中山大学吴忠道/伦照荣/沈佳团队：啃作用揭示寄生虫与宿主互作的新机制

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生命科学 Life science

什么是胞啃作用？

胞啃作用（源自希腊语“trogo”，意为“啃食”）是真核细胞间物质交换的独特方式，表现为一个细胞通过直接接触选择性获取另一细胞的膜片段或胞质成分（图1）。与囫囵吞枣的吞噬作用（phagocytosis）不同，胞啃作用具有以下特征：

选择性：针对特定膜组分

局部性：仅涉及细胞部分区域

高效性：可获取功能性分子（如膜蛋白、脂质和细胞器）

这一机制为理解细胞间通讯提供了新的视角。

图1. 胞啃作用的典型电镜图像。箭头示胞啃位点。

图2. 胞啃作用的分子机制。

寄生虫如何利用胞啃作用？

多种寄生虫通过胞啃作用实现营养获取、免疫逃逸和组织入侵。代表性虫种包括溶组织内阿米巴（Entamoeba histolytica）、阴道毛滴虫（Trichomonas vaginalis）和枯氏锥虫（Trypanosoma cruzi）等，其具体机制可分为以下方面：

（1）营养获取：溶组织内阿米巴通过半乳糖凝集素（Gal/GalNAc lectin）识别宿主细胞，激活PI3K/EhC2PK信号通路触发胞啃作用，从而获取宿主细胞膜蛋白及胞质内容物（图3I）。

（2）免疫逃逸：阴道毛滴虫可通过胞啃作用获取宿主补体调节蛋白CD59，有效抵抗补体系统的杀伤作用（图3II）。

（3）入侵和致病：福氏耐格里阿米巴（Naegleria fowleri）通过啃食神经元细胞膜，导致脑组织损伤（图3III）。因此，其被冠以一个恐怖的名字——“食脑虫”。

（4）行为调控：阿米巴通过“啃食”宿主细胞膜碎片进入“激活状态”， 形成增强后续杀伤能力的正反馈循环（图3IV）。

这些发现揭示了胞啃作用在寄生虫致病过程中的多重生物学功能。

图3. 寄生虫胞啃宿主细胞的示意图。

宿主也能“反咬”寄生虫？

胞啃作用作为宿主-寄生虫互作的重要机制，那么一个关键问题是：这种作用是单向的，还是双向的？也就是说，宿主的免疫细胞是否也能利用胞啃作用对抗寄生虫，特别是针对那些体积过大、难以通过传统吞噬作用清除的种类？答案是肯定的。

（1）巨噬细胞通过胞啃作用清除血吸虫：该团队研究发现，日本血吸虫（Schistosoma japonicum）在非适宜宿主东方田鼠体内可被巨噬细胞通过胞啃作用清除。具体机制为：巨噬细胞通过补体受体CR3识别虫体表面的iC3b，介导细胞黏附至童虫表面，并激活Ca²⁺/NFAT信号通路，最终通过反复的胞啃作用破坏虫体表皮（图4I，图5）。值得注意的是，这一现象未在易感宿主（如小鼠）中观察到，表明胞啃作用可能是某些动物对血吸虫具有天然抗性的重要免疫机制。

（2）中性粒细胞通过胞啃作用杀伤阴道毛滴虫：人中性粒细胞可依赖补体iC3b和Fcγ受体，通过丝氨酸蛋白酶和肌动蛋白的作用快速啃食阴道毛滴虫的膜碎片。单个中性粒细胞可对虫体进行多次“啃咬”，直至其完全解体（图4I）。

（3）胞啃作用的“双刃剑”特性：尽管胞啃作用可作为哺乳动物宿主的天然防御机制，但在特定情况下也可能促进疾病进展。例如，在脑型疟中，内皮细胞通过胞啃样过程摄取疟原虫抗原，反而激活炎症信号通路，加剧血脑屏障损伤（图4II）。

综上，胞啃作用具有双重效应——既能有效清除病原体，又可能在特定情况下促进病理损伤的发生发展。

图4. 宿主细胞胞啃寄生虫的示意图。

图5. 东方田鼠巨噬细胞胞啃血吸虫的过程。

跨界启示：胞啃作用的保守性机制

寄生虫、肿瘤和移植器官作为“非己”成分，均可激活宿主相似的免疫识别与清除通路。研究表明，寄生虫-宿主互作中的胞啃调控机制具有跨疾病模型的普适性。在肿瘤免疫中，胞啃作用呈现双向调节：免疫细胞（如NK细胞、T细胞）通过胞啃获取肿瘤抗原以增强免疫应答；而肿瘤细胞则可通过内化PD-1等免疫检查点分子来逃避免疫杀伤。类似地，在移植免疫中，移植物与受体免疫细胞间的胞啃作用参与急性排斥反应的效应阶段。

这些发现共同印证：胞啃作用是进化上保守的细胞间物质交换与信号传递机制，在不同病理生理过程中发挥关键调控作用。

未来展望：靶向胞啃作用的治疗策略研究方向

胞啃作用在疾病治疗中展现出显著的转化应用潜力，未来研究需聚焦以下方向：

其一，深化分子机制解析与靶向干预：通过多组学（如蛋白质组学、磷酸化修饰组学）技术，系统鉴定啃作用的关键调控分子及其信号通路。基于结构生物学方法设计高亲和力小分子抑制剂，阻断受体免疫细胞/寄生虫对靶细胞的攻击，以提高移植器官的存活率或抑制寄生虫的免疫逃逸。

其二，胞啃作用在肿瘤免疫治疗中的交叉应用值得深入探索。例如，将寄生虫-宿主互作中“抗原高效获取”的机制优势，与嵌合抗原受体 T 细胞（CAR-T）疗法相结合，通过优化 CAR-T 细胞的胞啃活性提升其对肿瘤抗原的识别，为攻克实体瘤耐药性难题提供新策略。此类跨学科研究有望推动胞啃作用从基础研究向临床转化。 

本文参考文献（上线划动查看）

[1] Shen, J. et al. (2023) Macrophage-mediated trogocytosis contributes to destroying human schistosomes in a non-susceptible rodent host, Microtus fortis. Cell Discov 9, 101

[2] Ralston, K.S. et al. (2014) Trogocytosis by Entamoeba histolytica contributes to cell killing and tissue invasion. Nature 508, 526-530. 10.1038/nature13242

[3] Miller, H.W. et al. (2022) Entamoeba histolytica develops resistance to complement deposition and lysis after acquisition of human complement-regulatory proteins through trogocytosis. mBio 13, e03163-21

[4] Mercer, F. et al. (2018) Neutrophils kill the parasite Trichomonas vaginalis using trogocytosis. PLoS Biol 16, e2003885

[5] Zhao, S. et al. (2024) The transplant rejection response involves neutrophil and macrophage adhesion-mediated trogocytosis and is regulated by NFATc3. Cell Death Dis 15, 75

[6] Zhai, Y. et al. (2023) Trogocytosis of CAR molecule regulates CAR-T cell dysfunction and tumor antigen escape. Sig Transduct Target Ther 8, 457

[7] Chen, Y. et al. (2024) Trogocytosis in CAR immune cell therapy: a key mechanism of tumor immune escape. Cell Commun Signal 22, 521. 

论文作者介绍

吴忠道  

   教授

吴忠道，中山大学中山医学院二级教授，博士生导师，国家原子能机构核技术（昆虫不育）研发中心主任、广东省媒介生物防控工程技术研究中心主任、中华预防医学会寄生虫学分会副主任委员、广东省寄生虫学会理事长、广东省转化医学会副理事长、《热带医学杂志》常务副主编、《中国寄生虫学与寄生虫病杂志》副主编等。国务院特殊津贴专家，获评广东省医学领军人才、宝钢优秀教师、广东省教学名师等。长期从事寄生虫病防治研究，主持国家重点研发计划、“973”课题及7项国家自然科学基金项目。在Nature等期刊发表论文100余篇，出版英文专著3部，获教育部自然科学二等奖、广东省科技进步奖等。

伦照荣

   教授

伦照荣，中山大学生命科学学院教授，博士生导师；瑞士巴塞尔大学热带医学与公共卫生研究院、加拿大多伦多大学博士后；加拿大国家自然科学与工程学研究委员会（NSERC）国际杰出青年基金获得者；中国原生动物学会理事长，原亚洲原生生物学会主席，英国Salford大学荣誉教授。主要从事人兽共患寄生虫流行病学、药物治疗、基因功能和寄生虫与宿主相互作用的研究。发现布氏锥虫假基因来源的siRNA 能调控基因表达、分化和发育，并被Science点评；揭示单细胞的原生动物例如锥虫和弓形虫也存在“癌症”，为恶性化的早期发生和起源提供了新线索；证明温度是弓形虫感染脊椎动物体细胞（包括白细胞）的关键因素，为阐明为什么弓形虫具有广泛的宿主基础提供了新的理论依据。在国内外主流刊物如科学通报、The Lancet Inf. Dis., PNAS, Nature Comm., Adv. Sci., Chem Sci., Cell Discovery, EID，NAR，STTT，Trends in Parasitol., Journal of Infection, Schizophrenia Bulletin等发表论文200多篇；主编和参编学术专著10多部；获教育部自然科学一等奖。

沈佳  

副教授

沈佳，中山大学中山医学院副教授，硕士生导师。主要研究方向为宿主抗血吸虫感染免疫及宿主特异性机制研究。目前主要发现包括：1）发现宿主免疫细胞可利用“胞啃作用”杀伤血吸虫的免疫现象，并将这一发现应用于抗异物应答的移植排斥反应中；2）明确iNOS是大鼠天然抗血吸虫感染的关键免疫因子。先后主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金特别资助项目和面上项目以及广东省自然科学基金项目等课题。主要研究成果以第一作者/通讯作者发表在PNAS、Cell Discovery、Cell Death & Disease、Trends in Parasitology、Free Radical Biology and Medicine、Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology等杂志上。

相关论文信息

相关研究发表在Cell Press细胞出版社

旗下期刊Trends in Parasitology

▌论文标题：

Trogocytosis: revealing new insights into parasite–host interactions

▌论文网址：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1471492225001382

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.pt.2025.05.008