HBV感染所致免疫失衡與肝細胞癌的研究進展

毛莉莎 宋慶峰 馬天駿 崔 英

作者單位：530021南寧 1廣西醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院實驗研究部；2廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院骨外科

乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染是肝細胞癌（hepatocellular carcinoma，HCC）發(fā)生的主要危險因素，其中HBV相關性HCC占全球HCC的80%以上［1-2］。臨床研究顯示，慢性HBV持續(xù)感染可導致先天性和適應性免疫反應功能障礙，其中涉及對多種免疫細胞，細胞因子以及免疫受體或配體表達變化等［3］。HBV感染患者的先天性和適應性免疫應答較弱，病毒清除力低下，致使免疫抑制和慢性感染過程中的外周免疫耐受，最終可能導致腫瘤發(fā)生［4-5］。目前研究者針對HBV引起的免疫功能障礙與HBV相關性HCC開展了大量研究，HBV驅動HCC的機制成為研究的熱點之一。本文就HBV感染在導致HCC發(fā)展過程中所發(fā)生的特異性先天性免疫和適應性免疫反應研究進展進行綜述。

1 HBV誘導的先天性免疫反應

肝臟作為淋巴器官，具有強大的先天性免疫系統(tǒng)，先天性免疫力是抵抗感染的第一道重要防線，可以快速響應病原體的潛在攻擊。先天性免疫組分包括物理屏障（如皮膚和黏膜），化學屏障（尿、陰道分泌物和胃中的鹽酸），體液因子（補體和干擾素），吞噬細胞（中性粒細胞和巨噬細胞），淋巴細胞（NK細胞和自然殺傷T細胞）。這些屏障中的許多免疫細胞可以非特異性地殺死病原體［6］。在慢性HBV感染中，受損的HBV特異性免疫反應未能消除感染的肝細胞，從而導致HBV持續(xù)存在［7］。

1.1 NK細胞

肝臟是主要具有先天免疫功能的免疫器官，NK細胞通過介導細胞毒性和產生細胞因子，成為抵御腫瘤細胞入侵的第一道防線［8］。NK細胞在先天性免疫淋巴細胞（包括 NK、NKT 和 γδT）中占比極大［6］。NK細胞可對病毒感染或轉化的細胞快速反應，并殺死病毒感染或惡性轉化的細胞，也可作為調節(jié)細胞而影響適應性免疫反應。肝臟中NK細胞的比例約是血液或脾臟中的5倍，而這些駐留在肝臟的NK細胞還發(fā)揮著如免疫記憶等獨特表型和功能，提示NK細胞在肝臟中的關鍵作用［9-10］。

HBV誘導的NK-reg細胞可通過單核細胞直接抑制NK細胞的抗病毒作用并下調T細胞的免疫反應，有助于HBV免疫逃逸和HBV持續(xù)感染。有報道顯示腫瘤浸潤的NK-reg細胞可以介導腫瘤免疫逃逸和降低抗腫瘤免疫效率［11-12］。因此認為，HBV誘導的NK-regs可能參與HBV向HCC發(fā)展的免疫過程。多項研究亦發(fā)現(xiàn)，在慢性HBV感染患者的NK細胞中，抑制性受體NKG2A、TLR2、CD94和PD-1表達上調，而IFN-γ和TNF-α的分泌能力降低，這些因素都可能與 HCC 發(fā)生有關［11，13-15］。ZHANG 等［16］通過流式細胞儀對肝腫瘤組織中NK細胞及CD11b聯(lián)合CD27劃分的NK細胞亞群進行檢測，其中CD27聯(lián)合CD11b將NK細胞劃分為CD11b+CD27-（CD11b+SP）、CD11b+CD27+（DP）、CD11b-CD27+（D27+SP）和CD11b-CD27-（DN）4個亞群，發(fā)現(xiàn)與健康對照相比，DN NK細胞優(yōu)先在腫瘤組織中蓄積，進一步研究發(fā)現(xiàn)這些DN NK細胞亞型顯示出較弱的細胞毒性和較低的細胞因子產生能力，建立HBV慢性攜帶小鼠模型，發(fā)現(xiàn)HBV慢性攜帶小鼠肝臟中DN NK細胞亞群的頻數較對照組明顯增多［15］。由此推測，HBV感染患者肝細胞中的DN NK細胞增多可能促進HCC發(fā)生。也有報道證實，NK細胞通過分泌IFN-γ介導肝臟炎癥，而IFN-γ可通過HBs-Tg小鼠的上皮細胞黏附分子-上皮細胞向間質轉化軸而促進HCC發(fā)展［17］。HCC患者的IFN-γ水平升高也可介導肝功能障礙并促進HCC的發(fā)展［18］。說明NK細胞在HBV相關HCC發(fā)病機制中具有重要作用。

1.2 γδT細胞

γδT細胞作為先天性淋巴細胞，具有較αβT細胞和B細胞更多的獨特抗原受體，可以橋接先天免疫和適應性免疫。γδT細胞還具有抗原呈遞細胞功能并啟動自適應免疫［19］。γδT細胞也是分布于機體的第一道屏障，可通過直接識別入侵生物表面的抗原，發(fā)揮其毒性T細胞作用［20］。對于人類來說，γδT細胞的兩個主要子集，無論是Vδ1+（主要在組織中）還是Vδ2+（主要在血液循環(huán)中），都對實體腫瘤和血液腫瘤具有溶細胞作用，激活后還可產生大量的IFN-γ和TNF。研究報道γδT細胞可通過其T細胞受體或自然殺傷細胞受體（主要是NKG2D）識別腫瘤細胞［21］。而IFN-α可誘導抗病毒蛋白并介導免疫反應，直接或間接地調節(jié)免疫系統(tǒng)，且γδT細胞與其他免疫細胞的相互作用可能增強IFN-γ的功能［22］。但是消除了γδT細胞的HBV攜帶小鼠實驗［23］發(fā)現(xiàn)，γδT細胞缺乏會加速小鼠對HBV的清除并且肝γδT細胞在維持HBV持續(xù)性感染中起關鍵作用。但該研究在攜帶HBV小鼠中發(fā)現(xiàn)γδT細胞以IL-17依賴性方式驅動髓樣來源的抑制性細胞（myeloid-derivd suppressor cells，MDSC）積累，而MDSC能夠抑制體內CD8+T細胞的功能。此外，隨訪對早期HCC術后患者發(fā)現(xiàn)，HCC中γδT細胞含量高的患者較γδT細胞含量低的患者表現(xiàn)出更高的早期復發(fā)率。而體外實驗顯示，在培養(yǎng)基中含肝星狀細胞條件下培養(yǎng)后，γδT細胞的INF-γ、IL-17和TNF-α分泌增加，證實肝星狀細胞與γδT細胞之間的平衡能降低HCC細胞的增殖和侵襲能力［24］?？梢姦忙腡細胞既發(fā)揮抗腫瘤作用，又發(fā)揮促腫瘤作用。γδT細胞亞群及其功能屬性之間的差異，導致產生的不同免疫反應需進一步驗證。

1.3 補體系統(tǒng)

補體系統(tǒng)是由一組具有酶活性且無耐熱性的球蛋白組成，最重要的組成部分是C3和C4。作為人體先天免疫系統(tǒng)的一部分，這些成分參與調節(jié)人體抵抗外來病原體入侵的免疫力［25］。研究顯示肝細胞合成的下降和補體成分的過量消耗可導致慢性乙型肝炎（chronic hepalitis B，CHB）患者血清中補體C3和C4的水平降低，然而HCC患者的血清C3和C4水平高于CHB患者，這可能由肝細胞惡性轉化后表達水平改變造成［26］。張遠朝等［27］研究報道補體 C3、C4 在原發(fā)性和轉移性HCC中具有較高的鑒別診斷價值，可為臨床診治提供重要依據。BR?KER等［28］開發(fā)了一種基于全血的細胞因子釋放測定法，利用HBV特異性IL-2和IFN-γ釋放測定，以評估HBV抗原的細胞免疫應答，結果顯示補體C3a和C5a均可提高HBV特異性細胞免疫反應。同時，通過Luminex篩選系統(tǒng)測量血清C5a濃度，發(fā)現(xiàn)在CHB患者的補體C5a參與了肝臟疾病的發(fā)病機制，包括肝損傷、肝修復和肝臟纖維生成，且與肝臟纖維化嚴重程度呈正相關［29］。因此認為，在HBV感染的微環(huán)境中，補體C5a可能介導HCC的發(fā)生。在HBV相關肝病患者和健康對照研究中，對補體受體 1（CR1）中的 2個 SNP（rs3811381和rs2274567）進行基因分型，結果顯示CR1的基因多態(tài)性增加了男性、飲酒及不吸煙患者的HBV相關性HCC發(fā)病風險［30］。補體調節(jié)蛋白（包括CD46、CD55和CD59）有助于腫瘤細胞脫離補體依賴性細胞毒性，其中乙型肝炎病毒X蛋白（HBx）在HCC的發(fā)展中起重要作用。HBx可增加CD59啟動子活性及mRNA和蛋白質水平，導致功能性膜攻擊復合物下降，從而使肝癌細胞免受補體攻擊［31］?？傊a體系統(tǒng)是先天免疫系統(tǒng)的核心部分，廣泛參與機體防御外來病原體入侵，維持內部環(huán)境和調節(jié)免疫力的過程［32］。當慢性HBV感染引起的補體系統(tǒng)失調后，可能以多種方式改變機體自身免疫水平而導致補體系統(tǒng)一系列的級聯(lián)反應，從而促進肝臟損傷，最終導致HCC發(fā)生。

2 HBV誘導的適應性免疫反應

適應性免疫細胞包括T淋巴細胞和B淋巴細胞，它們通過分泌不同的細胞因子或抗體而發(fā)揮促炎或抗炎作用。適應性免疫應答可以利用免疫球蛋白精確地識別不同的病原體，并隨后建立免疫記憶［33］。HBV感染后T細胞反應效率低下，無法從肝臟完全清除HBV，因此維持低水平細胞破壞。在很長一段時間內，免疫介導的肝損傷反復發(fā)作可促進肝硬化和肝細胞癌發(fā)生［34］。而HBV核心蛋白會誘發(fā)B細胞功能障礙，從而造成與HBV感染相關的體液功能障礙［35］。

2.1 CD8+T細胞

慢性HBV感染的發(fā)病機制涉及某些HBV特異性CD8+T細胞，它們不能根除感染，而是維持免疫介導的肝細胞壞死，肝細胞再生和炎癥的重復循環(huán)，這些循環(huán)被認為可誘發(fā)遺傳損傷并促進HCC的發(fā)展［36］。WANG等［37］發(fā)現(xiàn)非特異性CD8+T細胞持續(xù)刺激CD137受體引起的慢性免疫介導的肝損傷足以引發(fā)HCC，而CD8+T細胞可能通過產生細胞因子并直接對肝細胞產生細胞毒性來介導肝炎和HCC的發(fā)展。當CD8+T細胞衰竭后在急性免疫活性狀態(tài)下再次暴露于HBV時，無法有效產生細胞因子并發(fā)揮抗病毒活性，這表明功能失調的CD8+T細胞可以導致慢性HBV 復制，甚至是 HCC 的發(fā)生［38］。LIM 等［39］發(fā)現(xiàn)與非病毒相關HCC相比，CD8+駐留記憶T細胞在HBV相關性HCC的腫瘤組織中富含PD-1高表達，在功能上更具有抑制性和衰竭性。由此可知，CD8+T細胞的衰竭不僅會加重肝臟損傷并且誘發(fā)HCC的發(fā)生，CD8+T細胞功能失調也會加重機體免疫系統(tǒng)失調，繼而導致HCC的發(fā)生。

2.2 CD4+T細胞

CD4+T細胞能指導和協(xié)調免疫系統(tǒng)的多個組成部分，包括CD8+T細胞、B細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞和NK細胞［40］。輔助CD4+T細胞可通過釋放不同的細胞因子協(xié)調宿主免疫反應，T-regs是CD4+T細胞的一個特殊子集，在建立和維持免疫耐受中起關鍵作用［41］。STOOP 等［42］比較慢性 HBV 患者與健康人群外周血中T-regs的比例和功能，發(fā)現(xiàn)T-regs對HBV特異性T輔助細胞具有免疫抑制作用，進而導致慢性感染。同時，有研究報道CHB患者中升高的T-regs不僅可抑制HBV抗原引起的特異性免疫應答，還會抑制HCC患者中腫瘤抗原引起的特異性免疫應答［43］。YANG等［44］分析HCC患者的臨床數據發(fā)現(xiàn)，在HBV相關性HCC患者中，T-regs促進HBV相關HCC的免疫逃逸和靜脈轉移，導致HCC患者門靜脈癌栓的發(fā)生。因此，HBV感染后會影響機體的免疫環(huán)境，誘導T-regs升高而使CD4+T細胞的活性降低，從而使機體免疫耐受性增加，增加免疫逃逸機會，最終導致HCC的發(fā)生。

2.3 B細胞

VANWOLLEGHEM等［45］分析慢性HBV感染患者的肝臟和血液中分離的乙肝表面抗原（HBsAg）特異性B細胞，發(fā)現(xiàn)這些HBsAg特異性細胞的抗HBs抗體生產能力受損，并且富含非典型記憶B細胞表型，既表達低水平的經典人類記憶B細胞標志物CD27和補體受體CD21，又表達高水平的抑制標志物如PD-1和FcRL5。由此認為，在慢性HBV感染的微環(huán)境下，HBsAg特異性的B細胞逐漸減少，而某些非典型記憶B細胞表型在復雜的環(huán)境下可能會促進HCC的發(fā)生。B細胞活化因子（BAFF）是B淋巴細胞活化的重要細胞因子，KHLAIPHUENGSIN等［46］通過測量健康對照者和慢性HBV感染患者（包括200例HCC患者和290例非HCC患者）的血漿BAFF水平，發(fā)現(xiàn)HBeAg陽性亞組的BAFF水平更高，且血漿BAFF水平與HCC患者的疾病嚴重程度和總體生存率呈負相關，說明在HBV感染后BAFF也可能促進HCC的發(fā)生。

2.4 Toll樣受體

Toll樣受體（toll-like receptor，TLRs）是重要的天然免疫受體，其中TLR-4是能直接介導機體與病原反應的Toll樣受體，與其配體結合后可激活信號傳導途徑，引發(fā)炎性因子IL-6、IL-8、IL-10等釋放，與慢性乙型肝炎發(fā)生密切相關［47-48］。據報道，TLR-4、IL-6在HBV樹鼩模型的外周血和肝組織中表達顯著升高［49］。在HCC中TLR-4也可減少炎癥性因子表達，并促進腫瘤細胞增殖、分化及轉移［50］。而TLR-9在腫瘤進展中的作用較復雜。TLR-9可通過調節(jié)微環(huán)境中的免疫細胞功能，誘導較強的抗腫瘤效應，同時在多種腫瘤組織中又異常表達，其信號轉導途徑的活化也可能通過介導炎癥反應、腫瘤微環(huán)境形成、促進腫瘤細胞增殖及免疫逃逸、影響腫瘤分期及預后等而參與腫瘤的發(fā)生發(fā)展［51］。由此可見，TLRs包含功能不同的免疫受體，在HBV感染過程中參與促進或抑制HCC的過程。

3 小結

在慢性HBV感染過程中，先天性免疫及適應性免疫系統(tǒng)在清除病毒的同時又存在免疫耐受，免疫系統(tǒng)不斷地從免疫耐受變?yōu)檫M行性免疫激活，失活，再激活到力竭，最終導致不能有效的清除HBV病毒。因此，HBV感染誘導的免疫失衡可能導致HCC發(fā)生發(fā)展，而這一過程涉及多種免疫細胞和其他分子的相互作用，其中目前發(fā)現(xiàn)了一些在HBV免疫發(fā)病機制中起主要作用的細胞，例如CD8+T、CD4+T、NK、NKT等細胞被激活，它們參與介導慢性HBV感染過程中的肝臟炎癥，最終促進HCC的發(fā)展。然而，并非所有的細胞因子均可抑制HBV感染的肝細胞向HCC發(fā)展，例如T-regs、MDSC等負性調控因子最終可導致HBV的免疫耐受，從而導致HCC發(fā)生和腫瘤逃逸。但是，HBV相關性HCC具體的免疫發(fā)病機制，HBV如何調節(jié)先天和適應性免疫細胞，導致持續(xù)的病毒感染和HCC發(fā)生，及其他免疫細胞因子的作用還有待進一步探索。