丙型肝炎病毒 (HCV)是肝硬化和肝癌的主要原因之-,目 前全球超过 1.7亿人感染 HCV。 在 HCV感染的急性阶段,宿主调动起天然免疫和适应免疫系统以达到清除病毒的目的。但仍有约80%急性感染者最终会慢性化。很多因素参与急性丙型肝炎慢性化的过程,本文从天然免疫,细胞免疫以及病毒免疫逃逸性突变等在慢性化机制方面的研究进展综述如下。
一、自然杀伤细胞与 HCV感染慢性化
在丙型肝炎的发病机制中,天然免疫起到了重要作用。参与这类免疫反应的细胞类型很多,自 然杀伤细胞倍 受关注。在外周血淋巴细胞中NK细胞占到了 10%~20%,而 在肝脏组织中却占到了肝内淋巴细胞的30%。同T淋巴细胞不同,NK细胞不受主要组织相容性复合体限制,也不需要先前的致敏作用,而是通过细胞表面受体活化,进一步分泌细胞因子及细胞毒作用来直接杀伤靶细胞。NK细胞表面受体主要是天然细胞毒样受体,例 如 NKp44、 NKp30、 NKp46以及杀伤细胞免疫球蛋 白样受体、 凝集素样受体。其中KIRs与 凝集素样受体既属活化型又属抑制型,而天然细胞毒样受体均为活化型。KIRs的配体主要是人类主要组织相容性复合体I类分子 (HLA-I)。丙型肝炎感染时,表达杀伤细胞免疫球蛋白样受体2DL3的 NK细胞与表达 HLA- C1型的靶细胞结合影响病毒感染的结局,表达这类受体的宿主能够自发的清除病毒,或是经抗病毒治疗更容易达到病毒的持续应答。对于这一现象的解释是相比其他的抑制性 KIRs,KIR2DL3与 HLA- C的亲和力较低,下调抑制性受体的活性,降低 NK细胞激活的阈值,从而增强了KIR2DL2等 活化型受体的功能,有利于 NK细胞发挥抗病毒作用。在 HCV感染的早期阶段,表达 NK细胞凝集素样受体 2A的 NK细胞百分比减少,而活化性受体的NKG2D+NK细 胞的数量增加。能够清除HCV的感染者,表达活化型受体的NK细胞的数量会逐渐下降,若一直保持高水平 ,会使感染易于慢性化 。探讨 HCV抑 制或消除NK细胞抗病毒作用的相关机制时发现,HCV的 包膜糖蛋白E2能够与 NK细胞表面的CD81结合,抑制 INF Y的产生。另外,NK细胞产生 I⒈8增多,后者有利于 HCV的感染。HCV NS3/4A编 码的蛋白酶能够下调 NK细胞 NKG2D活化性受体的配体的表达,而且 HCV Ns5A蛋 白酶能够通过 to⒒样受体剌激单核细胞产生 IL-10和转化生长因子 β(TGF β),TGFβ 下调 NK细胞NKG2D的表达,这些共同影响着 NK细胞的活化。Yoon等将 NK细胞与 HCV感染细胞共同培养时发现,两者间的接触降低了NK细胞脱颗粒和裂解靶细胞的能力,且 NK细胞脱颗粒能力的降低与活化性受体如 NKG2D和 NKP30的表达下调相关。同时,NK细胞产生和分泌 IFNY的 能力也降低,这与脱颗粒能力的降低相一致。概括起来,与 HCV感染细胞的接触负向调节 NK细胞的功能,而 NK细胞功能受到抑制又与其表面活化′ 性受体的下调相关。
DCs是目前认为宿主最有效的抗原提呈细胞。体内的DCs 处于未成熟状态,表达低水平的共刺激分子和粘附分子。当摄取抗原后,分化为成熟的DCs,后 者高表达共刺激分子和粘附分子。成熟的DCs能 诱导特异性的细胞毒性 T淋巴细胞生成,激发适应免疫。人体主要有髓样 DC和 浆细胞样 DC,成 熟的mDc能 够产生IL- 12和 IL-10以及少量的INF,而 pDC主 要能够产生I型 IFN。
急性丙型肝炎病毒感染者体内mDc表 达共刺激分子水平的降低,可增加发展成慢性感染的可能性。反之,体 内pDC的 数量增加,会增加病毒的清除率。但由于只有少数急性感染者在感染早期被发现,所以DCs在 急性阶段的功能发挥还有待于进一步的全面研究。
慢性病毒感染者体内,mDc保 持了抗原摄取能力,正常表达 DC的表面标志,但产生 IL-12的水平降低,而 IL-10的水平增高。IL-10能够抑制mDc分 泌IL-12,促进 2类辅助性 T细胞的免疫功能,参与丙型肝炎的慢′ 性化过程。mDc共刺激分子的表达水平也有降低。pDC在 慢性丙型肝炎患者的体内数量下降,且 CDM+造血干细胞的数量也降低凵 。pDC细胞共刺激能力、产生 I型 IFN的能力及患者清除HCV的能力均降低。而所有这些功能的不足目前归结于 DCs细 胞中HCV RNA的 出现,HCV能通过树突状细胞表面特异性细胞间黏附分子 3和肝淋巴结特异性细胞间黏附分子 3结合非整合素分子感染 DCs。 但 HCV对DCs细 胞功能的影响机制有待进一步研究。Shen等的研究认为在 HCV感染的患者体内,DCs的 功能损伤与程序性细胞死亡受体 1的 表达和PD-1/CD86 的比率增加有关。
HCV慢性感染阶段仍能检测到 HCV特异性CD8+T淋巴细胞,但它们在抗病毒细胞因子的产生,细胞毒性和增殖等方面表现为功能受损。影响到CD8+T淋巴细胞功能的因素有以下几方面。
1.CD8+T淋 巴细胞抑制性受体 的影响 :研究表 明CD8+T淋巴细胞功能受损是由其表达的抑制性受体所介导。(1)PD-1: PD-1是在功能障碍性 T淋巴细胞中第一个被识别的抑制性受体。PD-1通过与2个配体 PD-L1和 PD-L2结合,抑制细胞表面的活性因子及效应细胞功能相关的转录因子的表达。Golden- Mason等实验表明在慢性 HCV感染者中,HCV特异性 CD8+T淋巴细胞高表达PD-1,但在清除病毒的患者中HCV特异性CD8+T淋巴细胞低表达或不表达PD-1。一些实验表明应用抗体阻断PD-1/ PD-L1通路能够恢复 T淋巴细胞的功能,包括增殖、细胞毒性、细胞因子的产生等 ;但也有一些研究与之存在矛盾之处。研究发现急性 HCV感染者,无论 HCV感染的最终转归如何,HCV特异性 CD旷和 CD4+T淋 巴细胞上都高表达 P⒈1。 也有研究显示,阻断PD-1/PD L1通路并不能完全恢复 T淋巴细胞的功能。实际上, PD-1并不是T淋巴细胞表达的唯一抑制性受体。其他的抑制性受体,例如细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4、CD160和 KIRG1也与HCV慢性感染中T淋巴细胞的功能障碍相关。(2)CTLA-4:为T淋巴细胞的一种跨膜受体,能与 B7分子结合诱导 T淋巴细胞无应答。在慢性 HCV感染患者中,CTLA-4在来源于肝脏而不是外周血的PD-1+T淋 巴细胞中优先上调。肝内T淋巴细胞PD-1和 CTLA-4的共同表达与 HCV特异性CD8+T淋巴细胞功能的失调有着重大的关系,通过阻断PD-1和CTLA-4能 够协同逆转T细胞的功能,而不是靠单独阻断PD1或CTLA-4。(3)Tim-3:HCV慢 性感染者 CD4+和CD8+T淋 巴细胞表面Tim-3表 达增加,阻断Tim-3与 其配体的作用能够增强T淋巴细胞的增殖能力和促进IFN Υ的生成。(4)NKR2B4:NKR2B4属 于免疫球蛋白超家族,分布于特异性 CD8+T淋 巴细胞,以及所有的NK细胞表面,对NK细胞活性发挥具有双向调节作用。Schlaphoff等发 现在急性和慢性 HCV感染者中,病毒特异性 CD8+T淋 巴细胞表达NKR2B4,NKR2B4既能刺激也能抑制病毒特异性 CD旷T淋巴细胞的功能,NKR2B4的作用可能抵消了通过阻断PD1所产生的促 CD旷T淋巴细胞的增值作用。对于 NKR2B4是如何发挥不同作用的还不是很清楚。总之,细胞不同的刺激信号和抑制信号,是如何通过细胞表面的受体传人细胞内,并影响CD8+T淋巴细胞的功能,具体的机制需要进一步研究。
2.调 节性 T细胞的 影响 :Tregs是一类具有抑制性作用的T淋 巴细胞亚群,能通过细胞蛋白介导的细胞与细胞之间的直接接触或是产生TGF- β和 IL-10方 式发挥抑制作用。Tregs对CD8+T淋 巴细胞活性的发挥有着重要作用。有研究发现,HCV感染患者外周血 CD4+CD25+T淋巴细胞的数量增加,并且与病毒载量成正相关。Boettler等的实验表明在慢性 HCV感染者, CD4+CD25+T淋巴细胞增加并能抑制CD8+T淋巴细胞的反应,在剔除调节性T淋巴细胞后可促使患者特异性 T淋巴细胞数量增加和产生 IFN Υ。目前,在 Tregs和CD8+T淋巴细胞间的相互作用,以及其在CD8+T淋巴细胞功能不全方面起到的作用等方面仍存在很多的疑惑。
四、病毒逃逸性突变与 HCV感染慢 性化HCV相关抗原具有高度可变性,病毒动力学的数字模型表明,在慢性病毒感染的个体中每天产生高达 10的12次方IU/ml的HCV病毒颗粒,高水平病毒粒子的更新加上 HCV RNA聚合酶缺乏有效地校正功能,导致病毒基因组频繁突变。这种变异不仅仅发生在个体之间,而且在感染个体内部也随时发生,致使 HCV在个体中以准种的形式存在。这种突变可能是有害的,也可能是无用的,又或许使突变的病毒种株成为优势病毒群,而后者取决于宿主 CD4+和CD8+T淋巴细胞反应。HCV能够逃避诱导出的CD8+T淋巴细胞的作用,这一机制虽然还不是很清楚,但病毒的逃逸性突变与病毒持续的感染有着密切的联系。这些突变既能发生在与 HLA结合的表位,阻止表位与 HLA分子的结合进而抑制表位的提呈 ;也能发生在 T淋巴细胞受体结合位点,导致细胞毒性 T细胞不能有效的发挥作用。但不同的研究结果显示,在多个慢性感染者中,T淋巴细胞表位氨基酸的置换并没有减少MHC的结合或者损伤抗原的提呈,发生在 TCR接触性残基上的突变只能引起短暂的逃逸,因为具有免疫能力的宿主,T淋巴细胞能够产生新的TCR去识别突变的表位。Wolfl等认为在T淋巴细胞的组成成分中可能存在一个 “ 洞” ,不能对发生在 TCR接触性残基上的突变进行识别。也有人认为可能是对这一突变,机体缺乏具有特异性高亲和力TCR的 T淋巴细胞有关。
传统上认为 HCV仅仅感染肝细胞,进而引起肝脏的炎症,实际上许多研究发现 HCV同样感染其他细胞。Castillo等研究证实,HCV能感染外周血单个核细胞并且能在其中复制,而外周血单个核细胞成为病毒体的来源。Muller等最早提出B淋巴细胞充当HCV的储存库。记忆性 B淋巴细胞被认为是病毒主要的储存细胞,主要是因为它的寿命长,但 HCV如何感染 B淋巴细胞的机制还不是很清楚。最近 Ito等研究显示,慢性 HCV感染者肝脏的炎症部位能够产生大量 CXC趋化因子受体 3的配体,CD19+CD27 +B淋 巴细胞表达大量的 CXC趋化因子受体 3,被募集到炎症部位,这可能是病灶中病毒持续存在的一个原因之一。Fletcher等 叫研究结果显示,人的大脑内皮细胞能够表达支持 HCV进入和感染的功能性受体,这是否是肝脏内病毒持续存在的另一原因还需要进一步的研究。
综上所述,丙型肝炎慢性化的机制非常复杂,是由多个因素决定的,包括病毒的生物学特点、宿主的免疫功能及遗传易感性等方面,它们共同影响着 HCV感染后的结局。目前的研究深入推动了人们对 HCV感染慢性化机制的了解,例如深人研究 NK细胞和CD8+T淋巴细胞功能障碍的相关因素,可能有助于发现慢性丙型肝炎防治的新靶点。
