金磊,張紀(jì)元,孫紅啟,王立峰,張政,王福生
感染乙肝病毒(HBV)的人群中有10%~20%將發(fā)展成肝硬化,宿主免疫應(yīng)答對乙肝肝硬化患者的疾病進展具有重要作用[1-4]。肝內(nèi)浸潤的免疫細(xì)胞,一方面可直接誘導(dǎo)肝損傷發(fā)生,另一方面可通過細(xì)胞與細(xì)胞的直接接觸、促炎細(xì)胞因子的分泌以及金屬蛋白酶等誘導(dǎo)肝星狀細(xì)胞的活化或死亡[5-8],從而加快或延緩肝臟纖維化。Th17細(xì)胞(IL-17+CD4+T細(xì)胞)是最近被鑒定的促炎癥細(xì)胞亞群[9],本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),慢性乙肝患者肝內(nèi)浸潤的Th17細(xì)胞一方面通過分泌IL-17招募炎性細(xì)胞到達肝臟,另一方面直接激活肝內(nèi)天然免疫細(xì)胞,造成持續(xù)的慢性炎癥[10]。本研究探討Th17細(xì)胞與乙肝肝硬化患者疾病嚴(yán)重程度之間的關(guān)系,以及IL-17在疾病進展中的作用。
1.1 研究對象 2008年7月-2011年12月在解放軍302醫(yī)院診治的乙肝肝硬化患者60例,年齡48.0±10.2(38~75)歲,入選患者未接受過抗病毒治療、免疫調(diào)節(jié)治療或激素治療,所有患者在過去6個月內(nèi)無消化道出血、肝腎綜合征、肝性腦病、細(xì)菌感染、自發(fā)性腹膜炎等嚴(yán)重并發(fā)癥。排除使用過微生態(tài)制劑、諾氧氟沙星的患者及肝癌患者?;颊咴谌脒x時計算Child-Pugh評分[11]。同時入選2010年6月解放軍302醫(yī)院健康體檢中心的30名年齡匹配的健康人(health controls,HC)作為對照。本研究獲解放軍302醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn),所有入選患者均簽署知情同意書,研究對象臨床資料見表1。
表1 入選研究對象臨床資料比較Tab.1 Clinical data of enrolled subjects
1.2 Th17細(xì)胞頻率及IL-17R檢測 藻紅蛋白(PE)標(biāo)記的抗人IL-17(美國eBscience公司);異硫氰酸熒光素(FITC)標(biāo)記的抗人IL-17R(美國R&D Systems公司);其他抗體均購自美國BD公司。取200μl新鮮肝素抗凝外周血,在800μl含10%胎牛血清(FCS)、300μg/ml佛波酯(PMA)和1μg/ml離子霉素的RPMI 1640培養(yǎng)液中孵育5h;加入0.4μmol/L莫能菌素再孵育1h,行胞內(nèi)IL-17染色。根據(jù)文獻[10]中的操作方法,采用FACSTM裂解全血并進一步破膜,加入相應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)抗體染色,固定。按照抗體使用說明書,采用FITC標(biāo)記的抗人IL-17R抗體和同型抗體對膜表面的IL-17R進行染色標(biāo)記。采用FACS Calibur和FlowJo軟件進行檢測和分析。
1.3 IL-17水平檢測 按照IL-17 ELISA定量檢測試劑盒(美國eBscience公司)操作說明,對血漿中IL–17A水平進行檢測。該ELISA試劑盒的最小檢測濃度為15pg/ml。批內(nèi)和批間的變異系數(shù)分別<5%和<10%。所有樣品均進行2次重復(fù)檢測。
1.4 LX-2細(xì)胞α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)的表達及細(xì)胞因子IL-6、IL-8和IL-23p19的檢測 將人肝星狀細(xì)胞LX-2接種至24孔板[12],待細(xì)胞全部貼壁展開后,加入1ng/ml IL-17(美國R&D Systems公司)孵育24h,分別收集上清及細(xì)胞,取上清檢測上述細(xì)胞因子,取細(xì)胞進行流式抗體染色并通過流式細(xì)胞儀檢測α-SMA的表達。以不加IL-17的細(xì)胞作為對照。IL-6、IL-8和IL-23p19的測定采用ELISA法。
1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進行分析。不同組間的多重比較采用Kruskal-Wallis H非參數(shù)檢驗,組間兩兩比較采用Mann-Whitney U檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 外周血Th17細(xì)胞頻率檢測 乙肝肝硬化患者Th17細(xì)胞頻率明顯高于健康人(P<0.01),且隨乙肝肝硬化病情的加重進一步升高,肝硬化Child分級C級患者體內(nèi)Th17頻率最高,與Child A級患者相比差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,圖1)。
2.2 外周血IL-17水平檢測 與健康人相比,乙肝肝硬化患者血漿IL-17濃度顯著升高(P<0.05),但在不同分級的乙肝肝硬化患者之間無明顯差異(圖2)。
圖1 外周血Th17細(xì)胞頻率檢測Fig.1 Detection of Th17 cells frequency in peripheral blood
圖2 外周血IL-17濃度檢測Fig.2 Detection of IL-17 concentration in peripheral blood
2.3 IL-17對肝星狀細(xì)胞的作用 由圖3可見,IL-17刺激后,LX-2細(xì)胞IL-17R表達上調(diào),α-SMA的表達也明顯上調(diào),且產(chǎn)生了炎癥相關(guān)細(xì)胞因子IL-6、IL-8和IL-23p19(圖4)。
圖3 IL-17R在LX-2細(xì)胞中的表達(×400)Fig.3 Expression of interleukin(IL)-17R in LX-2 cells(×400)
圖4 IL-17激活對體外LX-2細(xì)胞的作用Fig.4 Effect of IL-17 activation on LX-2 cells in vitro
Th17細(xì)胞是最近發(fā)現(xiàn)的CD4輔助性T細(xì)胞的一個亞群,可分泌細(xì)胞因子IL-17。IL-17家族有6個成員(A、B、C、D、E、F)和5種受體(RA、RB、RC、RD、RE),其中最緊密相關(guān)的兩個成員是IL-17和IL-17F。IL-17在對抗特異性病原體的感染中具有重要作用。在針對某些病原體的免疫應(yīng)答中,尤其是在抗革蘭陰性菌和抗真菌感染中,IL-17除了可以通過募集單核細(xì)胞及中性粒細(xì)胞促進炎癥外,還可通過誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-6促進T細(xì)胞浸潤,進一步激活和放大促炎癥效應(yīng)。
目前的證據(jù)顯示,Th17細(xì)胞參與了各種肝臟疾病的炎癥進程,包括酒精性肝損傷、非酒精性肝炎、病毒性肝炎、原發(fā)性膽汁性肝硬化和自身免疫性肝炎等[10,13-14]。然而,Th17細(xì)胞在乙肝肝硬化中的作用尚不十分清楚。本研究測定了Th17細(xì)胞在乙肝肝硬化患者中的頻率,發(fā)現(xiàn)外周血內(nèi)Th17細(xì)胞數(shù)量的增加與乙肝肝硬化的疾病進展密切相關(guān),并且Th17細(xì)胞的效應(yīng)細(xì)胞因子IL-17在患者外周血內(nèi)也是顯著增加的。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn),與健康對照相比,慢性乙肝患者外周血內(nèi)Th17細(xì)胞的數(shù)量及Th17相關(guān)細(xì)胞因子(IL-23、IL-1β、IL-17等)水平明顯升高,進一步分析發(fā)現(xiàn)升高的Th17細(xì)胞頻率與患者ALT水平、病毒載量呈明顯正相關(guān)。重要的是,慢性乙肝患者肝臟中Th17細(xì)胞大量浸潤,與肝臟病理分級呈顯著正相關(guān)。體外實驗中,IL-17能激活單核細(xì)胞和mDC細(xì)胞,并能促進二者分泌大量促炎癥細(xì)胞因子。上述研究提示,Th17細(xì)胞在慢性乙肝患者的肝臟損傷中起著重要作用,可通過激活表達IL-17R的天然免疫細(xì)胞來加劇肝臟的炎癥和損傷[10]。
本研究發(fā)現(xiàn),人肝星狀細(xì)胞系LX-2可表達IL-17R,且在受到IL-17刺激后被激活并能分泌IL-6、IL-8和IL-23p19,提示Th17細(xì)胞可通過IL-17/IL-17R信號途徑直接激活肝星狀細(xì)胞,從而加速肝纖維化的進程,另一方面激活的肝星狀細(xì)胞可通過分泌促炎癥因子進一步加劇肝臟的炎癥。
綜上所述,本研究提示Th17細(xì)胞對于肝臟纖維化和肝硬化后的疾病進展具有促進作用,并可作為預(yù)測肝硬化患者疾病進程的免疫學(xué)標(biāo)志。這些發(fā)現(xiàn)拓展了對Th17細(xì)胞在肝臟疾病中作用的認(rèn)識,有助于后續(xù)的干預(yù)措施及治療靶點研究。
[1]Hernandez-Gea V, Friedman SL. Pathogenesis of liver fibrosis[J]. Annu Rev Pathol, 2011, 6: 425-456.
[2]Friedman SL. Evolving challenges in hepatic fibrosis[J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2010, 7(8): 425-436.
[3]Wang FS, Zhang Z. Host immunity influences disease progression and antiviral efficacy in humans infected with hepatitis B virus[J]. Expert Rev Gastroenterol Hepatol, 2009,3(5): 499-512.
[4] Wang DG, Hong W, He JY, et al. Relationship between the monocyte proportion in peripheral blood and the extent of liver lesion in patients infected with HBV[J]. Med J Chin PLA, 2012,37(8): 811-814. [王大剛, 洪煒, 何江英, 等. 乙肝患者外周血單核細(xì)胞比例與肝臟病變程度的關(guān)系研究[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志, 2012, 37(8): 811-814.]
[5]Zhang JY, Zou ZS, Huang A, et al. Hyper-activated proinflammatory CD16+monocytes correlate with the severity of liver injury and fibrosis in patients with chronic hepatitis B[J].PLoS ONE, 2011, 6(3): e17484.
[6]Radaeva S, Sun R, Jaruga B, et al. Natural killer cells ameliorate liver brosis by killing activated stellate cells in NKG2D dependent and tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand-dependent manners[J]. Gastroenterology, 2006, 130(2): 435-452.
[7]Muhanna N, Doron S, Wald O, et al. Activation of hepatic stellate cells after phagocytosis of lymphocytes: A novel pathway of fibrogenesis[J]. Hepatology, 2008, 48(3): 963-977.
[8]Zhou Y, Yuan WJ. The immunological mechanism HBV persistent infection and the immune therapy of hepatitis B virus associated glomerulonephritis[J]. Chin J Pract Intern Med,2010, 30(10): 942-944. [周益, 袁偉杰. 從HBV 持續(xù)性感染的免疫學(xué)機制探討乙型肝炎相關(guān)性腎炎的免疫治療[J]. 中國實用內(nèi)科雜志, 2010, 30(10): 942-944.]
[9]Weaver CT, Hatton RD, Mangan PR, et al. IL-17 family cytokines and the expanding diversity of effector T cell lineages [J]. Annu Rev Immunol, 2007, 25: 821-852.
[10]Zhang JY, Zhang Z, Lin F, et al. Interleukin-17-producing CD4+T cells increase with severity of liver damage in patients with chronic hepatitis B[J]. Hepatology, 2010, 51(1): 81-91.
[11]Kamath PS, Wiesner RH, Malinchoc M, et al. A model to predict survival in patients with end-stage liver disease[J]. Hepatology,2001, 33(2): 464-470.
[12]Xu L, Hui AY, Albanis E, et al. Human hepatic stellate cell lines,LX-1 and LX-2: new tools for analysis of hepatic fibrosis[J]. Gut,2005, 54(1): 142-151.
[13]O'Quinn DB, Palmer MT, Lee YK, et al. Emergence of the Th17 pathway and its role in host defense[J]. Adv Immunol, 2008, 99:115-163.
[14]Tang Y, Bian Z, Zhao L, et al. Interleukin-17 exacerbates hepatic steatosis and inflammation in non-alcoholic fatty liver disease[J]. Clin Exp Immunol, 2011, 166(2): 281-290.