IL-35/IRAK-M途径介导中性粒细胞免疫应答功能低下：MRSA肺部感染及免疫逃逸的一种潜在机制

MRSA is the leading cause of nosocomial pneumonia, which is associated with a mortality rate of 18.7%–40.8%. MRSA escape from neutrophil-mediated immune responses has been considered to play an essential role in the pathogenesis of MRSA-induced nosocomial pneumonia. IL-35 is an important anti-inflammatory cytokine, and we have found that IL-35 was aberrantly up-regulated during pulmonary MRSA infections. In addition, IL-35 could induce neutrophils to up-regulate the expression of IRAK-M, which is a negative regulator of immune responses. Therefore, we hypothesized that “IL-35—IRAK-M axis regulates immune dysfunction of pulmonary neutrophils during MRSA infection, which disrupts immune homestasis in the lung and promotes MRSA escape from neutrophil-mediated immune responses and development of MRSA pneumonia”. This project will take a variety of gene-knockout mice to investigate the role of IL-35—modulated immune dysfunction of neutrophils in the development of MRSA pneumonia and its potential molecular mechanisms and intracellular signaling pathways by use of FACS sorting, adoptive cell transfer, global transcriptsome analysis, siRNA and CHIP, etc. Our work will have important implications for host-directed immune therapy of MRSA pulmonary infections.

MRSA是引起医院内获得性肺炎的重要病原菌，病死率可达18.7%–40.8%。MRSA逃逸中性粒细胞免疫防御是其发病基础。IL-35是一种重要的新型抗炎因子，我们预实验发现其在MRSA肺部感染时表达异常升高，且IL-35可诱导中性粒细胞表达免疫负调控分子IRAK-M。以此为切入点，提出：“MRSA肺部感染状态下，IL-35—IRAK-M途径介导中性粒细胞免疫应答功能减低，肺脏免疫稳态被破坏，MRSA逃逸中性粒细胞免疫防御，肺炎持续加重”的科学假说。本课题拟采用多种基因敲除小鼠，通过流式细胞分选和染色、过继性细胞回输、表达谱芯片、siRNA和CHIP等技术，在分子、细胞和动物层次，揭示IL-35诱导中性粒细胞免疫应答功能减低在MRSA肺部感染及免疫逃逸中的作用及信号机制，以期发掘宿主导向免疫治疗的新型靶点。

本项目从宿主免疫应答角度，深入探讨了金黄色葡萄球菌感染引起肺炎及相关脓毒症的免疫发病机制，取得以下原创性研究结果：.（1）在以金黄色葡萄球菌感染为代表的脓毒症患者样本中，我们发现脓毒症患者血清中IL-35浓度相对于健康对照显著升高。进一步在金黄色葡萄球菌等病菌感染引起的脓毒症小鼠模型中，我们发现利用IL-35的中和抗体处理小鼠后，可以提高中性粒细胞在小鼠感染组织的募集数量，从而 增强宿主的病菌清除能力，上述相关研究成果发表在Clin Immunol (2015;161, 89-95)。另外，在金黄色葡萄球菌感染的肺炎患者血清中，我们意外发现了一种名叫巨噬细胞凋亡抑制分子（AIM/CD5L）的蛋白表达水平异常增高，进一步以耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌（MRSA）感染小鼠，发现利用中和抗体阻断AIM后，可以显著提升小鼠清除MRSA感染的能力，降低MRSA感染所致的肺脏损伤，上述研究发表于Int Immunopharmacol (2019;72, 40-47)。.（2）我们通过反复进行临床病例与健康对照组的比对，发现：重症肺炎及脓毒症患者中，颗粒蛋白前体（PGRN）表达明显升高的重要现象；随后以多种临床病原菌（包括金黄葡萄球菌、铜绿假单胞菌和肺炎链球菌等）建立细菌性肺炎或脓毒症模型，结果显示：相对于野生小鼠，PGRN缺陷小鼠由于肺部趋化因子CXCL1和CCL2降低，导致中性粒细胞和巨噬细胞募集到感染组织的数目急剧减少，肺脏抗感染能力显著下降。通过外源性给予重组表达的PGRN蛋白，可对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌等病菌感染引起的重症肺炎或脓毒症发挥治疗作用。上述研究成果发表于呼吸与危重症医学的顶级杂志Am J Respir Crit Care Med（ 2016;194:1219-1232）和感染病学权威期刊J Infect Dis（2017 ;215:1764-1773）。Am J Respir Crit Care Med在发表该文时，配发了编辑专题述评“Immune Modulation in Sepsis: Is There a Place for Progranulin?”。. 总之上述工作通过揭示重症肺炎或脓毒症免疫发病机制，为其治疗提供了新型免疫靶标。系列工作共发表SCI论文7篇，申报中国发明专利2项。