首页 >> 研究进展
丙型肝炎的免疫学发病机制
发布时间: 2012-04-20    人气指数:1005

重庆医科大学附属第二医院    任红 教授

目前一般认为除HCV在肝内复制造成肝细胞直接损伤可能为丙型肝炎发病的重要机制外,免疫介导损伤作用可能是HCV致病的主要原因,通过近年的研究对其认识有所加深。

1. HCV感染的体免疫:HCV感染后约7-8周,机体内通常可以检测到病毒特异性抗体,尽管抗体是否可抑制病毒感染尚未可知。在黑猩猩体外治疗研究中证实,抗体对HCV感染具有保护作用,并通过改变对抗体应答的主要位点-E2糖蛋白高变区的序列来预测对人类的效果,也发生了抗体的血清学转换。这些序列的改变被认为是免疫逃逸突变,以致于HCV几乎能适应CD8+ T淋巴细胞等的选择性免疫压力。另一方面,由于自然获得性抗体不能保护黑猩猩及人类的HCV再感染,其在HCV感染的保护性作用受到质疑。在对黑猩猩的研究中发现,HCV的感染可不伴随抗体的增高,在人类HCV感染中,常规方法也检测不出血清的变化。对抗HCV抗体在HCV感染中是否对HCV有抑制作用,尚需进一步通过体外模型研究加以证实。对这一点的研究进展近来有所报道,用具感染活性的豆病毒质粒携带裸HCV包膜糖蛋白已被用于筛选慢性HCV感染对象中能产生HCV中和抗体的基因型,然而这些抗体在HCV感染的个体中甚为憾见,提示在HCV感染机体后尚有其它重要的适应性免疫机制存在。

2T细胞免疫、HCV复制及肝损伤:(1)急性感染:在病毒感染后几天内,血浆即可测出HCV RNA6-10周达到高峰,一些个体肝功能衰竭者产生了CD4+CD8+ T细胞应答在一定程度上解释了难以控制的病毒血症,个体患者的病毒基因频谱,瞬时或持续抑制HCV复制均与HCV特异性CD4+CD8+ T细胞免疫应答显著相关。至于细胞免疫何以能持续数周,以至人类及黑猩猩最终如何清除病毒尚不清楚。病毒在充分控制后常常发生反跳即为病毒持续感染的先兆。干扰素γ可能与HCV感染的部分患者肝细胞损伤有关,可限制CTL介导的肝损伤。

2)慢性感染:HCV特异性CD8+ T细胞在病毒感染后肝脏中可存在数年,因而可在一定程度上抑制病毒的复制及肝脏疾病的进展。

关于病毒复制,引人注目的仍然还是血清病毒水平,尽管不同个体病毒水平相差很大,相关肝内CTL量与病毒载量并不一致,因而,不管是因为慢性丙型肝炎HCV被控制还是不同个体之间的个体差异,都与疾病的严重程度无关。一些研究证明,血清学转换与CD8+ T淋巴细胞浸润有关,但可能只有少数浸润为HCV特异性的,肝内前炎症细胞趋化因子信使RNA水平与早期炎症及纤维化程度有关。然而,是否HCV特异性趋化淋巴细胞是前炎症细胞因子如HCV相关慢性肝炎的IFN等的主要来源尚未可知。重要的是,其它类型炎症细胞如巨噬细胞介导的组织损伤也见于慢性肝炎。

因而,对慢性肝细胞损伤中抗原特异性及抗原依赖性机制孰轻孰重进行研究评价十分必要。

3T淋巴细胞在病毒清除及持续感染中的作用:对于T细胞应答是引起瞬时还是持续的病毒抑制还不完全清楚,研究主要集中在急性期T细胞靶位肽的数目,其血清水平以及转归(清除或持续感染)。CD8+ T细胞应答情况可能是最佳的评价指标,成功的应答通常指向HCV结构或非结构蛋白的MHC I类限制性多肽,对抗单个多肽的频率常超过3%-4%。有趣的是,后来HCV特异性CD8+ T细胞的增加可能伴随着IFNγ产生的延迟,尽管这种现象的意义尚未可知。

慢性感染常通过小量CTL识别一些抗原决定簇显现出来,虽然有时这种免疫应答基本能清除感染。HCV特异性CTL在阻止持续感染并非必需,但在血中很难清除,可持续存在数年之久,并且在一些病毒中有着惊人的抗原肽识别谱。比如,对HCV感染数年的黑猩猩研究发现,感染肝内CTL群可同时识别8HCV抗原肽,从不同时间点分离出来的T细胞克隆仍具有结合T细胞受体启动信号传导的功能,从基因水平证实了其不管有无病毒复制均具有很强的稳定性。

     肝内CTL群通常是曾经的急性期强免疫反应的延续,CD8+ T强免疫应答在急性期清除病毒总是伴随着强而持久的病毒结构与非结构蛋白诱导的CD4+ T细胞增殖。相反,与自然清除病毒的感染者比,在一些持续感染的患者,HCV抗原诱导的T细胞增殖作用较弱或后缺失。然而,在急性感染清除期,并不能观察到CD4+T细胞的增殖反应,虽然这并不能预示早期引起肝细胞损伤(转氨酶升高)的病毒发生免疫逃逸。

由于急性丙型肝炎总伴随着HCV特异性CD8+ TCTL的增加,并表现为激活机制,可能是一种免疫病理变化,但奇怪的是,有时急性感染在未有转氨酶升高时便自动清除了,这可能提示存在T细胞介导的IFNγ等细胞因子诱导CD4+ T (TH)激活形成的非溶细胞清除机制。极为重要的是,如果急性肝炎期HCV特异性增殖缺乏,则预示着持续感染。此外,应答短暂或迟缓,CD4+T就很难识别MHC II限制性多肽。例如,一项研究显示,很少有HCV特异性CD4+T细胞缺乏的持续HCV感染者能识别超过14种以上的HCV抗原肽从而清除病毒的。

尽管有较宽的抗原肽识别谱,早先对急性感染并清除病毒的黑猩猩研究还是提示,大多特异性CD4+T细胞应答是综合性的,起初仅针对抗原决定基,后来在病毒血症得到一定控制后才识别其它表位。在病毒感染及控制过程中,Th应答是否短暂局限尚需要进一步探讨。

4.记忆T细胞及HCV清除:病毒血症的控制总是伴随着CD4+CD8+T细胞免疫反应的减弱,几乎已确切证实在细胞免疫后期通常发生程序性死亡。这种反应后期病毒反跳反应了在肝内病毒基因清除减慢及HCV特异性T细胞死亡间存在着精确地调节平衡。这种病毒血症的反跳在短暂控制后形成持续感染,也显示了急性丙肝后期易发生T细胞免疫逃逸。相反,感染被成功控制则形成持久的免疫记忆,例如,大多采用单一来源免疫球蛋白免疫者,往往在18年后,血中还有较强的HCV特异性T细胞应答,尽管其强度已大大减弱。

由于在自然清除HCV感染的黑猩猩体内发现能识别HCV抗原的T细胞,可能已经在肝内建立了持久的免疫记忆。T细胞记忆的提出就很好地解释了为什么感染并自然清除过HCV者病毒再感染率极低了。基于这种观点,通过免疫黑猩猩来观察再感染的易感性,发现伴随着大量CD4+CD8+T细胞免疫被唤起,病毒血症的高峰明显下降,持续时间也明显缩短。重要的是黑猩猩体内抗体介导CD8+T细胞损耗后,相同强度的HCV感染引起的病毒血症时间延长,其病毒的清除与CD8+T细胞同时出现。采用抗CD4抗体处理组进行平行研究则发现HCV持续感染,提示记忆性CD4+T细胞在感染所引起的结果中有着重要作用。

5HCV持续感染机制:就目前研究来看,对HCV急、慢性感染后CD4+CD8+T细胞的变化尚不清楚,存在各种各样的假设机制,都值得注意,然而,均无确切的研究加以证实,也没人能解释CD4+T细胞的生成不足及CD4+Th细胞如何维持。但需强调的是,在非进展期肝病患者,细胞免疫具很强的HCV敏感性,任何免疫逃逸模型均可解释为抗原特异性细胞免疫的缺陷,但应除外被感染T细胞及抗原提呈细胞结构的破坏。在一些持续感染个体,T细胞活性被病毒蛋白结合表面受体后抑制,也很难发挥正常的免疫功能。象病毒核壳等病毒蛋白的免疫活性就已在体外细胞培养实验中得到证实。可能只有当病毒感染肝脏甚至达到急性丙肝病毒高峰期,方能达到抑制病毒所需启动蛋白浓度。

现提出的许多假设机制均与HCV特异性免疫缺陷有关,其中两种提法比较引人注目,尽管研究还不深入,其一是向HCV感染肝脏集聚的T细胞不足,其二是抗原表达的减弱。由于其可以解释一些HCV感染个体HCV特异性T细胞不能持续应答或延迟应答者HCV特异性T细胞明显缺乏而尤被人们关注。可能树突状细胞在初始免疫中的潜力及功能敏感程度是其成熟及向T细胞提呈抗原效果所必需的。例如,虽然自然杀伤细胞是控制HCV感染的初始免疫中重要的主角,却可能被HCV E2包膜蛋白抑制,它们同时也是DC的强力激动剂。然而,近来的细胞模型实验研究显示,持续HCV感染者对NK细胞的下调信号可以干扰其介导DC成熟,HCV感染中病毒蛋白作用于DC也可能更直接地介导抑制抗原表达。源自持续感染患者血中单个核细胞的DC可能成熟障碍或对异源性T细胞应答障碍,但并无更多的研究进一步证实。这种全面持久的功能缺陷能否持续到慢性期尚无临床研究证实。另一方面,急性HCV感染期DC功能的短时缺陷则可有效改变并维持T细胞免疫的时限及活力。

免疫逃逸的另外三种机制包括抗原决定基变异逃逸、功能溃乏及T细胞活性调节倒在不少研究中得到证实,但它们在HCV持续感染中的作用尚未可知。大量研究都围绕着HCV特异性CD8+T细胞免疫,而对于CD4+的辅助作用尚未有研究。

作为高变异的RNA病毒,HCV基因的多样性使其很容易避开CD8+T细胞。病毒NS5B蛋白,一种错配的RNA依赖的RNA酶,由于极易产生潜在避开识别的小片段的变异而被认为是一种免疫逃逸分子,由于氨基酸被替换引起蛋白酶结构与MHC分子结合能力减弱,抗原决定基可能缺失,氨基酸的改变便改变了CTLMHC-多肽复合物的识别作用。

HCV具高度变异性,但在一些慢性感染患者体内仍不能逃脱多特异CTL的免疫应答,在急性感染后数周CD8+T细胞被激活及增加延迟可能与潜在的免疫逃逸密切相关。这种延迟可能并不影响CTL的免疫应答,但如果再有先天CD4+T细胞缺陷则会导致HCV持续感染,并且CD8+T细胞功能也可能被削弱,不再具清除病毒的能力,但仍能对变异病毒产生免疫压力。这种缺乏辅助而导致HCV特异性CD8+T细胞效力被破坏的观点已在最近对黑猩猩的研究中得以证实;但另有学者认为,抗体介导的CD4+T细胞损耗时,相同强度的HCV感染导致持续感染与HCV针对CTL MHC I类限制性多肽逃逸变异有关。

另一种可能的免疫机制就是CD8+T细胞介导的病毒清除作用是针对变异引起的保护性抗原决定基,然而,目前尚无研究结果支持这种假设,抗原决定基既不明显也很难从感染者HLA I情况进行推测。由于对一些抗原决定簇固有的免疫应答并受与感染结局相关的MHC II基因影响,这种关于CD4+T细胞构成免疫选择压力的假设倒颇引人注目。然而,尽管HCV HLA II类抗原决定基氨基酸的替换可影响细胞因子的表达及拮抗或消除TH细胞活性的模式,但鲜有对MHC II类抗原决定簇的深入研究,就是在HCV持续复制条件下,氨基酸的置换突变也难以看到,重要的是,尚缺乏证据证明引起氨基酸发生置换突变的变异率在HCV基因中MHC II限制性抗原决定簇较非限制性抗原决定簇或非决定基为高,值得注意的是,大量T细胞抗原决定簇在HCV持续复制中并未涉及,也并未变异,尽管CD8+T细胞应答强而集中。这些结果提示免疫逃逸机制并不仅仅是规避抗原特异性T细胞。对另外两种机制(调节T细胞群的产生及功能缺失)的研究提示在HCV特异性T细胞存在的情况下,尚有多种途径建立或维持病毒的持续感染状态。

     此外免疫缺陷和应答无力也可能是HCV感染慢性化的机制这一。