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调节性T淋巴细胞在乙型肝炎慢性化过程中的作用*

2013-04-01曾令伟综述波审校

重庆医学 2013年4期
关键词:土拨鼠免疫耐受趋化因子

卢 林,曾令伟综述,秦 波审校

(1.重庆市渝北区人民医院感染科 401120;2.重庆医科大学附属第一医院感染科 400016)

具有免疫抑制功能的Th细胞过去被称为抑制性T淋巴细胞(suppressor T cell),近年来研究发现其能够介导免疫耐受并抑制自身免疫性疾病,故更名为调节性T淋巴细胞(regulator T cell,Treg)。越来越多的证据表明,Treg在抑制抗病毒T细胞免疫应答过程中发挥重要的作用。一方面,Treg抑制过强的T细胞免疫应答避免对机体造成过度损伤;另一方面,由于限制了T细胞的抗病毒反应,病毒不能被及时清除而可能引起感染的持续存在,从而导致乙肝病毒感染后疾病慢性化的发生。

1 Treg的分类及表面标志

Treg是一组异质性的细胞,按照其来源及功能不同主要分为两大亚群:一种是自然性Treg,由胸腺的T细胞发育而成;另一种是适应性Treg,由成熟T细胞或正在分化中的自然性Treg在一定条件下生成,如存在转化生长因子-β(TGF-β),抗原暴露少或者共刺激不足等[1]。自然性Treg包括CD25+FoxP3+T细胞以及来自先天免疫系统的自然杀伤细胞(NK)。体外实验证实,自然性Treg的功能是通过抗原非特异性、接触依赖但不依赖细胞因子的途径实现的[2]。适应性Treg包括CD4+CD25+FoxP3+T 细胞、产生白细胞介素-10(IL-10)的CD4+T细胞(Tr1)、产生 TGF-β的CD4+T细胞(Th3)、CD3+CD4-CD8-T细胞[3-4]。适应性Treg在体内的免疫调节功能是通过细胞因子途径来实现的[5]。另外,一些CD8+T细胞也具有免疫调节功能,CD8+CD25-T细胞在抗原存在的情况下能够分化成CD8+Treg[3,6]。然而,目前针对 CD8+Treg的研究还非常少,对CD8+Treg的作用功能也还知之甚少。

到目前为止,还没有一种完全特异的细胞表面标志可以区分Treg,其中,白细胞介素-2(IL-2)受体α链(CD25)是Treg的一个原始标志。将CD4+CD25+T细胞转移至T细胞缺失的小鼠可以预防自身免疫性疾病,而将去除了CD25+T的CD4+T细胞移入该类小鼠则不能避免发生多器官特异的自身免疫性疾病。然而,自然产生的T淋巴细胞毒性相关抗原-4(CTLA-4)+肿瘤坏死因子受体(GITR)+CD25-T细胞亚群对自身免疫性疾病有很强的抑制功能,说明CD25并非功能性Treg的必须结构[7]。此外,CD4+CD25+Treg表面标志物还包括CTLA-4[8]、GITR[9]。CTLA-4单抗和 GITR抗体均能够阻断Treg的免疫抑制功能[7],但是CTLA-4缺陷小鼠的Treg和GITR-CD4+CD25+T对CD4+CD25-T也有较强的抑制作用,说明这些分子在Treg细胞的免疫抑制功能中发挥重要但非必要作用。和CD25相似,这两种分子不仅表达于Treg也可表达于活化的效应性T淋巴细胞表面。FoxP3基因编码的DNA结合蛋白可以抑制包括生成细胞因子和T细胞增生在内的多种基因的转录[10]。在mRNA和蛋白质水平上,FoxP3都仅表达于CD4+CD25+Treg,在CD4+CD25-T和B淋巴细胞及CD8+T细胞均无明显表达。在小鼠,FoxP3是Treg的特异性细胞内标志物,因此目前普遍将FoxP3作为鉴别CD4+CD25+Treg的首选分子。然而近来的研究发现,在人类,除了Treg一些非T细胞如肿瘤细胞也能够表达FoxP3[11]。最近发现,白细胞介素7(IL-7)受体(CD127)低表达有利于将Treg细胞同活化的T淋巴细胞区分开,它不仅可以分离出CD4+CD25+Treg,还能够分离出 CD4+CD25-T中的 Treg[12]。综上,若联合FoxP3和CD127可能会更加准确地区分出CD4+CD25+Treg。

2 Treg细胞水平和疾病状态

到目前为止,在HBV感染不同阶段的Treg水平以及Treg与疾病状态之间是否存在相关性尚无定论。一项大规模的研究显示,慢性HBV携带者外周血单核细胞和肝组织中CD4+CD25+FoxP3+的数量高于感染后恢复者及健康者,并与HBeAg状态相关[13]。另外一项研究检测急性乙型肝炎、慢性乙型肝炎、慢性重型乙型肝炎患者外周血Treg,结果发现重型肝炎患者外周血Treg显著升高[14]。同样,慢性乙型肝炎和慢性重型乙型肝炎患者肝组织内的Treg也升高[14]。另有研究也证实,外周血和肝内的Treg与乙肝病毒核酸(HBV-DNA)及 HBsAg水平显著相关[15-16]。与之相反,Franzese等[17]发现慢性无症状携带者、慢性肝炎患者、自然恢复者以及健康者的Treg频率无明显差别。检测HBV感染的慢/急性肝衰竭患者外周血Treg和辅助性T细胞17(Th17)的数量,结果发现Treg/Th17的比值与肝衰竭预后呈正相关。经过抗病毒治疗后达到持续应答的急性加重的慢性乙型肝炎患者,其Treg基因表达水平及病毒特异的Treg细胞数量均显著增加[18]。另外一项研究显示,恩替卡韦单药抗病毒治疗并抑制了病毒复制之后,Th17数量迅速增加而同时Treg下降[19]。

3 Treg与HBV感染的免疫耐受性

CD4+CD25+Treg细胞调节对自身和外来抗原的免疫耐受性,其调节作用可以是病毒特异的。HBV感染慢性化可能与Treg介导的免疫耐受相关,主要通过以下几个途径发挥作用。首先,Treg自身可以分泌TGF-β、IL-10及低水平的γ干扰素(IFN-γ)和白细胞介素-4(IL-4),从而介导免疫耐受。其次,Treg细胞抑制效应T细胞的增殖和活化。在转基因小鼠的模型中证实,肝内的FoxP3+CD4+Treg细胞数量显著增加能够有效抑制活化T细胞应答[20];另外,体外实验也证实,CD4+CD25+Treg不仅能够抑制CD8+T细胞增殖,还能够抑制其分泌IFN-γ等免疫应答活性[21]。最后,Treg能够抑制髓样树突状细胞成熟,从而使T细胞的活性减低[1]。

4 Treg向肝脏迁移机制

Treg是如何及时到达炎症或者感染部位发挥其免疫调节功能的呢?Oo等[22]分离慢性肝炎患者肝内的Treg,并检测Treg表面的受体表达情况,发现肝内Treg高表达趋化因子受体4(CCR4)和趋化因子受体3(CXCR3),且显著高于其他受体的表达,并且CCR4和CXCR3在肝内Treg上的表达水平显著高于外周血Treg水平。在体外模型中,分别阻断CXCR3及CCR4以观察其对Treg黏附肝血窦内皮细胞的影响,结果发现只有当CXCR3阻断时,黏附于肝血窦内皮细胞上的Treg数量显著减少,并且分别阻断趋化因子配体9(CXCL9)、趋化因子配体10(CXCL10)、趋化因子配体11(CXCL11)与CXCR3的结合,黏附于肝血窦内皮细胞上的Treg数量亦减少,但是效果没有CXCR3显著。Erhardt等[23]用次致死剂量(5mg/kg)伴刀豆球蛋白(Con A)分别处理野生型(WT)及CXCR3缺陷型(CXCR3-/-)小鼠,后者出现的肝损害显著强于前者,再次用次致死剂量(5mg/kg)Con A处理,结果 WT小鼠表现出对Con A耐受(无或者仅轻微的肝损害),而CXCR3-/-小鼠未耐受;分离已经接受两次Con A处理的 WT及CXCR3-/-小鼠的Treg并分别输给未经处理过的 WT小鼠,然后,再给予(5 mg/kg)Con A处理,结果发现,WT小鼠Treg对Con A诱导的肝损伤有保护作用,并且肝内的CXCR3+Treg显著多于CXCR3-Treg,充分说明CXCR3介导Treg向肝脏迁移在诱导Con A耐受的过程中发挥重要作用。

体外研究证实,乙肝病毒X蛋白(HBx)以一种剂量依赖的模式促进肝细胞分泌CXCL9和CXCL10[24]。同时,临床报道指出慢性乙型肝炎患者肝内和外周血中的CXCL9及CXCL10表达水平均较健康者升高[25]。因此,乙肝病毒感染后,通过HBx诱导趋化因子CXCL9、CXCL10分泌,趋化Treg向肝脏迁移并发挥其对免疫细胞的抑制效应,从而介导机体对肝炎病毒的免疫耐受。

5 阻断Treg与免疫活化

既然Treg在慢性乙肝免疫耐受过程中发挥主要的作用,那么抑制Treg是否就有望打破免疫耐受呢?将编码IL-12的质粒输入慢性感染土拨鼠肝炎病毒(WHV)的土拨鼠,结果发现所有外周血土拨鼠肝炎病毒核酸(WHV-DNA)小于1010的土拨鼠接受治疗后,均出现持续而显著的外周血及肝内WHV DNA病毒载量下降,并伴随e抗原及表面抗原的消失。肝炎病毒诱导产生趋化因子,与受体CXCR3结合趋化Treg进入肝脏从而介导肝脏免疫耐受。治疗初期,所有土拨鼠肝内的FoxP3+表达均下降,而4个月后,无应答土拨鼠肝内的FoxP3+显著反弹,而应答鼠肝内的FoxP3+则已降至检测线水平以下[26]。这说明,土拨鼠对IL-12无应答可能是由于Treg的免疫抑制作用。Sprengers等[27]观察了聚乙二醇干扰素治疗应答与无应答患者的Treg数量差异发现,治疗开始时应答组与无应答组的Treg无差异,随着治疗的进行无应答患者的Treg数量开始增加,而应答组患者未出现这一情况,这说明Treg可能是干扰素治疗无应答的机制之一。Dikopoulos等[28]给小鼠注射编码 HBsAg的DNA疫苗,肝内CD8+T增强的同时CD4+CD25+Treg向肝脏浸润及迁移增加并抑制CD8+T反应。Furuichi等[29]将小鼠体内的CD25+T细胞预先剔除后,注射DNA疫苗能够激起更加强烈的HBV特异T细胞以及记忆性T细胞免疫。因此,如果给予免疫刺激的同时能够抑制Treg细胞功能,可能获得持续的T细胞应答反应从而有利于控制病毒。

6 展 望

Treg的结构和功能还有很多方面需要进一步研究。在乙型肝炎病毒感染后,Treg通过调节免疫反应使机体保持在一个相对稳定的平衡状态,却也导致了病毒的持续存在。Treg的功能,可能使机体进入免疫激活状态,有利于病毒的彻底清除,是抗HBV一个新的潜在治疗靶位。但是,免疫激活后若失去Treg的调节作用,是否会造成机体更加严重的损伤,也是值得思考的问题。

[1]骆抗先.乙型肝炎基础和临床[M].3版.北京:人民卫生出版社,2006:157-163.

[2]Shevach EM.CD4+CD25+suppressor T cells:more questions than answers[J].Nat Rev Immunol,2002,2(6):389-400.

[3]Shevach EM.From vanilla to 28flavors:multiple varieties of T regulatory cells[J].Immunity,2006,25(2):195-201.

[4]Weiner HL.Induction and mechanism of action of transforming growth factor-beta-secreting Th3regulatory cells[J].Immunol Rev,2001,182(10):207-214.

[5]Kingsley CI,Karim M,Bushell AR,et al.CD25+CD4+regulatory T cells prevent graft rejection:CTLA-4-and IL-10-dependent immunoregulation of alloresponses[J].J Immunol,2002,168(3):1080-1086.

[6]Billerbeck E,Blum HE,Thimme R.Parallel expansion of human virus-specific FoxP3-effector memory and denovogenerated FoxP3+regulatory CD8+T cells upon antigen recognition in vitro[J].J Immunol,2007,179(2):1039-1048.

[7]王礼文.CD4CD25调节性T淋巴细胞及相关标记物的研究进展[J].临床检验杂志,2005,23(2):157-159.

[8]Takahashi T,Tagami T,Yamazaki S,et al.Immunologic self-tolerance maintained by CD25(+)CD4(+)regulatory T cells constitutively expressing cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4[J].J Exp Med,2000,192(2):303-310.

[9]McHugh RS,Whitters MJ,Piccirillo CA,et al.CD4(+)CD25(+)immunoregulatory T cells:gene expression analysis reveals a functional role for the glucocorticoid-induced TNF receptor[J].Immunity,2002,16(2):311-323.

[10]Bennett CL,Christie J,Ramsdell F,et al.Immune dysregulation,polyendocrinopathy,enteropathy,X-linked syndrome(IPEX)is caused by mutations of FoxP3[J].Nat Genet,2001,27(1):20-21.

[11]Ebert LM,Tan BS,Browning J,et al.The regulatory T cell-associated transcription factor FoxP3is expressed by tumor cells[J].Cancer Res,2008,68(8):3001-3009.

[12]Banham AH.Cell-sulfate IL-7receptor expression facilitates the purification of FoxP3+regulatory T cells[J].Trends Iramunol,2006,27(12):541-544.

[13]Yang G,Liu A,Xie Q,et al.Association of CD4+CD25+FoxP3+regulatory T cells with chronic activity and viral clearance in patients with hepatitis B[J].Int Immunol,2007,19(2):133-140.

[14]Xu D,Fu J,Jin L.Circulating and liver resident CD4+CD25+regulatory T cells actively influence the antiviral immune response and disease progression in patients with hepatitis B[J].J Immunol,2006,177(1):739-747.

[15]Wang Q,Zheng Y,Huang Z,et al.Activated IL-23/IL-17 pathway closely correlates with increased FoxP3expression in livers of chronic hepatitis B patients[J].BMC Immunol,2011,12(2):25-28.

[16]邓敏,李明慧,刘顺爱,等.慢性HBV感染者调节性T细胞水平及FoxP3与CD127表达关系的研究[J].中华实验和临床病毒学杂志,2010,24(1):21-23.

[17]Franzese O,Kennedy PT,Gehring AJ,et al.Modulation of the CD8+T-cell response by CD4+CD25+regulatory T cells in patients with hepatitis B virus infection[J].J Virol,2005,79(6):3322-3328.

[18]Koay LB,Feng IC,Sheu MJ,et al.Hepatitis B virus(HBV)core antigen-specific regulatory T cells confer sustained remission to anti-HBV therapy in chronic hepatitis B with acute exacerbation[J].Hum Immunol,2011,72(9):687-698.

[19]Zhang JY,Song CH,Shi F.Decreased ratio of Treg cells to Th17cells correlates with HBV DNA suppression in chronic hepatitis B patients undergoing entecavir treatment[J].PLoS One,2010,5(11):e13869.

[20]Bochtler P,Riedl P,Gomez I,et al.Local accumulation and activation of regulatory FoxP3+CD4TR cells accompanies the appearance of activated CD8Tcells in the liver[J].Hepatology,2008,48(6):1954-1963.

[21]Franzese O,Kennedy PT,Gehring AJ,et al.Modulation of the CD8+T-cell response by CD4+CD25+regulatory T cells in patients with hepatitis B virus infection[J].J Virol,2005,79(6):3322-3328.

[22]Oo YH,Weston CJ,Lalor PF,et al.Distinct roles forCCR4and CXCR3in the recruitment and positioning of regulatory T cells in the inflamed human liver[J].J Immunol,2010,184(6):2886-2898.

[23]Erhardt A,Wegscheid C,Claass B,et al.CXCR3deficiency exacerbates liver disease and abrogates tolerance in a mouse model of immune-mediated hepatitis[J].J Immunol,2011,186(9):5284-5293.

[24]Yu Z,Shuo W,Jing W,et al.Hepatitis B virus protein X-induced expression of the CXC chemokine IP-10is mediated through activation of NF-B and increases migration of leukocytes[J].J Biol Chem,2010,285(16):12159-12168.

[25]赵金红,王健,江水清,等.慢性乙型肝炎患者外周血单个核细胞中趋化因子IP-10和Mig表达及其与干扰素治疗的相互关系[J].中国实用内科杂志,2007,27(4):285-288.

[26]Crettaz J,Otano I,Ochoa-Callejero L,et al.Treatment of chronic viral hepatitis in woodchucks by prolonged intrahepatic expression of interleukin-12[J].J Virol,2009,83(6):2663-2674.

[27]Sprengers D,Stoop JN,Binda RS,et al.Induction of regulatory T-cells and interleukin-10-producing cells in nonresponders to pegylated interferon-alpha therapy for chronic hepatitis B[J].Antivir Ther,2007,12(7):1087-1096.

[28]Dikopoulos N,Riedl P,Schirmbeck R,et al.Novel peptide-based vaccines efficiently prime murine“help”-independent CD8+T cell responses in the liver[J].Hepatology,2004,40(2):300-309.

[29]Furuichi Y,Tokuyama H,Ueha S,et al.Depletion of CD25+CD4+T cells(Tregs)enhances the HBV-specific CD8+T cell response primed by DNA immunization[J].World J Gastroenterol,2005,11(24):3772-3777.

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