周 云,李 盛,唐宗生,楊東亮,宋景嬌
·短篇論著·
干擾素α對乙型肝炎病毒感染小鼠血清病毒標記物的影響*
周 云,李 盛,唐宗生,楊東亮,宋景嬌
目的 探討干擾素-α(IFN-α)在高壓尾靜脈注射乙型肝炎病毒(HBV)感染小鼠血清HBV標記物的影響。方法 采用高壓尾靜脈注射pAAV/HBV1.2和pCMV2/IFN-α4表達質(zhì)粒,建立HBV感染小鼠模型,采用ELISA法檢測血清HBsAg、HBeAg、HBsAb和HBcAb。分離小鼠肝臟內(nèi)淋巴細胞,使用流式細胞儀檢測淋巴細胞FoxP3表達情況。結(jié)果 在高壓尾靜脈注射pAAV/HBV1.2質(zhì)粒后第1 d,小鼠血清HBsAg和HBeAg開始出現(xiàn)陽性,而第20 d時HBsAg和HBeAg已消失;在注射pAAV/HBV 1.2+IFNα 后第 1 d,血清 HBeAg水平為(0.55±0.16),顯著低于 pAAV/HBV 1.2 組【(1.40±0.13),P<0.05);在注射后第 10 d,血清 HBsAg水平為(0.35±0.20),顯著低于 pAAV/HBV 1.2 組【(2.35±0.15),P<0.05】;在高壓尾靜脈注射后 20 d,兩組小鼠血清HBsAb陰性;在注射pAAV/HBV1.2后第10 d和20 d,兩組小鼠血清HBcAb陽性水平差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);注射后,兩組小鼠肝內(nèi)CD4+T淋巴細胞FoxP3表達未見顯著變化。結(jié)論 IFN-α具有抗HBV作用,并未誘導免疫負調(diào)控反應(yīng)。
乙型肝炎;pCMV2/IFN-α4表達質(zhì)粒;HBsAg;HBeAg;小鼠
全世界約有20億人感染過HBV,其中3.5億為慢性HBV攜帶者,每年死于肝炎、肝硬化和肝癌患者約60萬[1]。干擾素α(Interferon-alpha,IFN-α)是目前治療慢性乙型肝炎的主要藥物之一,具有廣譜抗病毒和免疫調(diào)節(jié)作用,抑制病毒復(fù)制,促進人類白細胞抗原表達,增強NK和細胞毒性T淋巴細胞(CTL)活性[2,3]。我們在高壓尾靜脈注射HBV感染小鼠探討了IFN-α的抗病毒和免疫調(diào)節(jié)作用。
1.1 動物與試劑 SPF級BALB/c雌性小鼠,8周齡,購自湖北省疾病控制中心,飼養(yǎng)于我院實驗動物中心。所有動物實驗均符合本校動物實驗倫理委員會的規(guī)定。pAAV/HBV1.2和pCMV2/IFN-α4分別由臺灣大學陳培哲教授和德國伊斯堡-埃森大學病毒研究所陸蒙吉教授惠贈。檢測HBV標記物的ELISA試劑盒購自上??迫A生物工程股份有限公司;Endo-free Plasmid Maxi Kit購自美國OMEGA公司;APC標記的抗鼠CD4、PE標記的抗小鼠/大鼠FoxP3抗體和FoxP3穿孔/固定濃縮稀釋液購自美國ebioscience公司。膠原酶II和Percoll淋巴細胞分離液購自美國Sigma公司。
1.2 HBV感染小鼠模型的建立 將pAAV/HBV1.2 10μg或pCMV2/IFN-α4質(zhì)粒20μg單獨或共同溶解于相當于小鼠體質(zhì)量10%的生理鹽水,混勻后轉(zhuǎn)移至注射器,自小鼠尾靜脈末端1/3處迅速注入。注射后第1 d、10 d、20 d采血,分離血清,標本凍存于-80℃冰箱。
1.3 血清HBV標記物的檢測 將小鼠血清與1×PBS按照1:10比例稀釋,混勻后加入96孔板,每孔加稀釋血清50 μl,再加50μl相應(yīng)的酶結(jié)合物,輕輕混勻,37℃孵育1 h,洗板,加顯色劑,37℃孵育30 min,終止顯色,酶標儀讀取450 nm吸光度。
1.4 小鼠肝臟內(nèi)淋巴細胞分離 給予小鼠1%戊巴比妥200 μl腹腔注射,麻醉成功后,摘除眼球,取血約800μl,斷頸處死小鼠后,置于75%酒精中浸泡3 min,仰臥固定,切開皮膚和腹膜,充分暴露肝臟。通過門靜脈緩慢注射少量PBS后使肝臟顏色變?yōu)榛野咨魯嘞虑混o脈,取PBS 10 m l,緩慢灌洗肝臟,直至灌洗液中無血細胞流出。取小鼠肝臟于慮篩研磨肝臟,加入RPMI 1640培養(yǎng)基洗脫,加膠原酶II溶液于沉淀中,37℃溫箱中放置40 min,期間振蕩數(shù)次。然后,加冷DPBS,離心,重懸細胞沉淀于淋巴細胞分離液,離心,棄上清,用RPMI 1640培養(yǎng)基600μl重懸淋巴細胞,計數(shù)。
1.5 肝臟內(nèi)CD4+T淋巴細胞FoxP3表達 取淋巴細胞,接種于 96 孔板,加抗 CD4-APC(1:100)50 μl,4℃避光 30 min。將dilution液與buffer液按照1:3混合,每孔100 μl,4℃孵育2 h,每孔再加100μl 1×buffer,洗滌。每孔加抗FoxP3(1:100)50 μl,4℃放置30 min。洗滌,PBS重懸,上流式細胞儀檢測。
1.6 統(tǒng)計分析 應(yīng)用GraphPad Prism軟件作圖和SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析,計量資料以±s表示,組間均數(shù)的比較采用兩獨立樣本的t檢驗,P<0.05被認為具有統(tǒng)計學意義。
2.1 兩組動物血清HBeAg和HBsAg水平變化 在高壓尾靜脈注射pAAV/HBV1.2質(zhì)粒后第1 d,小鼠血清HBsAg和HBeAg開始出現(xiàn)陽性,而第20 d時HBsAg和HBeAg已消失。在注射pAAV/HBV 1.2+IFNα后第1 d,血清HBeAg水平為(0.55±0.16),顯著低于pAAV/HBV 1.2組【(1.40±0.13),P<0.05,圖 1);在注射 pAAV/HBV 1.2+IFNα 后第 10 d,血清 HBsAg水平為(0.35±0.20),顯著低于 pAAV/HBV 1.2 組【(2.35±0.15),P<0.05,圖 2)。
圖1 兩組小鼠血清HBeAg水平比較
圖2 兩組小鼠血清HBsAg水平比較
2.2 兩組動物血清HBsAb和HBcAb水平變化 在高壓尾靜脈注射后20 d,兩組小鼠血清HBsAb陰性(圖3);在注射pAAV/HBV1.2后第10 d和20 d,競爭ELISA法檢測小鼠血清HBcAb呈陽性,而注射pAAV/HBV 1.2+IFNα小鼠血清HBcAb水平下降,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05,圖4)。
2.3 兩組動物肝內(nèi)Treg變化 兩組小鼠肝內(nèi)CD4+T淋巴細胞FoxP3表達未見顯著變化(圖5)。
圖3 兩組小鼠血清HBsAb水平變化
圖4 兩組小鼠血清HBcAb水平變化
圖5 兩組小鼠肝內(nèi)CD4+T淋巴細胞FoxP3表達比較A:pAAV/HBV 1.2組;B:pAAV/HBV 1.2+IFNα 組
盡管發(fā)現(xiàn)Ⅰ型IFN近60年了,它具有抗病毒作用和免疫調(diào)節(jié)作用,但是其作用機制尚不完全清楚[4]。IFNα是一個多能細胞因子,主要由單核細胞和B細胞經(jīng)病毒誘導產(chǎn)生,與IFNAR結(jié)合,激活Jak/STAT信號通路,導致大量ISGs轉(zhuǎn)錄,表達多種抗病毒蛋白[5]。目前,臨床上所用的IFNα僅僅對部分乙型肝炎患者有效,說明IFNα可能具有極其復(fù)雜的抗病毒作用和免疫激活或免疫抑制功能[6]。
在高壓尾靜脈注射小鼠,IFN-α能抑制HBV復(fù)制,顯著抑制HBsAg和HBeAg表達,促進病毒的清除。IFNα與其受體結(jié)合,引發(fā)細胞膜上信號傳導,誘導抗病毒蛋白如OAS、MxA和PKR等表達,抑制肝細胞內(nèi)病毒復(fù)制,促進病毒的清除。在HBV轉(zhuǎn)基因小鼠中,可能因免疫耐受等原因,IFNα對血清HBsAg水平無影響,但是,IFNα能顯著提高小鼠外周血CD4+T細胞和CD19+B細胞數(shù)量,發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[7]。
最近研究發(fā)現(xiàn),Ⅰ型IFN具有免疫抑制作用[8-11]。在LCMV系統(tǒng),持續(xù)性IFN信號驅(qū)動表達DC和巨噬細胞表達免疫抑制因子PDL1和IL10,而敲除IFNAR能暫時性升高病毒滴度,但最終的結(jié)果是促進病毒清除[12,13]。LCMV誘導產(chǎn)生的IFN活化STAT2而非STAT1,從而抑制DC增殖發(fā)育[14]。在結(jié)核菌持續(xù)感染小鼠,IFN誘導DC和巨噬細胞產(chǎn)生IL-10,抑制結(jié)核菌特異性免疫反應(yīng)[15]。IFNα在HIV患者可誘導CD4+T細胞和記憶B細胞凋亡[16]。I型干擾素抑制病毒特異性CD4+Th1細胞免疫反應(yīng)[17]。目前,IFNα治療慢性乙型肝炎的持續(xù)應(yīng)答率不足40%。那么,IFNα是否誘導了免疫負調(diào)控的產(chǎn)生呢?
IFN-α在高壓尾靜脈注射小鼠未誘導免疫負調(diào)控。肝臟是一個免疫耐受器官[18]。我們不僅分離脾臟淋巴細胞,同時分離了肝臟內(nèi)淋巴細胞。經(jīng)流式細胞儀分析發(fā)現(xiàn),肝臟內(nèi)免疫負調(diào)控分子PD1和FoxP3表達沒有任何變化,這可能與我們使用的急性HBV感染小鼠模型有關(guān)。在體液免疫方面,IFN-α處理與否,兩種小鼠均未檢測到HBsAb產(chǎn)生,在該模型中HBsAb可能在病毒早期清除過程中未發(fā)揮作用,而HBcAb產(chǎn)生較早,高壓尾靜脈注射小鼠第4天就開始產(chǎn)生(數(shù)據(jù)未列出),這是因為HBcAg可以直接刺激B細胞產(chǎn)生抗體,無需抗原遞呈細胞[19]。IFN-α處理組HBcAb產(chǎn)生水平稍低,一方面原因是IFN-α可能抑制了HBcAg表達,從而導致抗體的減少;另一方面,IFN-α可能抑制了體液免疫應(yīng)答。
[1] Liaw YF,Chu CM.Hepatitis B virus infection.Lancet,2009,373(9663):582-592.
[2] Yang PL,Althage A,Chung J,et al.Hydrodynamic injection of viral DNA:a mouse model of acute hepatitis B virus infection.Proc Natl Acad Sci U S A,2002,99(21):13825-13830.
[3]Huang LR,Wu HL,Chen PJ,et al.An immunocompetent mouse model for the tolerance of human chronic hepatitis B virus infection.Proc Natl Acad Sci U S A,2006,103(47):17862-17867.
[4] Isaacs A,Lindenmann J.Virus interference.The interferon.Proc R Soc Lond B Biol Sci,1957,147(927):258-267.
[5] Zoulim F,Durantel D.Antiviral therapies and prospects for a cure of chronic hepatitis B.Cold Spring Harb Perspect Med,2015,5(4):232-236.
[6] 康富標,孫殿興,李東,等.干擾素-α2b治療非母嬰傳播HBeAg陽性慢性乙型肝炎患者療效分析.實用肝臟病雜志,2016,19(4):471-473.
[7] 嚴鑫,鐘銳華,劉錦紅,等.HBV轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)淋巴細胞表型特點及干擾素α對其的影響.南方醫(yī)科大學學報,2016,36(6):870-874.
[8] Snell LM,Brooks DG.New insights into type I interferon and the immunopathogenesis of persistent viral infections.Curr Opin Immunol,2015,34:91-98.
[9] Schreiber G,Piehler J.The molecular basis for functional plasticity in type I interferon signaling.Trends Immunol,2015,36(3):139-149.
[10]McNab F,Mayer-Barber K,Sher A,et al.Type I interferons in infectious disease.Nat Rev Immunol,2015,15(2):87-103.
[11]Crouse J,Kalinke U,Oxenius A.Regulation of antiviral T cell responses by type I interferons.Nat Rev Immunol,2015,15(4):231-242.
[12]Wilson EB,Yamada DH,Elsaesser H,et al.Blockade of chronic type I interferon signaling to control persistent LCMV infection.Science,2013,340(6129):202-207.
[13]Teijaro JR,Ng C,Lee AM,et al.Persistent LCMV infection is controlled by blockade of type I interferon signaling.Science,2013,340(6129):207-211.
[14]Hahm B,Trifilo MJ,Zuniga EI,et al.Viruses evade the immune system through type I interferon-mediated STAT2-dependent,but STAT1-independent,signaling.Immunity,2005,22(2):247-257.
[15]Mayer-Barber KD,Andrade BB,Oland SD,et al.Host-directed therapy of tuberculosis based on interleukin-1 and type I interferon crosstalk.Nature,2014,511(7507):99-103.
[16]Cha L,Berry CM,Nolan D,et al.Interferon-alpha,immune activation and immune dysfunction in treated HIV infection.Clin Transl Immunology,2014,3(2):e10.
[17]Osokine I,Snell LM,Cunningham CR,et al.Type I interferon suppresses de novo virus-specific CD4 Th1 immunity during an established persistent viral infection.Proc Natl Acad Sci U S A,2014,111(20):7409-7414.
[18]Thomson AW,Knolle PA.Antigen-presenting cell function in the tolerogenic liver environment.Nat Rev Immunol,2010,10(11):753-766.
[19]Milich DR,McLachlan A.The nucleocapsid of hepatitis B virus is both a T-cell-independent and a T-cell-dependent antigen.Science,1986,234(4782):1398-1401.
(收稿:2016-11-20)
(本文編輯:陳宗炳)
Serum HBsAg and HBeAg changes in pCMV 2/IFN-α4 p lasm id-in fected m ice
Z hou Yun,Li Sheng,Tang Zongsheng,et al.Department of Infectious Diseases,Union Hospital,Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430022,China
Hepatitis B;pCMV2/IFN-α4 plasmid;HBsAg;HBeAg;Mice
10.3969/j.issn.1672-5069.2017.04.026
國家傳染病防治科技重大專項項目(編號:2008ZX10002-011)
430022武漢市 華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院感染性疾病科(周云,李盛,唐宗生,楊東亮);附屬同濟醫(yī)院實驗醫(yī)學中心(宋景嬌);河南大學醫(yī)學院(周云)
周云,男,36歲,醫(yī)學博士。主要從事感染與免疫研究。E-mail:zyky120@126.com
宋景嬌,E-mail:jjsong@tjh.timu.edu.cn