫防御中的作用。

人类单核细胞亚群

在人类中，循环单核细胞根据脂多糖（LPS）受体复合物成分CD14和FcγRIII免疫球蛋白受体CD16的表达分为两个亚群(5). 这些单核细胞亚群表达不同的趋化因子、免疫球蛋白、粘附和清道夫受体(三) (表1). CD14号机组^高的CD16型⁻单核细胞（以下简称CD14⁺单核细胞）较大，直径约18μm，约占循环单核细胞的80%-90%。相反，CD14^低的CD16型⁺单核细胞（称为CD16⁺单核细胞）较小，直径约14μm，约占循环单核细胞的10%。CD16型⁺感染期间单核细胞频率增加(6,7)在Toll样受体（TLR）激动剂刺激下，产生高水平的肿瘤坏死因子（TNF）和低水平的IL-10(8)，因此也被称为促炎症单核细胞。

CD14号机组⁺和CD16⁺单核细胞对不同的贩运线索作出反应。CD14号机组⁺单核细胞高水平表达CCR1、CCR2和CXCR2，低水平表达CX3CR1，而CD16⁺单核细胞表达高水平CX3CR1和低水平CCR2(9,10). 因此，CD14⁺单核细胞对单核细胞趋化蛋白-1（CCL2）有反应，而CD16⁺内皮细胞迁移实验中单核细胞对fractalkine（CX3CL1）的反应(10). CD14号机组⁺与CD16相比，单核细胞表达更高水平的CD62L（L-选择素）和CD11b（也称为Mac-1或CR3），以及更低水平的MHC II类⁺单核细胞(11). 最近发表了一篇描述人类单核细胞亚群之间差异的详细综述(三).

另外，尽管较小，单核细胞亚群也可以通过表面分子的表达来区分。例如，CD14人群⁺CD16型⁺CD64型⁺单核细胞具有高度吞噬能力，如CD14⁺单核细胞，但表达高水平的MHC II类，如CD16⁺单核细胞(12,13). 这种被称为过渡单核细胞的亚群可以激活T细胞。它们与CD14的发育关系⁺和CD16⁺单核细胞尚不清楚。另一小部分，约占单核细胞的1%-2%(14)表达CD56，一种神经细胞粘附分子亚型。CD16的频率⁺CD56型⁺炎症性肠病患者单核细胞增多(15).

MURINE单核细胞亚群

由于受体表达可能存在物种特异性差异，并且缺乏有用的单克隆抗体试剂，因此CD14和CD16表达无法区分小鼠单核细胞亚群。鼠血单核细胞表达CD115（巨噬细胞集落刺激因子（CSF-1R）受体）、CD11b和低水平的F4/80抗原。通过差异Ly6C、CX3CR1区分小鼠单核细胞亚群(16)，CCR2(17)和7/4(18)表达式(表1). 来自CX3CR1基因座（称为CX3CR1）的绿色荧光蛋白（GFP）的工程表达^{绿色荧光粉/+}老鼠）(19)使单核细胞亚群分离和过继转移研究成为可能(16). GFP公司^昏暗的单核细胞表达低水平的CX3CR1和高水平的CCR2和Ly6C，与人类CD14最相似⁺单核细胞。GFP公司^明亮的单核细胞表达高水平的CX3CR1和低水平的Ly6C，但不表达CCR2；它们与人类CD16最相似⁺单核细胞。

CX3CR1系列^低的中央控制室2⁺赖氨酸6C⁺单核细胞（以下简称Ly6C⁺单核细胞）是粒状的，大于CX3CR1⁺中央控制室2⁻赖氨酸6C^低的单核细胞（此处称为CX3CR1⁺单核细胞），典型直径分别为10–14μm和8–12μm(16). 在过继转移实验中，Ly6C⁺单核细胞作为外周组织的宿主，对炎症刺激作出反应，促使其被指定为炎症单核细胞。在向炎症腹膜补充Ly6C后⁺单核细胞上调CD11c和MHCⅡ类并迁移至引流淋巴结，在那里它们可以促进T细胞增殖，这表明单核细胞亚群分化为DC(16). 赖氨酸6C⁺单核细胞在血液中的转运时间很短，在没有炎症的情况下无法从周围组织中恢复(16)而是骨髓的家园(20). CX3CR1系列⁺单核细胞在循环中停留较长时间，在非炎症条件下进入周围组织(16). 这些细胞重建组织巨噬细胞和树突状细胞，称为常驻单核细胞。

第三个亚群仅占循环小鼠单核细胞的~5%，表达中等水平的Ly6C(21)并可能对应于人类CD14⁺CD16型⁺CD64型⁺单核细胞。小鼠Ly6C^整数单核细胞和人CD14⁺CD16型⁺CD64型⁺单核细胞比CD14表达更广泛的趋化因子受体⁺或CD16⁺单核细胞(22,23).

虽然循环中的人和鼠单核细胞被分为两个主要亚群和几个次要亚群，但存在重要的物种特异性差异。首先，这两个主要亚群在小鼠和人类中的相对频率不同。在静止条件下，CD14⁺人类血液中单核细胞占主导地位，而Ly6C⁺和CX3CR1⁺小鼠中的单核细胞以大致相似的比例存在。第二，人CD16⁺TLR刺激后单核细胞合成高水平炎性细胞因子，而小鼠Ly6C⁺单核细胞，在趋化因子受体表达方面与人类CD14更相似⁺单核细胞对TLR刺激更敏感。因此，人类CD16的命名⁺促炎性单核细胞和小鼠Ly6C⁺单核细胞作为炎症细胞会造成混乱。在某种程度上，使用不同的表面标记鉴定不同物种的单核细胞亚群可能是造成这些差异的原因之一。

单核细胞的发育和分化

骨髓中的祖细胞

循环小鼠单核细胞从自我更新的造血干细胞中下降，这些造血干细胞启动髓样分化并产生多潜能前体细胞(24,25). 这些多能干细胞是血统相关标记物阴性（Lin⁻)，Sca-1⁺和CD117⁺（c-kit）并产生受谱系限制的普通髓系祖细胞（CMP）(26)和普通淋巴祖细胞(27). 粒细胞-巨噬细胞祖细胞是CMP的后代。最近，从CX3CR1的骨髓悬浮液中分离出了髓系巨噬细胞-DC祖细胞（MDP）^{绿色荧光粉/+}老鼠(28)作为GFP⁺CD117号⁺林⁻产生巨噬细胞和树突状细胞，但不产生中性粒细胞的细胞。当引入骨髓时，MDP产生Ly6C⁺和CX3CR1⁺产生两个主要循环亚群的骨髓单核细胞(20,28) (图1).

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图1

单核细胞分化为树突状细胞和组织巨噬细胞。巨噬细胞-DC祖细胞（MDPs）产生Ly6C⁺退出骨髓的骨髓单核细胞部分受CCR2依赖信号的引导。赖氨酸6C⁺单核细胞转换为CX3CR1⁺单核细胞，尽管这一事件在循环或骨髓中的位置仍不完全清楚。黑色箭头表示在稳态条件下分化为组织DC和巨噬细胞的步骤。红色箭头表示炎症条件下发生的分化步骤（紫外线诱导的皮肤损伤、气管内注射LPS或自体CD11c耗竭⁺单元格）。虚线箭头表示仍不确定的步骤。就脾脏cDC而言，脾脏前DCs是数量上最重要的上游前体(粗体箭头)尽管MDP和CX3CR1⁺单核细胞也可能起作用。

体内单核细胞分化

循环单核细胞是组织巨噬细胞和许多DC亚群的前体(三). 单核细胞在体外产生树突状细胞(33)和体内(16,34–36)，并且微生物感染触发体内单核细胞分化为专门的DC群体，从而提高微生物清除率(37,38). 小鼠和人类DC亚种的发育途径是复杂的，已被全面综述(39,40). 循环单核细胞对特定DC亚群和组织巨噬细胞的形成和补充所做的贡献是最近许多有趣实验的焦点。许多研究使用过继细胞移植来研究单核细胞的运输和分化。关于循环单核细胞在组织巨噬细胞和树突状细胞重新繁殖中的作用的几个主题正在出现。

粘膜免疫中的单核细胞

哺乳动物肠道是复杂微生物种群的家园，也是多种病原体进入的入口。许多肠道病原体穿透肠粘膜，从而与粘膜下组织中广泛的树突状细胞网络直接接触(58). 大多数情况下，病原体通过覆盖在派尔氏结上的上皮M细胞进入肠粘膜(59–62)，并需要表达一组特殊的细菌毒力因子。例如，肠道病原体鼠伤寒沙门菌通过表达沙门氏菌致病岛（SPI）-1基因座中编码的一个基因家族，将毒力因子注入上皮细胞，从而穿越M细胞(63).鼠伤寒沙门氏菌然而，也可以通过另一种途径穿过肠上皮。SPI-1缺陷鼠伤寒沙门氏菌例如，被循环中表达CD18的单核细胞吸收，并从肠道传播到脾脏和肝脏(64). 值得注意的是，尽管CD18-缺陷小鼠在腹腔注射后更容易受到脾脏和肝脏感染，但它们对SPI-1缺陷引起的肠道感染更具抵抗力鼠伤寒沙门氏菌而不是野生型小鼠。

尽管肠上皮细胞形成了一个紧密的屏障，将肠内容物与粘膜下层组织隔开，但最近的研究表明，粘膜下层的树突状细胞可以将树突伸入肠腔，并与肠道细菌相互作用。Rescigno等人(65)证明CD11c表达细胞在以下情况下迅速被招募到肠循环鼠伤寒沙门氏菌感染。上皮内CD11c⁺(65)和CD11b⁺CD8α⁻(66)树突状细胞表达紧密连接蛋白，与上皮细胞紧密连接相互作用，从而允许树突在肠上皮细胞之间通过，而不会破坏屏障的完整性。小肠移植物活体显微镜检查(67)证明DC延伸的形成需要MyD88介导的非造血细胞信号，可能是肠上皮细胞。用CD11c对管腔细菌进行采样⁺DC可导致这些细胞的直接感染(65,67,68)以及细菌从肠道运输到肠系膜淋巴结（MLN）(68,69). 肠道树突状细胞促进B细胞合成IgA，并可能阻止共生细菌的粘膜传播(68,195). 肠道TipDCs诱导粘膜IgA分泌，TipDC-derived nitric oxide（NO）对此功能至关重要(196).

小肠和大肠的固有层含有广泛的表达CX3CR1的DC网络(70)可能源于循环CX3CR1^高的单核细胞(16). CX3CL1/fractalkine是CX3CR1的配体，由肠上皮细胞和内皮细胞表达(71–73)并且是形成跨上皮DC延伸所必需的。CX3CR1表达细胞可以吞噬非致病性和致病性细菌并将其转运至MLN(70). CX3CR1缺陷小鼠更容易感染鼠伤寒沙门氏菌表明CX3CR1信号有助于抗菌反应。目前尚不清楚是系统免疫反应诱导受损导致敏感性增强，还是CX3CR1表达细胞直接发挥杀菌活性。

微生物感染导致单核细胞向粘膜相关淋巴组织募集。口腔感染后鼠伤寒沙门氏菌，CD11c公司⁺CD11b型⁺单核细胞在受感染的器官中积聚(74). 最近的一份报告显示，口服避孕药后，血液中单核细胞的频率增加，并向派尔氏结和MLN募集鼠伤寒沙门氏菌接种(75). 这些被招募的单核细胞类似于Ly6C⁺单核细胞，因为它们表达F4/80、CD11b、CCR2和CD68，并且在早期是TNF和iNOS的主要产生者鼠伤寒沙门氏菌感染(图2). 尽管可以防止沙门氏菌需要分泌TNF和活性氮中间产物（RNI），尚不清楚炎症单核细胞的募集是否对感染期间宿主的生存至关重要(表2).

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图2

炎症单核细胞的作用。在没有炎症的情况下，骨髓CCR2⁺单核细胞具有未成熟表型，其特点是MHC II类和共刺激分子的低表达。感染后，单核细胞被释放到外周循环并迁移到炎症部位，在那里它们表达不同的效应器表型并分化为DC。CCR2的效应器功能⁺单核细胞由炎症环境和入侵病原体的性质决定。(一)感染后单核细胞增生李斯特菌，单核细胞首先出现在脾脏边缘区，然后迁移到白髓区，在那里形成细菌损伤。单核细胞分化为TipDC并包围感染细胞，从而防止细菌从病变处传播。而大多数CCR2⁺单核细胞在体内不会被感染，外周循环中的单核细胞可能会被感染并将细菌输送到中枢神经系统。(b条)胃肠道感染鼠伤寒沙门氏菌诱导炎性单核细胞流入并分化为TipDC。(c（c）)虽然对单核细胞在结核分枝杆菌感染时，它们被吸入肺部，可能是一氧化氮（NO）的来源。(d日)感染期间弓形虫，炎性单核细胞被直接感染，分泌IL-12和NO，杀死寄生虫。弓形虫–感染的单核细胞也可能参与寄生虫向大脑的转运。

免疫反应中的单核细胞单核细胞生成李斯特氏菌

单核细胞招募结核分枝杆菌感染

结核分枝杆菌是一种吸入的细胞内细菌病原体，持续存在感染器官的巨噬细胞中。结核病的保护性免疫是T细胞介导的，需要分泌IFN-γ、TNF和IL-12并产生RNI(103). 成功激活针对分枝杆菌的免疫反应需要通过MyD88发出信号(104,105). 发病机制结核分枝杆菌感染总结如下表2.

最近的一些研究集中在肺结核期间循环单核细胞的募集和功能上。小鼠气溶胶感染后结核分枝杆菌、树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞和粒细胞进入支气管肺泡腔(49). 招募的单核细胞表达CD11b、F4/80和CCR2，因此其特征为炎性单核细胞。F4/80的频率⁺CCR2中单核细胞显著减少^−/−小鼠跟随结核分枝杆菌挑战(106).

CCR2缺乏小鼠的敏感性受以下剂量的影响结核分枝杆菌感染。CCR2缺乏导致大剂量静脉（iv）激发和气雾剂激发后早期死亡(107,109). 在这种情况下，CCR2缺乏也会导致T细胞启动延迟和肺部分泌IFN-γ的CD4 T细胞数量减少(107,108). 与高剂量iv感染相比，尽管肺泡巨噬细胞募集减少，iNOS水平降低，T细胞内流延迟，CCR2缺陷小鼠仍能在低剂量气溶胶感染中存活(109). 因此，CCR2⁺当细菌负荷较高时，如在全身性感染期间，可能需要单核细胞进行保护结核分枝杆菌感染。在这种情况下，招募的单核细胞可能提供iNOS的来源(图2). 相反，居民肺泡巨噬细胞的杀菌功能可能足以控制低剂量气溶胶感染后细菌的生长结核分枝杆菌.

在人类分枝杆菌疾病期间，表达CCR2的单核细胞参与免疫反应的程度尚不清楚。在人类皮肤损伤中检测到CCR2-表达细胞麻风分枝杆菌麻风病的病因(110). 在体外，人单核细胞可以分化为两个不同的亚群，DC-SIGN⁺CD16型⁺巨噬细胞和CD1b⁺DC-SIGN公司⁻DC。DC-SIGN公司⁺CD16型⁺和CD1b⁺DC-SIGN公司⁻麻风皮损中可以检测到细胞(111)这表明单核细胞的募集和分化发生在人类疾病的环境中。诱导MCP-1过度表达的启动子多态性与肺结核易感性增加相关(112). 循环中高水平的MCP-1可能导致CCR2脱敏，从而限制单核细胞向损伤部位的募集。这种机制被认为是MCP-1转基因小鼠感染单核细胞增生李斯特菌(113).

人类巨噬细胞在体外生成NO很难证明，许多不同的实验策略得出了不一致的结果。然而，人单核细胞中iNOS的表达可以在体外诱导，以响应结核分枝杆菌脂蛋白类(114)并在患者体内肺部活动结核分枝杆菌(115)表明RNI介导的途径可能在人类感染中起作用。还报道了人类单核细胞和巨噬细胞对RNI非依赖性分枝杆菌的杀伤作用。人类单核细胞可以杀死结核分枝杆菌以TLR依赖和NO依赖的方式(116).

单核细胞在冈地弓形虫感染

弓形虫是一种原生动物病原体，可感染包括人类在内的多种哺乳动物。弓形虫是一种专性细胞内寄生虫，在许多不同的有核细胞群中存在于液泡中。最近的研究表明，单核细胞募集对于最初限制弓形虫弓形虫病小鼠模型的生长(117,118). 防止弓形虫需要MyD88介导的信号传导和IL-12、IFN-γ和IFN-γ诱导的p47 GTPase的诱导，但与RNI的产生无关(119,120).表2描述弓形虫病发病机制和先天免疫反应的总结。

在小鼠腹腔感染弱毒株Gr-1表达的单核细胞后4-5天，将其招募到腹膜弓形虫(117). 招募的单核细胞在体内表达CD68、CD11b、F4/80和iNOS，并分泌IL-12p40。弓形虫感染腹膜中的单核细胞，刺激MHC II类和共刺激分子的上调，并分化为DC。从感染小鼠腹膜纯化的单核细胞通过NO-依赖机制抑制体外寄生虫复制。最近，Ling等人(121)证明在体内破坏弓形虫通过腹膜CD11b⁺80层/四层⁺巨噬细胞通过剥离寄生虫的质膜，然后与自噬体融合而产生。

CCR2缺陷小鼠更容易受到弓形虫感染，这是一种与Gr-1表达的单核细胞向感染部位募集减少相关的表型(118). 炎性单核细胞向弓形虫尽管IFN-γ和TNF水平正常，但仍会发生感染和体内寄生虫生长增加。然而，感染CCR2缺陷小鼠的血清中IL-12p70水平降低，表明炎性单核细胞分泌IL-12有助于保护(图2).

炎症性单核细胞与抵抗弓形虫类似感染单核细胞增生李斯特菌–诱导的TipDC。然而，它们似乎以不同于TipDC的方式调节免疫保护。单核细胞由弓形虫和单核细胞增多乳杆菌感染可能起源于同一循环祖细胞，并沿着相似的途径分化，但鉴于这两种病原体的分子组成不同，导致分化的炎症线索可能不同。在这两种情况下，识别驱动单核细胞贩运和分化的信号需要额外的实验。

单核细胞可能参与弓形虫感染期间大脑中的速殖子(122). 胃内接种弓形虫，血液中循环的寄生虫驻留在单核细胞内。收养转让弓形虫–受感染的单核细胞会导致受体小鼠大脑中出现寄生虫。

单核细胞在宿主防御真菌病原体中的作用

丝状霉菌烟曲霉（请参见表2)和胶囊酵母新生隐球菌在环境中普遍存在，哺乳动物的感染是通过呼吸道途径获得的(123,124). 真菌二形性白色念珠菌导致粘膜疾病和全身感染。

组织巨噬细胞和中性粒细胞在抵抗真菌感染中发挥关键作用(123,124). 虽然在体内已经证明单核细胞向真菌感染部位募集(125)，它们在真菌杀灭中的作用尚不清楚。然而，已在体外对纯化的小鼠和人类单核细胞或培养的巨噬细胞进行了研究，以表征炎症和杀菌介质的诱导、真菌杀伤率(126,127)以及宿主细胞和真菌转录反应(128–130). 然而，体外确定的真菌灭活机制是否在体内有效并有助于真菌清除，还需要进一步研究。

最近对CCR2缺乏小鼠的研究表明，炎症诱导的单核细胞募集有助于宿主抗真菌免疫反应。小鼠肺隐球菌病CCR2^−/−小鼠无法控制真菌生长。敏感性增加与肺巨噬细胞募集减少和诱导不适应的Th2偏倚T细胞反应有关(131,132). 尽管这些缺陷可能与炎性单核细胞募集受损有关C.新生代感染后，CCR2表达的自然杀伤（NK）和T细胞亚群可能(133)有助于CCR2的表型^−/−老鼠。

在与烟曲霉抗原暴露^−/−小鼠表现出长时间的肺部过敏反应、气道炎症和真菌抗原清除延迟，表明CCR2信号通路限制了真菌相关性哮喘的发展(134,135). 解释这一发现的一个假设是CCR2介导的单核细胞募集动摇烟曲霉–特异性CD4 T细胞对Th1而不是Th2表型的反应。或者，CCR2介导的非炎性单核细胞的细胞募集在防御烟曲霉感染。在侵袭性曲霉病的实验环境中，CCR2⁺NK细胞介导保护作用(136).

单核细胞调节适应性免疫反应

考虑到单核细胞在GM-CSF和IL-4的体外培养中分化为DC的能力，可以合理推测单核细胞有助于T细胞反应的启动和分化(45,137,138). 虽然炎症刺激通常促进单核细胞分化为树突状细胞并迁移至淋巴结(35)在某些情况下，TLR介导的信号阻止单核细胞分化为DC(139). 然而，越来越多的实验证据支持循环单核细胞影响T细胞反应的观点。

在微生物感染环境中，单核细胞对T细胞反应的调节是复杂的，对T细胞增殖和分化有积极和消极的作用。CD8 T细胞对单核细胞增生李斯特菌例如，CCR2缺乏小鼠的CCR2表达增强，表明CCR2⁺单核细胞负性调节CD8 T细胞增殖或存活(37). 因为NO抑制T细胞增殖(140,141)CCR2表达iNOS⁺单核细胞可能抑制T细胞反应。然而，CCR2的其他效应器功能可能⁺细胞抑制T细胞反应。例如，单核细胞及其衍生细胞在某些微生物刺激下分泌IL-10(142–148)和Ly6C⁺从骨髓中纯化的单核细胞分泌IL-10以应对热灭活刺激单核细胞增多乳杆菌（N.V.Serbina和E.G.Pamer，未发表结果）。分泌IL-10的Gr-1对T细胞的抑制作用⁺CD11b型⁺也有报道称，多菌败血症中的细胞(149). 在这个实验系统中，Gr-1⁺CD11b型⁺脓毒症期间，脾、淋巴结和骨髓中的细胞以MyD88依赖性方式扩张。

与…对比单核细胞增生李斯特菌感染，期间结核分枝杆菌感染CCR2⁺单核细胞增强T细胞启动和Th1分化(106–108). 虽然T细胞可以表达CCR2(133,150)CCR2缺乏小鼠结核病期间T细胞募集缺陷归因于单核细胞和DC运输受损，且与T细胞CCR2表达无关(106).

在皮肤环境中大型利什曼原虫感染，CCR2⁺单核细胞被招募到皮肤损伤中(38,151). 在L.少校–感染CCR2缺陷小鼠，保护性Th1反应减弱，而Th2反应增强，这会损害微生物清除。皮肤感染后，单核细胞通过传入淋巴管和HEV进入引流淋巴结，产生稳定状态下不存在的功能不同的DC亚群(38). 在受感染的真皮内，单核细胞分化为带有CD11c的真皮DC^整数赖氨酸6C^高的MHC二级^整数CD86型^低的表型和成熟为CD11c^整数赖氨酸6C^低的MHC II级^高的CD86型^高的转移至淋巴结的DC(38). 静脉或皮下转移的单核细胞分化为DC亚群，在体外表现出较高的T细胞刺激能力。相反，第二个CD11c^整数赖氨酸6C^高的MHC II级^整数CD86型⁻DC亚群通过HEV进入腘淋巴结，因为静脉而非皮下单核细胞移植导致其出现。这种DC亚群在表型上较不成熟，启动CD4 T细胞的效率低于上述皮肤来源的DC亚群。

使用OVA结合颗粒证明了直接、单核细胞介导的T细胞反应启动。在这个系统中，循环B细胞和中性粒细胞将抗原转移到骨髓中未成熟的单核细胞(152)然后输送至脾脏和淋巴结，并启动OVA-特异性T细胞。尽管尚不清楚这种抗原提呈途径是否发生在微生物感染期间，但循环CD11b⁺等级-1⁺单核细胞可以将血液中的细菌抗原内化并运输到脾边缘区，在那里它们与B细胞相互作用并诱导分化为血浆消融剂和T细胞非依赖性抗体反应(153).

趋化因子和趋化因子受体

对感染的最佳免疫反应取决于趋化因子网络，以促进特定白细胞募集到感染部位。趋化因子介导的单核细胞募集对于多种微生物感染的免疫控制至关重要。根据半胱氨酸残基的位置，趋化因子可分为四类：C趋化因子有一个半胱氨酸，CC趋化因子在氨基酸末端附近有两个相邻的半胱氨酸；CXC趋化素有一个氨基酸将两个半胱胱氨酸分隔开，而CX3C趋化剂有三个氨基酸位于两个半胱氨酸之间(154). CC趋化因子触发单核细胞、嗜碱性粒细胞、嗜酸性粒细胞、T细胞亚群和DC上的趋化因子受体。CCR2结合的趋化因子MCP-1（CCL2）、MCP-2（CCL8）、MCP-3（CCL7）和MCP-5（CCL12）属于该家族。CX3C趋化因子家族中唯一已知的成员是fractalkine（FKN或CX3CL1）。FKN的可溶性形式对单核细胞、T细胞和NK细胞亚群具有强大的化学吸引作用(155).

MCPs和CCR2在感染期间单核细胞重新聚集中的作用

MCP-1型^−/−老鼠对单核细胞增生李斯特菌感染为CCR2^−/−老鼠(37,101,118)这表明MCP-1不是唯一负责单核细胞募集的CCR2配体，其他CCR2配体都是在感染期间诱导的。最近，MCP-3^−/−和MCP-2/5^−/−已经培育出小鼠并对其进行单核细胞贩运检测(30). MCP-3型^−/−小鼠，如CCR2^−/−和MCP-1^−/−小鼠外周血中炎性单核细胞数量减少。相反，MCP-2/5^−/−小鼠的循环单核细胞数量正常，表明MCP-1和MCP-3是维持循环炎症单核细胞稳态数量的主要CCR2配体(30). MCP-3、MCP-2和MCP-5在抗菌防御中的作用尚不清楚。

感染过程中体内MCP功能的模型

微生物感染可诱导多种细胞产生MCP-1。MCP-1主要是由直接感染的细胞产生，还是由对释放到细胞外液中的炎性细胞因子或微生物分子作出反应的旁观者细胞产生，目前尚不清楚。尽管许多研究已经测量了血清和组织（如脾脏、肝脏、肾脏和大脑）中的趋化因子水平，但在这些分析中检测到的趋化激素是否有助于单核细胞募集和抗菌防御仍不清楚。然而，血清中MCP-1水平可能促进单核细胞从骨髓中迁移。或者，血清MCP-1可能无关，只有骨髓中产生的MCP-1，可能是由对TNF、IFN-γ或I型IFN有反应的未感染细胞产生的，可能会促进单核细胞从骨髓迁移到循环中。可以提出几个模型来解释MCP-1介导的单核细胞向感染部位募集。在最简单的模型中，MCP-1由微生物感染的细胞产生和释放，建立趋化因子梯度，引导单核细胞对感染细胞的位置作出反应(图3一). 虽然该模型因其简单性而具有吸引力，但它并不能解释脾脏或其他组织中的感染是如何诱导单核细胞从骨髓中迁移的，它表明一旦血清趋化因子水平增加到许多感染中所见的高水平，MCP-1梯度和将单核细胞引导至感染部位的能力将丧失。体内MCP-1功能的另一种模型是，趋化因子与组织特异性GAG结合，可能在骨髓中，也可能在感染部位，并以此方式引导单核细胞从骨髓进入血液，然后进入感染组织(图3b条). 该模型提供了一种机制，通过该机制，感染组织中产生的MCP-1可循环至骨髓，结合GAG，寡聚并促进单核细胞迁移。尽管这两种模型都得到了一些体外研究和一些体内实验的支持，但它们仍未得到证实。进一步研究阐明在微生物感染环境中促进单核细胞募集的体内过程将是令人兴奋的，并可能为改善免疫受损宿主的免疫防御提供重要机会。

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图3

体内MCP-1介导的单核细胞募集模型。在感染期间，MCP-1由微生物感染或细胞因子刺激的未感染细胞产生和分泌。在第一个模型中(一)分泌的MCP-1在感染部位的距离上建立梯度，并将单核细胞吸引到感染部位。在替代模型中(b条)MCP-1梯度不是通过与趋化因子产生位置的距离建立的，而是通过趋化因子与特定GAG的结合建立的。与GAG结合可增加MCP-1在特定区域的浓度，并进一步促进MCP-1的齐聚。

总结

炎性单核细胞在抵抗微生物感染的先天免疫防御中发挥着重要作用，也有助于适应性免疫反应和长期免疫。最近的研究已经开始揭示单核细胞成熟和分化为组织-巨噬细胞和树突状细胞的构成途径在微生物感染环境中是如何重新定向的。多种病原体感染，包括单核细胞增生李斯特菌,弓形虫、和新生隐球菌需要CCR2介导的单核细胞募集到感染部位，从而限制微生物的进一步生长和入侵。在没有感染的情况下，循环炎性单核细胞返回骨髓并分化为单核细胞，构成向周围组织供应巨噬细胞和树突状细胞。关于贩运线索，即精细控制各种组织中巨噬细胞和树突状细胞数量的贩运线索，以及在微生物感染环境中重定向贩运和单核细胞分化的刺激因素，还有很多需要了解。

致谢

脚注

引用的文献