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        慢性HBV感染者病毒特異性T淋巴細胞:耗竭還是沉默?

        2020-12-20 13:50:12王昊亮鄧國宏
        臨床肝膽病雜志 2020年5期
        關(guān)鍵詞:免疫耐受感染者淋巴細胞

        王昊亮, 鄧國宏

        陸軍軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院 感染病科, 感染病研究重慶市重點實驗室, 重慶 400038

        慢性HBV感染是我國最主要的人類病毒慢性感染,波及8%左右的人口。其免疫損傷導(dǎo)致的慢性肝炎、肝硬化、肝衰竭和肝癌發(fā)生率居高不下。我國慢性HBV感染面臨的根本問題在于,大部分患者因母嬰傳播于嬰幼兒時期感染,表現(xiàn)為長期的免疫耐受,病毒難以清除[1]。慢性HBV感染長達數(shù)十年的自然史依次出現(xiàn)免疫耐受期、免疫清除期、低復(fù)制期和HBeAg陰性肝炎活動期四個典型階段。

        免疫耐受的概念來源于機體針對自身抗原免疫應(yīng)答的研究,指機體無法對特定抗原產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答。該定義很好地描述了慢性HBV感染者早期高病毒載量、無明顯肝損傷的現(xiàn)象。弄清慢性HBV感染發(fā)生免疫耐受的機制,對于臨床上實現(xiàn)乙型肝炎功能性治愈具有重大意義。

        1 慢性HBV感染針對病毒的免疫耐受源自T淋巴細胞耗竭——證據(jù)及疑惑

        基于急性HBV感染者的研究發(fā)現(xiàn),病毒清除過程與HBV特異性T淋巴細胞應(yīng)答緊密相關(guān)[2-4]。基于急性HBV感染黑猩猩模型的研究[5]揭示了T淋巴細胞(特別是CD8 T淋巴細胞)在HBV清除及肝損傷中的核心作用??紤]到上述HBV急性感染中的發(fā)現(xiàn),慢性HBV感染針對病毒的免疫耐受源自HBV特異性T淋巴細胞異常就是一個合理的推測。而HBV特異性T淋巴細胞(特別是CD8 T淋巴細胞)也是近年來慢性HBV感染研究領(lǐng)域的一大熱點。

        相對于急性HBV感染者,慢性HBV感染者HBV特異性T淋巴細胞在數(shù)量、表型及功能上都有諸多不同:首先,該類患者HBV特異性T淋巴細胞數(shù)量很少,一般需要HBV抗原體外刺激擴增之后才能穩(wěn)定檢測到[6];其次,該類患者HBV特異性T淋巴細胞高表達PD-1、CTLT-4、TIM3、Bim等免疫抑制分子,而體外阻斷這些抑制分子,能一定程度上恢復(fù)HBV特異性T淋巴細胞的功能[6-10]。

        慢性淋巴細胞性脈絡(luò)叢腦膜炎病毒(lymphocytic choriomeningitis virus,LCMV)感染小鼠模型是研究慢性病毒感染的經(jīng)典模型。基于該模型的研究結(jié)果定義了T淋巴細胞由于抗原持續(xù)刺激導(dǎo)致數(shù)量減少、功能下調(diào)的狀態(tài)——T淋巴細胞耗竭[11]。慢性HBV感染者病毒特異性T淋巴細胞數(shù)量、表型及功能上的特性非常契合T淋巴細胞耗竭的定義。當(dāng)前主流觀點也認為慢性HBV感染對于病毒的免疫耐受來源于長期HBV抗原刺激導(dǎo)致的T淋巴細胞耗竭。然而,T淋巴細胞耗竭的假說,無法與慢性HBV感染臨床上觀察到的一些現(xiàn)象相吻合。

        首先,T淋巴細胞耗竭是由于持續(xù)性抗原刺激造成的,其程度與抗原載量呈正比[12]。據(jù)此推斷,處于免疫耐受期的患者由于極高病毒載量,其HBV特異性T淋巴細胞耗竭程度應(yīng)該最高。然而研究[13]發(fā)現(xiàn),該類患者相對于其他期患者,其HBV特異性T淋巴細胞數(shù)量并沒有明顯降低,且功能相對更加完整。

        其次,慢性LCMV感染模型揭示CD8 T淋巴細胞耗竭是一個漸進性功能受損過程:首先受損的是介導(dǎo)溶胞的細胞毒作用,隨之是IL-2分泌能力,然后是TNFα分泌能力,最后是IFNγ分泌能力[14]。CD4 T淋巴細胞耗竭過程中細胞因子分泌受損模式與CD8 T淋巴細胞類似[15]。由此推斷,慢性HBV感染者病毒特異性CD8 T淋巴細胞如果是耗竭狀態(tài),那么其通過細胞毒作用介導(dǎo)肝損傷的能力應(yīng)該很弱。而臨床上慢性HBV感染者一旦脫離免疫耐受期,如果不利用核苷類似物抗病毒,則非常容易發(fā)生肝損傷。如果認可CD8 T淋巴細胞在肝損傷中的核心作用,那么上述現(xiàn)象間接提示,慢性HBV感染者中病毒特異性CD8 T淋巴細胞耗竭程度是非常有限的。

        再次,對于慢性HBV感染急性發(fā)作的患者,其呈現(xiàn)為高病毒載量、急性肝損傷。筆者和其他學(xué)者[16-19]的研究都發(fā)現(xiàn)該類患者大量HBV特異性T淋巴細胞活化,部分患者隨后會發(fā)生HBeAg甚至HBsAg清除。說明這些患者盡管HBV高載量,然而其T淋巴細胞介導(dǎo)肝損傷和病毒清除的功能是比較完整的??梢杂煤慕逿淋巴細胞功能恢復(fù)來解釋慢性HBV感染急性發(fā)作過程中肝損傷及后續(xù)病毒清除,但該假設(shè)很難解釋為何T淋巴細胞功能恢復(fù)反而伴隨HBV載量短期大幅提升。

        最后,臨床試驗結(jié)果顯示,針對HBeAg陰性、HBsAg低水平的患者,經(jīng)PD-1抗體治療后HBsAg清除率不到5%[20]。而對于該類患者,聚乙二醇長效干擾素治療可使高達30%的患者實現(xiàn)HBsAg清除[21]。上述結(jié)果說明,PD-1分子上調(diào)導(dǎo)致的T淋巴細胞耗竭并不是慢性HBV感染無法清除病毒的主要原因。

        2 慢性HBV感染中病毒特異性T淋巴細胞由分化早期的T淋巴細胞主導(dǎo)

        近年來,基于慢性LCMV感染小鼠模型發(fā)現(xiàn)了一群TCF1+CXCR5+PD-1+的CD8 T淋巴細胞,這群細胞顯示出一定的干性,能進一步分化為耗竭的T淋巴細胞[22]。而在腫瘤患者中的研究也發(fā)現(xiàn)這群干細胞樣的CD8 T淋巴細胞,該群細胞在抗原遞呈細胞的刺激下有效進一步分化,與患者經(jīng)PD-1抗體治療后良好預(yù)后緊密相關(guān)[23]。

        如果慢性HBV感染病毒特異性T淋巴細胞不是由耗竭的T淋巴細胞主導(dǎo),那么該如何定義這群T淋巴細胞的功能狀態(tài)?筆者深入分析了慢性HBV感染靜息期、慢性HBV感染急性發(fā)作患者的HBV特異性CD4 T淋巴細胞應(yīng)答,發(fā)現(xiàn)HBV特異性CD4 T淋巴細胞以TNFα+細胞為主,該群細胞在高炎癥患者中大量活化且與患者肝損傷協(xié)同變化;而TNFα+細胞向IFNγ+細胞的分化則利于患者病毒清除,該分化過程伴隨著T淋巴細胞特化轉(zhuǎn)錄因子T-bet、效應(yīng)分子IL-21的上調(diào)[19]。有研究[24]在HBV特異性CD8 T淋巴細胞中也觀察到T-bet分子下調(diào),但將其歸因于T淋巴細胞耗竭。筆者認為,慢性HBV感染者中占主導(dǎo)地位的TNFα+CD4 T淋巴細胞很可能是處于早期分化、具有一定干性的T淋巴細胞,理由如下:(1)該群細胞細胞因子譜是TNFα+IFNγ-,這與耗竭T淋巴細胞的細胞因子譜(TNFα-IFNγ+)截然相反[25],而慢性LCMV感染小鼠模型中具有干性的TCF1+CXCR5+PD-1+的CD8 T淋巴細胞其細胞因子譜與筆者研究發(fā)現(xiàn)的這群細胞類似,為TNFα+IFNγdim[22];(2)筆者前期對ATAC-seq數(shù)據(jù)庫中的CD4 T淋巴細胞數(shù)據(jù)進行了分析,發(fā)現(xiàn)TNFα啟動子區(qū)存在轉(zhuǎn)錄因子TCF-1特異結(jié)合元件,而TCF-1是維持血液細胞(包括T淋巴細胞)干性的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子[26-27];(3)筆者通過對慢性HBV感染急性發(fā)作患者的多點跟蹤,觀察到這群細胞向IFNγ+細胞分化的現(xiàn)象,說明這群細胞具有可分化性。

        綜合筆者的發(fā)現(xiàn)及其他學(xué)者在慢性LCMV感染小鼠模型及腫瘤患者中的發(fā)現(xiàn),可得出以下判斷,慢性HBV感染者病毒特異性CD4 T淋巴細胞以TNFα+細胞為主導(dǎo),該群細胞具有一定的干性,其向IFNγ+細胞的分化則利于患者病毒清除。而慢性HBV感染者病毒特異性CD8 T淋巴細胞是否也是類似情況?筆者認為可能性很大,不過目前并沒有相關(guān)研究證據(jù)。

        當(dāng)然,慢性HBV感染者中也有耗竭的T淋巴細胞,該群細胞細胞因子譜根據(jù)當(dāng)前對T淋巴細胞耗竭的研究來判斷應(yīng)該為TNFα-IFNγ+[14-15,25],從筆者的研究數(shù)據(jù)來看,該群細胞在患者中并不占主導(dǎo)。前人研究把HBV特異性IFNγ+T淋巴細胞數(shù)量提升歸因于耗竭T淋巴細胞的功能修復(fù),目前看來,這群細胞數(shù)量提升很大部分可能來自于TNFα+細胞的分化。

        3 慢性HBV感染中病毒特異性T淋巴細胞未能進一步分化的可能原因

        慢性HBV感染病毒特異性分化早期的TNFα+T淋巴細胞為何沒有進一步分化,反而處于靜息沉默狀態(tài)?筆者認為原因可能在于天然免疫系統(tǒng)。與EB病毒、巨細胞病毒、HCV等在感染初期即出現(xiàn)病毒快速擴增、天然免疫的迅速激活不同,HBV難以激發(fā)天然免疫模式識別受體,表現(xiàn)為天然免疫難以識別的“隱形病毒”[28-29]。而對于慢性HBV感染急性發(fā)作患者的研究發(fā)現(xiàn),在發(fā)病早期,肝臟炎癥反應(yīng)以天然免疫活化為主。檢測不到HBV特異性IFNγ+T淋巴細胞應(yīng)答,這說明患者天然免疫系統(tǒng)即使活化了,也主要參與介導(dǎo)肝臟炎癥損傷,很難有效激發(fā)HBV特異性T淋巴細胞應(yīng)答以清除病毒[30]。體外刺激HBV特異性CD4 T淋巴細胞上OX40分子(抗原遞呈細胞上共刺激分子OX40L的配體)、同時阻斷PD-1分子,能顯著提升HBV特異性 IFNγ+及IL-21+CD4 T淋巴細胞的數(shù)量,這提示給予適當(dāng)?shù)奶烊幻庖咝盘柎碳?,能有效誘導(dǎo)HBV特異性CD4 T淋巴細胞的進一步分化[31]。

        4 展望

        慢性HBV感染者T淋巴細胞到底是耗竭的T淋巴細胞主導(dǎo),還是處于分化早期具有一定干性的沉默T淋巴細胞主導(dǎo)?弄清這個問題非常重要,這直接關(guān)系到感染免疫研究方向及臨床治療策略的選擇。如果是前者,那么就應(yīng)該進一步研究HBV特異性T淋巴細胞耗竭的機制,臨床免疫治療策略應(yīng)聚焦于耗竭T淋巴細胞的功能逆轉(zhuǎn);如果是后者,那么就應(yīng)該深入研究處于分化早期的沉默T淋巴細胞進一步分化的機制,臨床免疫治療策略則應(yīng)聚焦于促進該群T淋巴細胞進一步向清除病毒方向分化。隨著目前研究手段的日益精進(單細胞測序、質(zhì)譜流式等高內(nèi)涵平臺的應(yīng)用)、研究內(nèi)容的日益深入,相信這個問題在不久的將來能得到更令人信服的答案。

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