类血管生成素样蛋白(AGPTLs)在粪类圆线虫感染中的循环水平变化及治疗后的逆转:免疫调节与代谢干预的新视角

【字体: 时间:2025年10月01日 来源:PLOS Pathogens 4.9

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  本研究发现粪类圆线虫(Strongyloides stercoralis, Ss)感染显著上调多种类血管生成素样蛋白(AGPTL-2、-3、-6、-8)的表达,且驱虫治疗后明显回落。AGPTLs与免疫球蛋白G(IgG)水平呈正相关,提示其参与宿主免疫应答。该研究首次揭示AGPTLs作为潜在生物标志物在寄生虫感染诊疗及代谢调控中的双重价值,为感染免疫和代谢性疾病交叉研究提供新方向。

  
Abstract
粪类圆线虫(Strongyloides stercoralis, Ss)是一种全球性寄生虫感染,影响约5000万至1亿人口,尤其在免疫缺陷个体中引发严重代谢与免疫异常。尽管已知Ss感染可调控宿主免疫系统,但类血管生成素样蛋白(angiopoietin-like proteins, AGPTLs)——一类调节炎症与免疫反应的关键蛋白——在该感染中的作用尚未明确。本研究通过酶联免疫吸附测定(ELISA)量化了60名Ss感染个体(Ss+)和56名未感染个体(Ss-)中AGPTL-2、-3、-4、-6和-8的系统水平,并评估了驱虫治疗对AGPTLs的影响。结果显示,Ss+个体中AGPTL-2、-3、-6和-8水平显著升高,且治疗后明显下降。主成分分析(PCA)显示AGPTLs在感染与未感染组间形成明显聚类,分别解释25.1%和36.1%的方差。此外,AGPTLs与IgG水平呈正相关,提示其与免疫激活相关。这些发现表明AGPTLs可能作为诊断和监测Ss感染及治疗反应的生物标志物,并为理解寄生虫感染中的免疫调节与代谢改变机制提供新视角。
Author summary
粪类圆线虫是一种主要分布于热带和亚热带地区的寄生虫,常呈无症状感染,但在免疫缺陷个体中可导致危及生命的重症。本研究首次探讨了类血管生成素样蛋白(AGPTLs)——一组参与炎症与免疫调节的蛋白——在Ss感染中的作用。通过对比感染与未感染个体,我们发现AGPTL-2、-3、-6和-8水平在感染组显著升高,且驱虫治疗后下降。这些蛋白与免疫应答相关,提示其可能参与宿主对寄生虫的响应机制。AGPTLs或可作为感染诊断和治疗监测的潜在标志物,并有助于理解寄生虫感染对免疫系统及代谢疾病(如糖尿病)的保护效应。
Introduction
类圆线虫病是一种土壤传播疾病,由粪类圆线虫(Ss)引起,全球感染人数达5000万至1亿,尤其在卫生条件较差的热带和亚热带地区高发。Ss具有独特的自体感染循环和土壤有性繁殖能力,常导致多年无症状感染,并通过免疫调节机制实现慢性持续。在免疫缺陷患者中,Ss感染可引发高感染综合征或播散性类圆线虫病,死亡率高达85%。宿主对Ss的免疫应答以Th2主导为特征,包括IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子升高和嗜酸性粒细胞增多,但寄生虫通过免疫逃逸机制维持感染。
类血管生成素样蛋白(ANGPTLs)是一类分泌型糖蛋白,结构与血管生成素相似,参与血管生成、脂质代谢和炎症调节。关键成员如ANGPTL-2、-3、-4、-6和-8调控血管通透性和组织重塑,在感染过程中可能发挥重要作用。ANGPTL-2尤其与免疫调节和炎症疾病相关,但其在Ss感染中的作用尚未探索。本研究假设AGPTLs参与宿主免疫应答调控,影响感染慢性化,从而为疾病病理生理和治疗干预提供新见解。
Materials and methods
本研究经美国国家过敏和传染病研究所及印度国家结核病研究所伦理委员会批准(12-I-073),所有参与者签署知情同意。研究纳入116名个体,包括60名无症状Ss感染个体(Ss+)和56名未感染个体(Ss-),均来自印度泰米尔纳德邦农村地区。感染通过粪便琼脂平板培养和血清学(NIE抗原IgG抗体)确认,所有感染者均为慢性感染,无急性病例。排除标准包括HIV感染、其他肠道蠕虫感染、既往驱虫治疗及代谢或炎症性疾病。所有感染者接受单剂量伊维菌素和阿苯达唑治疗,6个月后随访确认寄生虫学治愈。
血液学参数使用Beckman Coulter AcT 5 Diff分析仪检测。AGPTL-3、-4、-6使用R&D Systems Duoset ELISA试剂盒测定,检测下限分别为31.2 pg/mL、1.3 ng/mL和78.1 pg/mL;AGPTL-2和-8使用MyBiosources ELISA试剂盒测定,检测下限分别为0.312 ng/mL和125 pg/mL。数据采用GraphPad Prism 10.6.0分析,几何均值(GM)表示集中趋势,组间比较使用Mann-Whitney U检验,组内比较使用Wilcoxon符号秩检验,多重比较采用Holm校正。
Results
Study population characteristics
两组在年龄、性别和生化参数上无显著差异,但Ss+组的体重指数(BMI)(中位数19.5 kg/m2 vs. 22.7 kg/m2,p=0.0001)、红细胞计数(RBC)(4.1×106/mL vs. 4.7×106/mL,p=0.0246)和血红蛋白(Hb)(12.05 g/dL vs. 13.5 g/dL,p=0.0003)显著较低。相反,嗜酸性粒细胞百分比(11% vs. 6.2%,p=0.0001)和嗜碱性粒细胞百分比(1% vs. 0.8%,p=0.0023)在Ss+组显著较高。
Post-treatment follow-up
所有感染者在治疗后6个月粪便培养阴性,确认寄生虫学治愈。尽管并非所有个体血清转阴,但抗NIE IgG水平下降。
Strongyloides infection is associated with increased levels of angiopoietin-like proteins
Ss+个体中AGPTL-2(GM 1.99 pg/mL vs. 1.37 pg/mL,p=0.0002)、AGPTL-3(0.67 pg/mL vs. 0.54 pg/mL,p=0.0270)、AGPTL-6(0.24 pg/mL vs. 0.21 pg/mL,p=0.0203)和AGPTL-8(0.58 pg/mL vs. 0.43 pg/mL,p=0.0029)水平显著高于Ss-组,而AGPTL-4无显著差异。
Alterations in systemic levels of angiopoietin-like proteins following treatment of Strongyloides infection
治疗后,AGPTL-2(下降1.1倍,p<0.0001)、AGPTL-6(下降1.4倍,p<0.0001)和AGPTL-8(下降1.1倍,p=0.0003)水平显著降低,AGPTL-3和-4无显著变化。
Multivariate regression analysis of angiopoietin-like proteins
校正年龄和性别后,AGPTL-2、-3、-6和-8水平仍与Ss感染显著相关。
Principle component analysis reveals trends in angiopoietin-like proteins
PCA分析显示AGPTLs在Ss+和Ss-组间形成 distinct 聚类,前两个主成分分别解释25.1%和36.2%的方差。
Relationship between IgG and angiopoietin-like proteins
AGPTL-2、-6和-8与IgG水平呈显著正相关,提示其与免疫激活相关。
Discussion
本研究揭示Ss感染与AGPTLs水平升高密切相关,且驱虫治疗可逆转这一变化。Ss+组的较低BMI、RBC和Hb水平提示营养不良和贫血,可能与寄生虫导致的慢性炎症和代谢需求增加有关。嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞升高反映典型的寄生虫感染免疫应答。
AGPTLs作为炎症、免疫调节和代谢的关键调控因子,其升高可能反映宿主对感染的适应性响应。AGPTL-2和-6参与血管重塑和免疫调节,AGPTL-3、-6和-8与脂质代谢和胰岛素敏感性相关。既往研究显示,AGPTL-8在炎症性疾病如系统性炎症反应综合征(SIRS)、2型糖尿病(T2DM)、动脉粥样硬化和非酒精性脂肪肝(NAFLD)中升高,且蠕虫感染可能通过代谢调控对T2DM产生保护效应。本研究提示AGPTLs可能在这一保护机制中发挥作用。
治疗后AGPTLs水平下降进一步证实其与感染动态相关。PCA和回归分析支持AGPTLs作为感染标志物的可靠性,而其与IgG的正相关强调其免疫调节功能。本研究局限性包括未探索其他AGPTL成员、缺乏长期随访和机制研究,且可能受未识别合并症影响。未来研究应深入探讨AGPTLs在Ss感染中的具体机制,及其在蠕虫感染与代谢疾病交叉领域的 therapeutic 潜力。
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