外泌体参与病毒性肝炎发病机制的研究进展

2024-03-29杨浦娟

中国医药导报 2024年4期

杨浦娟李麟黄祎李梅

重庆市中医院肝病科，重庆 400021

肝炎病毒所致的肝脏疾病目前仍是严重的公共卫生问题之一，全球每年约150 万人因病毒性肝炎相关疾病死亡[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，炎症、氧化应激、信号转导改变和宿主免疫反应失调共同导致肝纤维化、肝硬化和肝癌的发生[2]。既往研究证明，外泌体在介导病毒传播，病毒和宿主间免疫调控，抗病毒反应，病毒微环境，肝纤维化和肝癌的发生、发展、诊疗中发挥着不可替代的作用[3-6]。本文主要综述外泌体在病毒性肝炎发病机制中的作用，包括介导病毒传播、病毒和宿主间免疫调控，旨在为病毒性肝炎的诊疗提供新的策略。

1 外泌体在肝脏中的生物学功能

外泌体是脂质双分子层架构的单膜囊泡，存在于人体多种体液中[7]。外泌体具有极高生物相容性，可将亲代细胞的理化分子送达靶细胞，参与抗原提呈、免疫应答、细胞分化及迁移、肿瘤侵袭等过程，维持机体的正常生理功能或介导疾病的发生及发展。

肝脏细胞既可释放外泌体，又是外泌体作用的靶细胞。肝实质细胞、非实质肝细胞（如星状细胞）和免疫细胞（Kupffer 细胞、自然杀伤细胞、T 细胞和B 细胞）均可释放外泌体[8]。肝细胞产生的外泌体可携带各种分子，如蛋白质（糖蛋白、脂蛋白）和miRNA[8]。生理情况下，肝细胞来源的外泌体参与药物代谢及内源性毒物的解毒，维持机体内环境稳定；也可调节肝细胞的增殖。病理状态下，肝星状细胞分泌的外泌体参与肝纤维化的形成；单核细胞分泌的外泌体可调节肝脏的炎症反应[9]；感染肝炎病毒的肝细胞产生的外泌体可携带病毒核酸和蛋白质成分传播感染，破坏患者固有免疫反应，参与免疫逃逸[6]。因此，外泌体能调节肝脏解毒、增殖，参与病毒传播、免疫调节等环节，在肝脏疾病的发生、发展、治疗和预后中发挥重要作用[6]。

2 外泌体在病毒性肝炎发病机制中的作用

2.1 外泌体在HAV 发病机制中的作用

既往认为，HAV 是一种嗜肝非包膜正链RNA 病毒。近年来研究发现，HAV 在胆汁和粪便中以非包膜病毒粒子的形式存在，在血液循环中以准包膜病毒粒子（quasi-enveloped HAV，qeHAV）的形式存在[10]。qe-HAV 具有传染性，可能是介导HAV 在宿主内传播的唯一形式。研究表明，qeHAV 通过外泌体从HAV 衣壳的核内体进入多囊泡体[11]。Jiang 等[12]证实，HAV 结构蛋白pX 可以与凋亡相关基因2 相互作用蛋白X相互作用，通过外泌体样囊泡促进病毒粒子和外源性蛋白质的分泌。磷脂酰丝氨酸受体、甲肝病毒细胞受体1 和胆固醇转运体尼曼-皮克病型C1 通过网状蛋白介导内吞作用进入细胞质，参与HAV 感染细胞外泌体的转运[6，13]。qeHAV 的释放依赖于特定的细胞内体分选复合体（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT）相关蛋白。Feng[10]发现，敲除ESCRT-Ⅲ相关蛋白可以抑制准包膜和非包膜HAV 的释放。以上研究结果表明，外泌体在甲肝病毒的分泌、释放中起着重要作用。

2.2 外泌体在HBV 发病机制中的作用

2.2.1 外泌体参与HBV 的复制和传播外泌体可将HBV-DNA 和病毒蛋白质从感染的HBV 细胞运送到非感染细胞，促进HBV 的传播。从慢性HBV 患者的血清或细胞培养液中分离出的外泌体含有HBV-DNA、HBV-RNA、病毒蛋白HBx 和HBsAg。HBx mRNA 和蛋白质可被整合在外泌体中，保护其免受宿主核酸酶攻击。HBV 萌芽和从宿主细胞中出胞与ESCRT 相关[14]。ESCRT 参与HBV 病毒粒子定位于晚期核内体膜和细胞间室的过程[15]。ESCRT 缺乏会影响HBV 萌芽和/或释放：当ESCRT 的关键基因，如VPS4B 发生突变时，多囊泡体产生减弱并抑制细胞外包膜HBV 病毒颗粒[16]。外泌体miRNA 在宿主与病毒的相互作用中起着重要作用。①直接促进病毒复制：miR-15b 通过促进HBV 增强子Ⅰ活性促进HBV 复制；miR-501 通过抑制HBX 相互作用蛋白激活HBV复制；miR-1 通过促进法尼醇X 受体α 表达增强HBV 核心启动子活性；miRs-372/373 通过靶向核因子I/B 刺激HBV 蛋白和HBV 核心相关DNA 的产生。②直接抑制病毒复制：let-7、miR-196b、miR-433、miR-511、miR-205、miR-345、miR-122 可靶向病毒基因组中的相关序列直接抑制病毒复制。③间接抑制病毒复制：miR-122、miR-29c、miR-125b、miR-141、miR-155 可以通过靶向参与病毒复制相关的宿主因子间接调节病毒复制或转录。

2.2.2 外泌体调节宿主的免疫应答外泌体可通过细胞间通信作用参与病毒感染后的免疫调控和抗病毒过程。自然杀伤细胞是参与病毒感染固有免疫应答的主要效应细胞群，自然杀伤细胞功能障碍可能导致病毒持续存在[17]。自然杀伤细胞是HBV 感染后临床结局的主要决定因素[18]。病毒可通过抑制自然杀伤细胞的增殖和活性来摆脱宿主的固有免疫应答[19]。巨噬细胞可激活T 细胞和自然杀伤细胞，导致T 细胞和自然杀伤细胞产生γ 干扰素[18]。Yang 等[20]研究表明，HBV 可通过外泌体进入自然杀伤细胞，抑制自然杀伤细胞上模式识别受体的表达，导致核因子-κB 和p38 丝裂原活化蛋白激酶通路失活而诱导自然杀伤细胞功能障碍。慢性HBV 外泌体还可显著降低自然杀伤细胞上活化性受体自然杀伤p44 表达，上调抑制性受体自然杀伤G2A 表达，促进自然杀伤细胞功能障碍，减少γ 干扰素生成，抑制抗病毒疗效[21]。

免疫相关的miRNAs 可参与免疫调控[21]。HBV 感染的肝细胞产生的外泌体通过抑制巨噬细胞中白细胞介素-12 p35mRNA 的表达来抵抗宿主的先天免疫应答，也可降低巨噬细胞促炎症白细胞介素-12 的水平来削弱巨噬细胞的激活，进而减少自然杀伤细胞的激活[18，22]。

2.2.3 外泌体参与抗病毒效应 α 干扰素可有效抑制HBV 复制并表达抗病毒活性。巨噬细胞来源的外泌体可以通过T 细胞免疫球蛋白和黏蛋白受体1 进入肝细胞，将α 干扰素相关的miRNA 从巨噬细胞转移到HBV 感染的肝细胞，从而发挥抗病毒活性[23]。α 干扰素刺激肝非实质细胞产生抗病毒物质（如miRNA-638、miRNA-4284、miRAN-1260 等），通过外泌体传递给HBV 感染的肝实质细胞，通过抗病毒分子在细胞间的传递，储存免疫记忆并发挥抗病毒功能[24]。由此可见，外泌体可介导并增强α 干扰素的抗病毒作用。但同时有研究表明，外泌体也可以抑制α 干扰素的抗病毒作用[25]。

2.3 外泌体在HCV 发病机制中的作用

2.3.1 外泌体介导HCV 复制或抗病毒作用外泌体在HCV 的复制和传播中起重要作用。HCV 感染的肝细胞能分泌携带HCV-RNA 和病毒蛋白的外泌体将HCV 传递给其他肝细胞[26]。HCV 感染细胞分泌的外泌体包裹HCV-RNA，HCV-RNA 以碱基配对的方式与Ago2、热休克蛋白90 和miR-122 形成蛋白质复合物，可增强HCV 的稳定性；同时形成的蛋白质复合物可躲避抗体的中合作用，并促进其有效传播[27]。HCV相关的外泌体携带复制能力较强的双链HCV-RNA，可以逃脱肝细胞特异性toll 样受体-3 介导的先天反应，确保病毒传播[28]。也有研究表明，外泌体内的miR-122 或热休克蛋白90 可以抑制外泌体内HCV的传播[29]。

2.3.2 外泌体促进HCV 炎症及纤维化外泌体通过特异性免疫调节外泌体载体促进肝脏疾病从一个疾病阶段向另一个疾病阶段的转化。感染HCV 的肝细胞分泌外泌体因子（如转化生长因子-β 和原纤维化miR-19a），通过调节细胞因子信号传导抑制因子-信号转导和激活转录因子3 轴导致肝星形细胞激活，使促纤维化标志物高表达及增强炎症反应，最终引起肝纤维化[14]。

2.3.3 外泌体调节宿主的免疫应答HCV 相关的外泌体在免疫逃避过程中发挥作用[6]。病毒特异性T 细胞应答决定着HCV 是否感染慢性化[30]。慢性HCV 患者的血清外泌体含有CD81，E2-CD81 结合可掩盖E2抗原区域，保护B 细胞避免凋亡，导致弱抗体产生，并抑制自然杀伤细胞，增强HCV 的免疫逃逸能力[31-32]。HCV相关外泌体miR-122-5p、miR-146a-5p 可通过抑制自然杀伤细胞破坏先天免疫反应[33]。