劉桂海，孫煥煥，張永宏

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)信息中心，北京100069

丙型肝炎病毒感染的適應(yīng)免疫應(yīng)答：T細(xì)胞作用機(jī)制進(jìn)展

劉桂海，孫煥煥，張永宏

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院生物醫(yī)學(xué)信息中心，北京100069

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus,HCV)已成為全球重要的公共衛(wèi)生問題之一，獲得性適應(yīng)性免疫應(yīng)答在HCV感染最終結(jié)局的形成中起著核心作用，T細(xì)胞在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用。本文對T細(xì)胞在HCV感染免疫機(jī)制中作用的研究進(jìn)展作一概述。

丙型肝炎；CD4+T細(xì)胞；CD8+T細(xì)胞；獲得性適應(yīng)性免疫應(yīng)答

丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)是導(dǎo)致慢性肝病和肝細(xì)胞癌的主要原因之一。適應(yīng)免疫應(yīng)答在HCV感染的最終后遺癥形成中起著核心作用，事實(shí)上，自發(fā)病毒清除與持續(xù)的HCV特異性CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞應(yīng)答密切相關(guān)。我們將對CD4+T細(xì)胞及CD8+T細(xì)胞在HCV免疫應(yīng)答的作用進(jìn)展作一概述。

1 CD4+T細(xì)胞

在HLA-Ⅱ類分子的背景下，識別病毒抗原的HCV特異性CD4+T細(xì)胞在病毒控制中發(fā)揮了重要作用。這至少被3種不同的觀點(diǎn)支持。首先，已有研究表明病毒清除與強(qiáng)烈、廣泛直接和持續(xù)的HCV特異性CD4+T細(xì)胞應(yīng)答相關(guān)[1]。其次，已知某些HLA-Ⅱ類等位基因與病毒清除相關(guān)，與CD8+T細(xì)胞表位相反，CD4+T細(xì)胞表位高度隨意，表明它們可以被多種HLA-Ⅱ類等位基因識別。因此，這很難明確CD4+T細(xì)胞表位在某些保護(hù)性HLA-Ⅱ類等位基因保護(hù)作用中的影響。然而，在綜合分析中被識別的大部分HCV特異性CD4+T細(xì)胞應(yīng)答受HLA-Ⅱ類分子的限制，HLA-Ⅱ類等位基因與病毒控制相關(guān)[1-2]。第三，HCV特異性CD8+T細(xì)胞是抗病毒的主要效應(yīng)細(xì)胞，然而，HCV特異性CD4+T細(xì)胞具有重要的輔助功能并有助于阻止病毒逃避CD8+T細(xì)胞應(yīng)答。這個觀念也與早期的觀察一致，即最初強(qiáng)烈HCV特異性CD4+T細(xì)胞應(yīng)答的缺失與病毒復(fù)發(fā)相關(guān)，即便是在病毒被明顯控制的幾個月后復(fù)發(fā)[3]。研究[4]表明，在HCV感染早期，HCV特異性CD4+T細(xì)胞應(yīng)答在感染者中普遍存在。然而，由于HCV特異性CD4+T細(xì)胞早期復(fù)制缺陷，這些應(yīng)答迅速消失，從而導(dǎo)致持續(xù)性病毒血癥。合并后的數(shù)據(jù)表明：CD4+T輔助細(xì)胞的損失是CD8+T細(xì)胞衰竭的一種重要機(jī)制且是病毒持續(xù)感染的重要決定因素。事實(shí)上，在HCV感染的患者中，病毒特異性CD4+T細(xì)胞應(yīng)答很少能被檢測到[5]。

2 CD8+T細(xì)胞

病毒特異性CD8+T細(xì)胞是抗病毒免疫應(yīng)答的關(guān)鍵角色，且已被證明是HCV清除的主要適應(yīng)性效應(yīng)細(xì)胞。事實(shí)上，在急性HCV感染的患者中，病毒載量在感染的第1周維持高滴度。6～8周后，多特異性、病毒特異性CD8+T細(xì)胞在外周血中出現(xiàn)，這與肝酶的升高、臨床癥狀、病毒載量的急劇下降時間上相關(guān)[6-7]。在受感染的黑猩猩中已觀察到一個非常類似的過程，即肝內(nèi)HCV特異性CD8+T細(xì)胞在感染后6～8周出現(xiàn)與病毒控制相關(guān)[8]。重要的是，這個模型最近表明：迄今不明原因的HCV特異性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答延遲歸因于HCV特異性CD8+T細(xì)胞的延遲啟動，而不是其至肝臟的延遲歸巢[9]。

除了病毒控制與HCV特異性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答時間上相關(guān)聯(lián)，直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)[10]顯示，CD8+T細(xì)胞是HCV感染的主要效應(yīng)細(xì)胞：在黑猩猩，抗體介導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞耗竭之后，病毒載量在延長的時間段保持在較高水平。病毒載量的下降及病毒的最終清除只能在這些動物的CD8+T細(xì)胞恢復(fù)和HCV特異性CD8+T細(xì)胞出現(xiàn)之后被觀察到。

某些HLA-I類等位基因，如B27或B57，與急性HCV感染的自發(fā)性消退相關(guān)，這種保護(hù)作用可能與HLA-I類等位基因限制的主導(dǎo)CD8+T細(xì)胞表位相關(guān)，這進(jìn)一步支持CD8+T細(xì)胞在病毒清除有重要作用的觀點(diǎn)[2]。

HCV特異性CD8+T細(xì)胞通過兩個不同的效應(yīng)機(jī)制介導(dǎo)抗自身的病毒作用。首先，它們可以以細(xì)胞毒素的方式活動，例如，它們殺死被感染的目標(biāo)細(xì)胞(主要是肝細(xì)胞)，這些目標(biāo)細(xì)胞通過其表面的HLA-I類分子呈遞病毒抗原。細(xì)胞毒性可以被細(xì)胞結(jié)合受體如FAS及其配體FAS-L或旁分泌因素如穿孔素介導(dǎo)。其次，HCV特異性CD8+T細(xì)胞通過非溶細(xì)胞機(jī)制對病毒控制，例如，抗病毒細(xì)胞因子的分泌，如干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)。重要的是，在HLA-A2表達(dá)HCV復(fù)制子的細(xì)胞模型上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)證明：HCV特異性CD8+T細(xì)胞主要是通過非溶細(xì)胞機(jī)制發(fā)揮它們的抗病毒效應(yīng)，特別是IFN-γ的分泌，而溶細(xì)胞效應(yīng)功能只能在高效應(yīng)器-靶器官比率的情況下被觀察到[11]。HCV復(fù)制細(xì)胞也對穿孔素介導(dǎo)的細(xì)胞溶解敏感，然而，大多數(shù)的HCV感染患者顯示出病毒特異性CD8+T細(xì)胞穿孔素的低分泌，表明這種效應(yīng)途徑在天然HCV感染中可能扮演一個次要角色[12]。

值得注意的是，一種新發(fā)現(xiàn)的HCV特異性CD8+T細(xì)胞亞群具有以下特點(diǎn)：產(chǎn)生IL-17及高表達(dá)CD161和肝臟歸巢趨化因子受體CXCR6[13]。這些細(xì)胞在慢性HCV感染時可能具有保護(hù)作用，因?yàn)樗麄冊诟窝谆蚶w維化輕度階段的患者中已被發(fā)現(xiàn)有較高的頻率。有趣的是，產(chǎn)生IL-17的HCV特異性CD8+T細(xì)胞與產(chǎn)生IFN-γ的CD8+T細(xì)胞在其細(xì)胞抗原表位的組成成分上并不重疊[14]。

3 保護(hù)性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答

對于疫苗的設(shè)計，保護(hù)性CD8+T細(xì)胞表位作為有吸引力的疫苗靶點(diǎn)被確定是必不可少的，且有必要更詳細(xì)地了解保護(hù)性CD8+T細(xì)胞的應(yīng)答機(jī)制。事實(shí)上，始終與病毒清除相關(guān)的HLA-I類等位基因是HLA-B27和HLA-B57[2]。HLA-B27已經(jīng)被證實(shí)具有很強(qiáng)的保護(hù)作用[15]。同樣，HLA-B57也已被確定具有保護(hù)作用[16]。此外，雖然這些聯(lián)系還沒有在其他群體被確認(rèn)，保護(hù)作用已被描述為是一些額外的HLA-Ⅰ類等位基因的功能，包括HLA-A3和-A11[15]。

被HLA-I類等位基因限制的免疫CD8+T細(xì)胞表位的識別，為保護(hù)性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答的機(jī)制提供了新的見解。例如，位于NS5B的HLA-B27限制性CD8+T細(xì)胞表位在幾乎針對所有的HLA-B27+HCV清除者中被識別[17]。事實(shí)上，在主要HLA-B27綁定錨的表位逃避突變不能被病毒耐受，因?yàn)樵谶@些位置的突變將阻斷病毒復(fù)制(病毒的適合度代價)。相比之下，在抗原表位的其他位置(如作為T細(xì)胞受體識別位點(diǎn)的位置)，逃避突變可發(fā)生。然而，由于病毒變體廣泛的細(xì)胞交叉識別，幾個抗原表位內(nèi)的突變需要完全逃離表位特異性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答[18]。有趣的是，病毒逃避在NS5B的亞優(yōu)勢HLA-B27抗原表位，至少在某些患者還需要幾個突變的進(jìn)化：HLA-B27綁定錨表位的一個突變只有結(jié)合抗原表位以外的兩個補(bǔ)償性突變才能被病毒耐受[19]?？傊?，研究[19]表明：HLA-B27與病毒清除相關(guān)，因?yàn)椴《咎颖蹾LA-B27限制性CD8+T細(xì)胞應(yīng)答需要一個復(fù)雜的病毒進(jìn)化，由于這個進(jìn)化不能迅速地發(fā)展，這就給CD8+T細(xì)胞應(yīng)答足夠的時間在病毒逃逸可能發(fā)生之前清除該病毒。

重要的是，病毒逃逸的復(fù)雜進(jìn)化并不獨(dú)需HLA-B27，目前其他保護(hù)性HLA-Ⅰ類等位基因也已被證實(shí)。對于HLA-B57，位于E2和NS5B的兩個免疫CD8+T細(xì)胞表位已經(jīng)被分別描述[16]。在許多患者，病毒對NS5B表位的逃避需要一種代償性突變即抗原表位三個上游氨基酸[20]。同樣，兩種免疫顯性HLA-A3 CD8+T細(xì)胞表位已經(jīng)分別在NS3和NS5B被確定。在NS3，從HLA-A3抗原表位逃避涉及抗原表位C-末端氨基酸的兩個突變。這些突變介導(dǎo)病毒逃逸，而第二突變補(bǔ)償與后者突變相關(guān)的適合度代價[21]?？傊?，這些研究結(jié)果表明，保護(hù)性CD8+T細(xì)胞表位有兩個重要的特點(diǎn)：首先，他們是強(qiáng)烈的發(fā)揮高選擇性的免疫CD8+T細(xì)胞應(yīng)答的目標(biāo)。其次，這些表位中的病毒逃逸是一個復(fù)雜問題，如果想在感染中最關(guān)鍵的階段進(jìn)一步縮小病毒進(jìn)化的瓶頸，就需要解決這個問題，從而使病毒清除率提高。

以上研究對疫苗的設(shè)計具有重要的意義。最近的調(diào)查結(jié)果[22]支持單一免疫優(yōu)勢CD8+T細(xì)胞應(yīng)答，應(yīng)答以病毒保守地區(qū)為靶子并顯示出對可能的病毒變種廣泛地交叉識別，從而防止病毒逃逸。這些CD8+T細(xì)胞應(yīng)答可能在特定HLA背景更成功地實(shí)現(xiàn)。一個有前途的方法可能是通過一個表達(dá)HCV非結(jié)構(gòu)蛋白的重組腺病毒載體引起的HCV特異性CD4+T和CD8+T細(xì)胞應(yīng)答的誘導(dǎo)。在健康志愿者中，這種方法導(dǎo)致對多特異性、多功能的長壽中心和效應(yīng)器記憶細(xì)胞的誘導(dǎo)。關(guān)于治療性免疫策略，CD8+T細(xì)胞功能的恢復(fù)可能是一個有前途的理論。CD8+T細(xì)胞功能的恢復(fù)可能需要的不僅僅是一種抑制性途徑的封鎖，如PD-1。更可能的是，一些抑制途徑同時要有針對性。這個過程可能會同時恢復(fù)CD8+T細(xì)胞和CD4+T細(xì)胞的功能，從而使病毒清除。有趣的是，慢性HCV感染的自發(fā)性解決最近被描述與中和抗體的出現(xiàn)及T細(xì)胞功能恢復(fù)有關(guān)[23]，表明免疫策略可能確實(shí)是一個現(xiàn)實(shí)的方法。

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(責(zé)任編輯：王全楚)

Advances in the function of T cells in the adaptive immune responses in hepatitis C virus infection

LIU Guihai, SUN Huanhuan, ZHANG Yonghong

Biomedicine Information Center, Beijing You’an Hospital, Capital Medical University, Beijing 100069, China

Hepatitis C virus (HCV) has become one of the important public health problems worldwide. Adaptive immune response plays a core role in the formation of the final outcome of HCV infection. However, T cells play a key role in the adaptive immune response. In this article, T cell response in the immune mechanism of HCV infection was discussed.【Key words】 Hepatitis C; CD4+T-lymphocytes; CD8+T-lymphocytes; Adaptive immune responses

國家自然科學(xué)基金(81271842)；首發(fā)推廣項(xiàng)目(TG-2015-019) 第一作者簡介：劉桂海，助理研究員，碩士，研究方向：感染免疫。E-mail：ljhgy@163.com

張永宏，博士，教授，研究方向：丙肝及艾滋病免疫機(jī)制。E-mail: 13810108505@163.com

10.3969/j.issn.1006-5709.2016.08.033

512.6+3

A

1006-5709(2016)08-0956-03

2015-09-09