专家视点：持续性hbv或hcv感染与免疫稳态

专家视点：持续性 HBV 或 HCV 感染与免疫稳态 临床肝胆病杂志 2014-10-24 发表评论 分享 作者 西安第四军医大学唐都医院感染病 肝病中心 周云 连建奇 贾战生 维持稳态是自然界的基本属性，是物质在运动、变化、相互作用过程中需要遵循的自 然规律。自由电子、活化分子、运动中的物体、能量的状态等都有趋于达到平衡的稳定状 态。生物界在发展进化过程中产生了生态系统的相对稳定，物种的相对稳定，这些趋于稳 定状态的现象是一种自然属性。人类经过数万年的发展进化，在与自然界进行物质交换， 同其他生物和微生物相互作用的过程中，获得了基本的生存特征和规律，使人类个体按照 一定的规律完成发育、成熟、繁殖和死亡等生命过程，并维持这个过程的相对稳定。就生 命个体而言，人体的各组织系统、器官、细胞、分子等及其功能状态都依照生命的基本规 律，并各自分工、互相作用、相互节调，维持生命状态的稳定。 成年个体组织的细胞类型、数目、相互关系和功能维持在稳定状态的现象称之为组织 稳态（homestasis ）。免疫系统是高等级生命在数万年进化过程中发展起来的，其细胞组 成、免疫细胞间的相互关系、细胞和细胞因子网络之间的相互作用，维持其功能状态的相 对稳定，这种现象称之为免疫稳态（immune homeostasis）。免疫系统的功能主要包括： 防御外源生物或微生物感染、清除自体衰老和坏死的细胞及监护细胞突变，以维护机体生 命活动的正常进行，并维持免疫系统的稳态。 1、维持免疫稳态在持续性肝炎病毒感染中的作用 人类在进化过程中病毒感染因素肯定存在，病毒的感染和基因整合可能参与了人类的 进化过程，对人类本身可能有积极意义。要正确认识病毒在自然界的存在，理解免疫系统 与病毒的相互作用以及各种不同结局，追求病毒的彻底清除只是种愿望，难于实现，尤其 是导致持续感染的 HBV 和 HCV。持续感染的主要原因是病毒对细胞的趋向性和在特定细 胞中的自我调节作用。自我调节包括对外界的感受，负反馈循环，转录增强子和转录沉默 子。一些情况下自我调节导致病毒的持续稳定复制，另一些情况下，病毒潜伏，只在特定 情况下活化。 1.1 免疫活性细胞在持续病毒感染过程中维持免疫稳态的作用 病毒感染后，机体可产生固有免疫和适应性免疫的免疫反应，固有免疫作用包括然杀 伤细胞（NK 细胞）引起的病毒感染细胞的裂解和 NK 细胞分泌的干扰素（IFN） 对病毒 复制的抑制。适应性免疫作用为产生病毒特异性细胞毒性 T 淋巴细胞(CTL)，特异性地识 别和裂解病毒感染的细胞，产生病毒特异性抗体，中和细胞外的病毒颗粒。但是不同的病 毒通过不同的机制逃避免疫系统的攻击，病毒持续存在于机体，导致持续性病毒感染。 NK 细胞通过产生细胞因子和直接杀伤感染的细胞在预防病毒传播的早期发挥了重要 作用。NK 细胞可能通过促进树突状细胞（DC）的功能，从而递呈抗病毒效应 T 细胞，在 早期控制 HBV/HCV 感染有重要的作用。NK 细胞通过释放穿孔素和颗粒酶杀死细胞，导 致靶细胞凋亡。但是，很多研究表明，HBV/HCV 的持续感染和 NK 细胞功能降低以及 NK 细胞亚群偏移相关。肝内大量活化的 NK 细胞毒性增强，导致 HBV/HCV 诱导肝损伤，而 其分泌的 IFN） 减少使之清除病毒的能力降低。NK 细胞就像双刃剑，既能抗病毒及免疫 调节，又能通过死亡受体途径导致肝损伤。 DC 是机体效率最高的专职抗原递呈细胞，其功能缺陷直接可以导致机体免疫功能低 下。在慢性肝炎患者体内的 DC，在受到病毒抗原持续刺激后其抗原递呈功能受损， DC 数 量减少和功能抑制，直接导致机体细胞免疫功能受到损伤，使得病毒不能被清除而形成长 期感染，导致疾病慢性化。研究证明，HBV 颗粒和 HBsAg 的免疫调节作用直接导致慢性 乙型肝炎患者髓系树突状细胞（mDC）功能失调，HBsAg 通过诱导单核细胞产生肿瘤坏 死因子（TNF) 和白细胞介素 (IL）10，并通过下调浆细胞样树突状细胞（PDC）上 Toll 样受体（TLR）9 的表达，抑制 PDC 产生 IFN。研究揭示，不同的 HCV 蛋白利用不同的 机制来下调 DC 的功能。而且慢性 HCV 感染者体内的细胞毒性增强，能杀伤 T 细胞，这 可能是病毒免疫逃逸的新机制。 T 细胞耗竭是以 T 细胞功能的逐渐损耗和应答细胞数量的缺失为特点，通常发生在抗 原持续感染条件下，如 HBV、HCV 感染。T 细胞耗竭并非 T 细胞功能一律丧失，而是出 现表型和功能的逐渐缺陷，导致功能上的不足和活性降低。在开始抗病毒治疗的前几个月， 患者 HBV/HCV 特异性 T 细胞应答是增加的，随后应答迅速减少。因此，大多数患者需要 应用特殊的干预措施去逆转 T 细胞耗竭。在慢性感染性疾病中，由 CD4+T 细胞产生的 IL- 21 在维持 CD8+T 细胞的应答中起重要作用； HBV/HCV 感染后不能及时清除，很大原因 是缺乏细胞对细胞的辅助作用。 1.2 调节性 T 细胞（Treg）在持续性病毒感染中的作用 持续性 HBV/HCV 感染者存在一定数量的 Treg，其数量和功能与病毒感染后恢复者具 有显著差异。Treg 能抑制 CD8+T 细胞在抗原刺激时的增殖和产生 IFN的能力，Treg 还 能直接抑制细胞和 NK 细胞的功能。Treg 通过细胞表面分子的接触抑制 DC 的成熟，未成 熟 DC 在吞噬病毒蛋白等抗原后，不但不刺激免疫应答，还诱导 CD4+CD25-细胞向 CD4+CD25+细胞分化；Treg 通过表面的 CTLA-4 与 DC 的 CD80/CD86 接触诱导 DC 表 达吲哚胺-2 ，3 一双加氧酶（ IDO），IDO 导致 T 细胞无能和凋亡，从而抑制特异性免疫 应答。研究表明 Treg 的增加和病毒性肝炎慢性化相关。Treg 和免疫效应细胞之间的平衡 影响着病毒和宿主共存的结果，并趋向于保持免疫稳态。这平衡对病毒和宿主都有益。 13 负性调节分子在持续性病毒感染中的作用 近年来，负性调节因子受体在慢性病毒持续感染中的作用越来越受到重视。病毒感 染后，机体产生的特异性 CD4+和 CD8+T 细胞免疫应答受到正性和负性 2 种调节因子的 精细调控，若调控水平能维持相关免疫细胞的正常活性，可使机体既能产生有效的抗病毒 免疫，又不至于受到严重的免疫损伤，反之则造成免疫失调。在受到抗原刺激后，PD-1、 细胞因子信号抑制物（SOCS）1、Tim-3、A20 等在这一平衡中发挥负性调节作用。作者 研究发现，HCV 感染后 PD-1 和 SOCS-1 的表达水平上调，并在抗原递呈细胞的激活和 IL-12 的分泌过程中发挥重要作用，IL-12 是联系固有免疫和适应性免疫的重要细胞因子。 作者还首先阐明了负性调节因子 Tim-3 在固有免疫反应中的作用机制，即 Tim-3 组成性表 达于未激活的 M/M表面，保持固有免疫细胞的静息状态，被激活后表达迅速下降，与 PD-1 相互配合对固有免疫反应进行调节。阻断 Tim-3 表达则可以恢复 M/M表面产生 IL- 12 的功能。作者研究发现，慢性 HCV 感染者 DC 中 A20 表达明显升高，进一步影响 DC 分泌 IL-12（未发表数据）。 除了调节固有免疫细胞反应，这些抑制性受体在 T 细胞上也被上调，对慢性病毒感染 中的病毒特异性 CTL 应答发挥负性调节作用。有研究发现，HCV 特异性 CD127lowCTL 和高 HCV 血症相关，而 CD127high 与检测不到的病毒载量相关。耗竭的 CTL 细胞上 PD- 1/CD127 表达水平的不同与持续的抗原刺激有关， PD-1 在耗竭 CTL 上的过表达依敕于长 期的 HCV 抗原刺激，而相应表位的序列不发生突变，这提示持续的抗原刺激会使 T 细胞 产生表型为 CD127low 的耗竭状态；反之，病毒特异性 T 细胞上 PD-1 的低表达则与 CTL 表位的病毒序列发生变异有关，在这种情况下，尽管有着功能健全的 CD127high 记忆性 T 细胞，但由于这些 CTL 不能识别发生突变的病毒，因此无法发挥抗病毒活性，导致病毒 逃逸。最近，有研究发现，慢性丙型肝炎患者肝内 HCV 特异性 CD8+T 细胞高表达 TIM- 3、PD-1 和 2B4，而获得持续病毒学应答（SVR）的丙型肝炎患者肝内 HCV 特异性 CD8+T 细胞低表达 TIM-3、高表达 LAG-3。这些分子的表达和 T 细胞的记忆型别、增殖 能力以及病毒控制相关。 2、抗病毒治疗使机体维持另一种免疫稳态 尽管目前关于病毒感染慢性化的机制尚无确切全面的结论，但针对病毒本身和免疫相 关因素，临床上出现核苷类药物和 IFN 这 2 种药物用于慢性乙型肝炎及慢性丙型肝炎的治 疗。由于基因突变以及基因多态性等因素存在，HBV 和 HCV 通常会导致慢性稳定的低级 别自发波动的病毒血症，很长时间内处于无症状期，控制病毒的复制和扩散，这是机体免 疫系统和病毒相互斗争、平衡的结果。 21 乙型肝炎的核苷类药治疗 核苷类药物包括拉米夫定、阿德福韦、恩替卡韦、替比夫定。核苷类药物可迅速地抑 制 HBV 复制，但不能完全清除 HBV。因此，核苷类药物治疗期间 HBV 转阴，一旦停药很 容易再次复发，而且容易导致病毒变异，产生耐药。HBV 免疫逃逸的机制可能有以下几种， （1）HBV 抗原的过低表达甚至不表达使抗原的表达出现量的改变，而引起免疫漏逸或免 疫忽视；（2）抗原的表达出现了质的改变，病毒基因发生突变导致抗原的失去，如前 C 区和 C 区基因发生突变，不表达 HBeAg 使病毒隐匿起来；（3）病毒包膜基因发生突变， 改变 HBsAg 表位，使病毒逃避了抗-HBs 的中和作用；（4）破坏或降低活化 T 细胞的免 疫功能，如免疫优势表位引起 T 细胞耗竭，而免疫弱势表位不足以清除病毒将会导致持续 感染；（5）HBV 感染肝脏以外的器官，如脑、肾、睾丸与外分泌腺，由于免疫豁免作用， 免疫系统不能清除上述器官的病毒，HBV 在宿主体内长期存在。 22 丙型肝炎的 IFN 抗病毒治疗 IFN 具有抑制病毒复制和调节免疫的双重作用。在黑猩猩感染中，固有免疫和适应性 免疫往往强大到足以消除 HCV。而在人类中，一半以上 HCV 感染成为慢性感染。 20、 40的急性丙型肝炎患者可以自发性清除病毒，这和 IL-28B 基因（编码 IFN3） 的启动子增强子区域上单核苷酸多态性（SNP）相关：rs12979860 基因型 C/C 患者， 自发清除率为 50-60，C/T 和 T/T 组只有 10%20 。 Bode 等综述了 HCV 如何在不 同的步骤抵制宿主的抗病毒反应，建立持续感染。HCV 抗 IFN 可能是 HCV 持久存在和以 IFN 为基础治疗失败的重要原因。体外实验证实，HCV 包膜基因突变能增加病毒活力和 IFN抗性。HCV 通过 NS3/4A 蛋白酶裂解宿主 MAVS/VISA 和 TRIF 从而关闭 IFN 反应， MAVS/VISA 和 TRIF2 个关键接头分子是 IFN 信号激活必不可少的。最近一项研究表明， NS4B 可以阻止 STING 与 TBKI 相互作用，以逃避宿主天然免疫。 3、结语 免疫系统活化是一把“双刃剑 ”，可以修复损伤细胞，维持自身稳态，产生免疫保护作 用。但如果过度活化就会导致免疫损害。这种利弊共存的状态，提示我们要全面认识免疫 应答过程，防止免疫过度活化，让免疫系统更好的为人类健康护驾保航。由于病毒感染的 清除和慢性化涉及细胞因子、抗原递呈细胞、效应细胞和调节细胞之间的相互作用及其形 成的