HBV感染所致免疫失衡与肝细胞癌的研究进展

毛莉莎 宋庆峰 马天骏 崔 英

作者单位：530021南宁 1广西医科大学附属肿瘤医院实验研究部；2广西医科大学第一附属医院骨外科

乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染是肝细胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）发生的主要危险因素，其中HBV相关性HCC占全球HCC的80%以上［1-2］。临床研究显示，慢性HBV持续感染可导致先天性和适应性免疫反应功能障碍，其中涉及对多种免疫细胞，细胞因子以及免疫受体或配体表达变化等［3］。HBV感染患者的先天性和适应性免疫应答较弱，病毒清除力低下，致使免疫抑制和慢性感染过程中的外周免疫耐受，最终可能导致肿瘤发生［4-5］。目前研究者针对HBV引起的免疫功能障碍与HBV相关性HCC开展了大量研究，HBV驱动HCC的机制成为研究的热点之一。本文就HBV感染在导致HCC发展过程中所发生的特异性先天性免疫和适应性免疫反应研究进展进行综述。

1 HBV诱导的先天性免疫反应

肝脏作为淋巴器官，具有强大的先天性免疫系统，先天性免疫力是抵抗感染的第一道重要防线，可以快速响应病原体的潜在攻击。先天性免疫组分包括物理屏障（如皮肤和黏膜），化学屏障（尿、阴道分泌物和胃中的盐酸），体液因子（补体和干扰素），吞噬细胞（中性粒细胞和巨噬细胞），淋巴细胞（NK细胞和自然杀伤T细胞）。这些屏障中的许多免疫细胞可以非特异性地杀死病原体［6］。在慢性HBV感染中，受损的HBV特异性免疫反应未能消除感染的肝细胞，从而导致HBV持续存在［7］。

1.1 NK细胞

肝脏是主要具有先天免疫功能的免疫器官，NK细胞通过介导细胞毒性和产生细胞因子，成为抵御肿瘤细胞入侵的第一道防线［8］。NK细胞在先天性免疫淋巴细胞（包括 NK、NKT 和 γδT）中占比极大［6］。NK细胞可对病毒感染或转化的细胞快速反应，并杀死病毒感染或恶性转化的细胞，也可作为调节细胞而影响适应性免疫反应。肝脏中NK细胞的比例约是血液或脾脏中的5倍，而这些驻留在肝脏的NK细胞还发挥着如免疫记忆等独特表型和功能，提示NK细胞在肝脏中的关键作用［9-10］。

HBV诱导的NK-reg细胞可通过单核细胞直接抑制NK细胞的抗病毒作用并下调T细胞的免疫反应，有助于HBV免疫逃逸和HBV持续感染。有报道显示肿瘤浸润的NK-reg细胞可以介导肿瘤免疫逃逸和降低抗肿瘤免疫效率［11-12］。因此认为，HBV诱导的NK-regs可能参与HBV向HCC发展的免疫过程。多项研究亦发现，在慢性HBV感染患者的NK细胞中，抑制性受体NKG2A、TLR2、CD94和PD-1表达上调，而IFN-γ和TNF-α的分泌能力降低，这些因素都可能与 HCC 发生有关［11，13-15］。ZHANG 等［16］通过流式细胞仪对肝肿瘤组织中NK细胞及CD11b联合CD27划分的NK细胞亚群进行检测，其中CD27联合CD11b将NK细胞划分为CD11b+CD27-（CD11b+SP）、CD11b+CD27+（DP）、CD11b-CD27+（D27+SP）和CD11b-CD27-（DN）4个亚群，发现与健康对照相比，DN NK细胞优先在肿瘤组织中蓄积，进一步研究发现这些DN NK细胞亚型显示出较弱的细胞毒性和较低的细胞因子产生能力，建立HBV慢性携带小鼠模型，发现HBV慢性携带小鼠肝脏中DN NK细胞亚群的频数较对照组明显增多［15］。由此推测，HBV感染患者肝细胞中的DN NK细胞增多可能促进HCC发生。也有报道证实，NK细胞通过分泌IFN-γ介导肝脏炎症，而IFN-γ可通过HBs-Tg小鼠的上皮细胞黏附分子-上皮细胞向间质转化轴而促进HCC发展［17］。HCC患者的IFN-γ水平升高也可介导肝功能障碍并促进HCC的发展［18］。说明NK细胞在HBV相关HCC发病机制中具有重要作用。

1.2 γδT细胞

γδT细胞作为先天性淋巴细胞，具有较αβT细胞和B细胞更多的独特抗原受体，可以桥接先天免疫和适应性免疫。γδT细胞还具有抗原呈递细胞功能并启动自适应免疫［19］。γδT细胞也是分布于机体的第一道屏障，可通过直接识别入侵生物表面的抗原，发挥其毒性T细胞作用［20］。对于人类来说，γδT细胞的两个主要子集，无论是Vδ1+（主要在组织中）还是Vδ2+（主要在血液循环中），都对实体肿瘤和血液肿瘤具有溶细胞作用，激活后还可产生大量的IFN-γ和TNF。研究报道γδT细胞可通过其T细胞受体或自然杀伤细胞受体（主要是NKG2D）识别肿瘤细胞［21］。而IFN-α可诱导抗病毒蛋白并介导免疫反应，直接或间接地调节免疫系统，且γδT细胞与其他免疫细胞的相互作用可能增强IFN-γ的功能［22］。但是消除了γδT细胞的HBV携带小鼠实验［23］发现，γδT细胞缺乏会加速小鼠对HBV的清除并且肝γδT细胞在维持HBV持续性感染中起关键作用。但该研究在携带HBV小鼠中发现γδT细胞以IL-17依赖性方式驱动髓样来源的抑制性细胞（myeloid-derivd suppressor cells，MDSC）积累，而MDSC能够抑制体内CD8+T细胞的功能。此外，随访对早期HCC术后患者发现，HCC中γδT细胞含量高的患者较γδT细胞含量低的患者表现出更高的早期复发率。而体外实验显示，在培养基中含肝星状细胞条件下培养后，γδT细胞的INF-γ、IL-17和TNF-α分泌增加，证实肝星状细胞与γδT细胞之间的平衡能降低HCC细胞的增殖和侵袭能力［24］。可见γδT细胞既发挥抗肿瘤作用，又发挥促肿瘤作用。γδT细胞亚群及其功能属性之间的差异，导致产生的不同免疫反应需进一步验证。

1.3 补体系统

补体系统是由一组具有酶活性且无耐热性的球蛋白组成，最重要的组成部分是C3和C4。作为人体先天免疫系统的一部分，这些成分参与调节人体抵抗外来病原体入侵的免疫力［25］。研究显示肝细胞合成的下降和补体成分的过量消耗可导致慢性乙型肝炎（chronic hepalitis B，CHB）患者血清中补体C3和C4的水平降低，然而HCC患者的血清C3和C4水平高于CHB患者，这可能由肝细胞恶性转化后表达水平改变造成［26］。张远朝等［27］研究报道补体 C3、C4 在原发性和转移性HCC中具有较高的鉴别诊断价值，可为临床诊治提供重要依据。BRÖKER等［28］开发了一种基于全血的细胞因子释放测定法，利用HBV特异性IL-2和IFN-γ释放测定，以评估HBV抗原的细胞免疫应答，结果显示补体C3a和C5a均可提高HBV特异性细胞免疫反应。同时，通过Luminex筛选系统测量血清C5a浓度，发现在CHB患者的补体C5a参与了肝脏疾病的发病机制，包括肝损伤、肝修复和肝脏纤维生成，且与肝脏纤维化严重程度呈正相关［29］。因此认为，在HBV感染的微环境中，补体C5a可能介导HCC的发生。在HBV相关肝病患者和健康对照研究中，对补体受体 1（CR1）中的 2个 SNP（rs3811381和rs2274567）进行基因分型，结果显示CR1的基因多态性增加了男性、饮酒及不吸烟患者的HBV相关性HCC发病风险［30］。补体调节蛋白（包括CD46、CD55和CD59）有助于肿瘤细胞脱离补体依赖性细胞毒性，其中乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）在HCC的发展中起重要作用。HBx可增加CD59启动子活性及mRNA和蛋白质水平，导致功能性膜攻击复合物下降，从而使肝癌细胞免受补体攻击［31］。总之，补体系统是先天免疫系统的核心部分，广泛参与机体防御外来病原体入侵，维持内部环境和调节免疫力的过程［32］。当慢性HBV感染引起的补体系统失调后，可能以多种方式改变机体自身免疫水平而导致补体系统一系列的级联反应，从而促进肝脏损伤，最终导致HCC发生。

2 HBV诱导的适应性免疫反应

适应性免疫细胞包括T淋巴细胞和B淋巴细胞，它们通过分泌不同的细胞因子或抗体而发挥促炎或抗炎作用。适应性免疫应答可以利用免疫球蛋白精确地识别不同的病原体，并随后建立免疫记忆［33］。HBV感染后T细胞反应效率低下，无法从肝脏完全清除HBV，因此维持低水平细胞破坏。在很长一段时间内，免疫介导的肝损伤反复发作可促进肝硬化和肝细胞癌发生［34］。而HBV核心蛋白会诱发B细胞功能障碍，从而造成与HBV感染相关的体液功能障碍［35］。

2.1 CD8+T细胞

慢性HBV感染的发病机制涉及某些HBV特异性CD8+T细胞，它们不能根除感染，而是维持免疫介导的肝细胞坏死，肝细胞再生和炎症的重复循环，这些循环被认为可诱发遗传损伤并促进HCC的发展［36］。WANG等［37］发现非特异性CD8+T细胞持续刺激CD137受体引起的慢性免疫介导的肝损伤足以引发HCC，而CD8+T细胞可能通过产生细胞因子并直接对肝细胞产生细胞毒性来介导肝炎和HCC的发展。当CD8+T细胞衰竭后在急性免疫活性状态下再次暴露于HBV时，无法有效产生细胞因子并发挥抗病毒活性，这表明功能失调的CD8+T细胞可以导致慢性HBV 复制，甚至是 HCC 的发生［38］。LIM 等［39］发现与非病毒相关HCC相比，CD8+驻留记忆T细胞在HBV相关性HCC的肿瘤组织中富含PD-1高表达，在功能上更具有抑制性和衰竭性。由此可知，CD8+T细胞的衰竭不仅会加重肝脏损伤并且诱发HCC的发生，CD8+T细胞功能失调也会加重机体免疫系统失调，继而导致HCC的发生。

2.2 CD4+T细胞

CD4+T细胞能指导和协调免疫系统的多个组成部分，包括CD8+T细胞、B细胞、树突状细胞、巨噬细胞和NK细胞［40］。辅助CD4+T细胞可通过释放不同的细胞因子协调宿主免疫反应，T-regs是CD4+T细胞的一个特殊子集，在建立和维持免疫耐受中起关键作用［41］。STOOP 等［42］比较慢性 HBV 患者与健康人群外周血中T-regs的比例和功能，发现T-regs对HBV特异性T辅助细胞具有免疫抑制作用，进而导致慢性感染。同时，有研究报道CHB患者中升高的T-regs不仅可抑制HBV抗原引起的特异性免疫应答，还会抑制HCC患者中肿瘤抗原引起的特异性免疫应答［43］。YANG等［44］分析HCC患者的临床数据发现，在HBV相关性HCC患者中，T-regs促进HBV相关HCC的免疫逃逸和静脉转移，导致HCC患者门静脉癌栓的发生。因此，HBV感染后会影响机体的免疫环境，诱导T-regs升高而使CD4+T细胞的活性降低，从而使机体免疫耐受性增加，增加免疫逃逸机会，最终导致HCC的发生。

2.3 B细胞

VANWOLLEGHEM等［45］分析慢性HBV感染患者的肝脏和血液中分离的乙肝表面抗原（HBsAg）特异性B细胞，发现这些HBsAg特异性细胞的抗HBs抗体生产能力受损，并且富含非典型记忆B细胞表型，既表达低水平的经典人类记忆B细胞标志物CD27和补体受体CD21，又表达高水平的抑制标志物如PD-1和FcRL5。由此认为，在慢性HBV感染的微环境下，HBsAg特异性的B细胞逐渐减少，而某些非典型记忆B细胞表型在复杂的环境下可能会促进HCC的发生。B细胞活化因子（BAFF）是B淋巴细胞活化的重要细胞因子，KHLAIPHUENGSIN等［46］通过测量健康对照者和慢性HBV感染患者（包括200例HCC患者和290例非HCC患者）的血浆BAFF水平，发现HBeAg阳性亚组的BAFF水平更高，且血浆BAFF水平与HCC患者的疾病严重程度和总体生存率呈负相关，说明在HBV感染后BAFF也可能促进HCC的发生。

2.4 Toll样受体

Toll样受体（toll-like receptor，TLRs）是重要的天然免疫受体，其中TLR-4是能直接介导机体与病原反应的Toll样受体，与其配体结合后可激活信号传导途径，引发炎性因子IL-6、IL-8、IL-10等释放，与慢性乙型肝炎发生密切相关［47-48］。据报道，TLR-4、IL-6在HBV树鼩模型的外周血和肝组织中表达显著升高［49］。在HCC中TLR-4也可减少炎症性因子表达，并促进肿瘤细胞增殖、分化及转移［50］。而TLR-9在肿瘤进展中的作用较复杂。TLR-9可通过调节微环境中的免疫细胞功能，诱导较强的抗肿瘤效应，同时在多种肿瘤组织中又异常表达，其信号转导途径的活化也可能通过介导炎症反应、肿瘤微环境形成、促进肿瘤细胞增殖及免疫逃逸、影响肿瘤分期及预后等而参与肿瘤的发生发展［51］。由此可见，TLRs包含功能不同的免疫受体，在HBV感染过程中参与促进或抑制HCC的过程。

3 小结

在慢性HBV感染过程中，先天性免疫及适应性免疫系统在清除病毒的同时又存在免疫耐受，免疫系统不断地从免疫耐受变为进行性免疫激活，失活，再激活到力竭，最终导致不能有效的清除HBV病毒。因此，HBV感染诱导的免疫失衡可能导致HCC发生发展，而这一过程涉及多种免疫细胞和其他分子的相互作用，其中目前发现了一些在HBV免疫发病机制中起主要作用的细胞，例如CD8+T、CD4+T、NK、NKT等细胞被激活，它们参与介导慢性HBV感染过程中的肝脏炎症，最终促进HCC的发展。然而，并非所有的细胞因子均可抑制HBV感染的肝细胞向HCC发展，例如T-regs、MDSC等负性调控因子最终可导致HBV的免疫耐受，从而导致HCC发生和肿瘤逃逸。但是，HBV相关性HCC具体的免疫发病机制，HBV如何调节先天和适应性免疫细胞，导致持续的病毒感染和HCC发生，及其他免疫细胞因子的作用还有待进一步探索。