传染性单核细胞增多症相关免疫学研究进展
2020-02-16韩红满李四强
韩红满,李四强
(解放军陆军第八十二集团军医院血液内分泌科,河北 保定 071000)
传染性单核细胞增多症(infectious mononucleosis,IM)是EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)感染引起的单核巨噬细胞系统急性增生性传染病,是最常见的EBV感染相关疾病。EBV往往首先感染口咽部上皮细胞,经裂解性感染产生子代病毒颗粒,进而感染口咽部淋巴组织,形成潜伏性感染,使病毒基因组呈限制性表达[1-2];随后,潜膜蛋白1和潜膜蛋白2分别作为CD40和B淋巴细胞受体的功能同源物驱动被EBV感染B淋巴细胞的分化,触发EBV向血液循环的迁移,在此过程中,自然杀伤细胞(natural killer cell,NK细胞)对抑制B淋巴细胞的生长转化起重要作用[3]。
随着EBV感染的进展,EBV阳性B淋巴细胞在血液中大量增殖,并大量表达特异性抗原分子,进而诱导机体固有免疫和获得性免疫应答反应,促进机体对EBV的免疫清除,此时,EBV进化出多种免疫逃逸机制,以逃避机体的免疫清除,因此,大部分EBV阳性B淋巴细胞被清除,仅记忆性B淋巴细胞内的少量EBV在宿主机体形成终身性潜伏[4]。不同免疫状态机体感染EBV致IM的转归和预后亦不同,多数IM患者疾病过程呈自限性,成为无症状EBV携带者,但在宿主免疫缺陷等特定条件下,少部分IM患者进展为慢性活动性EBV感染、EBV相关嗜血细胞性淋巴组织细胞增生症或X连锁淋巴增殖综合征,甚至肿瘤性疾病。现对近年来IM相关免疫学研究进展予以综述。
1 EBV与固有免疫
固有免疫细胞是机体在种系发生和进化过程中逐渐形成的一系列免疫效应细胞,可迅速应答外来病原体,产生非特异性抗感染免疫作用,是机体固有免疫的重要组成部分,还参与获得性免疫应答。
1.1树突状细胞(dendritic cell,DC)的免疫应答 DC起源于多能造血干细胞,根据分化途径的不同,分为浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cells,pDC)和髓样树突状细胞(myeloid dendritic cells,mDC)。DC作为机体功能最强的专职抗原呈递细胞,能高效地摄取、加工处理和递呈抗原。在未成熟DC表面,主要组织相容性复合体 (major histocompatibility complex,MHC)-Ⅱ类分子、共刺激分子呈低表达,多种Toll样受体(Toll like receptor,TLR)呈高表达。当EBV侵入机体后,DC表面TLR识别病毒,并将信息传递给细胞内接头蛋白——髓样分化因子88、类髓样分化因子88和TRIF相关接头分子等,接头蛋白通过激活主要炎症调节物[核因子κB、促分裂原活化的蛋白激酶和β干扰素(interferon,IFN)]引起多种细胞因子的释放,诱导下游免疫细胞的抗病毒效应。此外,活化的TLR通路还可诱导DC成熟,激活获得性免疫[5-6]。
研究显示,pDC通过TLR9识别EBV颗粒中的线性病毒DNA,而mDC通过TLR3识别EBV衍生的双链RNA,pDC和mDC识别EBV所引起的免疫学效应不同[7-8]。mDC向初始T淋巴细胞呈递EBV抗原的能力较强,EBV抗原通过刺激初始T细胞向细胞毒性T细胞、辅助性T细胞、调节性T细胞的分化启动细胞免疫应答;此外,mDC还可分泌白细胞介素(interleukin,IL)-12,IL-12可刺激NK细胞的活化,提高NK细胞的杀伤活性[9]。pDC可分泌IFN-α和IFN-β,其中IFN-α可抑制EBV增殖,并阻止其进入B淋巴细胞,但不能抑制EBV的裂解和再激活[8]。在IFN-α或IFN-β作用下,激活的NK细胞的细胞毒性明显增强。在扁桃体中,成熟DC的刺激作用可使NK细胞分泌IFN-γ的能力明显增强,可达到外周血NK细胞的5倍;而高水平IFN可延迟EBV抗原的表达,减少EBV介导的B淋巴细胞的生长转化[9]。
1.2单核巨噬细胞的免疫应答 单核巨噬细胞也是固有免疫的重要组成部分,其表面的TLR2可识别EBV,并分泌单核细胞趋化蛋白-1和具有免疫抑制作用的IL-10[10]。单核细胞趋化蛋白-1具有单核细胞趋化活性,可激活单核细胞和巨噬细胞,上调单核细胞和巨噬细胞黏附分子的表达,并促进IL-1和IL-6的产生;IL-1和IL-6等细胞因子不仅可诱导巨噬细胞MHC-Ⅱ类抗原的表达,调控其抗原呈递功能,还可促进DC的产生和成熟,并促进特异性细胞毒性T细胞的增殖。
1.3NK细胞的应答 NK细胞约占外周血淋巴细胞的10%,是早期固有免疫的关键组分,与细胞毒T细胞的作用互补[11]。NK细胞可非特异性杀伤肿瘤细胞和病毒感染的淋巴细胞,还能分泌免疫调节细胞因子,增强抗原特异性免疫反应。根据NK细胞表面CD56表达强度的不同,可将NK细胞分为CD56dim和CD56bright两个细胞亚群,约90%NK细胞属于CD56dim细胞亚群,其具有细胞毒性,并可高水平表达CD16;其余10%的NK细胞属于CD56bright细胞亚群。CD56dim和CD56bright细胞亚群产生细胞因子和杀伤靶细胞的能力存在差异,与CD56dim细胞亚群相比,CD56bright细胞亚群的细胞毒性较弱,但经IL-2刺激后,CD56bright细胞亚群分泌免疫调节细胞因子的能力增强,细胞毒活性亦增强[12]。研究表明,与非EBV携带者相比,IM患者外周血和扁桃体中CD56dim细胞亚群的数量增加,提示CD56dim细胞亚群在IM发病过程中起重要作用[13]。
在IM发病过程中,NK细胞数量增加,其中外周血CD56bright细胞亚群数量的增加较显著。CD56bright细胞亚群与IFN-γ之间的刺激回路将固有免疫与获得性免疫紧密连接。CD56bright细胞亚群释放大量IFN-γ等细胞因子,IFN-γ可刺激抗原特异性T细胞的活化,活化的抗原特异性T细胞通过释放的IL-2增强CD56bright细胞亚群的细胞毒性,从而刺激CD56bright细胞亚群分泌更多IFN-γ[14]。IFN-γ通过下调EBV潜伏期增殖程序中的重要成分(如潜膜蛋白)抑制EBV诱导的B淋巴细胞生长转化[9]。在原发性EBV感染中,B细胞的初始感染发生在口咽部淋巴组织(主要在扁桃体),活化的CD56bright细胞亚群和EBV特异性T细胞之间的相互作用可能对EBV感染患者的临床结局至关重要。EBV特异性细胞毒性 T细胞在EBV进入血液循环以及引起机体免疫反应的过程起关键性作用,但特异性细胞毒性T细胞的发育缓慢。IM典型免疫病理症状出现前,约存在30 d的潜伏期,可见,潜伏期NK细胞的细胞毒活性对疾病的进展至关重要[11]。
1.4EBV的固有免疫逃逸 DC处于免疫应答的中心环节,DC数量或功能的降低均可导致免疫应答的减弱或丧失。EBV可通过多种途径影响DC,研究发现,IL-10可使IM患者血浆pDC数量减少[15]。BCRF1是EBV编码蛋白的基因,其编码的蛋白与人类IL-10同源,具有相似的免疫活性[16]。在IL-10的长期作用下,DC高表达人类白细胞抗原(human leukocyte antigens,HLA)-DR,可减弱活化的CD4+T细胞的功能[17]。另有研究发现,感染EBV成熟DC的IL-12分泌减少,抑制了IL-12诱导的初始型T细胞向辅助性T细胞的转化;同时还上调了IL-10的分泌,协助了EBV的免疫逃逸[17-18]。此外,EBV潜伏感染期基因产物EBV核抗原(EBV nuclear antigen,EBNA)-3A和EBNA-3C还具有抑制pDC分泌IFN-α的能力[8]。
EBV复制对NK细胞的活化起抑制作用。NK细胞活性主要受抑制型杀伤细胞免疫球蛋白样受体(killer immunoglobulin like receptor,KIR)和活化型KIR调控。HLA-A和HLA-B与活化型KIR结合使NK细胞活化,产生杀伤效应,而HLA-C与抑制型KIR结合可介导抑制信号。BCRF1编码的蛋白选择性下调HLA-A和HLA-B的表达,但不能下调HLA-C[19-20]。
2 EBV与获得性免疫
机体受抗原刺激后,抗原特异性T/B淋巴细胞识别抗原并发生活化、增殖、分化,进而产生一系列生物学效应的过程称为获得性免疫应答,根据参与机体应答反应的细胞种类和机制的不同分为细胞免疫应答和体液免疫应答。
2.1EBV感染的细胞免疫应答 IM患者体内EBV特异性CD4+T细胞占血液循环CD4+T细胞的1%,当感染控制后,其占比可降至0.1%[21]。CD4+T细胞不仅具有细胞毒性效应,还具有免疫辅助作用,对病毒感染的有效控制通常需要病毒特异性CD8+T细胞的相互作用,两者分别通过MHC-Ⅱ和MHC-Ⅰ分子识别病毒抗原[22]。EBV激活的CD4+T细胞可产生功能性细胞因子,识别EBV转化的淋巴母细胞系,并抑制EBV诱导的B细胞转化[23]。在EBV诱导淋巴细胞增殖的早期阶段,CD4+T细胞的作用尤为重要,在CD4+T细胞缺失时,CD8+T细胞对CD23+B细胞增殖无抑制作用。研究显示,在缺失CD4+T细胞的培养物中,CD23+B细胞的比例明显增加,且大部分CD23+B细胞在EBV感染后6~12 d增殖活跃;此外,CD4+T细胞对不同抗原的反应不同,其中,EBNA-1的应答存在延迟,而EBNA-1抗体应答延迟与CD4+T细胞对EBNA-1的应答延迟存在相关性[21]。
调节性T细胞是一类对机体免疫反应具有负向调节作用的CD4+T细胞亚群,可影响多种免疫性疾病。目前,CD4+CD25+调节性T细胞的免疫抑制机制尚不清楚。有证据表明,CD4+CD25+调节性T细胞可通过多种机制发挥免疫抑制功能,如调控转录因子、介导细胞因子、调节TLR及刺激抗原呈递细胞的共刺激分子[24-25]。IM急性期,CD4+CD25+调节性T细胞数量明显减少,机体免疫抑制功能降低,有助于效应T细胞和CD8+T细胞的活化、增殖,并使细胞因子的分泌增加,促进宿主免疫系统清除EBV。在IM恢复期,CD4+CD25+调节T细胞的数量恢复正常,机体免疫抑制功能增强,可抑制效应T细胞过度增殖及炎症细胞因子释放,避免机体的过度免疫损伤[26]。
在IM急性期,EBV抗原特异性CD8+T细胞显著增殖,使CD8+T细胞总体扩增5~10倍[21]。特异性CD8+T细胞可特异性识别EBV裂解期及潜伏期抗原,与潜伏期抗原相比,裂解期抗原更具有免疫靶点优势,单个裂解期抗原表位的反应占CD8+T细胞总数的50%,而潜伏期抗原的反应通常是裂解期抗原的1/10[23,27-29]。特异性CD8+T细胞可通过分泌穿孔素/颗粒酶直接杀伤感染EBV的淋巴细胞,也可通过CD95-CD95L信号分子、肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体及肿瘤坏死因子途径诱导感染EBV的B淋巴细胞的凋亡。
2.2EBV感染的体液免疫应答 B细胞对EBV抗原的反应时间存在差异。如EBNA-1抗体的出现存在延迟,通常在IM患者康复后才出现,但IM急性感染期,可检测到EBV衣壳抗原和EBV早期抗原。B细胞对EBV衣壳抗原、EBV早期抗原、EBNA-1抗原的反应存在差异,但确切机制尚不明确,可能与EBV衣壳抗原、EBV早期抗原含量丰富,且较EBNA-1抗原诱导B细胞反应的速度更快有关[27]。体液免疫控制EBV过程的作用较细胞免疫弱,但仍不能忽视。B细胞免疫失调可抑制EBV特异性抗体的产生,导致EBV病毒载量增加及其抗原特异性CD8+T细胞的激活失控[30]。gp350疫苗虽不能预防EBV感染,但可控制疾病严重程度[31]。
2.3EBV感染的获得性免疫逃逸 大多数通过MHC-Ⅰ途径呈递的抗原受到蛋白酶体的泛素化和降解。EBNA-1抗原中包含一个Gly-Ala重复区域,此区域能影响泛素化底物和蛋白酶体的相互作用,干扰EBNA-1的抗原加工和呈递[32]。在IM急性期及慢性EBV携带期,EBNA-1抗原的加工和呈递受到影响,但仍存在CD8+T细胞对EBNA-1抗原的低应答,可能与缺陷核糖体产物有关,缺陷核糖体产物来源于MHC-Ⅰ类限制性EBNA-1表位,可诱导CD8+T细胞免疫应答[33]。另有研究认为,EBV裂解周期基因产物可以协助EBV逃避IFN的生物学效应。IFN可上调HLA-Ⅰ、HLA-Ⅱ、黏附分子以及抗原呈递途径其他组分的表达,EBV感染早期,ZTA蛋白通过感染EBV细胞抑制IFN-γ受体的表达,直接影响T细胞的抗原识别[34]。
3 机体免疫状态与IM相关并发症
多数IM患者的相关症状可在数月内消失,若IM患者存在免疫缺陷或基因缺陷,部分IM患者可能出现B淋巴细胞或T淋巴细胞增殖性疾病,目前其具体发病机制尚不清楚,可能与B淋巴细胞、T淋巴细胞及NK细胞免疫功能异常密切相关。B淋巴细胞或T淋巴细胞增殖性疾病可累及全身多个脏器,并可伴有严重并发症,临床表现复杂多样,治疗较困难,患者预后往往较差。
3.1慢性活动性EBV感染 慢性活动性EBV感染患者血浆EBV DNA水平显著升高,常伴有发热、淋巴结肿大、脾大、EBV肝炎或全血细胞减少,死亡原因多与机会性感染、噬血细胞综合征、多器官衰竭或EBV阳性淋巴瘤相关。造血干细胞移植是目前治疗慢性活动性EBV感染的唯一有效方法。慢性活动性EBV感染的发病机制尚不清楚,可能与机体免疫缺陷有关,T细胞及NK细胞型慢性活动性EBV感染在东亚地区多见,西方国家以B细胞型慢性活动性EBV感染为主,有少量T细胞及NK细胞型慢性活动性EBV感染报道[35]。
3.2EBV相关嗜血细胞性淋巴组织细胞增生症 EBV相关嗜血细胞性淋巴组织细胞增生症主要与EBV感染T淋巴细胞和(或)NK细胞有关,其主要临床表现为发热、脾大和血细胞减少,实验室检查多见血清铁蛋白水平升高、可溶性CD25阳性。感染EBV的T淋巴细胞和NK细胞的病毒清除功能受限,导致EBV感染淋巴细胞的大量活化、增殖,引起淋巴细胞大量释放细胞因子并产生级联反应,形成细胞因子风暴,从而激活巨噬细胞吞噬血细胞[36]。
3.3X连锁淋巴增殖综合征 X连锁淋巴增殖综合征以贫血、异常丙种球蛋白血症和淋巴组织细胞增生为特征,通常表现为CD8+T细胞、感染EBV的B淋巴细胞和巨噬细胞大量增生,导致噬血现象发生。研究发现,X连锁淋巴增殖综合征主要由信号转导淋巴细胞活化分子相关蛋白的突变引发,该突变由人类基因SH2D1A编码,可破坏T淋巴细胞和NK细胞与B淋巴细胞的相互作用,导致感染EBV的B淋巴细胞增殖失控[37]。
此外,IM还与多种肿瘤性疾病的发生相关,其中IM与B细胞淋巴瘤、鼻咽癌的关系最为密切,但具体相关机制尚未完全阐明,可能与EBV编码基因、蛋白致瘤能力、病毒菌株类型、宿主基因、转录因子及病毒免疫逃逸等多种因素有关[38]。
4 小 结
EBV与机体免疫密切相关,可影响机体免疫系统,并可影响相关免疫疾病的发生、发展。IM为自限性疾病,是EBV感染的最常见临床表现形式,当机体存在免疫缺陷或基因缺陷时,EBV感染可引起多种IM相关并发症,如慢性活动性EBV感染、EBV相关嗜血细胞性淋巴组织细胞增生症、X连锁淋巴增殖综合征。对IM相关免疫学的深入研究不仅有助于IM发病机制基础理论的研究,还有助于IM及IM相关并发症的免疫治疗。目前,EBV感染致免疫相关疾病的发病机制尚未完全阐明,随着相关实验技术的发展,IM相关免疫学机制将逐渐被揭示,并将为IM等相关免疫疾病的治疗提供帮助。