白细胞介素12在病毒感染中作用的研究进展

范怀艳(综述)，韦 嘉(审校)

(昆明医科大学第一附属医院感染科，昆明 650032)

白细胞介素12(interleukin-12,IL-12)是一种具有多种生物学功能的细胞因子，是连接天然免疫和获得性免疫的功能性桥梁。IL-12及其受体与病毒感染的发生、发展有着密切的关系。病毒通过不同途径进入机体后，可出现不同的临床转归，这取决于宿主、病毒和药物的影响。IL-12不仅可以作为基因佐剂增强病毒核酸疫苗的免疫效果，以预防病毒的感染，还可开发成增强宿主细胞免疫应答、促进机体内病毒清除的生物制剂，为抗病毒感染提供了新选择。

1 IL-12及其受体

人IL-12是一种相对分子质量为75×103的细胞因子，由p35和p40两个亚基组成，分别定位于不同的染色体上。只有两个亚基通过二硫键连接形成异源二聚体形式的IL-12才具有生物学活性。p40亚基有单体或二聚体存在，是IL-12与其受体结合的天然抑制物[1]。IL-12主要由树突状细胞、巨噬细胞、B淋巴细胞以及其他一些抗原呈递细胞产生[2]。人IL-12具有种属特异性。

IL-12主要通过与其受体结合而发挥生物学效应。人白细胞介素12受体(interleukin-12 receptor,IL-12R)为Ⅰ型跨膜糖蛋白，至少由β1、β2两个跨膜亚单位组成。β1亚单位在Th1细胞和Th2细胞上均有表达，而β2亚单位仅选择性表达于Th1细胞，只有β1与β2两个亚基以异二聚体的形式共表达，才能与IL-12高亲和力的结合。

2 IL-12的生物学活性

IL-12与IL-12R特异性结合后，主要通过蛋白酪氨酸激酶/信号转导及转录激活因子4途径向胞内转导信号，诱导和调节机体的细胞免疫应答[3]。IL-12可以诱导Th0细胞向Th1细胞的分化、发育，促进Th1细胞介导的细胞免疫应答，促进活化的T淋巴细胞和自然杀伤细胞的增殖，增强自然杀伤细胞、巨噬细胞和病毒特异性T淋巴细胞对靶细胞的杀伤能力，诱导自然杀伤细胞和T淋巴细胞产生干扰素γ、肿瘤坏死因子β等细胞因子。这些特征表明，IL-12对细胞内病毒感染性疾病具有十分重要的意义。

3 IL-12与病毒感染的相关性

近年来的研究发现，IL-12及其诱导产生的干扰素γ与多种病毒感染性疾病有着密切的关系。Chi等[4]通过对17例由健康状态发展为播散性结核分枝杆菌感染的患者进行免疫分析，发现所有患者血浆中存在一种高滴度的抗干扰素γ的自身抗体，体外实验进一步发现该抗体能抑制IL-12的产生；同时，他们还观察到71%的研究对象伴有水痘-带状疱疹病毒感染。Han等[5]通过对感染了柯萨奇B3型病毒的猕猴体内的细胞因子及病毒载量的测定，发现病毒滴度的波动与IL-12 p40和干扰素γ的滴度波动相吻合，而且当病毒滴度达高峰时，IL-12 p40和干扰素γ的水平也达到最高。Chakraborty等[6]以感染了人类偏肺病毒的小鼠模型为研究对象，发现不能表达IL-12 p40的小鼠肺部炎性反应和黏液的产生较对照组剧烈，肺功能下降较明显。唐丽娟[7]对30例确诊为乙型脑炎病毒感染的患儿及28例健康体检儿血清IL-12水平测定，发现血清IL-12水平在乙型脑炎病毒感染患儿组显著高于健康对照组。Mikadze等[8]通过对130例不同临床病型的丙型病毒性肝炎患者和30例健康者进行血清细胞因子水平的测定，发现与对照组相比，各临床病型丙型病毒性肝炎患者都存在促炎性细胞因子的失调，其中IL-12浓度的升高是引起肝脏损伤最主要的因素。王锦华[9]采用酶联免疫吸附法检测36例感染了巨细胞病毒的患儿和21例体检健康儿血清中IL-12的水平，发现感染了巨细胞病毒的患儿组血清IL-12水平显著高于正常儿童。早在2001年就已有研究报道过感染了A型流感病毒的小鼠肺部组织可以通过增加IL-12的分泌来降低炎性反应[10]。近年来，Hama等[11]再次通过感染了A型流感病毒的小鼠实验发现，IL-12作为第一响应炎症的细胞因子，直接在感染部位介导早期免疫应答，防治严重的炎性反应。刘莉等[12]以62例手足口病合并病毒性脑炎患儿为观察组、50例单纯的手足口病患儿为对照组、50例健康儿童的健康对照组，采用酶联免疫吸附法检测三组血清中IL-12的水平，发现实验组和对照组IL-12的水平均高于健康对照组，实验组高于对照组。以上实验结论均表明，IL-12和干扰素γ在病毒感染性疾病中扮演重要角色。

4 IL-12在病毒感染的预防和治疗中的应用前景

4.1IL-12与病毒感染的预防 IL-12可开发成针对一些病毒感染的DNA疫苗的基因佐剂，增强DNA疫苗的免疫效力，从而有效预防病毒的感染。目前DNA疫苗的一些细胞因子基因佐剂已经在一些小动物和猕猴试验中显示出能增强相应的免疫反应。Rodríguez等[13]将抗人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)1的DNA疫苗进行IL-12的基因质粒载体导入处理，并将该疫苗导入小鼠体内，观察小鼠T淋巴细胞免疫应答，发现该疫苗诱导的T淋巴细胞免疫应答的幅度、广度以及质量都较未处理前的疫苗强。Kalams等[14]通过对以IL-12为细胞因子佐剂的HIV-1gagDNA疫苗在未感染HIV-1的人体中使用的安全性和免疫原性的研究，发现使用该疫苗后人体具有较好的耐受性，不会出现与该疫苗相关的不良反应，但也没有明显增强原疫苗的效力。

4.2IL-12与病毒感染的治疗 IL-12主要是通过诱导T淋巴细胞和自然杀伤细胞产生干扰素γ而发挥抗病毒的作用。Xiong等[15]通过体外研究证实，在慢性乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)携带者中，IL-12能增强病毒特异性T淋巴细胞的应答，发挥清除HBV的作用。Wu等[16]对288例乙型肝炎e抗原(hepatitis Be antigen，HbeAg)阳性的慢性乙型病毒性肝炎患者中的自发性HBeAg血清转换与血清中IL-12水平的关系进行前瞻性队列研究，发现血清高水平的IL-12与早期自发性HBeAg血清转换有着密切的关系。He等[17]通过对不同临床病型的乙型病毒性肝炎患者血清中IL-12水平测定，发现急性患者血清IL-12的高峰与HBeAg血清转换同时发生，血清IL-12水平与谷丙转氨酶水平密切相关，表明IL-12可能可以用来评估HBV感染时细胞免疫的功能；另外，IL-12水平的抬高使得乙型病毒性肝炎患者HBeAg血清转换率较高，这有利于患者的抗病毒治疗。HBeAg血清转换意味着病毒复制活性降低、肝炎炎症的活动度下降。Carreo等[18]和Rigopoulou等[19]都通过给予慢性HBV感染者重组人IL-12(recombinant human interleukin-12,rhIL-12)治疗，发现rhIL-12可以增加病毒特异性T淋巴细胞的活性来发挥显著的抗病毒活性，但是停药后会引起病毒血症的反弹；他们还发现rhIL-12的抗病毒作用有剂量依赖性，但是高剂量的rhIL-12会引起严重的不良反应，限制了rhIL-12的高剂量使用。以上结果均表明，IL-12在控制HBV感染中起到非常重要的作用，具有开发成抗HBV治疗药物的价值。Stubblefield等[20]通过对感染了麻疹病毒的小鼠模型研究发现，被麻疹病毒激活的T淋巴细胞可以通过IL-12和干扰素γ介导的非溶细胞机制来清除脑组织内的麻疹病毒，且这种机制依赖于IL-12特有的蛋白酪氨酸激酶/信号转导及转录激活因子4信号。Crettaz等[21]为了研究IL-12的基因治疗潜力，用感染了土拨鼠肝炎病毒(woodchuck hepatitis virus，WHV)的土拨鼠作为研究对象，在肝特异性诱导型启动子的控制下，把编码了小鼠IL-12的高容量腺病毒载体注入土拨鼠的肝脏内，让IL-12在肝组织内集中表达，结果发现病毒载量在1×1013μg/L，所有土拨鼠都出现显著并持续性的免疫应答，并伴有WHV DNA、WHV表面抗原、WHV核心抗原的减少以及肝脏组织性学改善；在IL-12的刺激下，来自健康的土拨鼠或伴有低病毒血症动物体内的淋巴细胞能够产生大量的干扰素γ，而对于伴有高病毒血症的土拨鼠血清中干扰素γ的水平未能提高，因此认为以IL-12为基础的基因治疗对病毒载量在1×1013μg/L的慢性WHV感染的土拨鼠是一个较好的方法，而且这种方法能打破慢性WHV携带的土拨鼠对病毒抗原的免疫耐受。Li等[22]通过皮下注射途径分别给第1、第2、第3组的食蟹猴注射0.15 μg/(kg·d)、0.3 μg/(kg·d)、1.5 μg/(kg·d)剂量的rhIL-12，第4组食蟹猴在皮下注射0.3 μg/(kg·d)剂量的rhIL-12同时肌内注射90 μg的乙型肝炎表面抗原，第5组食蟹猴通过静脉滴注0.6 μg/(kg·d)剂量的rhIL-12来研究影响IL-12的药动学和药效学的因素，发现乙型肝炎表面抗原不影响IL-12的药动学特征，而且在0.15～1.5 μg/(kg·d)剂量范围内，IL-12的代谢呈线性动力学特征；还发现皮下注射和静脉滴注两种方式的药效学参数相似，但皮下注射给药后IL-12半衰期比静脉滴注给药高出3倍，有一个更广泛的分布容积，而采用静脉滴注方式时，血清中检测不到rhIL-12，同时血清中干扰素γ的浓度极低，甚至也检测不到，这可能是抗rhIL-12的中和抗体的作用，使rhIL-12呈剂量依赖特征。

5 展 望

大量的临床试验研究显示，rhIL-12具有剂量依赖的特征，小剂量使用时，机体的适应性反应会使rhIL-12的活性下调，使得IL-12的效果不佳，但高剂量的rhIL-12又会引起严重的不良反应，然而基因治疗的方法使得IL-12在靶器官中集中表达，在提高疗效的同时又不引起IL-12相关的不良反应，具有非常大的开发前景[23]。除此之外，IL-12作为DNA疫苗的基因佐剂也需要深入研究。相信IL-12将会为病毒感染的预防和治疗提供一种有潜力的新方法和研究对象。

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