Nature综述丨巨噬细胞的抗菌途径

    来自各种受体的输入信号会进入巨噬细胞信号系统，从而开启或放大一系列抗菌反应，包括LC3相关吞噬作用（LAP）、代谢重编程和抗菌代谢物、脂滴、鸟苷酸结合蛋白（GBPs）、抗菌肽、金属离子毒性、营养耗竭、自噬和一氧化氮（NO）的产生（图1）。

LC3相关吞噬作用

代谢重编程和抗菌代谢物

脂滴

许多细胞器在先天免疫中发挥着重要作用，脂滴最近成为直接抗菌防御的媒介（图1c）。脂滴由一层磷脂单层和一层疏水性中性脂质核心组成，前者由驻留蛋白构成，后者包含甘油三酯和/或固醇酯。细胞摄取或从头合成脂肪酸后，脂滴就会从内质网中萌生（图2c）。这使得中性脂类可以作为能量储备，通过β-氧化为线粒体提供能量。然而，脂滴作为燃料储备的使用并不局限于宿主细胞。许多传染性病原体都会诱导脂滴的形成，许多病原体，例如结核分枝杆菌，都可以将其作为细胞内营养来源。这也可以被视为病原体的免疫颠覆策略，因为脂滴本身在先天免疫中具有重要作用。TLR配体促进脂滴在巨噬细胞中的积累，其中二酰基甘油酰基转移酶1介导的三酰甘油合成73和抑制脂肪分解均有助于脂滴的积累。TLR诱导的脂滴用于在巨噬细胞中产生前列腺素E2和前列腺素E2依赖性炎症介质，还具有更直接的抗菌功能。

    脂滴可以直接杀死细菌的早期证据来自对果蝇的研究，其中显示脂滴上组蛋白的存在赋予了抗菌活性。在小鼠身上也发现了类似的现象；例如，从小鼠肝脏中纯化的脂滴具有蛋白质介导的抗菌活性，脂滴纯化前给予LPS被证明可以改变脂滴蛋白质组并增强脂滴的抗菌功能。这项研究还表明，巨噬细胞利用脂滴杀死细菌。脂滴上抗菌肽（AMP）的分子量较高（随后描述），LPS处理会导致其积聚，从而促进巨噬细胞内细菌的死亡。其他脂滴中的抗菌蛋白，包括组蛋白，也被发现，支持了果蝇早期的工作。值得注意的是，透射电子显微镜显示，在感染人类巨噬细胞中，脂滴通常靠近大肠杆菌，偶尔似乎会破坏液泡膜，直接接触细菌。因此，脂滴似乎不仅将潜在有毒的脂肪酸与细胞的其他部分隔离开来，而且还浓缩了可用于直接杀死细菌的各种抗菌蛋白。脂滴如何被招募到膜包裹的巨噬细胞内细菌中尚不清楚，但研究表明，小GTP酶ARL8B介导脂滴与巨噬细胞溶酶体之间的接触，这也许可以提供一些线索。 毫不奇怪，这种由脂滴介导的可诱导抗菌防御系统被一些细菌病原体所破坏。 例如，Stm逃避巨噬细胞内的脂滴。脂滴在细菌杀伤中的作用进一步强调了巨噬细胞代谢在抗菌防御中的作用。

鸟苷酸结合蛋白

    巨噬细胞还使用大多数细胞类型共有的细胞自主防御机制，通过诱导基因表达由干扰素激活。四种IFN诱导的GTP酶家族——粘病毒抗性蛋白、免疫相关GTP酶、GBPs和IFN诱导的超大GTP酶——可针对多种病原体启动细胞防御机制。在此，我们概述了GBPs的功能（图1d），它们是过去十年先天免疫研究的重点。GBPs（人类有7个，小鼠有11个）的特征是具有保守的N端GTP酶结构域和C端螺旋结构域。GBPs在巨噬细胞中由IFNγ和LPS诱导，并通过多种机制促进抗菌防御，包括促进自噬体功能。通过募集到含细菌的液泡中，GBPs将细菌释放到细胞质中，从而激活炎症性半胱天冬酶和非典型炎症体。人类GBP1的研究表明，GBP1能够以GTP依赖的方式与志贺氏菌结合。最近，研究表明，GBP1在细胞内Stm上形成含有多聚体GBP的复合物中起着核心作用。有趣的是，从小鼠GBP1的N端区域衍生出的11个氨基酸的短肽直接杀死了弗朗西斯菌和脑膜炎奈瑟菌。未来，确定该基序是否有助于巨噬细胞内GBP1的抗菌活性将很有意义。巨噬细胞本身需要抵御GBP，因为GBP可能会造成自我伤害。例如，GBP1的过度表达会杀死巨噬细胞，但IFNγ信号会减弱这种反应。有趣的是，有证据表明，一些GBP在炎症性脂滴中富集，因此这可能会提供一种限制GBP细胞毒性效应并促进其传递给巨噬细胞内细菌的方法。

抗菌肽

    除了GBPs，活化的巨噬细胞诱导表达编码AMPs的基因（图1e）。这个庞大的肽家族具有广谱抗菌活性，通过破坏细胞膜杀死微生物。AMPs可以分泌到细胞外介质中，进入含细菌的吞噬溶酶体，或装载到脂滴上，以靶向细胞内细菌。许多研究已经证实了AMPs在体外中的有效性。然而，由于AMPs之间的冗余性和协同作用，体内研究非常复杂，这可能会掩盖任何单一AMP的重要性。为此，从果蝇中删除所有已知的AMP，以显示AMP在这种模式生物体内的功能和特异性。值得注意的是，AMP还可以通过一系列免疫调节作用，包括作为趋化剂的功能，促进宿主的体内防御。

    研究最多的AMPs是防御素和溶菌酶。防御素由多种细胞产生，是一大类肽，可分为α防御素、β防御素和θ防御素三个亚类，其中只有α防御素和β防御素存在于人类和小鼠体内。相比之下，非人灵长类动物、人类和小鼠体内存在单个基因形式的溶菌酶，这种AMP尤其与巨噬细胞的抗菌防御有关。C-末端域具有抗菌活性，在N-末端域裂解后释放。在小鼠中，这种AMP被称为“类抗菌肽”（cathelicidin-related antimicrobial peptide，CRAMP），而在人类中，活性形式被称为CAMP（或LL-37）。在小鼠模型中，CRAMP可保护粘膜表面免受细菌病原体的侵袭。在人类巨噬细胞中，TLR-维生素D轴上调CAMP的表达，如前所述，CAMP有助于这些细胞中的脂滴直接杀死细菌（图1c）。Kinocidins是另一类阳离子杀菌小细胞因子-趋化因子。IL-26是这一类别的代表，它能够直接抑制多种细菌在体外生长，并降低脓毒症小鼠模型中的细菌负荷。IL-26能够直接作用于感染巨噬细胞内的麻风分枝杆菌。人类IFNβ的直接抗菌活性也有相关报道。

    除了在染色质调节中的作用外，组蛋白还可以直接杀死细菌。多项证据表明，巨噬细胞利用这种效应来抵御细菌。首先，小鼠巨噬细胞对他汀类药物的反应是产生含有组蛋白的胞外陷阱，以靶向S. aureus。第二，组蛋白有助于脂滴发挥抗菌作用，而脂滴本身有助于巨噬细胞进行自主抗菌防御。最后，组蛋白H2A与巨噬细胞产生的CAMP协同作用，通过CAMP产生的孔进入细菌，从而杀死大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。脂滴上同时存在组蛋白和类脂素，这为协同抗菌提供了可能。

金属离子毒性

    细菌生长需要铜和锌等生物金属，先天免疫系统可以通过剥夺细菌病原体所需的微量元素来满足这一需求。然而，铜和锌也会直接对细菌产生毒性，巨噬细胞利用这一现象来毒杀细胞内的细菌（图1f）。一些初步证据来自对巨噬细胞吞噬体在感染不同分枝杆菌和/或响应IFNγ和TNF时进行的X射线荧光分析。这项研究报告了锌和铜等几种元素在各种条件下的吞噬体浓度变化。随后，对E. coli铜利用的小鼠巨噬细胞以及Mtb锌动员的人类巨噬细胞的研究为细菌被巨噬细胞金属离子中毒提供了证据。对于铜，研究表明，LPS和IFNγ上调了小鼠巨噬细胞中铜转运蛋白CTR1和ATP7A的表达，ATP7A表达的沉默削弱了巨噬细胞对E. coli的杀伤力，铜敏感E. coli突变体的细胞内存活率降低。有人推测铜可能催化吞噬体中的羟基自由基的产生，但考虑到酸应力使E. coli对铜应力敏感，铜在酸性吞噬体中的直接毒性也是可能的。无论铜毒性的机制是什么，一些细菌病原体都使用铜防御策略在巨噬细胞中存活和/或定植宿主（在其他地方进行了回顾）。

    自开创性论文表明人类巨噬细胞使用锌毒杀结核分枝杆菌以来，大量文献记录了这种金属作为先天免疫系统抗菌因子的情况。其中一些报告表明，对于多种细菌病原体，感染会促使巨噬细胞或中性粒细胞中的细菌释放锌，导致细胞内细菌锌胁迫。因此，在许多研究中，锌敏感的特定细菌病原体突变体被证明会降低巨噬细胞内的存活率和/或宿主定植率。一些细菌病原体逃避巨噬细胞锌毒性反应的现象也有文献记载，例如使用锌胁迫报告菌株的尿路致病E. coli的研究。巨噬细胞介导的锌毒性所涉及的分子过程细节开始显现。细菌感染会引发锌动员，与此相对应，TLR激动剂也会在人体巨噬细胞内诱导含锌囊泡的形成。此外，锌出口蛋白SLC30A1（也称为ZNT1）在原代人巨噬细胞中可被TLR诱导，其过表达足以在单核细胞系（THP-1）中诱导含锌囊泡的形成。在THP-1细胞异位表达研究中，以及在沙门氏菌感染小鼠模型中Slc30a1的髓样特异性缺失，证实了SLC30A1在巨噬细胞中的抗菌作用。

    当SLC30A1在巨噬细胞中异位表达时，它存在于血浆膜和含有锌胁迫E. coli的囊泡上。这很有意思，因为SLC30A1是公认的细胞表面锌出口蛋白，可将锌运出细胞。因此，当细菌被吞噬时，SLC30A1可能从血浆膜转运到吞噬体。如果情况属实，那么现有的细胞表面SLC30A1可能有助于巨噬细胞介导的锌毒性，而TLR诱导的SLC30A1则可能通过将锌输出细胞外来恢复锌的稳态。SLC30A锌输出器被认为通过H+/Zn2+交换发挥作用。这可以使吞噬溶酶体随着时间的推移从酸性环境过渡到富含锌的环境，从而引发锌毒性反应。根据这一模型，囊性纤维化患者的巨噬细胞在吞噬作用和吞噬溶酶体酸化方面存在缺陷，锌毒性反应也存在缺陷。对SLC30A1和该通路其他成分的进一步研究可能会为开发抗菌HDT提供机会。

    病原体需要微量元素和其他营养物质才能生长，因此巨噬细胞可以通过限制金属离子和其他微量营养素的可用性来利用这一弱点（图1g）。这个过程通常被称为营养免疫。其中一种机制涉及天然抗性相关巨噬细胞蛋白1（NRAMP1；也称为SLC11A1），这种蛋白最初被描述为一种促进吞噬体酸化和运输锰和铁的吞噬体蛋白，最近发现它还可以从含细菌的吞噬体中去除镁。巨噬细胞还调节铁的可用性，有助于降低血红蛋白水平，这是全身细菌感染期间细胞外间隙的特征。例如，在Stm的作用下，巨噬细胞释放出包覆着转铁蛋白受体的胞外囊泡，将细菌从细胞外空间中隔离，从而抑制细菌生长。因此，在细菌诱导的肺部损伤模型中，靶向降解巨噬细胞铁转运蛋白（FPN；也称为SLC40A1）可减少细胞外细菌的生长，增强屏障完整性。巨噬细胞内的铁供应也可以通过调节来对抗细胞内病原体。FPN会迅速从早期吞噬体中移除，这有助于限制巨噬细胞内吞噬细菌的铁供应。然而，沙门氏菌空泡中FPN的存在为有效的杀菌性ROS反应提供了铁源。这些看似矛盾的研究结果凸显出，腔室内的铁水平控制可能需要在限制细菌生长和促进抗菌防御之间取得微妙的平衡。就结核分枝杆菌而言，限制铁的摄入似乎至关重要，一项比较肺泡巨噬细胞和间质巨噬细胞的双RNA测序研究证明了这一点，这两种巨噬细胞分别支持或限制结核分枝杆菌的生长。锌的隔离也被先天免疫系统用作营养饥饿策略。虽然尚未对巨噬细胞对细菌的反应进行广泛研究，但粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子衍生的巨噬细胞会限制真菌病原体组织胞浆菌对锌的利用。为了抵御巨噬细胞介导的金属离子剥夺，许多细菌病原体具有复杂的生物金属获取系统。

    巨噬细胞还限制细菌获取其他营养物质，例如通过耗尽精氨酸和色氨酸等氨基酸。精氨酸酶1可将精氨酸转化为鸟氨酸，在缺氧环境下，巨噬细胞需要这种酶来控制结核分枝杆菌的生长。在诱导型一氧化氮合成酶（iNOS；也称为NOS2）激活时，也会发生精氨酸耗竭，该酶会消耗精氨酸来促进抗微生物NO的产生（下文将讨论）（图2d）。l-色氨酸的耗竭在宿主防御中也起着一定的作用。人体成纤维细胞对IFNγ的反应表明，色氨酸的降解会限制细胞内原虫寄生虫弓形虫的生长。同样，色氨酸的耗竭也会促进巨噬细胞的抗菌防御，伯纳特氏立克次体的色氨酸自养性研究也证明了这一点。这是通过IFNγ诱导的吲哚胺2,3-双加氧酶1（IDO1）的表达来调节的，该酶可将l-色氨酸转化为N-甲酰基喹啉。然而，在李斯特菌的情况下，IDO1通过产生下游喹啉代谢物来促进骨髓细胞的抗菌防御，这些代谢物可作为直接抗菌剂。有趣的是，当宿主来源的色氨酸有限时，结核分枝杆菌会通过合成自身的色氨酸来对抗CD4+ T细胞介导的色氨酸耗竭和IFNγ。谷氨酰胺的可用性在宿主与病原体的相互作用中也很重要（图2e）。结核分枝杆菌在人类巨噬细胞内同化氮的代谢分析表明，这种病原体从宿主那里获取多种氨基酸，特别是谷氨酰胺。谷氨酰胺代谢拮抗剂（JHU083）在小鼠模型中减少了肺部结核分枝杆菌的数量和病理，同时增加了抗菌性NO的产生，这支持了谷氨酰胺耗竭可能是HDT对抗结核分枝杆菌的可行策略这一观点。此类研究得出的一个共同结论是，巨噬细胞耗竭氨基酸会限制病原体生长所需的营养，同时促进抗菌分子的产生。

自噬

    自噬介导细胞成分的降解和回收，从而控制能量供应与需求。巨噬细胞还利用自噬来靶向细胞内病原体，这一过程被称为异噬（图1h），结核分枝杆菌研究首次证明了这一点。从机制上讲，异噬的初始阶段包括E3泛素连接酶对细胞内细菌的泛素化，然后与自噬载体的蛋白质结合。一旦泛素化，病原体就会被运送到由自噬相关蛋白组装而成的吞噬体，这些蛋白包括ATG14、ATG5至ATG12、beclin 1和ULK1。ATG7和ATG14在抗菌防御中起着重要作用，最近有研究表明，它们可以抑制结核分枝杆菌在人类巨噬细胞中的复制，ATG5、ATG7和ATG16L1在小鼠急性感染模型中也有类似作用。自噬的最后阶段包括自噬体与溶酶体的融合，这需要包括RAB7、VAMP8和LAMP2在内的多种蛋白质。

    早期检测入侵的病原体对于有效进行异噬至关重要。对于结核分枝杆菌，这一早期步骤由E3泛素连接酶TRIM32和SMURF1驱动。SMURF1缺陷的巨噬细胞无法募集功能性自噬泡，Smurf1–/–小鼠无法控制结核分枝杆菌感染。目前，我们正在研究自噬中的泛素化靶标，但Stm的研究表明，E3泛素连接酶RNF213将胞浆Stm表面的LPS作为靶标。有趣的是，RNF213对于对抗革兰氏阳性李斯特菌的抗菌反应也至关重要。在这种情况下，RNF213与ISG15结合，后者是一种由干扰素（IFN）刺激产生的泛素样蛋白。在这两种情况下，RNF213都定位在含有李斯特菌和Stm的液泡中，这支持了RNF213在异养作用中的作用。然而，也有证据表明RNF213在抗菌防御中具有独立于异养作用的独立功能。在Stm感染期间启动异噬作用的另一个信号涉及对含细菌液泡的破坏。这是由液泡ATP酶（V-ATPase）检测到的，该酶招募ATG16L1启动异噬作用，并由Stm效应子SopF139对抗。另一个Stm效应子（SteA）阻止溶酶体与自噬体的融合，这进一步证明了异噬作用在抵御Stm中的重要性。巨噬细胞的自身吞噬能力可用于抵御多种细菌病原体，因此为使用HDT调节这一途径提供了机会（表1）。

一氧化氮

    除了ROS，iNOS产生的NO为巨噬细胞提供了另一种自由基攻击机制（图1i）。早期研究表明，促炎性刺激可上调小鼠巨噬细胞中的iNOS表达，从而从底物l-精氨酸中产生NO和l-瓜氨酸（图2d）。使用Nos2缺陷小鼠和/或药物方法证明了体内iNOS对抗结核分枝杆菌、Stm和肺炎克雷伯菌的抗菌防御作用。尽管大量文献记载了iNOS在啮齿动物对抗细菌病原体中的重要性，但人类单核细胞和巨噬细胞的比较研究表明，它们的iNOS表达和NO产生大大降低。尽管如此，在某些条件下，人类巨噬细胞仍可表达低水平的iNOS并产生NO，特别是炎症或感染患者的巨噬细胞。框2讨论了iNOS和其他抗菌效应物表达的物种特异性差异。

    NO可与ROS相互作用，生成活性氮（RNS），如强效氧化剂过氧化亚硝酸盐，后者具有强大的抗菌活性。RNS可能通过作用于一系列大分子来发挥其抗菌作用，但DNA复制和呼吸作用所需的金属蛋白失活被认为尤为重要。与iNOS和NO在巨噬细胞抗菌反应中的核心作用一致，包括Mtb、Stm和S. aureus在内的几种细菌病原体具有解毒RNS和/或破坏iNOS运输的机制。关于iNOS和NO介导的抗菌反应的新见解不断涌现。例如，最近一项关于锌转运蛋白SLC30A1的预印本研究表明，活化巨噬细胞产生NO需要调控锌的转运，这凸显了NO和锌毒性反应之间的潜在相互作用。此外，由于代谢途径深刻地影响着巨噬细胞的抗菌反应（图2），且NO会破坏活化巨噬细胞中的TCA循环（方框1），因此NO也可能通过代谢控制间接影响巨噬细胞的抗菌防御。

Box1 巨噬细胞代谢和炎症反应

    过去十年中，有关受调控巨噬细胞代谢的文献大多关注炎症控制，而非直接的抗菌反应。活化巨噬细胞中糖酵解和通过三羧酸（TCA）循环的通量的快速增加，使得ATP柠檬酸合成酶依赖性乙酰辅酶A的产生成为可能，从而介导组蛋白乙酰化和炎症基因的可诱导表达。随后，一氧化氮通过抑制TCA循环酶（如乙酰辅酶A合酶2）来破坏线粒体代谢，导致琥珀酸和富马酸等中间产物堆积，从而维持或加剧炎症反应。相比之下，在炎症性巨噬细胞活化过程中，通过将丙酮酸从TCA循环中转移而生成的衣康酸，对巨噬细胞和体内具有明确的抗炎和免疫调节作用。活化巨噬细胞产生的代谢物在促进或抑制炎症方面具有不同的作用机制。例如，衣康酸可能通过抑制琥珀酸脱氢酶以及通过亲电应激反应诱导抗炎转录因子ATF3和NRF2来发挥抗炎作用。据报道，衣康酸衍生物4-辛基衣康酸还可以通过半胱氨酸烷基化KEAP1来激活NRF2。然而，值得注意的是，衣康酸和衣康酸衍生物对巨噬细胞炎症反应的影响是不同的，衣康酸调节巨噬细胞功能的精确机制尚不清楚。尽管如此，代谢产物可以促进蛋白质的非常规翻译后修饰是显而易见的。例如，乳酸是糖酵解的最终产物，被细胞用于组蛋白的乳酸化，这被认为可以恢复活化巨噬细胞中的稳态。也有证据表明，现有的抗炎药物通过改变代谢酶发挥部分作用。例如，富马酸二甲酯是一种用于治疗多发性硬化症和牛皮癣的药物，它能够使糖酵解酶GAPDH琥珀化并失去活性，而GAPDH具有促炎作用。

Box2 不同物种在抗菌防御方面的差异

    巨噬细胞的危险感应与复杂的信号网络相结合，从而引发一系列抗菌反应（图3）。例如，TLR通过MYD88和TRIF等适配蛋白发出信号，这些适配蛋白与IRAK一起形成大型大分子信号复合物。这些复合物协调信号模块的激活，如促分裂原活化蛋白激酶（ERK、JNK和p38）和转录因子（核因子-κB和IRFs），它们与表观遗传调节因子和非编码RNA共同诱导抗菌效应基因的表达。多个信号传导模块在巨噬细胞的抗菌反应中发挥着核心作用。例如，STAT1介导IFNγ依赖性抗菌效应基因的表达，如编码iNOS和GBPs的基因，小鼠中Stat1靶向会削弱抗菌防御。在受体近端信号级联的下游，多个转录因子在巨噬细胞中形成特定的抗菌转录程序。例如，氧化应激反应转录因子NRF2（也称为NFE2L2）是巨噬细胞和体内有效抗菌防御所必需的，而TFEB控制巨噬细胞中的溶酶体生物发生、自噬和抗菌防御。根据染色质修饰，TLR诱导基因可分为两大类，分别广泛编码炎症介质或抗菌效应基因。这表明，对诱导抗菌反应的转录网络有更全面的了解，可以为HDT的设计提供机会，例如针对NRF2激活的抗菌和抗炎作用的方法（表1）。

    转录和表观遗传研究揭示了巨噬细胞的异质性和可塑性，肺泡巨噬细胞的研究就是很好的例证。异质性由巨噬细胞个体发育和巨噬细胞所处的组织微环境共同决定，而巨噬细胞功能的可塑性则由信号诱导的变化决定。例如，外源性信号可影响肺部的细胞微环境，在小鼠体内，肺部的细胞微环境在稳态下至少包含三种巨噬细胞——肺泡巨噬细胞（SIGLECF hi LYVE1– CD11c+ MHCII lo）和两种间质巨噬细胞 （SIGLECF–LYVE1 hi MHCII lo和SIGLECF–LYVE1lo MHCII hi）——每个都有独特的转录、表观遗传和解剖学标识。肺泡巨噬细胞是肺部的“守门员”，负责协调肺部抗菌防御，与间质巨噬细胞相比，肺泡巨噬细胞具有更强的吞噬和抗菌能力。因此，小鼠肺泡巨噬细胞减少会增加对呼吸道病原体（如肺炎链球菌）的易感性。然而，在结核分枝杆菌呼吸道感染期间，肺泡巨噬细胞对病原体呈宽容性，而间质巨噬细胞则对病原体呈限制性。这可能与该研究中观察到的肺泡巨噬细胞与间质巨噬细胞不同的代谢特征有关，也可能与结核分枝杆菌独特的代谢特征有关。与肺泡巨噬细胞类似，肝脏的库普弗细胞可抵御从肠道逃逸的细菌，防止其全身扩散。库普弗细胞表达吞噬受体CRIg，可识别革兰氏阳性细菌细胞壁中的脂多糖。这种抗菌防御机制为抵御危险的血液传播感染提供了额外的安全保障。在肠道中，微生物代谢产物丁酸通过抑制赖氨酸脱乙酰酶HDAC3，使巨噬细胞偏向于抗菌表型，从而增强宿主的防御反应。这些例子强调了组织特异性微环境如何促进组织特异性巨噬细胞的有效抗菌反应。组织巨噬细胞的发展和功能还受到它们与基质细胞和其他免疫细胞相互作用的影响（方框3）。

方框3 巨噬细胞与其他细胞类型之间的相互作用

    现已明确，氧化磷酸化、糖酵解和谷氨酰胺分解等代谢途径决定了巨噬细胞的命运和功能反应（图2）。使用HDTs调节巨噬细胞的代谢重编程和诱导性抗菌系统，可以增强宿主对细菌病原体的保护性免疫反应。HDTs可能具有多种潜在用途： （1）增强常规抗菌功效；（2）缩短对药物敏感和/或耐药感染的治疗方案；（3）减少与慢性感染相关的免疫病理学；（4）促进训练免疫和/或免疫记忆，以防止复发和再感染。表1提供了HDT的例子，这些HDT对多个细菌属具有已证实的疗效，包括针对代谢途径或下游转录因子的HDT。我们建议，促进宿主防御和抑制病理炎症的转录因子（如NRF2）可能适合通过HDT进行巨噬细胞重编程。基于mRNA的治疗手段的出现应该为这类靶标提供了新的可能性。所列出的HDT中，有些是临床使用的药物，有些正在细菌感染的临床试验中接受评估。然而，很难将这些试验的积极结果与对巨噬细胞的影响明确联系起来。因此，需要在相关动物模型中进行耗竭研究，以了解不同的巨噬细胞亚群如何促进HDT的抗菌作用。

    巨噬细胞针对细菌病原体进行一系列抗菌反应。这些反应通常分为两种：一种是使用自由基攻击（如ROS和NO），另一种是通过降解过程直接针对细菌（如溶酶体和AMP）。人们认识到，调节细胞代谢是巨噬细胞功能的核心，从而发现了新近描述的抗菌防御机制，例如脂滴、抗菌代谢产物和金属离子毒性。由此，巨噬细胞对细菌的代谢中毒作用的重要性日益凸显。激动人心的技术发展也被应用于抗菌防御系统的表征，例如细胞内抗菌复合物的高分辨率成像、使用细菌报告基因追踪和表征巨噬细胞的抗菌反应以及用于在单细胞水平上匹配巨噬细胞和细菌反应的双RNA测序方法。这些方法将继续为巨噬细胞抗菌防御机制提供令人着迷的见解，并在抗生素耐药性细菌感染时代为抗感染设计提供机会。