成人乙型肝炎病毒感染后慢性化机制及研究进展

2014-03-08 09:18综述审校
医学综述 2014年12期
关键词:免疫耐受介素宿主

王 宇(综述),刘 沛(审校)

(中国医科大学附属第一医院传染科,沈阳 110001)

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)感染所致的肝脏疾病随病情进展分为急、慢性肝炎、肝炎后肝硬化和肝细胞癌。在中国,母婴传播曾是HBV感染的主要途径,但随着儿童HBV免疫接种的推广,母婴传播呈明显下降趋势,而医源性传播、性传播及静脉吸毒等途径引起的成年人HBV感染呈现上升趋势。尽管大部分成年人感染HBV后可自愈,但仍有部分感染者发展为慢性。一项关于成人HBV感染后慢性化比例的Meta分析显示,其中2项研究超过10%,1项为5%,另有7项<5%[1]。巴西的一项研究中成人HBV感染后有14.1%的患者发展为慢性[2]。导致HBV感染后慢性化的因素尚不十分明确,现从病毒因素及宿主因素出发,分析成人急性HBV感染后慢性化机制及研究进展。

1 病毒因素

1.1逃逸免疫监视 普遍认为,HBV诱导宿主免疫应答是清除病毒和造成肝脏损伤的重要因素。HBV为了避免宿主的清除和能持续存在于肝细胞内,必须逃避或改变宿主免疫反应。HBV的免疫逃逸作用是通过以下几方面实现。

1.1.1基因整合 HBV DNA在逆转录过程中整合到宿主细胞DNA中,干扰病毒基因编码和表达蛋白,使免疫系统难以识别。整合状态的HBV DNA基因组不完整,一般不能复制新的病毒颗粒,但可转录较完整的单个基因,并编码相应抗原。整合病毒基因片段多不表达或少表达相应抗原,成为宿主细胞的一种“自身”成分,从而使病毒长期存在。

1.1.2病毒抗原丢失或突变 病毒因突变而改变了其对T淋巴细胞和B淋巴细胞的识别位点免疫耐受,使细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic lymphocyte,CTL)或抗病毒中和抗体对HBV及其抗原不能进行有效的识别和应答。HBV最重要的免疫逃逸突变形成了有S区的“a”抗原决定簇、C区的CTL识别位点的突变及前-C区的终止密码突变等。有研究提示,前-S区变异可能与HBV持续感染相关[3]。另一项研究发现,X基因区基本核心启动子、增强子I及表面和聚合酶突变是HBV不会慢性化的潜在标志[4]。

1.1.3HBV的组织泛嗜性和肝脏内CTL细胞密度低 HBV除侵犯肝脏组织外,还可以感染其他组织,如胰腺、脾、肾等。由于机体存在一些生理内皮细胞屏障,抗原特异性CTL不能直接接触和攻击存在这些组织中的病毒,形成一个“肝外病毒库”,不断持续释放病毒,反复感染肝细胞,而分布在肝脏的CTL相对减少,因此增加了病毒的生存机会。

1.1.4HBV感染影响抗原加工提呈 HBV感染可以干扰抗原加工提呈过程,包括抗原决定簇侧链氨基酸变异影响抗原提呈、下调肽转运子基因和主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)Ⅰ的表达。许多病毒编码宿主细胞因子类似物或抗病毒因子,从而下调抗原加工和提呈过程。

1.1.5HBV感染影响T淋巴细胞效应 T淋巴细胞识别抗原需要结合MHC-肽复合物和T淋巴细胞受体,而病毒抗原决定簇氨基酸残基变异后影响与T淋巴细胞结合,从而影响T淋巴细胞效应。HBV复制过程中由于反转录酶校正功能缺陷,导致病毒分子结构的不稳定性,使变异的氨基酸残基不能与MHC结合,导致抗原不能被提呈,并影响T细胞受体空间结构而不能被识别和激活,从而导致免疫逃逸。

1.1.6HBV蛋白介导的免疫逃逸 大部分病毒诱导宿主细胞产生抗病毒因子,包括白细胞介素1、肿瘤坏死因子、α干扰素、β干扰素、γ干扰素,这些因子通过细胞因子受体作用。由于很多病毒已经开始进化,产生细胞因子及受体的类似物、拮抗剂,从而调节宿主免疫应答。研究发现,HBV编码的乙型肝炎核心抗原(HBcAg)抑制β干扰素转录,多聚酶末端蛋白抑制细胞对α干扰素和γ干扰素的反应。

1.1.7HBV复制过程中发生自身蛋白表达下降或表达缺陷 HBV在感染细胞内的转录后效应多有障碍和异常,而机体的免疫应答也可抑制HBV的基因表达,特别是当各种免疫应答的强度不足以清除病毒时,往往诱导病毒抗原低表达,而使病毒逃避免疫系统的再识别。

1.2HBV感染引起的免疫抑制 HBV感染宿主一般不会引起细胞溶解破坏,而是造成一种选择性的免疫抑制。这种免疫抑制效应不是全身性的,而呈现病毒抗原特异性T细胞免疫应答缺陷。HBV可以感染淋巴细胞和抗原呈递细胞,并可表达病毒抗原。一方面,HBV特异性T细胞通过杀伤或清除抗原呈递细胞或其他抗原特异性淋巴细胞抑制机体免疫应答;另一方面,HBV直接抑制免疫细胞功能,使病毒不能被抑制或清除。

树突状细胞(dendritic cells,DC)表型成熟度和数量、抗原呈递功能和产生白细胞介素12的能力可能与HBV感染DC直接相关。感染HBV的DC将成为靶细胞被免疫活性细胞攻击或诱发自身凋亡。HBV慢性感染患者体内T淋巴细胞增殖的实验分析显示,被HBV感染的机体单核细胞来源的DC共刺激能力受到损伤,进而使T淋巴细胞功能受到损害,患者与健康人相比,T淋巴细胞分泌白细胞介素2、肿瘤坏死因子α和γ干扰素的能力明显减弱,这可能和HBV感染的慢性化有一定关系[5]。机体内,髓样DC主要负责分泌白细胞介素12,浆细胞样DC主要负责分泌α干扰素[6]。DC分泌的白细胞介素12在自然杀伤细胞激活过程中起着明显作用,在促进Th0细胞向Th1细胞分化,并在T细胞增殖活化,尤其是在促进CD8+CTL的杀伤活性,介导细胞免疫应答及机体抗病毒中发挥重要作用。在外周血液中,DC与HBV或乙型肝炎表面抗原(HBsAg)形成的聚集物经常会在患者的血清中被发现,这种聚集物可以有效降低DC刺激T淋巴细胞的能力,并且主要抑制DC分泌白细胞介素12的能力[7]。Th1/Th2细胞因子应答不平衡性也参与HBV感染后慢性化[8]。

自然杀伤细胞为免疫监视细胞,在HBV的感染、发展及转归中,特别是终止HBV感染及造成肝细胞免疫损害方面都可能有重要作用。CTL前体细胞分化为成熟的CTL必须直接与自然杀伤细胞接触才能发挥作用。研究发现,在各型慢性乙型病毒性肝炎患者中自然杀伤细胞数量下降,自然杀伤细胞的下降加重了机体T淋巴细胞抗病毒免疫的紊乱。因此,认为外周血自然杀伤细胞的下降与急性乙型病毒性肝炎慢性化有关。

1.3其他可能的病毒因素

1.3.1病毒感染的量及复制速度 在实验性鸭HBV和土拨鼠HBV感染模型中,接种病毒的量越大,其慢性化率越高。一项研究发现,急性乙型病毒性肝炎发病4周和12周HBV DNA水平越高,慢性化发生率越高[9]。一项数学模型结果表明,病毒复制速度越慢,其诱导的CTL反应就越弱。发展为慢性肝炎的病例,免疫反应较弱,而且肝脏炎症也轻。因此,感染初期激发的免疫强度也是决定疾病发展的一个关键因素。

1.3.2基因型 上海地区的研究报告显示,急性乙型病毒性肝炎的主要病毒基因型为B2和C2,且C2与急性肝炎的慢性化有一定的相关性,与巴基斯坦的一项研究结果相似[10-11]。日本的几项研究显示,基因A型和基因C型急性HBV感染后,慢性化比例分别为3%~23%和0%~1%[12-15]。

2 宿主因素

机体如在免疫耐受或免疫功能低下状态下被HBV感染,不能产生有效的免疫应答而易发展为持续性感染。现有HBV携带者中有40%~50%是由机体免疫耐受引起的,故认为特异性免疫耐受是HBV持续感染的最重要因素。

2.1免疫功能低下 成年人、儿童及幼儿感染HBV后,分别有5%、30%和95%的患者成为慢性HBV感染者,这表明宿主免疫系统成熟程度是决定HBV持续感染的重要因素。宿主处于免疫功能低下状态时,如先天性免疫缺陷、获得性免疫缺陷综合征和应用免疫抑制剂等,一旦被HBV感染则易发展成持续性感染。

2.2免疫耐受 遗传因素和获得性耐受因素可能导致HBV的持续性感染[16]。部分患者人白细胞抗原分子不能结合病毒编码的抗原肽,因此就不能进行有效的抗原呈递,而导致免疫耐受。T淋巴细胞对MHC-肽复合物的识别是由T淋巴细胞受体的特异性决定,在个体发育过程中,可能出现T淋巴细胞受体的选择缺陷,以致不能识别HBV编码的某些蛋白,导致免疫耐受。抗原过度刺激导致T淋巴细胞衰竭也是产生成人免疫耐受的重要机制。HBV持续感染肝细胞,肝脏损伤轻微,形成无症状携带者或轻型肝炎,可能与局部肝窦内皮细胞和肝巨噬细胞诱导的T淋巴细胞免疫耐受,使抗原特异性免疫应答受限有关。在转基因小鼠的模型中证实,肝内的叉头蛋白3+CD4+调节性T细胞数量显著增加能够有效抑制活化T淋巴细胞应答,而导致免疫耐受[17-18]。调节性T细胞在慢性乙型病毒性肝炎中担负着重要的免疫调节作用,可能是通过对表位特异性CTL的免疫下调造成HBV的慢性持续存在[19]。此外,调节性T细胞通过抑制特异性CTL γ干扰素的分泌发挥效应[20]。

不同个体对HBV感染的反应不同,细胞因子、激素和其他免疫因子的多态性可能影响了HBV感染的结局[21]。目前研究已经发现了诸多与乙型病毒性肝炎慢性化有关的基因,白细胞介素8基因[22]、IL-6基因[23]及IL-10基因[24]等的多态性与HBV感染后慢性化相关。此外,研究还发现HLA-DP和HLA-DQ与HBV 持续感染有关[25]。

3 小 结

有的个体感染HBV后表现为急性自限性,有的则发生慢性感染,乙型肝炎慢性化的确切机制目前仍不清楚,病毒因素和宿主因素均参与其中:病毒因素包括逃逸免疫监视、HBV感染引起的免疫抑制,病毒感染的量及HBV复制速度、HBV基因型等也可能影响HBV感染的慢性化;宿主因素包括机体免疫功能低下,如先天性免疫缺陷、获得性免疫缺陷综合征和应用免疫抑制剂等及机体免疫耐受,最终HBV不能从人体内被清除,因而出现慢性化。成人HBV感染后慢性化机制目前仍不清楚,具体机制仍需进一步研究,以指导临床诊治。

[1] Hyams KC.Risks of chronicity following acute hepatitis B virus infection:a review[J].Clin Infect Dis,1995,20(4):992-1000.

[2] de Souza LA,de Mattos AA,Fiorini M,etal.Clinical outcome of a patient cohort with acute hepatitis B[J].Clinics(Sao Paulo),2013,68(5):718-720.

[3] Huy TT,Ushijima H,Win KM,etal.High prevalence of hepatitis B virus pre-s mutant in countries where it is endemic and its relationship with genotype and chronicity[J].J Clin Microbiol,2003,41(12):5449-5455.

[4] Chook JB,Ngeow YF,Khang TF,etal.Comparative analysis of viral genomes from acute and chronic hepatitis B reveals novel variants associated with a lower rate of chronicity[J].J Med Virol,2013,85(3):419-424.

[5] Beckebaum S,Cicinnati VR,Zhang X,etal.Hepatitis B virus-induced defect of monocyte-derived dendritic cells leads to impaired T helper type 1 response in vitro:mechanisms for viral immune escape[J].Immunology,2003,109(4):487-495.

[6] van der olen RG,Sprengers D,Binda RS,etal.Functional impairment of myeloid and plasmacytoid dendritic cells of patients with chronic hepatitis B[J].Hepatology,2004,40(3):738-746.

[7] Seeger C,Mason WS.Hepatitis B virus biology[J].Microbiol Mol Biol Rev,2000,64(1):51-68.

[8] 卫敏,张倩华,等.血清病毒水平预测急性乙型肝炎患者慢性化的效果[J].实用医学杂志,2012,28(15):2551-2553.

[10] Zhang HW,Yin JH,Li YT,etal.Risk factors for acute hepatitis B and its progression to chronic hepatitis in Shanghai,China[J].Gut,2008,57(12):1713-1720.

[11] Awan Z,Idrees M,Amin I,etal.Pattern and molecular epidemiology of hepatitis B virus genotypes circulating in Pakistan[J].Infect Genet Evol,2010,10(8):1242-1246.

[12] Yano K,Tamada Y,Yatsuhashi H,etal.Dynamic epidemiology of acute viral hepatitis in Japan[J].Intervirology,2010,53(1):70-75.

[13] Ozasa A,Tanaka Y,Orito E,etal.Influence of genotypes and precore mutations on fulminant or chronic outcome of acute hepatitis B virus infection[J].Hepatology,2006,44(2):326-334.

[14] Yotsuyanagi H,Okuse C,Yasuda K,etal.Distinct geographic distributions of hepatitis B virus genotypes in patients with acute infection in Japan[J].J Med Virol,2005,77(1):39-46.

[15] Suzuki Y,Kobayashi M,Ikeda K,etal.Persistence of acute infection with hepatitis B virus genotype A and treatment in Japan[J].Med Virol,2005,76(1):33-39.

[16] Chen DQ,Zeng Y,Zhou J,etal.Association of candidate susceptible loci with chronic infection with hepatitis B virus in a Chinese population[J].J Med Virol,2010,82(3):371-378.

[17] Bochtler P,Riedl P,Gomez I,etal.Local accumulation and activation of regulatory Foxp3+CD4T(R) cells accompanies the appearance of activated CD8T cells in the liver[J].Hepatology,2008,48(6):1954-1963.

[18] 福军亮,徐东平,施明,等.乙型肝炎患者外周血CD4+CD25+调节性T细胞表型与功能分析[J].中华内科杂志,2006,45(8):642-645.

[19] Akbar SM,Horiike N,Chen S,etal.Mechanism of restoration of immune responses of patients with chronic hepatitis B during lamivudine therapy:increased antigen processing and presentation by dendritic cells[J].J Viral Hepat,2011,18(3):200-205.

[20] Thimme R,Wieland S,Steiger C,etal.CD8(+) T cells mediate viral clearance and disease pathogenesis during acute hepatitis B virus infection[J].J Virol,2003,77(1):68-76.

[21] Ni YH.Natural history of hepatitis B virus infection:pediatric perspective[J].J Gastroenterol,2011,46(1):1-8.

[22] 张笑添,刘荣臻.IL-8基因多态性与慢性HBV感染结局的相关研究[J].中华全科医学,2011,9(3):451-453.

[23] 高宝霞,浦江,张国顺,等.IL-6基因多态性与乙型肝炎慢性化的相关性[J].肝脏,2012,17(10):701-703.

[24] Ramezani A,Banifazl M,Mamishi S,etal.The influence of human leukocyte antigen and IL-10 gene polymorphisms on hepatitis B virus outcome[J].Hepat Mon,2012,12(5):320-325.

[25] Mbarek H,Ochi H,Urabe Y,etal.A genome-wide association study of chronic hepatitis B identified novel risk locus in a Japanese population[J].Hum Mol Genet,2011,20(19):3884-3892.

猜你喜欢
免疫耐受介素宿主
慢性HBV感染免疫耐受期患者应精准抗病毒治疗
动态监测脾脏大小和肝硬度值协助判断慢性HBV感染免疫耐受期患者是否需要抗病毒治疗
HBV感染免疫耐受期患者不建议抗病毒治疗
心力衰竭患者白细胞介素6、CRP表达水平与预后的相关性探讨
全球和我国HBV感染免疫耐受期患者人数估计更正说明
病原体与自然宿主和人的生态关系
龟鳖类不可能是新冠病毒的中间宿主
吸烟对种植体周围炎患者龈沟液中白细胞介素-1β表达的影响
白细胞介素17在湿疹发病机制中的作用
抓住自然宿主