帶狀皰疹發(fā)病時(shí)細(xì)胞因子變化的研究進(jìn)展

吳曉君 李陳廣 肖禮祖

（廣東醫(yī)科大學(xué)附屬深圳第六醫(yī)院，華中科技大學(xué)協(xié)和深圳醫(yī)院疼痛科，深圳 518052）

帶狀皰疹 (herpes zoster, HZ)是由潛伏在外周感覺(jué)神經(jīng)節(jié)的一種嗜神經(jīng)性的水痘-帶狀皰疹病毒(varicella-zoster virus, VZV) 在人體免疫力低下時(shí)重新激活而引起的一種疾病[1]，主要累及胸段脊神經(jīng)分布的皮膚區(qū)域。首次感染VZV 病毒（即水痘）會(huì)引起全身性免疫反應(yīng)，包括激活體液免疫和細(xì)胞免疫，引起發(fā)熱等免疫反應(yīng)。而HZ 雖然僅表現(xiàn)在局部起皰疹，但HZ 的作用機(jī)制未明，可能會(huì)引發(fā)復(fù)雜的免疫反應(yīng)，打破免疫穩(wěn)態(tài)[2]。隨著人口老齡化，HZ 的發(fā)病率也越來(lái)越高，其中9%～34% 的HZ 病人會(huì)發(fā)展為頑固性的帶狀皰疹后神經(jīng)痛 (postherpetic neuralgia, PHN)，是HZ 最常見(jiàn)的并發(fā)癥[3]。PHN 可遷延數(shù)年甚至數(shù)十年，病人承受巨大痛苦，不僅影響日?；顒?dòng)和睡眠等，還可引起嚴(yán)重焦慮抑郁，進(jìn)而喪失正常工作乃至生活能力，給家庭和社會(huì)帶來(lái)極大的醫(yī)療和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。雖然目前治療PHN 的方法有很多，但治療效果難以令人滿意。另外，HZ 病人是否會(huì)并發(fā)PHN 目前還沒(méi)有可以預(yù)測(cè)的臨床指標(biāo)。近年來(lái)，大量研究表明HZ 發(fā)病后會(huì)引起機(jī)體一系列的免疫反應(yīng)并引起多種細(xì)胞因子水平顯著變化[4]，在這過(guò)程中許多細(xì)胞因子在機(jī)體的免疫反應(yīng)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。目前，尚無(wú)學(xué)者對(duì)HZ 發(fā)病后細(xì)胞因子的變化特點(diǎn)和潛在臨床意義進(jìn)行匯總。本文主要對(duì)HZ 發(fā)病后相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá)水平變化和潛在臨床意義進(jìn)行綜述，希望從現(xiàn)有的研究中找出HZ 特異性表達(dá)或能預(yù)測(cè)PHN 的因子。此外，在這些差異性表達(dá)因子的生物學(xué)功能中挖掘出一些潛在的治療靶點(diǎn)，同時(shí)為以后的機(jī)制研究提供新的切入點(diǎn)。

一、細(xì)胞因子概述

細(xì)胞因子是由多種細(xì)胞經(jīng)各種刺激合成并分泌的一類具有廣泛生物學(xué)活性的低分子量蛋白，通過(guò)與相應(yīng)受體結(jié)合發(fā)揮調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)分化、損傷組織修復(fù)等生物學(xué)功能，并在機(jī)體細(xì)胞免疫和體液免疫的調(diào)節(jié)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前已有大量的研究表明HZ 的發(fā)病與機(jī)體細(xì)胞免疫密切相關(guān)，因此許多細(xì)胞因子在HZ 的發(fā)病中也發(fā)揮著重要作用[5]。根據(jù)細(xì)胞因子的功能可分為：促炎因子、抗炎因子、抗病毒因子、趨化因子和氧化應(yīng)激因子等，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)。

二、HZ 與細(xì)胞因子的關(guān)系

通過(guò)Pubmed、萬(wàn)方及知網(wǎng)等軟件檢索到2022年6 月之前的中文及英文文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)近年來(lái)越來(lái)越多的研究顯示VZV感染后引起許多細(xì)胞因子的變化，不同的細(xì)胞因子發(fā)揮著不同的作用，在HZ 發(fā)病過(guò)程中共同調(diào)控著機(jī)體免疫反應(yīng)，主要文獻(xiàn)見(jiàn)表1。

1.促炎因子

促炎因子包括腫瘤壞死因子 (tumor necrosis factor,TNF) 和多種白介素(interleukin, IL)，包括IL-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12 等。白介素主要參與免疫細(xì)胞的增殖分化和激活，TNF 可激活細(xì)胞毒性T 細(xì)胞，促進(jìn)其他細(xì)胞因子的產(chǎn)生和分泌，共同促進(jìn)炎癥反應(yīng)。下面主要概述幾種已被報(bào)道與VZV感染相關(guān)的促炎因子。

（1）IL-1：IL-1 家族在非特異性免疫中占主導(dǎo)地位，主要由活化的巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，參與急性期炎癥反應(yīng)和皮膚修復(fù)過(guò)程，主要包含IL-1α 和IL-1β。有研究發(fā)現(xiàn)慢性神經(jīng)性疼痛可能與激活的星形膠質(zhì)細(xì)胞在脊髓中釋放IL-1β 有關(guān)[6]。然而，Cao 等[7]用蛋白質(zhì)芯片對(duì)PHN 病人的皮損組織檢測(cè)了40 種常見(jiàn)的炎性因子，發(fā)現(xiàn)只有IL-1α 顯著升高但其特異性不強(qiáng)，而包括IL-1β 在內(nèi)的其他39 種炎癥因子沒(méi)有差異。這說(shuō)明了PHN 病人局部炎癥反應(yīng)并不明顯，因而皮損局部抗炎治療是沒(méi)有必要的。

（2）IL-2：IL-2 主要由T 細(xì)胞產(chǎn)生，可誘導(dǎo)Th0細(xì)胞分化為T(mén)h1 細(xì)胞，從而促進(jìn)細(xì)胞免疫反應(yīng)。一項(xiàng)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)有疼痛的周?chē)窠?jīng)病變病人組血液中IL-2 和TNF-α 的mRNA 水平和蛋白水平均比無(wú)痛性的神經(jīng)病變病人組和健康對(duì)照組高2 倍[8]，提示IL-2 可能是通過(guò)刺激Th1 細(xì)胞的活性來(lái)促進(jìn)NK 細(xì)胞等效應(yīng)細(xì)胞分泌TNF-α 等因子，進(jìn)一步加重炎癥損傷，導(dǎo)致周?chē)窠?jīng)病變病人出現(xiàn)疼痛。張美芳等[9]發(fā)現(xiàn)HZ 病人血清中IL-2 水平較正常人明顯降低，Th1/Th2 細(xì)胞因子失衡，導(dǎo)致特異性Th1細(xì)胞免疫(CMI)明顯減弱，使得VZV 重新激活并大量復(fù)制，表明在人體免疫力低下時(shí)VZV 更容易激活和復(fù)制。因而老年人通過(guò)增強(qiáng)自身免疫力來(lái)保持Th1/Th2 細(xì)胞功能平衡對(duì)于預(yù)防HZ 發(fā)病非常重要。

（3）IL-6：多種免疫細(xì)胞和組織細(xì)胞均能產(chǎn)生IL-6，并能作用于多種靶細(xì)胞，因而可在不同階段促進(jìn)先天和獲得性免疫反應(yīng)，并可作為細(xì)胞因子級(jí)聯(lián)反應(yīng)激活的標(biāo)志，反映宿主炎癥反應(yīng)程度。在神經(jīng)系統(tǒng)中，正常情況下機(jī)體內(nèi)少量的 IL-6 可有效促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和修復(fù)，當(dāng)其過(guò)表達(dá)時(shí)可引起過(guò)度的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損傷。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，HZ 病人血清中前列腺素E2 (PGE2)、IL-6、TNF-α和VZV 病毒載量水平均明顯高于健康對(duì)照組，且與病情嚴(yán)重程度正相關(guān)[10]。另外，有研究發(fā)現(xiàn)以后發(fā)展為PHN 的HZ 病人的IL-6 水平明顯高于不發(fā)展為PHN 的HZ 病人[11]，提示VZV 感染后IL-6 的表達(dá)越高引起的炎癥反應(yīng)越嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)不可逆損傷越嚴(yán)重。在體外研究中用VZV 分別感染人腦血管外膜成纖維細(xì)胞(HBVAFs)、人神經(jīng)周?chē)?xì)胞 (HPNCs)、人腦血管平滑肌細(xì)胞 (HBVSMCs)和人胎兒肺成纖維細(xì)胞 (HFLs) 后，發(fā)現(xiàn)IL-6 的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)水平均顯著升高并促使皮膚細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)導(dǎo)致血管及神經(jīng)周?chē)?xì)胞屏障完整性的喪失和病毒擴(kuò)散，更重要的是，用抗IL-6 受體抗體可防止VZV 誘導(dǎo)的神經(jīng)周?chē)?xì)胞破壞[12～14]。因此，未來(lái)靶向抑制IL-6 也許可以減輕過(guò)度免疫反應(yīng)造成的神經(jīng)損傷，從而減輕HZ 病情甚至降低PHN 的發(fā)生率。

（4）IL-18：IL-18 因其IFN-γ 誘導(dǎo)特性而首次被鑒定，Th1 細(xì)胞可刺激抗原呈遞細(xì)胞產(chǎn)生IL-18 促進(jìn)細(xì)胞免疫。在不同病原體感染的動(dòng)物模型中，大量研究強(qiáng)調(diào)了宿主IL-18 的過(guò)度生產(chǎn)或宿主對(duì)IL-18 的過(guò)度反應(yīng)導(dǎo)致了過(guò)度的炎癥負(fù)擔(dān)并導(dǎo)致組織損傷[15]。Khazan 等[16]研究發(fā)現(xiàn)HZ 病人IL-18、IL-6 等較對(duì)照組明顯升高，且與皮疹和頭痛嚴(yán)重程度正相關(guān)，雖然IL-18 在抗VZV 免疫應(yīng)答中起重要作用，但是它的長(zhǎng)期高表達(dá)可能因其抗病毒反應(yīng)過(guò)度而加重病情的風(fēng)險(xiǎn)。然而，目前關(guān)于VZV 感染引起的IL-18 變化及抗病毒機(jī)制的研究尚少，未來(lái)有待探索。

（5）TNF：TNF 包 括TNF-α 和TNF-β 兩 種，前者由單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，后者來(lái)自活化T 細(xì)胞。在促炎方面，TNF 不僅可促進(jìn)多種免疫細(xì)胞的增殖分化和激活，還可刺激多種促炎因子產(chǎn)生，共同促進(jìn)局部炎癥反應(yīng)。Ouwendijk 等[17]在原發(fā)性猴水痘病毒 (SVV) 感染體外猴神經(jīng)節(jié)研究中，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞 (SGCs) 上調(diào)主要組織相容性復(fù)合體I 型和II型 (MHC-I 和MHC-II)，并產(chǎn)生TNF-α 和IL-6，參與神經(jīng)節(jié)內(nèi)免疫反應(yīng)，抑制病毒復(fù)制。與之相似的是，HZ 病人血清中的TNF-α、IL-6 水平和VZV 病毒載量均顯著升高，且均與病情嚴(yán)重程度明顯正相關(guān)[10]，表明TNF-α 與IL-6 等協(xié)同促進(jìn)機(jī)體炎癥反應(yīng)加重組織損傷，但其特異性均不強(qiáng)。

2. 抗炎因子

抗炎因子主要包括IL-4、IL-13、IL-10、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 (TGF-β)、IL-1 受體拮抗劑 (IL-1Ra) 等，主要起抑制炎癥作用，避免過(guò)強(qiáng)的機(jī)體炎癥反應(yīng)導(dǎo)致機(jī)體損傷。目前研究發(fā)現(xiàn)IL-4 和IL-10 是HZ 發(fā)病過(guò)程中較重要的抗炎因子，并且兩者均可由Th2細(xì)胞產(chǎn)生并激活B 淋巴細(xì)胞，而抑制Th1 特異性細(xì)胞免疫 (CMI)。

（1）IL-4：IL-4 通過(guò)涉及JAK1 和STAT6 通路的I 型和II 型IL-4 受體發(fā)揮免疫作用。神經(jīng)病變病人血清中IL-4 水平顯著升高[8]，而在HZ 病人血清中IL-4 水平及VZV IgG 抗體滴度也較對(duì)照組明顯升高[9,18]，代表Th2 細(xì)胞的IL-4 升高抑制了Th1 特異性CMI，促進(jìn)了病原體的擴(kuò)散。然而，在VZV 感染的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞 (ARPE-19) 中和VZV 感染性葡萄膜炎病人眼液中卻僅檢測(cè)到了低水平的IL-4[19]，這可能與眼部局部炎癥反應(yīng)強(qiáng)于抗炎作用有關(guān)[20]。

（2）IL-10：IL-10 是機(jī)體主要抗炎因子，可抑制多種促炎因子和干擾素(IFN)的分泌，而促進(jìn)IL-4分泌。研究發(fā)現(xiàn)VZV 感染性葡萄膜炎病人的房水中IL-10 水平明顯升高[21]，而HZ 病人血清中IL-10水平與神經(jīng)痛持續(xù)時(shí)間和程度顯著正相關(guān)，且治療后血清IL-10 水平較治療前顯著降低[22]。一方面，HZ 越嚴(yán)重其炎癥反應(yīng)也越強(qiáng)烈，從而刺激機(jī)體產(chǎn)生更多的IL-10 來(lái)對(duì)抗炎癥反應(yīng)；另一方面，IL-10水平越高，對(duì)Th1 特異性CMI 的抑制作用越強(qiáng)，使得病毒擴(kuò)散越厲害加重病情。因此，IL-10 也可作為HZ 嚴(yán)重程度和神經(jīng)痛持續(xù)時(shí)間的客觀生物標(biāo)志物。此外，只有IL-10 水平較低的受試者接種疫苗后才出現(xiàn)明顯的VZV 特異性T 細(xì)胞反應(yīng)。疫苗誘導(dǎo)IL-10 缺乏小鼠的特異性T 細(xì)胞反應(yīng)大于野生型小鼠，說(shuō)明高構(gòu)成性IL-10 水平會(huì)抑制接種疫苗后機(jī)體的免疫反應(yīng)從而對(duì)疫苗效力產(chǎn)生不利影響[23]。

3.趨化因子

不少研究發(fā)現(xiàn)用VZV 感染的細(xì)胞會(huì)高分泌許多趨化因子[20]，趨化因子是一類由組織細(xì)胞或免疫細(xì)胞分泌的肽分子，在病原體入侵過(guò)程中分泌并誘導(dǎo)免疫細(xì)胞遷移至目標(biāo)部位。Lind 等[24]研究表明中樞神經(jīng)系統(tǒng)VZV 感染病人腦脊液中過(guò)表達(dá)CXCL8 吸引中性粒細(xì)胞，過(guò)表達(dá)CCL19、CXCL9 和CXCL10來(lái)吸引病毒特異性T 細(xì)胞增強(qiáng)細(xì)胞免疫，基質(zhì)金屬蛋白酶-2 (MMP-2) 促進(jìn)血腦屏障的分解，促使免疫細(xì)胞趨化并浸潤(rùn)到腦實(shí)質(zhì)；另外，腦炎病人腦脊液中的MMP-3、MMP-8 和MMP-12 水平與其嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，也許可作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)VZV 感染性疾病嚴(yán)重程度的生物標(biāo)志物。HZ 病人循環(huán)中B細(xì)胞水平與CXCL13 水平和VZV 特異性IgG 滴度呈正相關(guān)，提示CXCL13 可能在B 細(xì)胞活化并產(chǎn)生VZV 特異性IgG 的過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用[25]。多種趨化因子可通過(guò)增強(qiáng)機(jī)體的細(xì)胞免疫或體液免疫來(lái)發(fā)揮抗VZV 的作用，因此，以后對(duì)這些趨化因子的下游通路進(jìn)行研究有重要意義。

4.抗病毒因子

干擾素 (interferon, IFN) 是一類分泌性糖蛋白，具有廣譜抗病毒、抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)作用。VZV 作為一種雙鏈DNA 病毒，大量研究表明IFN 在HZ 病人的抗病毒免疫反應(yīng)中發(fā)揮著不可或缺的作用[26]。

IFN-α 在VZV 感染病人的皮膚中朗格漢斯細(xì)胞(LC) 水平顯著降低，而大量漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀細(xì)胞(pDC) 浸潤(rùn)，VZV 感染后鄰近細(xì)胞產(chǎn)生的IFN-α 與大量的pDC 共同抑制VZV 的復(fù)制[27]。當(dāng)人外周血單核細(xì)胞 (PBMC) 和感覺(jué)神經(jīng)元細(xì)胞感染VZV 后，會(huì)誘導(dǎo)大量IFN-α 的產(chǎn)生，發(fā)揮其抗病毒作用，并為神經(jīng)末梢暴露區(qū)提供局部保護(hù)[28]。在VZV 感染后，IFN-α 可促進(jìn)抗原呈遞，并增強(qiáng)NK 細(xì)胞對(duì)病毒感染的殺傷能力間接抑制病毒復(fù)制。而活化的T細(xì)胞和NK 細(xì)胞將會(huì)分泌IFN-γ 進(jìn)一步抵抗病毒，由于在原發(fā)性VZV 感染后IFN-γ 是一種有效的抗病毒因子，而VZV 的再活化可能與產(chǎn)生IFN-γ 的免疫細(xì)胞的減少相關(guān)。Shakya 等[29]在VZV 感染肺上皮細(xì)胞 (A549)、肺成纖維細(xì)胞 (MRC-5) 和ARPE-19細(xì)胞后，應(yīng)用IFN-γ 處理顯著降低了細(xì)胞內(nèi)VZV 的載量，并且還證明了IFN-γ 是通過(guò)JAK/STAT1 信號(hào)通路抑制VZV 的主要即刻早期蛋白62 (IE62)的功能來(lái)抑制VZV 復(fù)制的。近年來(lái)，許多研究發(fā)現(xiàn)HZ疫苗引起VZV 特異性IFN-γ 水平顯著增加[30,31]，均表明了接種疫苗增強(qiáng)了受試者VZV 特異性CMI 反應(yīng)，而VZV 特異性CMI 被認(rèn)為是預(yù)防和控制HZ發(fā)病的關(guān)鍵。據(jù)報(bào)道，IFN-γ 比IFN-α 對(duì)VZV 有更強(qiáng)的活性，這與干擾素調(diào)節(jié)因子 (IRF) 蛋白IRF1 和IRF9 的差異誘導(dǎo)有關(guān)。IFN-α-IRF9 軸是延緩病毒復(fù)制和傳播開(kāi)始的第一道防線，而IFN-γ-IRF1 軸具有阻斷感染過(guò)程的能力和誘導(dǎo)適應(yīng)性的VZV 特異性T細(xì)胞來(lái)抗病毒[26]。此外，Kim 等[32]發(fā)現(xiàn)在VZV 感染人真皮成纖維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞 (HaCaT) 后，IFN-λ 分泌顯著上調(diào)抑制病毒復(fù)制，但在使用小干擾RNA 介導(dǎo)的基因破壞來(lái)抑制干擾素基因刺激因子 (STING)后，減少了IFN 和促炎因子的分泌，導(dǎo)致VZV 復(fù)制增強(qiáng)，表明STING 介導(dǎo)了IFN-λ 分泌對(duì)VZV 感染的重要防御。因此，未來(lái)通過(guò)靶向誘導(dǎo)不同類型IFN 的表達(dá)來(lái)治療HZ 的研究方向有巨大潛力。

5.氧化應(yīng)激相關(guān)因子

氧化應(yīng)激 (oxidative stress, OS) 是指體內(nèi)氧化反應(yīng)強(qiáng)于抗氧化反應(yīng)，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物，導(dǎo)致自由基在體內(nèi)產(chǎn)生負(fù)面影響，從而引起衰老或疾病。有研究顯示，HZ 病人吲哚雙加氧酶 (IDO)、鐵蛋白、C 反應(yīng)蛋白 (CRP)、血漿總同型半胱氨酸 (tHcy) 水平較對(duì)照組顯著升高，而褪黑素(MLT)水平顯著降低，這些顯著差異也與皮疹和疼痛的嚴(yán)重程度相關(guān)，表明了HZ 病人炎癥相關(guān)氧化應(yīng)激增加，并可能導(dǎo)致并發(fā)PHN 的風(fēng)險(xiǎn)增加[16]。那么，關(guān)于抗氧化治療是否能緩解HZ 神經(jīng)性疼痛，尚有待探索。

三、小結(jié)

VZV 再激活所致的HZ 會(huì)引起機(jī)體一系列的免疫反應(yīng)，導(dǎo)致侵犯部位的皮損和難以忍受的神經(jīng)性疼痛。在這過(guò)程中許多細(xì)胞因子會(huì)參與到其中，發(fā)揮促炎、抗炎或抗病毒等免疫防御作用。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，在VZV 感染后，多種促炎因子和抗炎因子水平升高 （除了IL-2），其中IL-6、IL-18、TNF-α 和IL-10 與病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，雖然它們特異性不強(qiáng)因而在輔助診斷方面意義不大，但也許可以作為評(píng)估HZ 病情或者預(yù)測(cè)PHN 發(fā)生的生物學(xué)指標(biāo)。以上細(xì)胞因子顯著升高的HZ 病人應(yīng)視為可能并發(fā)PHN 的高危病人，應(yīng)予以積極治療。HZ 發(fā)病后許多趨化因子也被高分泌，不同的趨化因子可通過(guò)增強(qiáng)體液免疫或細(xì)胞免疫來(lái)抑制病毒。同時(shí)，已有大量研究表明，IFN 在抗VZV感染中發(fā)揮重要的抗病毒復(fù)制作用，IFN 的誘導(dǎo)劑在HZ 治療中的研究有待開(kāi)展。此外，有少量研究發(fā)現(xiàn)HZ 病人體內(nèi)多種氧化應(yīng)激相關(guān)因子增加，提示我們抗氧化藥物也許是一種潛在的輔助治療手段。目前對(duì)HZ 病人細(xì)胞因子的研究中尚沒(méi)有發(fā)現(xiàn)特異性表達(dá)的因子，若能系統(tǒng)性地通過(guò)篩選更多細(xì)胞因子來(lái)發(fā)現(xiàn)HZ 特異性變化的因子，則未來(lái)可能作為臨床診斷的輔助手段。從治療上來(lái)說(shuō)，未來(lái)靶向誘導(dǎo)IL-2 升高所介導(dǎo)的Th1 細(xì)胞免疫和抑制IL-4、IL-6、IL-18 或TNF引起的過(guò)度炎癥損傷可能有助于減輕神經(jīng)損傷從而緩解HZ 病情和預(yù)防PHN。此外，對(duì)于VZV 感染后這些細(xì)胞因子的變化，大多都沒(méi)有深入探索各因子的具體信號(hào)通路和作用機(jī)制，尚不清楚其中發(fā)揮關(guān)鍵受體或通路，因此未來(lái)仍需要對(duì)這些方面進(jìn)行研究，為靶向治療HZ 提供理論依據(jù)。

利益沖突聲明：作者聲明本文無(wú)利益沖突。