張曉飐 宋銳鋒 李芙蕾
慢性乙型肝炎病毒學(xué)發(fā)病機(jī)制主要是乙型肝炎病毒(HBV)感染,而HBV屬不完全環(huán)狀雙鏈DNA病毒范疇,細(xì)胞毒性并不明顯,可誘發(fā)急或慢性肝炎發(fā)生[1]。其中外周血單個核細(xì)胞干擾素刺激基因(Stimulator of interferon gene,STING)基于雙鏈DNA刺激下,其介導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生白細(xì)胞介素6等細(xì)胞因子,誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)揮抗細(xì)菌及病毒作用,并且其自身可直接作為模式識別受體,引發(fā)IFN反應(yīng)。近幾年,有報(bào)道發(fā)現(xiàn)STING蛋白水平高低與天然免疫反應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)[2]?;诖?,本文主要圍繞外周血單個核細(xì)胞STING表達(dá)水平以及HBV復(fù)制兩者的相關(guān)性進(jìn)行分析,為臨床HBV感染治療提供參考依據(jù),報(bào)道如下。
納入2016年12月至2018年12月于我院收治的68例慢性乙型肝炎患者及同期54例健康體檢者,研究對象均知情,納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合慢性乙型肝炎相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)[3],均經(jīng)肝穿刺組織等檢查確診,乙肝表面抗原陽性≥6個月;乙型肝炎病毒脫氧核糖核酸≥2 000 IU/mL;血清總膽紅素≥171 μmol/L,國際標(biāo)準(zhǔn)化比率≥1.5(凝血酶原活動度≤40%);年齡>18歲;(2)正常對照組:年齡>18歲;身體健康,肝腎功能等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室檢測指標(biāo)均正常,精神行為正常;自身免疫性疾病診斷標(biāo)志物呈陰性;乙肝表面抗原呈陰性。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)伴心、肺、腦等嚴(yán)重原發(fā)疾?。?2)合并肝癌等惡性腫瘤;(3)合并肝硬化及酒精性、藥物性、遺傳代謝性、自身免疫性肝??;(4)伴甲、丙、戊型等其他肝炎病毒感染;(5)入組前半年內(nèi)接受抗病毒、肝移植等干預(yù);(6)伴非嗜肝病毒感染引起的肝組織炎癥;(7)精神疾患;(8)孕婦及哺乳期婦女。觀察組68例患者中,男45例,女23例,年齡18~75(53.78±9.56)歲;正常對照組中男34例,女20例,年齡20~78(54.12±9.71)歲。兩組性別、年齡一般資料比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。本試驗(yàn)經(jīng)倫理委員會批準(zhǔn)。
(一)主要儀器及試劑 主要儀器包括2720型聚合酶鏈反應(yīng)PCR基因擴(kuò)增儀(美國ABI公司)、ViiATM7型實(shí)時熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)(Real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-PCR)儀(美國Life Technologies公司)、Q300高精度紫外分光光度計(jì)(美國Quawell公司)、Fluor Chem FC2凝膠成像系統(tǒng)(美國Alpha公司),其他儀器如臺式高速離心機(jī)、電子天平等均購自德國Eppendorf公司。主要試劑包括9mL二胺四乙酸抗凝真空采血管(美國Becton Dickinson公司)、Trizol試劑和逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(美國Thermo公司)、SYBR Premix Ex TaqⅡ(日本TaKaRa Bio株式會社)、Thermo Scientific反轉(zhuǎn)錄試劑盒(美國Thermo公司)、HBV DNA病毒載量檢測試劑(凱杰生物工程有限公司)。
(二)引物設(shè)計(jì) 引物設(shè)計(jì)參考美國國立生物技術(shù)信息中心網(wǎng)站提供的STING mRNA序列(確保PCR擴(kuò)增產(chǎn)物溶解曲線顯示單峰,預(yù)期設(shè)計(jì)長度與瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果提示的目的基因片段長度一致,且目的條帶單一清晰,則示引物特異性較好),見表1。
表1 PCR引物設(shè)計(jì)
(三) mRNA提取、逆轉(zhuǎn)錄 收集空腹靜脈血2 mL,置入二胺四乙酸抗凝真空采血管中,參考淋巴細(xì)胞分離液說明書,行外周血單個核細(xì)胞分離。采用Trizol法提取單個核細(xì)胞總mRNA,行RNeasy Mini Kit純化。采用Q300高精度紫外分光光度計(jì)測定RNA濃度和A260/A280吸光度比值(確保在1.8~20.0之間)。逆轉(zhuǎn)錄時,取RNA模板1 μL,將oligo引物1 μL加入其中,混勻后離心,65℃ 5 min,于冰上加入逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)體系(Mix 2 μL,Reaction Buffer 4 μL,RT、RI各1 μL)。反應(yīng)條件:42℃ 60 min,72℃ 10 min,4℃保存。cDNA產(chǎn)物獲取后置-20℃條件下保存。
(四)STING mRNA、IFN-α mRNA、IFN-β mRNA檢測 RT-PCR反應(yīng)體系:總體積為20 μL,上、下游引物均1 μL,cDNA 1 μL,SYBR Premix Ex TaqⅡ 10 μL,ddH2O 7.6 μL,ROXⅡ 0.4 μL。GAPDH、STING、IFN-α、IFN-β、內(nèi)參基因擴(kuò)增反應(yīng)設(shè)置相同,如下:30s 94℃下預(yù)變性,后20s內(nèi)在94℃下變性,60℃變性20 s,72℃延伸35 s,PCR循環(huán)50個。同時,于60~95℃時行溶解曲線分析。以相對表達(dá)量△Ct比較所有基因mRNA表達(dá),△Ct=Ct目的-Ct內(nèi)參。進(jìn)行擴(kuò)增效率驗(yàn)證,GAPDH、STING、IFN-α、IFN-β基因10倍稀釋(梯度5個),目的基因和內(nèi)參基因擴(kuò)增效率相差<5%,處于98%~102%間,擴(kuò)增效率類似。
統(tǒng)計(jì)兩組IFN-α mRNA、STING mRNA以及IFN-β mRNA 的相對表達(dá)量,分析不同乙型肝炎病毒DNA(HBV DNA)載量與STING及干擾素基因相對表達(dá)量的相關(guān)性。
觀察組STING mRNA、IFN-α mRNA、IFN-β mRNA 相對表達(dá)量顯著高于正常對照組(P<0.05),見表2。
表2 兩組STING mRNA、IFN-α mRNA、
按HBV DNA不同載量分為≤104IU/mL組(19例)、104IU/mL~組(18例)、105IU/mL組(14例)、>106IU/mL組(17例)。HBV DNA載量>106組、105組、104組STING mRNA相對表達(dá)量均顯著高于HBV DNA載量≤104組(P<0.05),見表3。
表3 慢性乙型肝炎患者不同HBV DNA載量與STING及干擾素基因相對表達(dá)量的關(guān)系(±s)
注:與>106組比較,①P<0.05;與105~組比較,②P<0.05;與104~組比較,③P<0.05
經(jīng)直線相關(guān)分析顯示,慢性乙型肝炎患者STING mRNA相對表達(dá)量與HBV DNA載量呈弱相關(guān)性(r=0.340,P=0.000),與IFN-α mRNA、IFN-β mRNA相對表達(dá)量均呈正相關(guān)(r=0.517、0.511,P=0.000、0.000),見圖1~3。
圖1 STING mRNA與HBV DNA載量線性相關(guān)圖
圖2 STING mRNA與IFN-α mRNA線性相關(guān)圖
圖3 STING mRNA與IFN-β mRNA的線性相關(guān)圖
細(xì)胞質(zhì)DNA屬重要免疫刺激物質(zhì),多源自病原微生物侵入人體后復(fù)制所致外源性DNA及機(jī)體組織、細(xì)胞受損后所致內(nèi)源性DNA,可誘導(dǎo)機(jī)體天然免疫反應(yīng)被激活,形成大量IFN及其他細(xì)胞因子。IFN主要包括兩種亞型,即IFN-α、IFN-β,前者主要源于白細(xì)胞(如樹突狀細(xì)胞)中,后者起源于成纖維細(xì)胞。STING屬DNA傳感器環(huán)鳥苷-腺苷酸合成酶和RNA傳感器人視黃酸誘導(dǎo)基因下游細(xì)胞信號級聯(lián)中銜接蛋白,其介導(dǎo)信號傳導(dǎo)通路可識別多種入侵病毒[4-6]。其中,HBV病毒基因組屬部分雙鏈環(huán)狀DNA,宿主體內(nèi)可演變?yōu)槌菪h(huán)狀、閉合、共價DNA分子,可作為模板轉(zhuǎn)錄出前基因組RNA及其他mRNA,被認(rèn)為是隱形病毒。
本研究發(fā)現(xiàn),觀察組STING mRNA、IFN-α mRNA、IFN-β mRNA 相對表達(dá)量明顯高于正常對照組,且慢性乙型肝炎患者體內(nèi)HBV DNA載量越高,其STING mRNA相對表達(dá)量也明顯增多,這與Pépin G[7]等報(bào)道結(jié)論一致,證實(shí)體外或體內(nèi)STING過度表達(dá)均可抑制HBV復(fù)制,且除固有免疫反應(yīng)外,STING調(diào)節(jié)機(jī)體對HBV的適應(yīng)性免疫反應(yīng)。另外,本研究結(jié)果顯示,慢性乙型肝炎患者STING mRNA相對表達(dá)量與HBV DNA載量呈弱相關(guān)性,與IFN-α mRNA、IFN-β mRNA 相對表達(dá)量均呈正相關(guān)。Hua X[9]等也認(rèn)為激活cGAS-STING通路,可抑制HBV復(fù)制。cGAS屬細(xì)胞質(zhì)dsDNA感受器,與細(xì)胞質(zhì)中DNA結(jié)合,催化作用下產(chǎn)生cGAMP;而cGAMP可誘導(dǎo)STING激活,導(dǎo)致下游IFN生成及抗病毒效應(yīng)被激活??紤]到HBV復(fù)制期間可形成d3DNA、ssDNA,故筆者推測STING參與識別HBV復(fù)制中間體及HBV清除調(diào)節(jié)過程,其過度活化會破壞機(jī)體免疫耐受,誘發(fā)慢性乙型肝炎。
綜上,慢性乙型肝炎患者機(jī)體內(nèi)STING相對表達(dá)量明顯升高,且STING過度表達(dá)干擾HBV復(fù)制,證實(shí)慢性乙型肝炎患者機(jī)體抗HBV免疫應(yīng)答中STING起著重要作用,臨床應(yīng)引起足夠重視。但本研究中由于樣本量偏小,STING抗HBV感染具體機(jī)制有待今后進(jìn)一步深入研究。