T細胞免疫及細胞因子與重癥腺病毒肺炎的相關(guān)研究進展

應(yīng)旦紅 鄭麗麗 許航燕

T細胞免疫及細胞因子與重癥腺病毒肺炎的相關(guān)研究進展

應(yīng)旦紅 鄭麗麗 許航燕

肺炎是兒科最常見的呼吸系統(tǒng)感染性疾病。腺病毒雖然不是引起兒童肺炎的最常見病原體，但易引起重癥腺病毒肺炎、呼吸窘迫綜合征而導(dǎo)致死亡，也可遺留不同程度的后遺癥。重癥腺病毒肺炎的臨床治療仍是一個難題。目前認為，小兒免疫功能低下和病毒感染后免疫功能紊亂是肺炎發(fā)生、發(fā)展的主要誘發(fā)因素。通過對腺病毒肺炎患兒T細胞亞群及細胞因子變化相關(guān)研究的分析，探討腺病毒肺炎的免疫學(xué)發(fā)病機制，可以揭示腺病毒肺炎發(fā)生的嚴重程度與T細胞免疫及輔助性T（Th）1/Th2細胞因子變化之間的聯(lián)系，為臨床醫(yī)生判斷重癥腺病毒肺炎和預(yù)測可能會演變進展為重癥腺病毒肺炎的實驗室檢查提供依據(jù)。本文就T細胞免疫和Th1/Th2細胞因子與腺病毒肺炎的相關(guān)研究進展作一綜述。

腺病毒肺炎細胞免疫細胞因子

腺病毒是DNA病毒，是導(dǎo)致嬰幼兒致死性肺炎的主要病原之一，其中腺病毒7和腺病毒3二型病毒是引起腺病毒性肺炎的主要病原體，而且常較嚴重，可以致死[1-2]。腺病毒對機體的細胞免疫和體液免疫功能有不同程度的影響。病情重者細胞免疫抑制程度更為明顯。腺病毒肺炎多數(shù)病情變化快，容易引起全身炎癥反應(yīng)和呼吸衰竭，尤其是小嬰幼兒，可能與患兒的機體細胞免疫功能紊亂、輔助性T淋巴細胞（Th細胞）功能異常、患兒的營養(yǎng)狀態(tài)差和存在基礎(chǔ)疾病如哮喘等因素導(dǎo)致病毒無法清除有關(guān)。

T淋巴細胞按表面分化抗原（CD）的不同，可分為CD4+和CD8+兩大亞群；按功能可分為Th細胞（又分Th1和Th2）、抑制性T細胞（Ts細胞）、細胞毒T細胞（CTL或Tc細胞）和遲發(fā)型超敏反應(yīng)T細胞（TDTH細胞）。細胞因子在免疫調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮著重要作用，其主要由T淋巴細胞分泌，其他血液中各種活化的細胞也能分泌，包括單核細胞和粒細胞等。細胞因子的分泌在病理條件下會發(fā)生改變，如各種感染性疾病等。目前，研究較多的分泌細胞因子的細胞為Th1和Th2細胞。Mosmann等[3]根據(jù)CD4+T細胞分泌的細胞因子譜的不同，將CD4細胞分為Th1和Th2亞群。也有研究發(fā)現(xiàn)某些CD8+T細胞也可分泌Th1/Th2細胞因子，分別被定義為細胞毒性T細胞1（Tc1）和細胞毒性T細胞2（Tc2）[4-5]。Th1細胞主要分泌IFN-γ、IL-2和TNF-β，介導(dǎo)細胞免疫應(yīng)答；而Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10及IL-13等因子，促進抗體的產(chǎn)生，介導(dǎo)體液免疫反應(yīng)。在多數(shù)免疫反應(yīng)中，Th細胞并不產(chǎn)生典型的Th1或Th2細胞和因子，但在一些特殊疾病狀態(tài)下，Th0細胞受特異抗原刺激時，一方面向Th1方向發(fā)展，另一方面可向Th2方向發(fā)展。近年研究發(fā)現(xiàn)，Th1/Th2平衡失調(diào)參與多種疾病過程，如病毒感染、腫瘤免疫、移植免疫及變態(tài)反應(yīng)等，而重癥病毒感染相關(guān)性肺炎主要是由Th1功能下降和Th2功能增強引起，導(dǎo)致促炎細胞因子和抗炎細胞因子失衡，如IL-2、IL-4、IL-6、IL-13、TNF-α增加，IFN-γ、IL-10下降[5]。

1 細胞因子與腺病毒感染

1.1 促炎性細胞因子與腺病毒感染

1.1.1 IL-2和IL-2RIL-2促進所有亞型的T細胞增殖及產(chǎn)生細胞因子；促進自然殺傷細胞（NK細胞）的細胞毒活性及產(chǎn)生細胞因子；誘導(dǎo)淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK）擴增，增強其細胞毒活性；激活單核巨噬細胞，增強其殺瘤活性；抑制活化的B細胞增生及產(chǎn)生抗體；參與炎癥反應(yīng)、腫瘤效應(yīng)和移植排斥反應(yīng)。IL-2是機體最主要最強有力的T細胞生長因子,sIL-2R可與膜IL-2R競爭結(jié)合IL-2，抑制已活化的T細胞克隆性增生。趙明奇等[4]研究發(fā)現(xiàn)腺病毒急性感染患兒血清IL-2水平的升高，可能跟急性呼吸道腺病毒感染引起多種細胞因子水平的變化，且不同細胞因子間存在相互誘生有關(guān)。Lam等[5]認為患兒血清存在高水平的IL-2可能是由高濃度IL-6誘生的。

1.1.2 IL-6IL-6促進B細胞增殖、分化和產(chǎn)生抗體；促進T細胞分化成CTL；促進肝臟合成急性時相蛋白；作為內(nèi)源性致熱源參與炎癥反應(yīng)；對神經(jīng)組織和造血組織具有廣泛效應(yīng)；增強NK和CTL的殺瘤活性的生物學(xué)效應(yīng)；可誘導(dǎo)T細胞和胸腺細胞表面IL-2Rα鏈的表達。Kawasaki等[6]認為相對于流感病毒和呼吸道合胞病毒，腺病毒感染后的炎癥反應(yīng)更強，表現(xiàn)為熱程更長、以中性粒細胞為主的WBC升高、C反應(yīng)蛋白升高以及血清IL-6水平升高。

1.1.3 TNF-αTNF-α是一種單核因子，主要由單核細胞和巨噬細胞產(chǎn)生，內(nèi)毒素是TNF-α的強誘導(dǎo)劑。TNF-α趨化激活中性粒細胞，促進黏附分子表達；誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡；參與內(nèi)毒素性休克、動脈硬化、靜脈血栓形成和脈管炎的病理過程；引起惡液質(zhì)；參與炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答。腺病毒感染誘發(fā)產(chǎn)生的TNF-α可以引發(fā)其他炎性介質(zhì)的釋放，引起組織細胞損傷，與其他細胞因子協(xié)同作用加重全身炎癥反應(yīng)。Patel等[7]認為，相對其他病毒而言，腺病毒引起TNF-α升高更為明顯。

1.1.4 IFN-γIFN-γ促進Th0細胞向Th1轉(zhuǎn)化，抑制Th2細胞分化；促進CTL成熟和活性；激活中性粒細胞功能和NK細胞殺傷活性；激活并加強巨噬細胞功能；抑制B細胞分化、產(chǎn)生抗體和免疫球蛋白（Ig）類型轉(zhuǎn)換；激活血管內(nèi)皮細胞；促進多種細胞表達生物相容復(fù)合體抗原（MHC）Ⅰ和Ⅱ類分子，MHC作用廣泛包括抑制病毒復(fù)制、增強巨噬細胞活性和抑制Th2細胞增殖等。Yan等[8]研究顯示兒童呼吸道腺病毒急性感染時血清IFN-γ明顯降低，IFN-γ是最典型的Th1型細胞因子，具有抗病毒活性，其降低可能導(dǎo)致機體清除病毒的能力降低。

1.2 抗炎性細胞因子與腺病毒感染

1.2.1 IL-4IL-4促進Th2細胞分化，抑制Th1細胞增殖及應(yīng)答；促進B細胞表達MHCⅡ類抗原及抗原遞呈作用；促進活化的B細胞分泌IgE和IgG1，促IgM向IgE類型轉(zhuǎn)換；參與移植排斥反應(yīng)和Ⅰ型超敏反應(yīng)，參與Th1和Th2亞群之間的相互作用,對Th2類細胞因子的產(chǎn)生和淋巴細胞及巨噬細胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。IL-4的異常升高可刺激B細胞分泌IgE[9]，而IFN-γ是IgE合成的潛在抑制物，因此，IL-4與IFN-γ的失衡可能使患兒IgE水平增高，從而引起一系列腺病毒感染后呼吸系統(tǒng)的炎癥改變。

1.2.2 IL-10IL-10是由Th2細胞產(chǎn)生的抗炎與免疫抑制性細胞因子,也是拮抗Th1的關(guān)鍵細胞因子。IL-10促進Th2細胞分化，抑制Th1細胞增殖及應(yīng)答；促進B細胞增殖分化及分泌抗體；抑制巨噬細胞的抗原提呈功能；抑制多種促炎細胞因子產(chǎn)生；抑制細胞免疫，抑制NK細胞活性；與IL-3、IL-4共同促進肥大細胞增殖；與IL-2、IL-4和IL-7共同促進胸腺細胞生長。既往研究表明腺病毒急性感染時血清IL-10水平降低[10]，提示可能由于病毒抑制了IL-10的產(chǎn)生，導(dǎo)致細胞免疫功能的抑制炎癥反應(yīng)減弱，細胞因子相互制約的網(wǎng)絡(luò)失衡。說明IL-10對于了解機體的細胞免疫反應(yīng)及多種細胞因子平衡有十分重要意義。

1.2.3 IL-13IL-13在調(diào)節(jié)巨噬細胞功能和減少炎癥因子產(chǎn)生方面與IL-4相似[11-12]，可下調(diào)炎癥性細胞因子和趨化因子的合成，還可提高活性氧（100%O2）介導(dǎo)損傷小鼠的生存率，對缺血-再灌注損傷有保護作用。IL-13還有一些IL-4沒有的功能，如上調(diào)MHCⅡ類分子表達，促進IgE類型轉(zhuǎn)變。Li等[12]發(fā)現(xiàn)小鼠腺病毒感染導(dǎo)致的呼吸窘迫綜合征與肺組織IL-13表達增加有關(guān)。

2 細胞免疫與腺病毒

2.1 T淋巴細胞介導(dǎo)的細胞免疫[13-14]CTL通過人類白細胞抗原（HLA）限制性識別方式識別高表達HLA-Ⅰ類抗原的受感染細胞，在抗腫瘤、抗病毒中起極其重要的作用，缺乏腺病毒特異性CTL的患者腺病毒感染后可發(fā)展為重癥腺病毒肺炎。腺病毒特異性CTL可降低腺病毒的感染率和發(fā)病率，減輕臨床癥狀。研究報道給重癥腺病毒感染患者輸注腺病毒特異性的T淋巴細胞，可重建細胞免疫功能，從而明顯改善臨床癥狀和降低病死率[13-14]。腺病毒感染后活性淋巴細胞免疫表型CD8＋HLA-DR＋、CD56＋HLA-DR＋細胞數(shù)的變化與感染康復(fù)有關(guān)，升高者自然康復(fù)，持續(xù)低下者病毒持續(xù)復(fù)制，可發(fā)展為重癥腺病毒肺炎。腺病毒激活的淋巴細胞可產(chǎn)生或誘導(dǎo)產(chǎn)生多種細胞因子，如IFN-γ、IL-2和淋巴細胞功能相關(guān)抗原-3（LFA-3）、細胞間黏附分子-1（ICAM-1）等，擴大免疫效應(yīng)。

2.2 NK細胞介導(dǎo)的細胞免疫[15-17]NK細胞通過“丟失自我”的識別方式，識別HLA抗原表達低下或不表達的靶細胞以及HLA抗原突變的靶細胞，與T淋巴細胞相互補充，構(gòu)成機體的免疫監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)，在抗腫瘤、抗病毒中起重要作用。動物實驗表明，缺乏NK細胞可發(fā)生致命的腺病毒肺炎，而NK細胞被動免疫可防止致命性腺病毒感染的發(fā)生。NK細胞低下的腺病毒肺炎預(yù)后差。研究發(fā)現(xiàn)腺病毒感染后機體NK細胞活性免疫亞型CD56＋HLA-DR＋細胞數(shù)增多，細胞毒活性增高[15-17]。

2.3 腺病毒逃避T淋巴細胞介導(dǎo)的免疫攻擊[18-19]腺病毒在與機體免疫應(yīng)答斗爭的過程中，產(chǎn)生了多種機制逃避T淋巴細胞的攻擊：（1）腺病毒感染引起CD8＋淋巴細胞升高、CD4＋淋巴細胞下降，抑制機體免疫功能；（2）干擾受感染細胞HLA-Ⅰ抗原分子的表達或產(chǎn)生HLA-Ⅰ抗原同源物，使CTL不能識別受感染細胞，破壞免疫應(yīng)答，逃避CTL的殺傷作用；（3）抑制細胞因子的產(chǎn)生。

綜上所述,腺病毒為DNA病毒，在感染機體細胞內(nèi)復(fù)制的周期中，可引起細胞的溶解和死亡。在引起壞死的過程中，中性粒細胞、炎性介質(zhì)也起著重要作用。研究表明重癥腺病毒肺炎患兒體內(nèi)IL-4、IL-6、TNF-α增高，而IFN-γ降低[10-11]，提示Th1細胞功能受到抑制,導(dǎo)致IL-6、IL-4、TNF-α等細胞因子相對增高，它們可激活補體，上調(diào)黏附因子和其他細胞因子的表達，導(dǎo)致Th2細胞功能增強，從而加強炎性反應(yīng)導(dǎo)致肺組織細胞的損害。細胞因子在腺病毒肺炎發(fā)病機制中可能起重要作用。腺病毒在與機體免疫應(yīng)答斗爭的過程中，產(chǎn)生了多種機制逃避T淋巴細胞的攻擊，導(dǎo)致感染肺部后發(fā)生呼吸衰竭而死亡[20-21]。

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（本文編輯：陳麗）