T细胞免疫及细胞因子与重症腺病毒肺炎的相关研究进展

应旦红 郑丽丽 许航燕

T细胞免疫及细胞因子与重症腺病毒肺炎的相关研究进展

应旦红 郑丽丽 许航燕

肺炎是儿科最常见的呼吸系统感染性疾病。腺病毒虽然不是引起儿童肺炎的最常见病原体，但易引起重症腺病毒肺炎、呼吸窘迫综合征而导致死亡，也可遗留不同程度的后遗症。重症腺病毒肺炎的临床治疗仍是一个难题。目前认为，小儿免疫功能低下和病毒感染后免疫功能紊乱是肺炎发生、发展的主要诱发因素。通过对腺病毒肺炎患儿T细胞亚群及细胞因子变化相关研究的分析，探讨腺病毒肺炎的免疫学发病机制，可以揭示腺病毒肺炎发生的严重程度与T细胞免疫及辅助性T（Th）1/Th2细胞因子变化之间的联系，为临床医生判断重症腺病毒肺炎和预测可能会演变进展为重症腺病毒肺炎的实验室检查提供依据。本文就T细胞免疫和Th1/Th2细胞因子与腺病毒肺炎的相关研究进展作一综述。

腺病毒肺炎细胞免疫细胞因子

腺病毒是DNA病毒，是导致婴幼儿致死性肺炎的主要病原之一，其中腺病毒7和腺病毒3二型病毒是引起腺病毒性肺炎的主要病原体，而且常较严重，可以致死[1-2]。腺病毒对机体的细胞免疫和体液免疫功能有不同程度的影响。病情重者细胞免疫抑制程度更为明显。腺病毒肺炎多数病情变化快，容易引起全身炎症反应和呼吸衰竭，尤其是小婴幼儿，可能与患儿的机体细胞免疫功能紊乱、辅助性T淋巴细胞（Th细胞）功能异常、患儿的营养状态差和存在基础疾病如哮喘等因素导致病毒无法清除有关。

T淋巴细胞按表面分化抗原（CD）的不同，可分为CD4+和CD8+两大亚群；按功能可分为Th细胞（又分Th1和Th2）、抑制性T细胞（Ts细胞）、细胞毒T细胞（CTL或Tc细胞）和迟发型超敏反应T细胞（TDTH细胞）。细胞因子在免疫调节过程中发挥着重要作用，其主要由T淋巴细胞分泌，其他血液中各种活化的细胞也能分泌，包括单核细胞和粒细胞等。细胞因子的分泌在病理条件下会发生改变，如各种感染性疾病等。目前，研究较多的分泌细胞因子的细胞为Th1和Th2细胞。Mosmann等[3]根据CD4+T细胞分泌的细胞因子谱的不同，将CD4细胞分为Th1和Th2亚群。也有研究发现某些CD8+T细胞也可分泌Th1/Th2细胞因子，分别被定义为细胞毒性T细胞1（Tc1）和细胞毒性T细胞2（Tc2）[4-5]。Th1细胞主要分泌IFN-γ、IL-2和TNF-β，介导细胞免疫应答；而Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10及IL-13等因子，促进抗体的产生，介导体液免疫反应。在多数免疫反应中，Th细胞并不产生典型的Th1或Th2细胞和因子，但在一些特殊疾病状态下，Th0细胞受特异抗原刺激时，一方面向Th1方向发展，另一方面可向Th2方向发展。近年研究发现，Th1/Th2平衡失调参与多种疾病过程，如病毒感染、肿瘤免疫、移植免疫及变态反应等，而重症病毒感染相关性肺炎主要是由Th1功能下降和Th2功能增强引起，导致促炎细胞因子和抗炎细胞因子失衡，如IL-2、IL-4、IL-6、IL-13、TNF-α增加，IFN-γ、IL-10下降[5]。

1 细胞因子与腺病毒感染

1.1 促炎性细胞因子与腺病毒感染

1.1.1 IL-2和IL-2RIL-2促进所有亚型的T细胞增殖及产生细胞因子；促进自然杀伤细胞（NK细胞）的细胞毒活性及产生细胞因子；诱导淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）扩增，增强其细胞毒活性；激活单核巨噬细胞，增强其杀瘤活性；抑制活化的B细胞增生及产生抗体；参与炎症反应、肿瘤效应和移植排斥反应。IL-2是机体最主要最强有力的T细胞生长因子,sIL-2R可与膜IL-2R竞争结合IL-2，抑制已活化的T细胞克隆性增生。赵明奇等[4]研究发现腺病毒急性感染患儿血清IL-2水平的升高，可能跟急性呼吸道腺病毒感染引起多种细胞因子水平的变化，且不同细胞因子间存在相互诱生有关。Lam等[5]认为患儿血清存在高水平的IL-2可能是由高浓度IL-6诱生的。

1.1.2 IL-6IL-6促进B细胞增殖、分化和产生抗体；促进T细胞分化成CTL；促进肝脏合成急性时相蛋白；作为内源性致热源参与炎症反应；对神经组织和造血组织具有广泛效应；增强NK和CTL的杀瘤活性的生物学效应；可诱导T细胞和胸腺细胞表面IL-2Rα链的表达。Kawasaki等[6]认为相对于流感病毒和呼吸道合胞病毒，腺病毒感染后的炎症反应更强，表现为热程更长、以中性粒细胞为主的WBC升高、C反应蛋白升高以及血清IL-6水平升高。

1.1.3 TNF-αTNF-α是一种单核因子，主要由单核细胞和巨噬细胞产生，内毒素是TNF-α的强诱导剂。TNF-α趋化激活中性粒细胞，促进黏附分子表达；诱导肿瘤细胞凋亡；参与内毒素性休克、动脉硬化、静脉血栓形成和脉管炎的病理过程；引起恶液质；参与炎症反应和免疫应答。腺病毒感染诱发产生的TNF-α可以引发其他炎性介质的释放，引起组织细胞损伤，与其他细胞因子协同作用加重全身炎症反应。Patel等[7]认为，相对其他病毒而言，腺病毒引起TNF-α升高更为明显。

1.1.4 IFN-γIFN-γ促进Th0细胞向Th1转化，抑制Th2细胞分化；促进CTL成熟和活性；激活中性粒细胞功能和NK细胞杀伤活性；激活并加强巨噬细胞功能；抑制B细胞分化、产生抗体和免疫球蛋白（Ig）类型转换；激活血管内皮细胞；促进多种细胞表达生物相容复合体抗原（MHC）Ⅰ和Ⅱ类分子，MHC作用广泛包括抑制病毒复制、增强巨噬细胞活性和抑制Th2细胞增殖等。Yan等[8]研究显示儿童呼吸道腺病毒急性感染时血清IFN-γ明显降低，IFN-γ是最典型的Th1型细胞因子，具有抗病毒活性，其降低可能导致机体清除病毒的能力降低。

1.2 抗炎性细胞因子与腺病毒感染

1.2.1 IL-4IL-4促进Th2细胞分化，抑制Th1细胞增殖及应答；促进B细胞表达MHCⅡ类抗原及抗原递呈作用；促进活化的B细胞分泌IgE和IgG1，促IgM向IgE类型转换；参与移植排斥反应和Ⅰ型超敏反应，参与Th1和Th2亚群之间的相互作用,对Th2类细胞因子的产生和淋巴细胞及巨噬细胞发挥免疫调节作用。IL-4的异常升高可刺激B细胞分泌IgE[9]，而IFN-γ是IgE合成的潜在抑制物，因此，IL-4与IFN-γ的失衡可能使患儿IgE水平增高，从而引起一系列腺病毒感染后呼吸系统的炎症改变。

1.2.2 IL-10IL-10是由Th2细胞产生的抗炎与免疫抑制性细胞因子,也是拮抗Th1的关键细胞因子。IL-10促进Th2细胞分化，抑制Th1细胞增殖及应答；促进B细胞增殖分化及分泌抗体；抑制巨噬细胞的抗原提呈功能；抑制多种促炎细胞因子产生；抑制细胞免疫，抑制NK细胞活性；与IL-3、IL-4共同促进肥大细胞增殖；与IL-2、IL-4和IL-7共同促进胸腺细胞生长。既往研究表明腺病毒急性感染时血清IL-10水平降低[10]，提示可能由于病毒抑制了IL-10的产生，导致细胞免疫功能的抑制炎症反应减弱，细胞因子相互制约的网络失衡。说明IL-10对于了解机体的细胞免疫反应及多种细胞因子平衡有十分重要意义。

1.2.3 IL-13IL-13在调节巨噬细胞功能和减少炎症因子产生方面与IL-4相似[11-12]，可下调炎症性细胞因子和趋化因子的合成，还可提高活性氧（100%O2）介导损伤小鼠的生存率，对缺血-再灌注损伤有保护作用。IL-13还有一些IL-4没有的功能，如上调MHCⅡ类分子表达，促进IgE类型转变。Li等[12]发现小鼠腺病毒感染导致的呼吸窘迫综合征与肺组织IL-13表达增加有关。

2 细胞免疫与腺病毒

2.1 T淋巴细胞介导的细胞免疫[13-14]CTL通过人类白细胞抗原（HLA）限制性识别方式识别高表达HLA-Ⅰ类抗原的受感染细胞，在抗肿瘤、抗病毒中起极其重要的作用，缺乏腺病毒特异性CTL的患者腺病毒感染后可发展为重症腺病毒肺炎。腺病毒特异性CTL可降低腺病毒的感染率和发病率，减轻临床症状。研究报道给重症腺病毒感染患者输注腺病毒特异性的T淋巴细胞，可重建细胞免疫功能，从而明显改善临床症状和降低病死率[13-14]。腺病毒感染后活性淋巴细胞免疫表型CD8＋HLA-DR＋、CD56＋HLA-DR＋细胞数的变化与感染康复有关，升高者自然康复，持续低下者病毒持续复制，可发展为重症腺病毒肺炎。腺病毒激活的淋巴细胞可产生或诱导产生多种细胞因子，如IFN-γ、IL-2和淋巴细胞功能相关抗原-3（LFA-3）、细胞间黏附分子-1（ICAM-1）等，扩大免疫效应。

2.2 NK细胞介导的细胞免疫[15-17]NK细胞通过“丢失自我”的识别方式，识别HLA抗原表达低下或不表达的靶细胞以及HLA抗原突变的靶细胞，与T淋巴细胞相互补充，构成机体的免疫监视网络，在抗肿瘤、抗病毒中起重要作用。动物实验表明，缺乏NK细胞可发生致命的腺病毒肺炎，而NK细胞被动免疫可防止致命性腺病毒感染的发生。NK细胞低下的腺病毒肺炎预后差。研究发现腺病毒感染后机体NK细胞活性免疫亚型CD56＋HLA-DR＋细胞数增多，细胞毒活性增高[15-17]。

2.3 腺病毒逃避T淋巴细胞介导的免疫攻击[18-19]腺病毒在与机体免疫应答斗争的过程中，产生了多种机制逃避T淋巴细胞的攻击：（1）腺病毒感染引起CD8＋淋巴细胞升高、CD4＋淋巴细胞下降，抑制机体免疫功能；（2）干扰受感染细胞HLA-Ⅰ抗原分子的表达或产生HLA-Ⅰ抗原同源物，使CTL不能识别受感染细胞，破坏免疫应答，逃避CTL的杀伤作用；（3）抑制细胞因子的产生。

综上所述,腺病毒为DNA病毒，在感染机体细胞内复制的周期中，可引起细胞的溶解和死亡。在引起坏死的过程中，中性粒细胞、炎性介质也起着重要作用。研究表明重症腺病毒肺炎患儿体内IL-4、IL-6、TNF-α增高，而IFN-γ降低[10-11]，提示Th1细胞功能受到抑制,导致IL-6、IL-4、TNF-α等细胞因子相对增高，它们可激活补体，上调黏附因子和其他细胞因子的表达，导致Th2细胞功能增强，从而加强炎性反应导致肺组织细胞的损害。细胞因子在腺病毒肺炎发病机制中可能起重要作用。腺病毒在与机体免疫应答斗争的过程中，产生了多种机制逃避T淋巴细胞的攻击，导致感染肺部后发生呼吸衰竭而死亡[20-21]。

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浙江省卫计委医药卫生科技项目（2015KYB421）

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应旦红，E-mail：Yingdh0318@163.com

2017-09-13）

（本文编辑：陈丽）