外泌體參與病毒性肝炎發(fā)病機制的研究進(jìn)展

楊浦娟 李 麟 黃 祎 李 梅

重慶市中醫(yī)院肝病科，重慶 400021

肝炎病毒所致的肝臟疾病目前仍是嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題之一，全球每年約150 萬人因病毒性肝炎相關(guān)疾病死亡[1]。病毒性肝炎主要包括甲型病毒性肝炎（viral hepatitis A，HAV）、乙型病毒性肝炎（viral hepatitis B，HBV）、丙型病毒性肝炎（viral hepatitis C，HCV）、丁型病毒性肝炎和戊型病毒性肝炎。在慢性肝炎背景下，炎癥、氧化應(yīng)激、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)改變和宿主免疫反應(yīng)失調(diào)共同導(dǎo)致肝纖維化、肝硬化和肝癌的發(fā)生[2]。既往研究證明，外泌體在介導(dǎo)病毒傳播，病毒和宿主間免疫調(diào)控，抗病毒反應(yīng)，病毒微環(huán)境，肝纖維化和肝癌的發(fā)生、發(fā)展、診療中發(fā)揮著不可替代的作用[3-6]。本文主要綜述外泌體在病毒性肝炎發(fā)病機制中的作用，包括介導(dǎo)病毒傳播、病毒和宿主間免疫調(diào)控，旨在為病毒性肝炎的診療提供新的策略。

1 外泌體在肝臟中的生物學(xué)功能

外泌體是脂質(zhì)雙分子層架構(gòu)的單膜囊泡，存在于人體多種體液中[7]。外泌體具有極高生物相容性，可將親代細(xì)胞的理化分子送達(dá)靶細(xì)胞，參與抗原提呈、免疫應(yīng)答、細(xì)胞分化及遷移、腫瘤侵襲等過程，維持機體的正常生理功能或介導(dǎo)疾病的發(fā)生及發(fā)展。

肝臟細(xì)胞既可釋放外泌體，又是外泌體作用的靶細(xì)胞。肝實質(zhì)細(xì)胞、非實質(zhì)肝細(xì)胞（如星狀細(xì)胞）和免疫細(xì)胞（Kupffer 細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T 細(xì)胞和B 細(xì)胞）均可釋放外泌體[8]。肝細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體可攜帶各種分子，如蛋白質(zhì)（糖蛋白、脂蛋白）和miRNA[8]。生理情況下，肝細(xì)胞來源的外泌體參與藥物代謝及內(nèi)源性毒物的解毒，維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定；也可調(diào)節(jié)肝細(xì)胞的增殖。病理狀態(tài)下，肝星狀細(xì)胞分泌的外泌體參與肝纖維化的形成；單核細(xì)胞分泌的外泌體可調(diào)節(jié)肝臟的炎癥反應(yīng)[9]；感染肝炎病毒的肝細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體可攜帶病毒核酸和蛋白質(zhì)成分傳播感染，破壞患者固有免疫反應(yīng)，參與免疫逃逸[6]。因此，外泌體能調(diào)節(jié)肝臟解毒、增殖，參與病毒傳播、免疫調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)，在肝臟疾病的發(fā)生、發(fā)展、治療和預(yù)后中發(fā)揮重要作用[6]。

2 外泌體在病毒性肝炎發(fā)病機制中的作用

2.1 外泌體在HAV 發(fā)病機制中的作用

既往認(rèn)為，HAV 是一種嗜肝非包膜正鏈RNA 病毒。近年來研究發(fā)現(xiàn)，HAV 在膽汁和糞便中以非包膜病毒粒子的形式存在，在血液循環(huán)中以準(zhǔn)包膜病毒粒子（quasi-enveloped HAV，qeHAV）的形式存在[10]。qe-HAV 具有傳染性，可能是介導(dǎo)HAV 在宿主內(nèi)傳播的唯一形式。研究表明，qeHAV 通過外泌體從HAV 衣殼的核內(nèi)體進(jìn)入多囊泡體[11]。Jiang 等[12]證實，HAV 結(jié)構(gòu)蛋白pX 可以與凋亡相關(guān)基因2 相互作用蛋白X相互作用，通過外泌體樣囊泡促進(jìn)病毒粒子和外源性蛋白質(zhì)的分泌。磷脂酰絲氨酸受體、甲肝病毒細(xì)胞受體1 和膽固醇轉(zhuǎn)運體尼曼-皮克病型C1 通過網(wǎng)狀蛋白介導(dǎo)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，參與HAV 感染細(xì)胞外泌體的轉(zhuǎn)運[6，13]。qeHAV 的釋放依賴于特定的細(xì)胞內(nèi)體分選復(fù)合體（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT）相關(guān)蛋白。Feng[10]發(fā)現(xiàn)，敲除ESCRT-Ⅲ相關(guān)蛋白可以抑制準(zhǔn)包膜和非包膜HAV 的釋放。以上研究結(jié)果表明，外泌體在甲肝病毒的分泌、釋放中起著重要作用。

2.2 外泌體在HBV 發(fā)病機制中的作用

2.2.1 外泌體參與HBV 的復(fù)制和傳播 外泌體可將HBV-DNA 和病毒蛋白質(zhì)從感染的HBV 細(xì)胞運送到非感染細(xì)胞，促進(jìn)HBV 的傳播。從慢性HBV 患者的血清或細(xì)胞培養(yǎng)液中分離出的外泌體含有HBV-DNA、HBV-RNA、病毒蛋白HBx 和HBsAg。HBx mRNA 和蛋白質(zhì)可被整合在外泌體中，保護(hù)其免受宿主核酸酶攻擊。HBV 萌芽和從宿主細(xì)胞中出胞與ESCRT 相關(guān)[14]。ESCRT 參與HBV 病毒粒子定位于晚期核內(nèi)體膜和細(xì)胞間室的過程[15]。ESCRT 缺乏會影響HBV 萌芽和/或釋放：當(dāng)ESCRT 的關(guān)鍵基因，如VPS4B 發(fā)生突變時，多囊泡體產(chǎn)生減弱并抑制細(xì)胞外包膜HBV 病毒顆粒[16]。外泌體miRNA 在宿主與病毒的相互作用中起著重要作用。①直接促進(jìn)病毒復(fù)制：miR-15b 通過促進(jìn)HBV 增強子Ⅰ活性促進(jìn)HBV 復(fù)制；miR-501 通過抑制HBX 相互作用蛋白激活HBV復(fù)制；miR-1 通過促進(jìn)法尼醇X 受體α 表達(dá)增強HBV 核心啟動子活性；miRs-372/373 通過靶向核因子I/B 刺激HBV 蛋白和HBV 核心相關(guān)DNA 的產(chǎn)生。②直接抑制病毒復(fù)制：let-7、miR-196b、miR-433、miR-511、miR-205、miR-345、miR-122 可靶向病毒基因組中的相關(guān)序列直接抑制病毒復(fù)制。③間接抑制病毒復(fù)制：miR-122、miR-29c、miR-125b、miR-141、miR-155 可以通過靶向參與病毒復(fù)制相關(guān)的宿主因子間接調(diào)節(jié)病毒復(fù)制或轉(zhuǎn)錄。

2.2.2 外泌體調(diào)節(jié)宿主的免疫應(yīng)答 外泌體可通過細(xì)胞間通信作用參與病毒感染后的免疫調(diào)控和抗病毒過程。自然殺傷細(xì)胞是參與病毒感染固有免疫應(yīng)答的主要效應(yīng)細(xì)胞群，自然殺傷細(xì)胞功能障礙可能導(dǎo)致病毒持續(xù)存在[17]。自然殺傷細(xì)胞是HBV 感染后臨床結(jié)局的主要決定因素[18]。病毒可通過抑制自然殺傷細(xì)胞的增殖和活性來擺脫宿主的固有免疫應(yīng)答[19]。巨噬細(xì)胞可激活T 細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞，導(dǎo)致T 細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞產(chǎn)生γ 干擾素[18]。Yang 等[20]研究表明，HBV 可通過外泌體進(jìn)入自然殺傷細(xì)胞，抑制自然殺傷細(xì)胞上模式識別受體的表達(dá)，導(dǎo)致核因子-κB 和p38 絲裂原活化蛋白激酶通路失活而誘導(dǎo)自然殺傷細(xì)胞功能障礙。慢性HBV 外泌體還可顯著降低自然殺傷細(xì)胞上活化性受體自然殺傷p44 表達(dá)，上調(diào)抑制性受體自然殺傷G2A 表達(dá)，促進(jìn)自然殺傷細(xì)胞功能障礙，減少γ 干擾素生成，抑制抗病毒療效[21]。

免疫相關(guān)的miRNAs 可參與免疫調(diào)控[21]。HBV 感染的肝細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體通過抑制巨噬細(xì)胞中白細(xì)胞介素-12 p35mRNA 的表達(dá)來抵抗宿主的先天免疫應(yīng)答，也可降低巨噬細(xì)胞促炎癥白細(xì)胞介素-12 的水平來削弱巨噬細(xì)胞的激活，進(jìn)而減少自然殺傷細(xì)胞的激活[18，22]。

2.2.3 外泌體參與抗病毒效應(yīng) α 干擾素可有效抑制HBV 復(fù)制并表達(dá)抗病毒活性。巨噬細(xì)胞來源的外泌體可以通過T 細(xì)胞免疫球蛋白和黏蛋白受體1 進(jìn)入肝細(xì)胞，將α 干擾素相關(guān)的miRNA 從巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)移到HBV 感染的肝細(xì)胞，從而發(fā)揮抗病毒活性[23]。α 干擾素刺激肝非實質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生抗病毒物質(zhì)（如miRNA-638、miRNA-4284、miRAN-1260 等），通過外泌體傳遞給HBV 感染的肝實質(zhì)細(xì)胞，通過抗病毒分子在細(xì)胞間的傳遞，儲存免疫記憶并發(fā)揮抗病毒功能[24]。由此可見，外泌體可介導(dǎo)并增強α 干擾素的抗病毒作用。但同時有研究表明，外泌體也可以抑制α 干擾素的抗病毒作用[25]。

2.3 外泌體在HCV 發(fā)病機制中的作用

2.3.1 外泌體介導(dǎo)HCV 復(fù)制或抗病毒作用 外泌體在HCV 的復(fù)制和傳播中起重要作用。HCV 感染的肝細(xì)胞能分泌攜帶HCV-RNA 和病毒蛋白的外泌體將HCV 傳遞給其他肝細(xì)胞[26]。HCV 感染細(xì)胞分泌的外泌體包裹HCV-RNA，HCV-RNA 以堿基配對的方式與Ago2、熱休克蛋白90 和miR-122 形成蛋白質(zhì)復(fù)合物，可增強HCV 的穩(wěn)定性；同時形成的蛋白質(zhì)復(fù)合物可躲避抗體的中合作用，并促進(jìn)其有效傳播[27]。HCV相關(guān)的外泌體攜帶復(fù)制能力較強的雙鏈HCV-RNA，可以逃脫肝細(xì)胞特異性toll 樣受體-3 介導(dǎo)的先天反應(yīng)，確保病毒傳播[28]。也有研究表明，外泌體內(nèi)的miR-122 或熱休克蛋白90 可以抑制外泌體內(nèi)HCV的傳播[29]。

2.3.2 外泌體促進(jìn)HCV 炎癥及纖維化 外泌體通過特異性免疫調(diào)節(jié)外泌體載體促進(jìn)肝臟疾病從一個疾病階段向另一個疾病階段的轉(zhuǎn)化。感染HCV 的肝細(xì)胞分泌外泌體因子（如轉(zhuǎn)化生長因子-β 和原纖維化miR-19a），通過調(diào)節(jié)細(xì)胞因子信號傳導(dǎo)抑制因子-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和激活轉(zhuǎn)錄因子3 軸導(dǎo)致肝星形細(xì)胞激活，使促纖維化標(biāo)志物高表達(dá)及增強炎癥反應(yīng)，最終引起肝纖維化[14]。

2.3.3 外泌體調(diào)節(jié)宿主的免疫應(yīng)答HCV 相關(guān)的外泌體在免疫逃避過程中發(fā)揮作用[6]。病毒特異性T 細(xì)胞應(yīng)答決定著HCV 是否感染慢性化[30]。慢性HCV 患者的血清外泌體含有CD81，E2-CD81 結(jié)合可掩蓋E2抗原區(qū)域，保護(hù)B 細(xì)胞避免凋亡，導(dǎo)致弱抗體產(chǎn)生，并抑制自然殺傷細(xì)胞，增強HCV 的免疫逃逸能力[31-32]。HCV相關(guān)外泌體miR-122-5p、miR-146a-5p 可通過抑制自然殺傷細(xì)胞破壞先天免疫反應(yīng)[33]。

2.4 外泌體在戊型病毒性肝炎發(fā)病機制中的作用

同HAV 一樣，戊型病毒性肝炎以非包膜病毒粒子的形式在糞便中存在，以qeHEV 粒子的形式在血液中循環(huán)。qeHEV 粒子含有外泌體標(biāo)志物，如：CD63、CD9 和CD81、上皮細(xì)胞黏附分子和磷脂酰絲氨酸等，可增加肝細(xì)胞對戊型病毒性肝炎的攝取，促進(jìn)戊型病毒性肝炎的復(fù)制和傳播[34]。

3 小結(jié)與展望

外泌體攜帶蛋白質(zhì)、RNA 等分子，是細(xì)胞間的通信大師，在病毒性肝炎發(fā)病機制中發(fā)揮重要作用。其可以包裹和運輸肝炎病毒、促進(jìn)病毒復(fù)制和傳播、介導(dǎo)抗病毒反應(yīng)、促進(jìn)疾病進(jìn)展。盡管近年來外泌體的研究取得了很大進(jìn)展，但在臨床實踐中，外泌體在肝臟中靶向、與靶細(xì)胞間的作用機制及臨床應(yīng)用仍需深入研究。

利益沖突聲明：本文所有作者均聲明不存在利益沖突。