巨細(xì)胞病毒與慢性腎臟?。盒聶C(jī)制和新見(jiàn)解

張明超 綜述 李麗民 審校

慢性腎臟病(CKD)影響全世界多達(dá)8%的成年人口,2010年在中國(guó)的患病率為10.8%[1]。已確定糖尿病、高血壓、老年、吸煙、肥胖、心血管疾病以及腎毒性藥物或毒素，是影響CKD的危險(xiǎn)因素，更多不利因素對(duì)CKD風(fēng)險(xiǎn)的潛在影響尚待闡明。免疫老化效應(yīng)可能來(lái)自于尿毒癥環(huán)境和巨細(xì)胞病毒(CMV)潛伏期[2]。初次感染后，CMV主要在骨髓細(xì)胞室和內(nèi)皮細(xì)胞中潛伏。多種因素可引起潛伏期的病毒重新激活，例如炎癥、感染、壓力或免疫抑制[3]。因此，盡管潛伏期的重新激活很可能發(fā)生在具有免疫能力的宿主中，但是它們的功能性免疫系統(tǒng)避免了病毒的傳播，并且基本上是無(wú)癥狀感染。但是，在免疫抑制的個(gè)體中，重新激活可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的臨床后果。免疫學(xué)監(jiān)測(cè)是活動(dòng)性CMV感染臨床表現(xiàn)的主要調(diào)節(jié)因素。

最新研究也表明ESRD與衰老相關(guān)的亞細(xì)胞變化有些相似，例如DNA損傷的增加和端粒長(zhǎng)度的縮短[4]。與年齡相匹配的血清陰性對(duì)照相比CMV血清陽(yáng)性的個(gè)體隨著年齡的增長(zhǎng)其記憶細(xì)胞的增長(zhǎng)更為明顯，CMV血清陽(yáng)性的個(gè)體的效應(yīng)記憶和效應(yīng)細(xì)胞數(shù)量更高[5]。現(xiàn)有的治療方案不能改變腎臟疾病進(jìn)展的關(guān)鍵致病機(jī)制，促使人們尋找易于識(shí)別的危險(xiǎn)因素和新的藥理學(xué)靶標(biāo)。本文擬簡(jiǎn)述CMV感染與CKD的關(guān)聯(lián)。

CMV特征

病毒DNA和RNA可刺激干擾素和其他細(xì)胞因子[尤其是促炎性細(xì)胞因子，例如白細(xì)胞介素10(IL-10)]的產(chǎn)生，這些細(xì)胞因子可以調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)并導(dǎo)致各種疾病的發(fā)展和繼發(fā)感染，這個(gè)過(guò)程在慢性感染中至關(guān)重要。許多病毒處于潛伏狀態(tài)，皰疹病毒科[單純皰疹病毒(HSV)，愛(ài)潑斯坦-巴爾病毒(EBV)，巨細(xì)胞病毒(CMV)]在人類疾病病理生理中起重要作用[6]。

CMV是普遍存在的病毒，與他們的宿主哺乳動(dòng)物共同進(jìn)化，大部分是人類CMV(HCMV)。HCMV是雙鏈DNA(dsDNA)病毒， 235 kb。從水痘[水痘帶狀皰疹病毒(VZV)]到普通唇皰疹(HSV-1)，其成員長(zhǎng)期與人類保持同步[7]。然而，HCMV具有在宿主中建立相對(duì)無(wú)毒的終身潛伏期的能力，通常情況下宿主免疫系統(tǒng)能很好地控制，但是，在細(xì)胞免疫力受損的環(huán)境中，可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性病理改變。此外，即使在無(wú)癥狀的攜帶者中，通過(guò)對(duì)先天和獲得性免疫反應(yīng)的調(diào)節(jié)，CMV的持久性可能對(duì)宿主產(chǎn)生重大影響。

CMV特異性T細(xì)胞

人類T細(xì)胞記憶分為中央記憶T細(xì)胞(central memory T cells，TCM細(xì)胞)和效應(yīng)記憶T細(xì)胞(effector memory T cells,TEM細(xì)胞)。CMV特異性T細(xì)胞通常定義為T(mén)EM細(xì)胞。CMV特異的CD8+T細(xì)胞的一個(gè)特征是從CD45RO(與記憶T細(xì)胞有關(guān))恢復(fù)到CD45RA(與原始T細(xì)胞相關(guān))的表達(dá)。這種變化導(dǎo)致在CMV特異性T細(xì)胞表面更久表達(dá)CD45亞型CD45RA，并可能參與調(diào)節(jié)T細(xì)胞受體(TCR)介導(dǎo)的活化并促進(jìn)細(xì)胞存活[8]。CD45RA結(jié)合CD8+T細(xì)胞應(yīng)答的定量，表型和功能表征的研究顯示更為有效，不同記憶T細(xì)胞亞群具有不同的功能和作用。在人類和小鼠模型中，血液和組織(如肝和肺)中發(fā)現(xiàn)CMV特異性T細(xì)胞比淋巴結(jié)更多。CD8+T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)在抵抗HCMV中起著至關(guān)重要的作用，并且觀察到的CMV特異性CD8+T細(xì)胞百分比較高與CMV的保護(hù)之間存在相關(guān)性[9]。

針對(duì)人體中CMV特異的CD8+T細(xì)胞亞群的研究，常用的方法有體外實(shí)驗(yàn)(例如Ⅰ類MHC)檢測(cè)四聚體和基于干擾素γ(IFN-γ)的ELISpot檢測(cè)(酶聯(lián)免疫吸附點(diǎn)測(cè)定)。 使用這些體外實(shí)驗(yàn)工具可檢測(cè)到高頻率的CMV特異性記憶T細(xì)胞群體，證實(shí)了CMV特異性T細(xì)胞亞群與其他抗病毒T細(xì)胞亞群之間存在明顯差異[10]

高達(dá)30%的健康成年人對(duì)CMV特異的CD8+T細(xì)胞有反應(yīng)性，但是，在成人中T細(xì)胞反應(yīng)的大小存在很大的個(gè)體變異性[11]。尚未完全了解這種變異性的原因。類似的現(xiàn)象存在于CMV小鼠模型(MCMV)，可能與感染的劑量和時(shí)機(jī)，MHC的限制因素等有關(guān)。在老年人中，CD8+T細(xì)胞反應(yīng)也往往比年輕個(gè)體中更高，這可能反映了T細(xì)胞群體與時(shí)間增長(zhǎng)有關(guān)。

記憶T細(xì)胞與CMV感染

在急性感染消除后，血液和次級(jí)淋巴器官中的CD8+細(xì)胞群逐漸被TCM細(xì)胞所控制，而脾臟和周圍組織中的CD8+T細(xì)胞主要表達(dá)TEM細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物[12]。

持續(xù)性CMV感染為病毒感染的極端情況，因?yàn)槌蔬f給適應(yīng)性免疫細(xì)胞(在病毒潛伏期建立后)的病毒衍生抗原數(shù)量非常有限，病毒再激活導(dǎo)致抗原合成的事件很可能是偶發(fā)的[13]。不過(guò)，有證據(jù)表明，某些CMV特異的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)的非典型模式是由于病毒偶爾散發(fā)而導(dǎo)致抗原低水平持續(xù)存在[13]。在小鼠中，將MCMV特異的CD8+TCM細(xì)胞轉(zhuǎn)移到潛伏感染的宿主中，導(dǎo)致T細(xì)胞增殖，分化成TEM細(xì)胞并遷移到周圍組織。此外，當(dāng)MCMV特異性的TEM細(xì)胞被轉(zhuǎn)移到幼稚宿主中，其含量穩(wěn)定下降，細(xì)胞亞群半衰期大約45～60d[14],循環(huán)中的MCMV特異性T細(xì)胞可能會(huì)被重新刺激潛在地感染血管中的內(nèi)皮細(xì)胞。在MCMV感染期間，只有具有某些抗原特異性的CD8+T細(xì)胞會(huì)經(jīng)歷記憶膨脹，而其他T細(xì)胞則遵循擴(kuò)張、收縮和穩(wěn)定記憶形成的經(jīng)典模式[15]。

在人類中，尚未證明抗原特異性之間的明顯區(qū)別。多項(xiàng)人體研究表明，隨著時(shí)間的流逝，克隆多樣性的減少是伴隨著HCMV特異性CD8+T細(xì)胞克隆的積累[16]。此外，Iancu等[17]研究證實(shí)在經(jīng)歷了CD45RA表達(dá)逆轉(zhuǎn)的HCMV特異CD8+T細(xì)胞群體中積累了高親和力TCR，相關(guān)的克隆型組成在早期和晚期分化的HCMV特異性CD8+T細(xì)胞群中非常穩(wěn)定。

CMV的持久性和防護(hù)的機(jī)制

對(duì)CMV感染的防護(hù)在人體研究中很難評(píng)估，但是在小鼠研究中有足夠的證據(jù)。早期研究表明，通過(guò)自然殺傷細(xì)胞促進(jìn)CD4+和CD8+T細(xì)胞控制原發(fā)性MCMV感染，而病毒抗體在很大程度上是消失的[18]。穿孔素和IFN-γ介導(dǎo)的效應(yīng)機(jī)制均以依賴器官的方式參與，以控制溶血性MCMV感染[19]。盡管CD8+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞足以控制大多數(shù)內(nèi)臟器官中的溶解性MCMV感染，但仍需要CD4+T細(xì)胞來(lái)控制唾液腺中的病毒復(fù)制[18]。這些研究表明，根據(jù)其抗原特異性，MCMV特異性CD8+T細(xì)胞具有不同的保護(hù)能力。這可能與在MCMV編碼的免疫逃避基因的背景下處理和呈遞單個(gè)MCMV表位的效率和豐富性有關(guān)。

在人類中，僅在免疫抑制過(guò)程中觀察到明顯的CMV重新激活，如在造血干細(xì)胞骨髓或?qū)嶓w器官移植受者中或在AIDS患者[20]。目前尚不清楚是否真的需要大量的非典型CMV特異性CD8+細(xì)胞應(yīng)答來(lái)維持病毒潛伏期。但是，當(dāng)降低病毒再激活的閾值時(shí)，有可能證明CD8+細(xì)胞反應(yīng)的保護(hù)作用。 研究發(fā)現(xiàn)HCMV特異的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)增強(qiáng)與自然殺傷細(xì)胞反應(yīng)性負(fù)相關(guān)，反之亦然[21]。

CMV參與疾病的機(jī)制

CMV感染被認(rèn)為是免疫功能障礙的標(biāo)志物，也是慢性疾病的病因之一。CMV感染與炎癥反應(yīng)有關(guān)，例如心血管疾病，癌癥以及認(rèn)知和功能障礙[22]。據(jù)報(bào)道，死亡風(fēng)險(xiǎn)的增加不僅與CMV血清反應(yīng)陽(yáng)性有關(guān)，而且還可能受CMV特異性抗體水平影響，這可能是由于慢性CMV感染與心血管疾病之間存在相關(guān)性。當(dāng)CMV病毒重新激活時(shí)，促炎因子如IL-6，腫瘤壞死因子α(TNF-α)和C反應(yīng)蛋白(CRP)增多，表明CMV可通過(guò)影響炎癥的水平來(lái)促進(jìn)血管的炎癥病變。內(nèi)皮功能是感染可能影響動(dòng)脈粥樣硬化的一種機(jī)制[23]， CMV靶向血管壁的單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，可能導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙和凝血酶的生成。由于大量的病毒再激活或?qū)Σ《镜姆磻?yīng)增強(qiáng)，可能會(huì)導(dǎo)致高水平的CMV特異性T淋巴細(xì)胞的誘導(dǎo)，可能需要相當(dāng)一部分的免疫細(xì)胞來(lái)控制病毒的復(fù)制。第二種機(jī)制是，CMV可能直接導(dǎo)致血管損傷。CMV可以感染內(nèi)皮細(xì)胞，病毒直接介導(dǎo)的作用或T細(xì)胞間接介導(dǎo)的作用可能導(dǎo)致長(zhǎng)期低度的血管損傷。第三，這種聯(lián)系可以用免疫衰老來(lái)解釋。CMV血清反應(yīng)陽(yáng)性與免疫衰老現(xiàn)象有關(guān)，其特征是具有高度分化表型的T細(xì)胞的克隆擴(kuò)增和獲得新的功能特征，以及個(gè)體抵抗新感染的能力下降?？笴MV抗體的滴度與老年人T淋巴細(xì)胞的分化狀態(tài)和免疫能力有關(guān)。盡管有證據(jù)表明CMV會(huì)誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞的衰老，但更頻繁和(或)更強(qiáng)烈的再激活可能也是免疫反應(yīng)受損的結(jié)果，T細(xì)胞免疫衰老對(duì)死亡率的影響可能獨(dú)立于CMV介導(dǎo)的作用[24]。

CMV感染與腎臟疾病

炎癥性腎臟疾病有研究發(fā)現(xiàn)CMV感染是嚴(yán)重的抗中性粒細(xì)胞胞質(zhì)抗體(ANCA)相關(guān)性血管炎(AAV)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[25]。CMV感染患者的肉芽腫性血管炎的比例高于無(wú)CMV感染者，感染CMV的患者的血管炎活動(dòng)評(píng)分和CRP水平高于未感染CMV的患者。多因素分析顯示肉芽腫性血管炎是CMV感染的唯一危險(xiǎn)因素。由于內(nèi)皮細(xì)胞在維持促凝狀態(tài)和抗凝狀態(tài)之間的平衡中起著關(guān)鍵作用，有研究[26]發(fā)現(xiàn)AAV和再活化的CMV感染相關(guān)，患有AAV和CMV感染的患者可能會(huì)受益于肝素或低分子量肝素的預(yù)防性抗凝治療。Yamazaki等[27]報(bào)道了狼瘡性腎炎患者存在高水平的抗CMV IgG，表明先前有CMV感染，高濃度的CMV蛋白65(pp65)表明活動(dòng)性感染。 Guo等[28]描述了狼瘡性腎炎患者中CMV蛋白US31在單核細(xì)胞巨噬細(xì)胞通過(guò)NF-κB活化途徑誘導(dǎo)炎癥中的作用，促進(jìn)了系統(tǒng)性紅斑狼瘡的發(fā)生和發(fā)展。早期亦有研究[29]發(fā)現(xiàn)，CMV感染會(huì)導(dǎo)致間質(zhì)性腎炎的發(fā)生和發(fā)展，免疫組化染色發(fā)現(xiàn)間質(zhì)浸潤(rùn)細(xì)胞以CD8 陽(yáng)性T細(xì)胞為主。

糖尿病腎病具有CMV感染的患者比無(wú)CMV感染的患者更容易發(fā)生糖代謝異常。源自外周血[30]的表觀基因組研究發(fā)現(xiàn)，CMV特異的免疫記憶在患和不患糖尿病性腎病的個(gè)體之間表現(xiàn)出顯著差異，這表明了免疫記憶在這種疾病的風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)。CMV參與糖尿病腎病機(jī)制(圖1)，CMV抗原驅(qū)動(dòng)TCM細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)EM細(xì)胞，然后循環(huán)進(jìn)入組織，在組織中發(fā)揮抗病毒效應(yīng)功能并長(zhǎng)期控制病毒復(fù)制。CMV持續(xù)感染或激活，耗竭TCM細(xì)胞，TEM細(xì)胞不斷增加，導(dǎo)致T細(xì)胞增殖，并遷移到周圍組織，病毒直接介導(dǎo)或T細(xì)胞間接介導(dǎo)的作用可能導(dǎo)致血管長(zhǎng)期低度的損傷，導(dǎo)致腎小球系膜增生，足細(xì)胞脫落，腎小球硬化，腎小管間質(zhì)炎細(xì)胞浸潤(rùn)，腎小管萎縮，腎間質(zhì)纖維化，間質(zhì)血管透明變性，動(dòng)脈硬化等。

圖1 CMV參與糖尿病腎病發(fā)病機(jī)制研究[24]CMV：巨細(xì)胞病毒;CMV在血管中持續(xù)存在或重新激活時(shí)，導(dǎo)致高水平的CMV特異性T淋巴細(xì)胞的增殖，并遷移到周圍組織，導(dǎo)致腎小球和腎小管病變

CMV與腎移植受者CMV感染內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)增加促凝血因子的釋放并刺激黏附分子的表達(dá)，導(dǎo)致同種異體器官移植的急性和慢性排斥發(fā)生率升高，因此CMV感染與同種器官異體移植的存活率較低相關(guān)[31]。與CMV感染相關(guān)的塌陷性局灶節(jié)段性腎小球硬化(FSGS)是腎臟移植后罕見(jiàn)的并發(fā)癥[32]。與復(fù)發(fā)或新發(fā)的FSGS治療相反，不是在利用血漿置換去除潛在的循環(huán)因子，而是在根除CMV感染后，腎病綜合征消退，廣泛的足突融合逆轉(zhuǎn)，移植腎功能得到好轉(zhuǎn)。先天免疫細(xì)胞表現(xiàn)出記憶樣行為，其特征是對(duì)繼發(fā)感染的促炎反應(yīng)的增強(qiáng)。

CMV研究前景

HCMV特異性T細(xì)胞用于基于細(xì)胞的治療，以及Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)已在預(yù)防性或治療性環(huán)境中進(jìn)行了各種測(cè)試，對(duì)于控制CMV感染有不同程度的療效且無(wú)明顯的不良反應(yīng)，因此目前正在進(jìn)行后期臨床試驗(yàn)[34]。鑒于CMV的普遍感染率以及對(duì)心血管科腎臟疾病的病理學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，其干預(yù)的能力不斷增強(qiáng)，這在將來(lái)的研究中可能變得越來(lái)越重要。有趣的是，CMV的總體影響在老年人中更為明顯，并且隨著人群的年齡增長(zhǎng)，明確免疫學(xué)標(biāo)記與病理學(xué)聯(lián)系起來(lái)的機(jī)制將變得更加重要。