T淋巴細(xì)胞和NK細(xì)胞在慢性乙型肝炎病毒感染中的作用

梁 艷， 王 皓， 仲人前

(第二軍醫(yī)大學(xué)附屬長征醫(yī)院實(shí)驗(yàn)診斷科，上海 200003)

中國人群乙型肝炎病毒(hepatitis B virus，HBV)表面抗原陽性率約為7.18%，其中慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B，CHB)患者約2000萬[1]。CHB仍是嚴(yán)重危害我國人民健康的重大傳染病。大部分學(xué)者認(rèn)為乙型肝炎患者肝細(xì)胞損傷的主要原因是機(jī)體對HBV表達(dá)產(chǎn)物產(chǎn)生免疫反應(yīng)所致，并非HBV直接造成的[2]。因此，我們將就細(xì)胞免疫，尤其T細(xì)胞及自然殺傷(natural killer，NK)細(xì)胞在慢性HBV感染中作用的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，為乙型肝炎的診治提供新的思路。

一、HBV慢性感染宿主T淋巴細(xì)胞的免疫應(yīng)答

(一)有效的T細(xì)胞應(yīng)答是控制病毒感染的關(guān)鍵

人體感染HBV后，T細(xì)胞在特異性免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用。若T細(xì)胞通過有效的溶細(xì)胞或非溶細(xì)胞機(jī)制清除病毒，感染得到控制，反之病毒長期存在。乙型肝炎患者外周血CD4+T細(xì)胞數(shù)明顯低于正常對照，而CD8+T細(xì)胞數(shù)明顯高于正常對照，CD4+/CD8+比值顯著低于正常對照，表明感染者CD4+T細(xì)胞生成減少，導(dǎo)致特異性抗體產(chǎn)生不足，不能有效清除游離的HBV，造成病毒在體內(nèi)持續(xù)存在并影響 CD8+T細(xì)胞活性;而CD8+T細(xì)胞的增加主要是抑制性T(suppressor T，Ts)細(xì)胞增加，Ts細(xì)胞能抑制免疫反應(yīng)，從而使機(jī)體對HBV反應(yīng)低下;Ts細(xì)胞增殖，加重了免疫抑制[3]。另一方面，細(xì)胞毒性 CD8+T細(xì)胞在病毒清除過程中發(fā)揮重要作用，一是通過細(xì)胞毒性作用清除病毒感染的肝細(xì)胞，二是在干擾素(interferon，IFN)和腫瘤壞死因子 α(tumor necrosis factor-alpha，TNF-α)的作用下，減少 HBV 基因的表達(dá)和復(fù)制，發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。對于慢性HBV感染，針對外膜表位(183-191)的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)是最主要的。HBV DNA拷貝數(shù)越低的CHB患者對HBc18-27表位的反應(yīng)性越強(qiáng)，表明針對核心抗原的T細(xì)胞反應(yīng)在病毒控制中的作用至關(guān)重要[4]。宿主的HBV特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocyte，CTL)數(shù)量的不足影響對病毒的清除，從而導(dǎo)致HBV持續(xù)感染。Reignat等[5]發(fā)現(xiàn)，HBV慢性感染患者HBV表位特異性CTL缺失或低于正常水平。有證據(jù)表明，HBV慢性感染者以適應(yīng)性免疫應(yīng)答減弱為特征，表現(xiàn)為感染早期CD4+T細(xì)胞無效以及其后HBV特異性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答在數(shù)量和質(zhì)量上的失效[6]。

多項(xiàng)研究表明輔助性T細(xì)胞1(T helper cell 1，Th1)和輔助性 T 細(xì)胞2(T helper cell 2，Th2)平衡在HBV感染的轉(zhuǎn)歸中起著重要作用。Th1細(xì)胞占優(yōu)勢，傾向于發(fā)生急性自限性感染和HBV清除;而Th2細(xì)胞占優(yōu)勢，傾向于發(fā)生持續(xù)的慢性HBV感染。T細(xì)胞亞群的調(diào)節(jié)紊亂是HBV在體內(nèi)持續(xù)復(fù)制的主要原因。

(二)抗病毒CD8+和CD4+T細(xì)胞功能耗竭是造成HBV感染慢性化的重要因素

在HBV慢性感染過程中，機(jī)體抗病毒的T細(xì)胞應(yīng)答不能有效地控制病毒復(fù)制，其原因主要是抗病毒CD8+和CD4+T細(xì)胞功能耗竭。T細(xì)胞功能耗竭主要表現(xiàn)為:T細(xì)胞表面抑制性受體，包括程序性死亡分子1(programmed death-1，PD-1)、細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen-4，CTLA-4)、T 淋巴細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白分子3(T cell immunoglobulin and mucin-domain 3 ，Tim-3)、CD244等表達(dá)明顯上調(diào)[7];CD8+T細(xì)胞抗病毒細(xì)胞因子的分泌減少，對受染靶細(xì)胞的殺傷受抑制，細(xì)胞凋亡增加;CD4+T細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌減少，增殖功能受損等。PD-1是B7/CD28家族的重要成員，主要誘導(dǎo)表達(dá)在CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞、NKT細(xì)胞、B細(xì)胞以及活化的單核-巨噬細(xì)胞。PD-1/程序性死亡分子配體1(programmed death ligand-1，PD-L1)通過抑制T細(xì)胞的活化和增殖來負(fù)調(diào)控T細(xì)胞免疫應(yīng)答，并在啟動(dòng)和效應(yīng)階段2個(gè)層次負(fù)調(diào)控B細(xì)胞免疫應(yīng)答的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。CHB患者CD4+T細(xì)胞PD-1的表達(dá)水平與HBV DNA載量呈正相關(guān)，肝內(nèi)HBV特異性CD8+T細(xì)胞亦表達(dá)高水平的PD-1，PD-1/PD-L1的上調(diào)與肝臟炎癥和丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase，ALT)升高有關(guān)[8]，表明 PD-1/PD-L1 分子有望成為控制HBV慢性感染的潛在治療靶點(diǎn)。CHB患者抗原特異性T細(xì)胞表面Tim-3表達(dá)明顯增高，且與肝臟炎癥的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，與血漿IFN-γ的水平呈負(fù)相關(guān)[9]。有研究發(fā)現(xiàn)CHB患者存在凋亡相關(guān)基因Bim(Bcl-2 interacting mediator of cell death)介導(dǎo)的HBV特異性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答缺陷。HBV特異性CD8+T細(xì)胞表達(dá)高水平的Bim，同時(shí)CTLA-4的表達(dá)亦上調(diào)，并均與HBV病毒載量相關(guān)。體內(nèi)外阻斷Bim介導(dǎo)的凋亡能恢復(fù)HBV特異性CD8+T細(xì)胞功能，阻斷CTLA-4介導(dǎo)的共抑制作用可減少Bim的表達(dá)[10]。一項(xiàng)有關(guān)CHB患者抗病毒治療的隊(duì)列研究顯示HBV DNA的抑制可以短暫地恢復(fù)HBV特異性CD8+T細(xì)胞數(shù)量，但不會(huì)改變其CTLA-4和Bim高表達(dá)的耐受表型。CTLA-4的阻斷使得外周血及肝內(nèi)分泌IFN-γ的HBV特異性CD8+T細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)[11]。

病毒特異性T細(xì)胞分泌免疫抑制性細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-10，抑制 IFN-α 的產(chǎn)生，促進(jìn)漿樣樹突狀細(xì)胞的凋亡，減少抗原特異性CD8+T細(xì)胞數(shù)量。除了免疫抑制性受體和免疫抑制性細(xì)胞因子的作用外，調(diào)節(jié)性 T細(xì)胞(regulatory T cells，Treg)亦具有抑制天然和獲得性免疫、維持自我耐受的功能。CHB患者肝臟浸潤的CD4+CD25+FoxP3+Treg細(xì)胞數(shù)量明顯增高，且與HBV病毒載量呈正比[12];Treg細(xì)胞可抑制HBV特異性T細(xì)胞增殖，抑制CTL功能和IFN-γ分泌。抑制Treg細(xì)胞的功能可促進(jìn)HBV核心抗原特異性CD4+T細(xì)胞的擴(kuò)增[13]，表明肝內(nèi)Treg細(xì)胞抑制CHB患者的抗病毒免疫反應(yīng)。然而，Treg細(xì)胞的數(shù)量與血清ALT水平呈負(fù)相關(guān)，提示Treg細(xì)胞可發(fā)揮抗炎的效應(yīng)[14]。

目前認(rèn)為引起T細(xì)胞功能耗竭的因素很多，包括抗原暴露的水平、IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor beta，TGF-β)等抑制性細(xì)胞因子的作用及Treg細(xì)胞等。T淋巴細(xì)胞持續(xù)暴露于HBV抗原及高水平的抗原載量是引起細(xì)胞功能耗竭的主要因素。實(shí)驗(yàn)性或干預(yù)性降低HBV病毒載量可部分恢復(fù)CHB患者T細(xì)胞的功能。因此，在病毒量很高的患者中反而抑制了HBV特異性T細(xì)胞的應(yīng)答，尤其對于肝臟浸潤的T細(xì)胞。馮霞等[15]分析了CHB患者抗病毒治療前后對HBV抗原特異性T淋巴細(xì)胞的免疫應(yīng)答，結(jié)果表明抗病毒治療后，患者對HBV特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答有所增強(qiáng)，可能與HBV DNA的下降有關(guān)。

基于HBV慢性感染導(dǎo)致T細(xì)胞功能耗竭的最新研究，目前提出了一些新的免疫調(diào)節(jié)治療方法，包括采用抑制性受體的抗體或融合蛋白阻斷病毒特異性T細(xì)胞抑制性受體的功能，減少IL-10、TGF-β的產(chǎn)生，阻斷Treg細(xì)胞的免疫抑制作用等，但這些新的干預(yù)手段目前仍處于實(shí)驗(yàn)階段。值得注意的是，新的免疫調(diào)節(jié)手段可能會(huì)打破機(jī)體免疫自穩(wěn)的狀態(tài)，導(dǎo)致免疫病理損傷、自身免疫或?qū)τ谛掳l(fā)感染免疫反應(yīng)性不足等[16]。

(三)Th17細(xì)胞和濾泡輔助 T(T follicular helper，Tfh)細(xì)胞等新功能亞群在CHB的作用

Th17細(xì)胞是效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞的亞群，主要分泌 IL-17A、IL-17F、IL-22及 IL-21。IL-6和TGF-β可誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的產(chǎn)生。研究報(bào)道Th17細(xì)胞在CHB患者的肝臟中浸潤，參與肝臟炎癥過程[17-18]。CHB患者肝內(nèi)及循環(huán)中Th17細(xì)胞比例及血清IL-17水平明顯高于對照組，并與血清HBV DNA載量、ALT水平及肝臟的病理分期呈正相關(guān)。Th17細(xì)胞比例低或IL-17水平下降的患者預(yù)后更好，因此CHB患者Th17細(xì)胞可能導(dǎo)致免疫炎癥損傷和疾病進(jìn)展[19-20]。在體外，IL-17促進(jìn)樹突狀細(xì)胞和單核細(xì)胞的活化，增強(qiáng)促炎細(xì)胞因子 IL-1β、IL-6、TNF-α 和 IL-23 的表達(dá)[21]。IL-23是促進(jìn)Th17細(xì)胞擴(kuò)增的促炎因子，CHB患者血清和肝內(nèi)IL-23表達(dá)水平明顯增高，且與組織學(xué)活動(dòng)指數(shù)評分、HBV DNA載量、血清ALT和天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase，AST)水平呈正相關(guān)。此外，HBx蛋白通過細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)/核因子 κB(nuclear factor-κB，NF-κB)通路的活化，促進(jìn)IL-23啟動(dòng)子的活化，導(dǎo)致IL-23 表達(dá)水平增高[22]。

Tfh細(xì)胞是淋巴組織效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞中最重要的亞群，表面標(biāo)志包括CXC趨化因子受體(CXC chemokine receptor type 5，CXCR5)、誘導(dǎo)性共刺激分子(inducible costimulator，ICOS)等。其功能是輔助B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，并分泌IL-4、IL-10、IL-17和IL-21等細(xì)胞因子。IL-21可促進(jìn) B細(xì)胞增殖，刺激B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，在e抗原血清轉(zhuǎn)換中起重要作用。最近研究表明HBV轉(zhuǎn)基因小鼠Tfh細(xì)胞可抑制HBV復(fù)制，有助于恢復(fù)HBV特異性T輔助細(xì)胞的功能。CHB患者Tfh細(xì)胞明顯增加，與抗乙型肝炎免疫反應(yīng)的活化相關(guān)[23]。

NKT細(xì)胞是表達(dá)NK細(xì)胞標(biāo)志的T淋巴細(xì)胞亞群。NKT細(xì)胞一方面通過自身分泌的細(xì)胞因子直接發(fā)揮抗病毒作用，另一方面通過活化其他免疫細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。CHB患者NKT細(xì)胞比例下降，但經(jīng)過抗病毒治療后數(shù)量升高[24]。

二、HBV慢性感染宿主NK細(xì)胞的免疫應(yīng)答

NK細(xì)胞在正常人肝臟含量豐富，在感染早期對于HBV的清除具有重要作用。目前研究認(rèn)為他的作用取決于活化和抑制受體釋放的正、負(fù)性信號。主要的活化受體如NK細(xì)胞受體2D(natural killer cell group 2D，NKG2D)及天然細(xì)胞毒性受體——NK細(xì)胞蛋白46(natural killer cell protein 46，NKp46)在HBV感染過程中對NK細(xì)胞的功能起關(guān)鍵作用。不同NK細(xì)胞受體的基因多態(tài)性分析顯示，NKG2D受體(SNP rs2617160)多態(tài)性與漢族人群CHB易感性相關(guān)[25]。最近的研究結(jié)果顯示敲除肝細(xì)胞上多個(gè)NKG2D配體，能防止爆發(fā)性肝炎的發(fā)生[26]。IFN-α治療過程中NK細(xì)胞效應(yīng)功能的提高與NKp46受體的表達(dá)有關(guān)[27]。乙型肝炎患者 NK細(xì)胞活化受體NKG2D和2B4表達(dá)明顯降低，影響NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒性和IFN-γ的產(chǎn)生。此外，CHB患者血清TGF-β1水平明顯增高，TGF-β1下調(diào) NKG2D和2B4的表達(dá)，并且上調(diào)免疫耐受患者NK細(xì)胞p15和p21的表達(dá)，誘導(dǎo)NK細(xì)胞增殖周期阻滯，從而影響NK細(xì)胞效應(yīng)功能?？筎GF-β1抗體可以在體外恢復(fù)NK細(xì)胞NKG2D和2B4的表達(dá)[28]。

NK細(xì)胞的活化機(jī)制包括細(xì)胞因子的刺激，如1型 IFN、IL-8、IL-12、IL-15 和 IL-18 等;抑制受體信號的減少，活化受體信號的增加，使NK細(xì)胞以抗原非依賴方式早期識(shí)別受染細(xì)胞，并通過釋放顆粒酶、穿孔素或腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配 體(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)通路早期殺傷病毒感染的肝細(xì)胞。HBV感染過程中IFN-α誘導(dǎo)NK細(xì)胞TRAIL和IL-8表達(dá)增加，促進(jìn)活化NK細(xì)胞募集到肝臟，誘導(dǎo)肝內(nèi)T細(xì)胞TRAIL受體2的表達(dá)。因此NK細(xì)胞能控制肝內(nèi)CD8+T細(xì)胞的應(yīng)答。然而，調(diào)節(jié)肝內(nèi)NK細(xì)胞富集的趨化信號仍有待進(jìn)一步確證。Paust等[29]在小鼠模型中發(fā)現(xiàn)趨化因子受體CXCR6可趨化一群NK細(xì)胞到肝臟，并介導(dǎo)對病毒的長期記憶反應(yīng)。此外，NK細(xì)胞分泌炎癥因子和趨化因子具有抗病毒活性，且募集炎癥細(xì)胞到感染部位。炎癥因子如 TNF-α、IL-6、IL-1β和IL-18在抑制病毒復(fù)制過程中起重要作用。已有研究證實(shí)IL-1β在宿主抗病毒防御過程中具有關(guān)鍵作用[30]。

NK細(xì)胞具有不同的亞群，發(fā)揮不同的功能。細(xì)胞毒性由CD56dimNK細(xì)胞介導(dǎo)，而CD56brightNK細(xì)胞主要分泌細(xì)胞因子。研究表明CD56dimNK細(xì)胞具有雙重功能，能在病毒刺激后幾小時(shí)產(chǎn)生大量的 IFN-γ[31]。CHB 患者 NK 細(xì)胞分泌 IFN-γ 和TNF-α減少，尤其 CD56dim亞群被嚴(yán)重抑制。Zhang等[32]和 Burt等[33]的研究顯示，正常人肝內(nèi)NK細(xì)胞活化及細(xì)胞毒性增強(qiáng)，大多具有CD56bright表型;即使CD56dimCD16+的肝內(nèi)NK細(xì)胞也表達(dá)更少的殺傷抑制受體(killer inhibitory receptor，KIR)，但研究結(jié)果仍需進(jìn)一步確證。

在急性HBV感染早期，循環(huán)NK細(xì)胞數(shù)量及分泌IFN-γ和 TNF-α增加，有效控制HBV的復(fù)制。但隨著慢性感染的進(jìn)展，NK細(xì)胞像T細(xì)胞一樣，在配體和細(xì)胞因子作用下產(chǎn)生耐受，限制其抗病毒活性[34]。研究顯示活化的HBV特異性T細(xì)胞表面死亡受體的表達(dá)上調(diào)，更有利于NK細(xì)胞的殺傷[35]。CHB患者NK細(xì)胞不能有效地發(fā)揮非溶細(xì)胞的抗病毒功能及促進(jìn)T細(xì)胞反應(yīng)的作用，可能與免疫抑制因子IL-10和TGF-β的分泌有關(guān)[34]。IL-10通過維持低反應(yīng)性的表達(dá)NKG2A+Ly49－的NK細(xì)胞亞群的作用調(diào)節(jié)肝臟NK細(xì)胞功能。HBV通過調(diào)節(jié)漿樣樹突狀細(xì)胞-NK細(xì)胞的相互作用，導(dǎo)致NK細(xì)胞IFN-γ的分泌受損[36]。抗病毒治療可以部分恢復(fù) CHB患者NK細(xì)胞分泌IFN-γ的功能，且與NK細(xì)胞受體2A(natural killer cell group 2A，NKG2A)的表達(dá)下調(diào)相關(guān)[37]。

綜上所述，CHB患者NK細(xì)胞功能受損的主要機(jī)制包括:(1)HBV改變NK細(xì)胞活化狀態(tài)，使抑制性受體(NKG2A)表達(dá)上調(diào)，活化性受體(CD16和NKp30)表達(dá)下調(diào);(2)HBV下調(diào)肝細(xì)胞NKG2D配體的表達(dá)，抑制NK細(xì)胞溶解功能;(3)HBV上調(diào)NK細(xì)胞表面共抑制分子Tim-3的表達(dá)，抑制NK細(xì)胞功能[38];(4)HBV感染患者IL-10分泌增多，抑制NK細(xì)胞功能;(5)HBV抑制樹突狀細(xì)胞誘導(dǎo)的NK細(xì)胞功能。

目前有關(guān)NK細(xì)胞在CHB中的作用研究主要集中在NK細(xì)胞發(fā)揮病理作用的啟動(dòng)或介導(dǎo)因素;NK細(xì)胞活化及抑制性受體的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò);細(xì)胞因子與病毒如何相互作用，共同調(diào)節(jié)肝損傷和病毒清除的信號通路等。在慢性HBV感染中，NK細(xì)胞介導(dǎo)肝臟病理損傷，進(jìn)一步通過使HBV特異性T細(xì)胞功能缺陷而限制其抗病毒免疫應(yīng)答。然而，由于NK細(xì)胞通過同樣的通路發(fā)揮重要的保護(hù)作用，因此不能完全阻斷這些效應(yīng)的關(guān)鍵因子。例如，NK細(xì)胞通過TRAIL和NKG2D依賴途徑殺傷肝星形細(xì)胞，阻止肝纖維化[39]。肝內(nèi)NK細(xì)胞分泌IL-22，減輕組織損傷[40]。最新研究還發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞在慢性HBV感染中具有防止腫瘤發(fā)生的作用[41]。因此，進(jìn)一步研究的關(guān)鍵是明確NK細(xì)胞亞群在抗纖維化或肝臟保護(hù)功能中的重要作用。

三、展望

HBV感染被清除或持續(xù)進(jìn)展主要是由感染病毒的量以及宿主的天然和獲得性免疫應(yīng)答所決定。慢性HBV感染常由于不能有效產(chǎn)生Th1反應(yīng)和針對HBV抗原免疫優(yōu)勢表位的CD8+CTL引起。肝內(nèi)HBV特異性CD8+T細(xì)胞不能完全清除HBV感染的肝細(xì)胞，卻能募集抗原非特異性炎性細(xì)胞，進(jìn)而造成慢性炎癥和進(jìn)展性肝纖維化。因此，這些反應(yīng)間的相互作用及時(shí)效性仍需進(jìn)一步探討。

在HBV感染過程中，除了檢測乙型肝炎血清學(xué)標(biāo)志物及HBV DNA載量外，還應(yīng)運(yùn)用最新的技術(shù)檢測HBV特異性T細(xì)胞的數(shù)量和功能，T細(xì)胞抑制性受體和抑制性細(xì)胞因子的表達(dá)，NK細(xì)胞數(shù)量、活化抑制受體、亞群及功能等，更全面地評估乙型肝炎患者病毒載量與體內(nèi)細(xì)胞免疫狀態(tài)的變化，更好地發(fā)揮檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)在HBV感染進(jìn)展診治中的作用。

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