白細(xì)胞介素21在慢性乙型肝炎中的應(yīng)用價值

汪月娥(綜述)，汪 婷,張繼明，2※(審校)

(1.上海市靜安區(qū)中心醫(yī)院 復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院靜安分院感染科，上海 200040； 2.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院感染科，上海 200040)

乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)感染機(jī)體后，在HBV特異性抗原的刺激下，CD4+T細(xì)胞在不同細(xì)胞因子的作用下分化為輔助性T細(xì)胞(Th)1、Th2、Th17及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)，從而影響細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)之間的平衡。T細(xì)胞亞群和細(xì)胞因子之間的調(diào)節(jié)失衡與HBV感染后慢性乙型肝炎的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切。細(xì)胞因子主要分為六大類，白細(xì)胞介素(interleukin,IL)是其中非常重要的一種。IL的概念是1979年在第二屆淋巴因子國際會議上提出的，指由各種白細(xì)胞產(chǎn)生、介導(dǎo)細(xì)胞間相互作用的因子。目前已命名的IL有30余種。IL-21是近幾年來新發(fā)現(xiàn)的一個多功能、多效應(yīng)的細(xì)胞因子，在細(xì)胞免疫應(yīng)答中的作用至關(guān)重要，在抗腫瘤、自身免疫性疾病、人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus，HIV)感染等發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，IL-21與慢性乙型肝炎的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后有一定關(guān)系。

1 IL-21的發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生及生物學(xué)特性

2000年，Parrish-Novak等[1]克隆并鑒定出一種新的細(xì)胞因子，分子組成包含4個α螺旋簇細(xì)胞因子結(jié)構(gòu)域，有133個氨基酸殘基，命名為IL-21及白細(xì)胞介素21受體(interleukin-21 receptor,IL-21R)。IL-21與IL-2、IL-4、IL-7、IL-9及IL-15同屬于Ⅰ型細(xì)胞因子，有較高的同源性，同為細(xì)胞受體γc家族的單鏈蛋白質(zhì)，具有潛在的細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)作用。

IL-21主要由活化的CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生，包括Th17、自然殺傷性T細(xì)胞(natural killer T cells,NKT)、濾泡性輔助性T細(xì)胞(Tfh)等細(xì)胞亞群。IL-21通過與IL-21R特異性結(jié)合介導(dǎo)多種生物學(xué)效應(yīng)。IL-21及IL-21R在正常的淋巴組織，包括脾臟、胸腺、淋巴結(jié)、外周血淋巴細(xì)胞及纖維化肺組織中均有表達(dá)。IL-21作用于免疫網(wǎng)絡(luò)因子中的多種職能細(xì)胞，對不同階段的B細(xì)胞、T細(xì)胞及自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞均有作用。在特定的刺激物存在時，能促進(jìn)T細(xì)胞增殖及分化，誘導(dǎo)細(xì)胞毒性T細(xì)胞(cytotoxic T cell，CTL)產(chǎn)生；調(diào)節(jié)B細(xì)胞增生，誘導(dǎo)免疫球蛋白的產(chǎn)生，促進(jìn)抗體同類型轉(zhuǎn)化，參與趨動B細(xì)胞分化成漿細(xì)胞，協(xié)助CD8+T細(xì)胞的增殖與活化，參與促進(jìn)Th17細(xì)胞的分化；促進(jìn)NK細(xì)胞增生并分泌干擾素(interferon，IFN)γ、IFN-α，增強(qiáng)NK細(xì)胞殺傷活性，尤其與NK細(xì)胞的功能調(diào)節(jié)密切相關(guān)[2]。

2 IL-21與慢性乙型肝炎的發(fā)生

有關(guān)IL-21與自身免疫性疾病、抗腫瘤等方面的研究較多[3]。在慢性感染性疾病，如HIV感染、慢性淋巴細(xì)胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒感染的發(fā)病中也發(fā)揮重要作用[4]。IL-21是控制HIV及其他慢性病毒感染的關(guān)鍵因子[5]。但近幾年來，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)IL-21在慢性乙型肝炎的發(fā)生、發(fā)展及轉(zhuǎn)歸等方面發(fā)揮了重要的作用，與肝損傷呈正相關(guān)。

HBV感染機(jī)體后，由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞及含IFN的細(xì)胞因子的天然免疫系統(tǒng)立即啟動，參與機(jī)體的固有免疫應(yīng)答。NK細(xì)胞是IL-21的靶細(xì)胞，在IL-7及IL-15的聯(lián)合作用下與IL-21R結(jié)合，促進(jìn)NK細(xì)胞增殖，并分泌大量IFN及趨化因子[6]。這是機(jī)體的第一道免疫防線，NK細(xì)胞殺傷功能的增強(qiáng)，利于各種細(xì)胞因子抑制病毒復(fù)制，甚至清除病毒。這一時期，肝細(xì)胞內(nèi)IFN-α、IFN-β釋放增多。但也有研究發(fā)現(xiàn)，體外條件下，大劑量IL-21可誘導(dǎo)NK細(xì)胞凋亡[7]。HBV感染機(jī)體后，單純的天然免疫應(yīng)答一般不能徹底將其清除，需要由B細(xì)胞及T細(xì)胞介導(dǎo)的特異性免疫應(yīng)答參與反應(yīng)。此時需通過激活其他的抗原呈遞細(xì)胞，如庫普弗細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞(dendritic cell，DC)對病毒進(jìn)行處理和加工，發(fā)揮抗病毒作用。DC是體內(nèi)最強(qiáng)大的抗原呈遞細(xì)胞，也是IL-21的靶細(xì)胞，可分泌各種細(xì)胞因子和趨化因子，放大免疫效應(yīng)，直接影響機(jī)體的細(xì)胞免疫應(yīng)答和體液免疫應(yīng)答，其功能受到IL-21的調(diào)節(jié)。但Brandt等[8]研究發(fā)現(xiàn)，IL-21對DC起著負(fù)性調(diào)節(jié)作用，可抑制DC的活化及增殖。

3 IL-21與慢性乙型肝炎的發(fā)展

HBV不直接作用于肝細(xì)胞，不造成肝細(xì)胞的直接損傷，而是通過免疫應(yīng)答導(dǎo)致肝細(xì)胞發(fā)生炎癥和壞死。非特異性免疫應(yīng)答為肝細(xì)胞抵抗HBV感染的第一道防線，機(jī)體免疫功能正常時，成人感染HBV后可將其徹底清除。這一過程，有三種協(xié)同聯(lián)合效應(yīng)同時存在：①HBV特異的CTL介導(dǎo)的溶細(xì)胞作用；②CTL分泌的非溶細(xì)胞性細(xì)胞因子；③天然免疫細(xì)胞分泌的IFN-α、IFN-β、IFN-γ參與抑制HBV的復(fù)制作用。Publicover 等[9]應(yīng)用轉(zhuǎn)基因鼠模型分析IL-21的表達(dá)，研究發(fā)現(xiàn)，成年鼠體內(nèi)IL-21的表達(dá)顯著高于幼年鼠，HBV的免疫應(yīng)答與年齡有相關(guān)性。在人類，HBV的免疫應(yīng)答與年齡也有依賴性，成人感染HBV后易于清除，在兒童則易進(jìn)展為慢性感染。IL-21在HBV感染后的年齡依賴性中發(fā)揮著關(guān)鍵作用[10]。

HBV感染新生兒或有免疫缺陷者，常可造成持續(xù)性慢性感染。HBV感染機(jī)體后，活化NK細(xì)胞，激活DC，機(jī)體啟動相應(yīng)的體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)，加速CD4+Th1及CD8+CTL的活化。這一過程中，常出現(xiàn)CD4+Th功能的耗竭，導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞功能缺失及病毒持續(xù)感染[11]。最新的研究證明，CD4+T細(xì)胞分泌的IL-21對維持CD8+T細(xì)胞的功能發(fā)揮重要作用。IL-21可促進(jìn)CD8+T細(xì)胞效應(yīng)分子分泌，增強(qiáng)HBV感染過程中CD8+T細(xì)胞應(yīng)答，維持CD8+T細(xì)胞的殺傷功能，在清除病毒和控制感染慢性化中發(fā)揮重要作用。

人感染HBV后，出現(xiàn)不同的臨床轉(zhuǎn)歸，主要取決于病毒感染后人體免疫系統(tǒng)和病毒的相互作用。在丁艷榮等[12]所進(jìn)行的研究中，設(shè)想急性乙型肝炎時，IL-21的表達(dá)可能升高，從而促進(jìn)機(jī)體對HBV的免疫清除，其實驗結(jié)果提示，IL-21 CD4+T細(xì)胞在急性乙型肝炎組、HBV攜帶者組中較正常對照組升高，IL-21在HBV感染的不同階段，外周血CD4+T細(xì)胞的表達(dá)有一定差異，且與Th17細(xì)胞亞群有相關(guān)性，故根據(jù)結(jié)果得出結(jié)論，推測IL-21在HBV感染的發(fā)病機(jī)制中可能發(fā)揮一定作用。黃璇等[13]研究認(rèn)為，HBV慢性感染導(dǎo)致血清IL-21水平升高，其發(fā)現(xiàn)類似于慢性淋巴細(xì)胞脈絡(luò)叢腦膜炎病毒感染中的發(fā)現(xiàn)，說明IL-21可能與機(jī)體控制HBV復(fù)制有關(guān)。在乙型肝炎表面抗原攜帶狀態(tài)、乙型肝炎e抗原(HBeAg)陽性或陰性的慢性乙型肝炎患者中，血清IL-21的表達(dá)均有增加。Hu等[14]在包括慢加急性肝衰竭的研究中發(fā)現(xiàn)，相較于中度慢性乙型肝炎及對照組，重度慢性乙型肝炎患者，其外周血單個核細(xì)胞中的CD4+T細(xì)胞分泌的IL-21的水平最高，且與Meld評分及病死率有相關(guān)性。乙型肝炎相關(guān)的急性肝衰竭恢復(fù)期的患者，IL-21的水平下降，CD4+IL-21的細(xì)胞頻數(shù)也隨之下降。Pan等[15]研究發(fā)現(xiàn)，慢加急性肝衰竭患者外周血IL-21表達(dá)增高，且與谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素呈正相關(guān)，與白蛋白呈負(fù)相關(guān)，研究進(jìn)一步證實IL-21與慢加急性肝衰竭的發(fā)病及炎癥程度有關(guān)，可能參與了HBV感染后的發(fā)病及臨床轉(zhuǎn)歸，并可作為判斷肝臟炎癥程度的指標(biāo)。何登明等[16]學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，HBeAg陽性和陰性的慢性乙型肝炎分別有21個和15個因子與谷丙轉(zhuǎn)氨酶呈顯著相關(guān)，在HBeAg陰性慢性乙型肝炎患者中IL-21與丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶有顯著相關(guān)，認(rèn)為IL-21的表達(dá)上調(diào)所起的免疫效應(yīng)改變可能與HBeAg陰性慢性乙型肝炎形成機(jī)制有關(guān)。

4 IL-21與肝纖維化及肝硬化

肝纖維化是由于各種原因所致的慢性肝臟炎癥壞死，通過一系列細(xì)胞因子的旁分泌及自分泌作用，將肝星狀細(xì)胞(hepatic stellate cell，HSC)激活為肌成纖維細(xì)胞，該細(xì)胞大量增殖并產(chǎn)生大量膠原等細(xì)胞基質(zhì)，同時其降解減少，最終導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)大量在肝臟沉積。肝纖維化是一動態(tài)過程，HSC是肝纖維化發(fā)生、發(fā)展過程的中心環(huán)節(jié)，其激活是肝纖維化發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵，但其激活受到多種細(xì)胞因子正相和負(fù)相的調(diào)節(jié)。肝纖維化是各種慢性肝病向肝硬化發(fā)展的必經(jīng)階段。肝硬化是肝纖維化的發(fā)展結(jié)果，最后可導(dǎo)致門脈高壓和肝衰竭。

T細(xì)胞分為CD4+Th、CD8+T及CD4+、CD25+、Foxp3+Treg。CD4+Th是機(jī)體免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)的中心，CD4+細(xì)胞根據(jù)產(chǎn)生細(xì)胞因子和生物功能的不同，可分為Th1亞群、Th2亞群及Th17亞群。Th1亞群主要促進(jìn)細(xì)胞免疫應(yīng)答，Th2亞群主要促進(jìn)體液免疫應(yīng)答。Th1/Th2的平衡在HBV感染慢性化機(jī)制中起著十分重要的作用。IL-21對T細(xì)胞的各個亞群均有顯著作用。IL-21與IL-4及IL-6共同誘導(dǎo)CD4+Th向Th2分化，并產(chǎn)生Th2因子，增強(qiáng)體液免疫應(yīng)答，誘導(dǎo)B細(xì)胞、肥大細(xì)胞及嗜酸性粒細(xì)胞增生、分化和活化，介導(dǎo)體液免疫應(yīng)答，對炎癥有一定的抑制作用，并誘導(dǎo)肝纖維化。四氯化碳誘導(dǎo)的小鼠纖維化模型中發(fā)現(xiàn)，CD8+T細(xì)胞的存在會加強(qiáng)肝纖維化，CD4+T細(xì)胞的存在會抑制肝纖維化。Feng等[17]的研究發(fā)現(xiàn)，在HBV相關(guān)的肝硬化患者中，外周血IL-21 CD4+T細(xì)胞的數(shù)量、血漿IL-21水平有明顯增加，且肝內(nèi)的IL-21細(xì)胞數(shù)明顯聚集。體外研究發(fā)現(xiàn)，IL-21伴有平滑肌肌動蛋白的表達(dá)，并抑制人HSC-LX2細(xì)胞凋亡，LX2細(xì)胞產(chǎn)生膠原的數(shù)量也有上調(diào)。其結(jié)論顯示，通過HSC的激活，IL-21介導(dǎo)HBV相關(guān)的肝硬化，故中和IL-21可能是一種治療肝硬化的新策略。

5 IL-21與抗病毒治療的應(yīng)答

2012版的歐版慢性乙型肝炎抗病毒治療指南中指出，該治療的理想終點為HBeAg陽性和陰性患者于停藥后持久HBeAg的消失，即乙型肝炎治愈；滿意的治療終點為HBeAg陽性患者獲得持久HBeAb血清學(xué)轉(zhuǎn)換或基線HBeAg陰性患者于停藥后持久的病毒學(xué)和生化學(xué)應(yīng)答，且HBeAg持續(xù)陰性。HBeAg的血清轉(zhuǎn)換與多種因素有關(guān)。有研究報道[18]，IL-21的主要作用是參與調(diào)節(jié)機(jī)體的體液免疫應(yīng)答，可促進(jìn)小鼠抗體的分泌與型別轉(zhuǎn)換。胡春蓉等[19]報道了IL-21作用于慢性乙型肝炎患者對B細(xì)胞增殖功能的影響，通過IL-21、IL-4、IL-10分別作用于慢性乙型肝炎患者的外周血單個核細(xì)胞,用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測外周血單個核細(xì)胞中的HBeAb水平，IL-21有促B細(xì)胞增殖及促HBeAb產(chǎn)生的作用，且明顯強(qiáng)于IL-4及IL-10,約為IL-4的1.6倍、IL-10的1.55倍。IL-21的促抗體分泌作用為IL-10的100倍。IL-10是重要的體液免疫分子之一，對B細(xì)胞的分化及免疫球蛋白的分泌都有明顯的促進(jìn)作用，由此可見，IL-21在慢性乙型肝炎的臨床免疫及疾病轉(zhuǎn)歸方面有一定作用。Ma等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，IL-21在慢性乙型肝炎抗病毒治療過程中，其血清水平的升高與免疫應(yīng)答的激活有關(guān)，血清IL-21是HBeAg血清學(xué)轉(zhuǎn)換的一個生化指標(biāo)。其文中指出，抗病毒治療12周時的IL-21的水平越高，經(jīng)過1年的抗病毒治療后獲得HBeAg血清轉(zhuǎn)換的概率越高，且與HBV DNA定量一樣，均是獨立預(yù)測治療1年發(fā)生HBeAg血清轉(zhuǎn)換的主要指標(biāo)。但Zou等[21]研究顯示，IFN治療組的IL-21的水平顯著高于核苷(酸)類似物組，HBeAg陽性組低于HBeAg陰性組，雙變量分析未發(fā)現(xiàn)IL-21與肝功能指標(biāo)有明顯相關(guān)。研究結(jié)果提示，有免疫調(diào)節(jié)作用的IFN可能會增加IL-21的血清水平，核苷(酸)類似物則會降低慢性乙型肝炎患者的IL-21的水平，HBeAg陽性組IL-21低于HBeAg陰性組，提示IL-21可能抑制HBeAg的表達(dá)。

6 結(jié) 語

IL-21是一種具有潛在免疫調(diào)節(jié)作用的Ⅰ型細(xì)胞因子，主要來源于CD4+T細(xì)胞及NKT細(xì)胞。IL-21可作用于免疫網(wǎng)絡(luò)因子中的多種職能細(xì)胞，對不同階段的B細(xì)胞、T細(xì)胞及NK細(xì)胞均有調(diào)節(jié)作用。在腫瘤疾病、自身免疫性疾病及病毒的慢性感染中均起到一定作用，其在慢性乙型肝炎中的應(yīng)用正逐步成為熱點，從目前的信息可明確，IL-21與慢性乙型肝炎的發(fā)生、發(fā)展及抗病毒治療的預(yù)后等方面均有一定的相關(guān)性，推測可作為慢性乙型肝炎肝硬化治療的一個新指標(biāo)。

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