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【中图分类号】R512.6【文献标识码】A【文章编号】1550-1868(2015)04
人体感染HBV 后可出现不同的临床转归,包括急性感染后康复和病程慢性化,而慢性感染者也可能出现无症状携带、非活动性携带及慢性乙型肝炎甚至肝细胞肝癌等不同类型。尽管目前乙型肝炎的发病机制尚未完全明确,但由于HBV 并不能直接导致肝细胞病变,研究者们普遍认为机体的病理损伤和病程转归主要与病毒入侵后引发的机体免疫应答有关,针对HBV 抗原的免疫应答强度决定了疾病最终的转归[1]。针对HBV 的免疫应答主要分为固有免疫和获得性免疫,后者作为具有记忆性和特异性的应答体系,在控制病毒中发挥主要作用。本文就HBV特异性T淋巴细胞应答在HBV感染中的作用以及影响HBV感染者不同临床转归的主要因素进行综述。
1 不同T细胞亚群在乙型肝炎病毒感染中的作用
CD4+T细胞是辅助性T细胞,通过产生大量的细胞因子发挥作用。小鼠实验已证实,在HBV感染中特异性Th1型CD4+T细胞可抑制病毒复制;Th2型CD4+T细胞在慢性感染者中的比例高于对照者,故推测其可能与HBV感染的慢性化有关;而Th3型CD4+T细胞在无症状携带者中的比例最高,其可能与Th2型细胞共同调控免疫应答。HBV治疗性疫苗对慢性乙型肝炎作用的研究发现,CD4+T细胞产生的干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)与肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等细胞因子的量与血清HBV-DNA水平负相关,故推测特异性CD4+T细胞应答在慢性HBV感染的疫苗治疗中通过分泌细胞因子的直接作用而控制病毒复制。
多数研究认为CD8+T细胞,即细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)在控制病毒复制、致肝脏细胞损伤方面具有重要的作用[2]。多种方法并用于研究CTL的作用机制,从早期T细胞克隆、有限稀释法、51Cr释放实验等,到近年的HLA-抗原多肽复合物四聚体、胞内细胞因子染色、酶联免疫斑点法(ELISpot)、流式细胞术等。CTL在CD4+T细胞辅助下清除病毒主要通过两种途径:(1)溶细胞作用,CTL直接作用使感染的肝细胞裂解;(2)非溶细胞作用,CTL释放TNF、IFN-γ等细胞因子以降低病毒复制。一项体外实验显示CD8+T细胞对HBV复制的抑制主要通过产生细胞因子的非溶细胞作用实现,利用半透膜将CD8+T细胞和有HBV复制的靶细胞分隔开来,但CD8+T细胞分泌的细胞因子可通过膜上的小孔到达靶细胞,在此培养体系中仍观察到HBV-DNA减低60%-80%,而且在所检测的多种细胞因子中,IFN-γ和TNF-α发挥最主要的作用。
2 不同临床转归乙型肝炎病毒感染者免疫应答的差异
目前普遍认为HBV感染后出现不同临床转归主要与机体产生免疫应答的强度有关。研究显示,与正常人相比,慢性乙型肝炎患者及携带者外周血CD4+T、CD8+T细胞计数减少,而慢性肝炎患者Treg细胞比例增高,提示存在T淋巴细胞亚群失衡及细胞免疫功能紊乱。有研究通过检测细胞因子IFN-γ,证实感染后康复者体内特异性CD4+T、CD8+T细胞的应答较强,而在不能完全清除病毒的慢性感染者体内,特异性CTL应答往往比较微弱甚至完全缺失,故有效的病毒清除与体内HBV免疫优势表位特异性T细胞应答有关。
关于慢性HBV感染者体内免疫缺陷的机制尚未完全明确,可能存在多种机制。如缺少相应的共刺激分子可能会导致特异性T 细胞应答失活:或者由于存在调节性T细胞,限制了HBV特异性T细胞的功能发挥,而导致慢性肝炎的发生。此外,肝窦内皮细胞可将可溶性外来抗原交叉递呈给CD8+T细胞,但此种抗原递呈机制主要诱导CD8+T细胞的免疫耐受而不是有效免疫应答。感染者体内特异性T细胞应答强度与HBV病毒载量有关。与其他病毒感染类似,循环及肝脏内HBV特异性细胞应答与体内HBV-DNA水平呈负相关。
3 影响HBV感染后临床转归的主要因素
HBV感染机体后临床表现及转归差别很大。常见的临床转归有(1)急性肝炎:临床上呈现出肝炎的症状,病程呈自限性,感染后可以完全恢复并获得对再感染的免疫力;(2)慢性肝炎:HBsAg持续阳性超过6个月,有肝炎的临床表现,ALT轻度或中度增高,急性加重时可以很高,病情反复波动,其中有些患者会发展成为肝硬化和原发性肝癌;(3)慢性携带状态:HBsAg持续阳性超过6个月,无任何临床症状和体征,肝功能正常;(4)隐性感染:无肝炎病史,不出现临床症状和体征,但是查血清乙肝标记物可以发现HBsAg阴性,HBsAb和/或HBcAb阳性,对再感染具有免疫力。HBV感染后出现不同临床转归的机制目前尚不完全清除,可能取决于病毒因素和宿主因素两方面。
1.病毒因素
迄今为止,根据HBV全基因核苷酸序列异源性≥8%或者S基因区核苷酸序列异源性≥4%,将HBV病毒株分为A、B、C、D、E、F、G、H共8个基因型。HBV基因型的全球性分布具有明显的地理区域分布特征。亚洲以B型和C型为主。泰国的研究显示在慢性HBV感染者中,感染C型病毒者其血清ALT水平、HBV-DNA定量及e抗原阳性率明显高于感染B型病毒者。B型病毒感染者更多见于无症状携带者而较少见于慢性肝炎甚至肝硬化和肝癌患者中;而C型病毒则与之相反。
HBV的每一个基因区和每一种病毒蛋白都可能发生突变。虽然大多数突变在临床上没有相关的表现,但有一些突变可以导致病毒的免疫逃逸、产生耐药、加重病情或者可以致癌。S基因、前S1及前S2基因突变可以使病毒逃离宿主的免疫。前C区基因可发生多处位点突变,这种突变株是造成HBeAg阴性的慢性乙型肝炎的原因,也可发于干扰素治疗后,提示可能有助于HBV逃离免疫攻击形成慢性感染状态。C基因突变是HBV感染慢性化、肝细胞损伤加重的重要原因。编码DNA聚合酶(DNAP)的P基因突变的发生多与核苷类药物治疗有关,发生突变后可以使病毒复制增加,病情加剧,对药物产生耐受。 2.宿主因素
HBV可以感染任何年龄的人,不同年龄感染有不同的自然过程。HBV感染后的慢性化与感染的年龄密切相关,年龄越小,慢性化的可能越大。因此,母婴传播所造成的慢性携带率较高。主要是由于新生儿和儿童免疫系统功能尚不成熟,对入侵的HBV缺乏识别和清除能力。一般认为男性比女性易受乙肝病毒感染,易成为慢性病毒携带者,而女性比男性更容易产生抗体,可能与女性激素的作用有关。由MHC编码的人类白细胞抗原(HLA)在获得性免疫抗原呈递过程中起着重要的作用,这使人们认识到MHC基因位点的明显多态性可能与不同个体患感染性疾病后不同的转归有关。在HBV感染后,宿主的T细胞免疫功能对临床转归起着重要的作用。HLA-肽段复合物能够被T淋巴细胞表面受体识别,进而启动T细胞的活化、增殖及释放细胞因子[3-4]。而肽段与HLA分子结合力的大小取决于人体的HLA基因型,因而HLA基因型可能是影响HBV感染慢性化形成的因素。
HBV感染后宿主会产生免疫反应,针对HBV特异性T细胞应答对病毒的清除、疾病的转归有重要的影响。很多研究都证实在急性乙肝患者体内可以检测到针对HBV的强烈的多克隆多表位的HLA-Ⅰ类限制性的CTL应答,且在临床恢复后可以持续很多年,而慢性乙肝患者这种反应很弱或检测不到。但当慢性乙肝患者经历自发缓解或干扰素诱导的病情缓解时,可以检测到和急性乙肝恢复的患者同样强烈的CTL应答,这就提示在这些患者中病毒的清除,疾病的缓解是由乙肝特异性CTL应答介导的。
综上,在HBV感染以及肝炎的发生过程中,免疫系统扮演着重要角色。免疫应答的强度,尤其是特异性T细胞免疫决定了疾病的转归和预后。目前,随着对HBV感染后免疫应答机制的深入研究,认为特异性T细胞主要由分泌细胞因子和直接细胞毒作用介导病毒清除,而免疫应答在对抗感染的同时也造成了肝细胞和组织的损伤。T细胞免疫应答是治疗性疫苗成功与否的关键因素。研究和探讨特异性或非特异性免疫机制在HBV清除还 肝脏损伤中的作用和相互联系,从中获得乙型肝炎防治的依据和对策,是今后研究方向的重点所在。
参考文献
[1]刘佳文. 慢性乙型肝炎病毒感染者特异性T淋巴细胞应答与临床转归[D].北京协和医学院,2011.
[2]刘佳文,谢静,李太生. 乙型肝炎病毒感染者特异性T淋巴细胞应答与临床转归[J]. 协和医学杂志,2012,03:350-353.
[3]吴月平,张红春,韩刚,沈张平,宋健辉,季沈杰,陈琳. 慢性乙型肝炎病毒感染患者外周血特异性CD8~+T淋巴细胞检测的临床意义[J]. 检验医学与临床,2013,19:2499-2502.
[4]马世武,彭劼,胡小雄,杨玲,陈金军,于乐成,侯金林. 基因B型及C型慢性乙型肝炎患者特异性T淋巴细胞应答的差异[J]. 广东医学,2008,07:1082-1084.
人体感染HBV 后可出现不同的临床转归,包括急性感染后康复和病程慢性化,而慢性感染者也可能出现无症状携带、非活动性携带及慢性乙型肝炎甚至肝细胞肝癌等不同类型。尽管目前乙型肝炎的发病机制尚未完全明确,但由于HBV 并不能直接导致肝细胞病变,研究者们普遍认为机体的病理损伤和病程转归主要与病毒入侵后引发的机体免疫应答有关,针对HBV 抗原的免疫应答强度决定了疾病最终的转归[1]。针对HBV 的免疫应答主要分为固有免疫和获得性免疫,后者作为具有记忆性和特异性的应答体系,在控制病毒中发挥主要作用。本文就HBV特异性T淋巴细胞应答在HBV感染中的作用以及影响HBV感染者不同临床转归的主要因素进行综述。
1 不同T细胞亚群在乙型肝炎病毒感染中的作用
CD4+T细胞是辅助性T细胞,通过产生大量的细胞因子发挥作用。小鼠实验已证实,在HBV感染中特异性Th1型CD4+T细胞可抑制病毒复制;Th2型CD4+T细胞在慢性感染者中的比例高于对照者,故推测其可能与HBV感染的慢性化有关;而Th3型CD4+T细胞在无症状携带者中的比例最高,其可能与Th2型细胞共同调控免疫应答。HBV治疗性疫苗对慢性乙型肝炎作用的研究发现,CD4+T细胞产生的干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)与肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等细胞因子的量与血清HBV-DNA水平负相关,故推测特异性CD4+T细胞应答在慢性HBV感染的疫苗治疗中通过分泌细胞因子的直接作用而控制病毒复制。
多数研究认为CD8+T细胞,即细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)在控制病毒复制、致肝脏细胞损伤方面具有重要的作用[2]。多种方法并用于研究CTL的作用机制,从早期T细胞克隆、有限稀释法、51Cr释放实验等,到近年的HLA-抗原多肽复合物四聚体、胞内细胞因子染色、酶联免疫斑点法(ELISpot)、流式细胞术等。CTL在CD4+T细胞辅助下清除病毒主要通过两种途径:(1)溶细胞作用,CTL直接作用使感染的肝细胞裂解;(2)非溶细胞作用,CTL释放TNF、IFN-γ等细胞因子以降低病毒复制。一项体外实验显示CD8+T细胞对HBV复制的抑制主要通过产生细胞因子的非溶细胞作用实现,利用半透膜将CD8+T细胞和有HBV复制的靶细胞分隔开来,但CD8+T细胞分泌的细胞因子可通过膜上的小孔到达靶细胞,在此培养体系中仍观察到HBV-DNA减低60%-80%,而且在所检测的多种细胞因子中,IFN-γ和TNF-α发挥最主要的作用。
2 不同临床转归乙型肝炎病毒感染者免疫应答的差异
目前普遍认为HBV感染后出现不同临床转归主要与机体产生免疫应答的强度有关。研究显示,与正常人相比,慢性乙型肝炎患者及携带者外周血CD4+T、CD8+T细胞计数减少,而慢性肝炎患者Treg细胞比例增高,提示存在T淋巴细胞亚群失衡及细胞免疫功能紊乱。有研究通过检测细胞因子IFN-γ,证实感染后康复者体内特异性CD4+T、CD8+T细胞的应答较强,而在不能完全清除病毒的慢性感染者体内,特异性CTL应答往往比较微弱甚至完全缺失,故有效的病毒清除与体内HBV免疫优势表位特异性T细胞应答有关。
关于慢性HBV感染者体内免疫缺陷的机制尚未完全明确,可能存在多种机制。如缺少相应的共刺激分子可能会导致特异性T 细胞应答失活:或者由于存在调节性T细胞,限制了HBV特异性T细胞的功能发挥,而导致慢性肝炎的发生。此外,肝窦内皮细胞可将可溶性外来抗原交叉递呈给CD8+T细胞,但此种抗原递呈机制主要诱导CD8+T细胞的免疫耐受而不是有效免疫应答。感染者体内特异性T细胞应答强度与HBV病毒载量有关。与其他病毒感染类似,循环及肝脏内HBV特异性细胞应答与体内HBV-DNA水平呈负相关。
3 影响HBV感染后临床转归的主要因素
HBV感染机体后临床表现及转归差别很大。常见的临床转归有(1)急性肝炎:临床上呈现出肝炎的症状,病程呈自限性,感染后可以完全恢复并获得对再感染的免疫力;(2)慢性肝炎:HBsAg持续阳性超过6个月,有肝炎的临床表现,ALT轻度或中度增高,急性加重时可以很高,病情反复波动,其中有些患者会发展成为肝硬化和原发性肝癌;(3)慢性携带状态:HBsAg持续阳性超过6个月,无任何临床症状和体征,肝功能正常;(4)隐性感染:无肝炎病史,不出现临床症状和体征,但是查血清乙肝标记物可以发现HBsAg阴性,HBsAb和/或HBcAb阳性,对再感染具有免疫力。HBV感染后出现不同临床转归的机制目前尚不完全清除,可能取决于病毒因素和宿主因素两方面。
1.病毒因素
迄今为止,根据HBV全基因核苷酸序列异源性≥8%或者S基因区核苷酸序列异源性≥4%,将HBV病毒株分为A、B、C、D、E、F、G、H共8个基因型。HBV基因型的全球性分布具有明显的地理区域分布特征。亚洲以B型和C型为主。泰国的研究显示在慢性HBV感染者中,感染C型病毒者其血清ALT水平、HBV-DNA定量及e抗原阳性率明显高于感染B型病毒者。B型病毒感染者更多见于无症状携带者而较少见于慢性肝炎甚至肝硬化和肝癌患者中;而C型病毒则与之相反。
HBV的每一个基因区和每一种病毒蛋白都可能发生突变。虽然大多数突变在临床上没有相关的表现,但有一些突变可以导致病毒的免疫逃逸、产生耐药、加重病情或者可以致癌。S基因、前S1及前S2基因突变可以使病毒逃离宿主的免疫。前C区基因可发生多处位点突变,这种突变株是造成HBeAg阴性的慢性乙型肝炎的原因,也可发于干扰素治疗后,提示可能有助于HBV逃离免疫攻击形成慢性感染状态。C基因突变是HBV感染慢性化、肝细胞损伤加重的重要原因。编码DNA聚合酶(DNAP)的P基因突变的发生多与核苷类药物治疗有关,发生突变后可以使病毒复制增加,病情加剧,对药物产生耐受。 2.宿主因素
HBV可以感染任何年龄的人,不同年龄感染有不同的自然过程。HBV感染后的慢性化与感染的年龄密切相关,年龄越小,慢性化的可能越大。因此,母婴传播所造成的慢性携带率较高。主要是由于新生儿和儿童免疫系统功能尚不成熟,对入侵的HBV缺乏识别和清除能力。一般认为男性比女性易受乙肝病毒感染,易成为慢性病毒携带者,而女性比男性更容易产生抗体,可能与女性激素的作用有关。由MHC编码的人类白细胞抗原(HLA)在获得性免疫抗原呈递过程中起着重要的作用,这使人们认识到MHC基因位点的明显多态性可能与不同个体患感染性疾病后不同的转归有关。在HBV感染后,宿主的T细胞免疫功能对临床转归起着重要的作用。HLA-肽段复合物能够被T淋巴细胞表面受体识别,进而启动T细胞的活化、增殖及释放细胞因子[3-4]。而肽段与HLA分子结合力的大小取决于人体的HLA基因型,因而HLA基因型可能是影响HBV感染慢性化形成的因素。
HBV感染后宿主会产生免疫反应,针对HBV特异性T细胞应答对病毒的清除、疾病的转归有重要的影响。很多研究都证实在急性乙肝患者体内可以检测到针对HBV的强烈的多克隆多表位的HLA-Ⅰ类限制性的CTL应答,且在临床恢复后可以持续很多年,而慢性乙肝患者这种反应很弱或检测不到。但当慢性乙肝患者经历自发缓解或干扰素诱导的病情缓解时,可以检测到和急性乙肝恢复的患者同样强烈的CTL应答,这就提示在这些患者中病毒的清除,疾病的缓解是由乙肝特异性CTL应答介导的。
综上,在HBV感染以及肝炎的发生过程中,免疫系统扮演着重要角色。免疫应答的强度,尤其是特异性T细胞免疫决定了疾病的转归和预后。目前,随着对HBV感染后免疫应答机制的深入研究,认为特异性T细胞主要由分泌细胞因子和直接细胞毒作用介导病毒清除,而免疫应答在对抗感染的同时也造成了肝细胞和组织的损伤。T细胞免疫应答是治疗性疫苗成功与否的关键因素。研究和探讨特异性或非特异性免疫机制在HBV清除还 肝脏损伤中的作用和相互联系,从中获得乙型肝炎防治的依据和对策,是今后研究方向的重点所在。
参考文献
[1]刘佳文. 慢性乙型肝炎病毒感染者特异性T淋巴细胞应答与临床转归[D].北京协和医学院,2011.
[2]刘佳文,谢静,李太生. 乙型肝炎病毒感染者特异性T淋巴细胞应答与临床转归[J]. 协和医学杂志,2012,03:350-353.
[3]吴月平,张红春,韩刚,沈张平,宋健辉,季沈杰,陈琳. 慢性乙型肝炎病毒感染患者外周血特异性CD8~+T淋巴细胞检测的临床意义[J]. 检验医学与临床,2013,19:2499-2502.
[4]马世武,彭劼,胡小雄,杨玲,陈金军,于乐成,侯金林. 基因B型及C型慢性乙型肝炎患者特异性T淋巴细胞应答的差异[J]. 广东医学,2008,07:1082-1084.