陳曉彤,梁 靜,劉相富,顧玉榮,張巖巖,鄔喆斌,何秀婷,鄭玉寶
(1.中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院感染科,廣東廣州 510630;2.中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院輸血科,廣東廣州 510630;3.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東廣州 510300)
慢性乙型肝炎(chronic Hepatitis B,CHB)是由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)引起的一種廣泛的傳染?。?]。持久性HBV 感染引起的慢性炎癥可導(dǎo)致肝纖維化,肝硬化,甚至肝細(xì)胞癌[2]。因此,及時給予CHB 患者抗病毒治療對阻斷CHB 疾病進(jìn)程尤為重要,而HBsAg、HBeAg 和HBV DNA 是評價抗病毒治療療效的重要指標(biāo)[3-4]。目前,最新慢乙肝防治指南推薦一線核苷(酸)類似物(nucleos(t)ide analogue,NAs)抗HBV 治療藥物為恩替卡韋(entecavir,ETV)和替諾福韋(tenofovirdisoproxil fumarate,TDF)[5-6]。多項研究比較了ETV 和TDF 在慢性乙型肝炎抗病毒治療中的療效和安全性[7],但是這兩種藥物在慢性乙型肝炎中的免疫細(xì)胞功能的變化的差別尚不清楚。巨噬細(xì)胞在CHB 病程中促發(fā)或調(diào)節(jié)肝臟炎癥方面發(fā)揮重要作用,可被分為M1 型和M2 型[8-10],其中M1 型巨噬細(xì)胞表達(dá)HLADR,CD80 和CD86 分子,產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子,如IL-1β,IL-6,TNF-α;M2 型 巨噬細(xì)胞表達(dá)CD206,CD163 分子[8-9]。分泌炎和免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子,如IL-10 和TGF-β[10]。有研究表明,HBV 感染可能觸發(fā)肝臟的庫普弗細(xì)胞活化,產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,誘導(dǎo)外周單核細(xì)胞浸潤進(jìn)入肝臟并分化為巨噬細(xì)胞,但這種外周單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞(monocytederived macrophages,MDMs)[11-12]在慢性乙型肝炎抗病毒治療過程中動態(tài)變化尚不清楚。因此,本研究旨在探明CHB 患者M(jìn)DMs 的極化狀態(tài)在抗病毒治療過程中的動態(tài)變化及其與HBV DNA、HBeAg和HBsAg的關(guān)聯(lián)性。
本研究研究對象為慢性乙型肝炎患者,參照《慢性乙型肝炎防治指南(2015 年更新版)》[13],使用以下納入標(biāo)準(zhǔn):成人、HBsAg 陽性的慢性乙型肝炎患者。排除標(biāo)準(zhǔn)包括:同時感染其他病毒性肝炎病毒或HIV、肝硬化和肝細(xì)胞癌。本研究共收集了101 例慢性乙型肝炎患者(流式細(xì)胞技術(shù)納入86例,qPCR 納入15例)和20例健康對照(流式細(xì)胞技術(shù)納入12 例,qPCR 納入8 例)的外周血標(biāo)本,所有CHB 患者血標(biāo)本均于2018 年1 月至2019 年6 月采集于中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院感染科門診及住院部,健康人血標(biāo)本采集于中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院獻(xiàn)血站。所有患者均已簽署知情同意書。本研究經(jīng)中山大學(xué)倫理委員會第三附屬醫(yī)院批準(zhǔn)([2018]02-432-01)。
1.2.1 獲取外周血單個核細(xì)胞 從供者獲得外周血,去除血漿后,將血細(xì)胞用適量PBS(BOSTER,AR0030)稀釋成血細(xì)胞混懸液。將血混懸液:分離液比例為2:1 的離心管進(jìn)行離心(20 ℃,2 000 r/min,r=15cm,20 min,升5,降0);離心后收集白膜層(單個核細(xì)胞),洗滌單個核細(xì)胞并重懸于含有10% 熱滅活胎牛血清(Gibco,100991410)和1% 含青霉素和鏈霉素的溶液(Gibco,15070065%)的RPMI-1640 安全培養(yǎng)基(Gibco,C11875500BT)中,轉(zhuǎn)移至T25 培養(yǎng)瓶中,放入37 ℃,體積分?jǐn)?shù)5%CO2的培養(yǎng)箱孵育。
1.2.2 獲取外周單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞 PBMC實驗孵育24 h 后,光學(xué)顯微鏡下,觀察貼壁細(xì)胞和未貼壁細(xì)胞形態(tài)。去除培養(yǎng)液中的未貼壁細(xì)胞。加入5 mL完全培養(yǎng)基,放入37 ℃,體積分?jǐn)?shù)5%CO2的培養(yǎng)箱孵育5 d,即可獲得單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞(MDMs)。
1.2.3 流式細(xì)胞技術(shù) 使用含有0.25%EDTA和胰蛋白酶(Gibco,25200056)的PBS 液從培養(yǎng)瓶中收獲MDMs,洗滌并重懸在1mL PBS中。加入PE偶聯(lián)的抗CD80 抗體(BDPharmingen,美國)、FITC 偶聯(lián)的抗CD14抗體(BDPharmingen,美國)、APC 偶聯(lián)的抗HLA-DR 抗體(BDPharmingen,美 國)和PECF594 偶聯(lián)的抗CD163 抗體(BD Horizon,美國)進(jìn)行胞外染色,在4 ℃下避光孵育45 min。分別添加40 g/L 多聚甲醛(JETWAY,JTW003-500)和0.1% Triton X-100(KeyGEN,KGF011)進(jìn)行固定和透化后,使用BV421 偶聯(lián)的抗CD206 抗體(BD Horizon,美國)進(jìn)行胞內(nèi)染色。在Beckman Gallios十色流式細(xì)胞分析儀上機檢測(Beckman Gallios,美國)。
1.2.4 實時熒光定量PCR 使用RNA 快速提取盒(上海奕衫生物,中國)從MDMs 中提取RNA。并通過NanoDrop2000 光譜儀(Thermo,德國)評估RNA 的濃度。加入1 000 ng RNA 所需要的樣本量,參照Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit(Roche,德國)的說明書加入所需試劑,設(shè)定PCR擴增儀(GeneAmp PCR ABS-2720,美國)的程序參數(shù),將RNA 逆轉(zhuǎn)錄成cDNA(20 μL 體系)。每個樣本做3個復(fù)孔,每個復(fù)孔為10 μL體系混合物,包括DEPC 水(KeyGEN BioTECH,中國)4 μL,LightCycler 480 SYBR Green I Master(Roche,德國)5 μL,cDNA 樣本0.5 μL 和正向及反向引物各0.25 μL(引物均已在NCBI 驗證過),充分混合后放入LightCycler480Ⅱ(Roche,美國)中進(jìn)行實時熒光定量qPCR檢測。
1.3.1 流式結(jié)果觀察指標(biāo) 首先圈出CD14表達(dá)陽性的細(xì)胞(即MDMs)[14],并通過M1 巨噬細(xì)胞的特異性表型分子(CD80 和HLA-DR)和M2 巨噬細(xì)胞的特異性表型分子(CD163 和CD206)的表達(dá)分析MDMs 的極化狀態(tài)。觀察CD80+HLA-DR+MDMs 和CD163+CD206+MDMs在CD14+MDMs所占的比例。
1.3.2 入組病例臨床基線資料 每個病例觀察其病毒學(xué)指標(biāo)(如HBsAg、HBeAg、HBV DNA)和對應(yīng)的生化資料(如AST和ALT)。
1.3.3 抗病毒過程中MDMs 的重復(fù)測量檢測 本研究共隨訪觀察了18 例慢性乙型肝炎患者,每例患者在開始抗病毒治療后的6個月內(nèi)依次抽取3次外周血標(biāo)本,分別是第0~59 天、第60~119 天和第120~180 天各抽取1 次。觀察CD80+HLA-DR+MDMs 和CD163+CD206+MDMs 在CD14+MDMs 所占的比例的動態(tài)變化,并觀察其病毒學(xué)指標(biāo)(如HBsAg、HBeAg、HBV DNA)和對應(yīng)的生化資料(如AST 和ALT)。
1.3.4 實時熒光定量PCR 的觀察指標(biāo) 目標(biāo)基因數(shù)據(jù)均與內(nèi)參數(shù)據(jù)對比進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,從而獲得目標(biāo)基因的相對表達(dá)量,計算公式為2-ΔCt,其中ΔCt=Ct(目標(biāo)基因)-Ct(內(nèi)參基因),Ct 值(cycle threshold,Ct)為每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號到達(dá)設(shè)定的閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù)。
所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計描述表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,中位數(shù)(四分位數(shù)范圍)或數(shù)字(百分比)。Shapiro-Wilk 檢驗用于正態(tài)檢驗,Levene 檢驗用于方差齊性檢驗。對于兩個獨立樣本之間的差異,正態(tài)分布變量的差異使用t檢驗,非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)使用Mann-WhitneyU檢驗。通過Spearman 相關(guān)性分析評估了MDMs 的分化狀態(tài)與HBeAg,HBV DNA,AST,ALT 之間的相關(guān)性。使用ROC 曲線評估CD163+CD206+MDMs 識別HBeAg 血清轉(zhuǎn)化和無法檢測到的HBV DNA 水平的能力,并使用ROC 曲線下面積(area under ROC,AUROC)來量化診斷和預(yù)測價值。利用尤登指數(shù)確定最佳閾值(cut-off),此外,還使用敏感性(sensitivity),特異性(specificity),陽性預(yù)測值(positive predictive value,PPV)和陰性預(yù)測值(negative predictive value,NPV)進(jìn)行輔助評估。Mauchly 檢驗用于球形檢驗,而重復(fù)測量方差分析(analysis of variance,ANOVA)則用于分析核苷(酸)類似物抗病毒治療過程中MDMs 的動態(tài)變化。檢驗水準(zhǔn)α=0.05,雙側(cè)P<0.05 被認(rèn)為具有統(tǒng)計學(xué)意義。流式細(xì)胞技術(shù)結(jié)果使用Flowjo Vx.0.7 軟件進(jìn)行分析,統(tǒng)計學(xué)分析均通過BMI SPSS軟件版本23.0和GraphPad Prism軟件版本8.0進(jìn)行。
研究納入101 例慢性乙型肝炎患者(流式細(xì)胞技術(shù)納入86 例,qPCR 納入15 例)和20 例健康對照(流式細(xì)胞技術(shù)納入12例,qPCR 納入8例),臨床基線資料如表2,慢性乙型肝炎組(CHB)組和健康對照組(HC)的男女比例兩組間無明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.40)。同樣,HC組和CHB組的年齡亦無明顯統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.69)。入組CHB 患者的肝功能、HBV病毒學(xué)檢查結(jié)果如下表1所示。
表1 臨床基線資料Table 1 Baseline characteristics of patients
研究顯示慢性乙型肝炎患者中CD163+CD20 6+MDMs 的比例低于健康對照組(P=0.004;圖1B),兩組間CD80+HLA-DR+MDMs 的比例沒有統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.082;圖1C)。為了進(jìn)一步探討慢性乙型肝炎巨噬細(xì)胞極化與HBV 血清病毒學(xué)狀態(tài)的關(guān)系,我們比較研究了HBeAg 陽性(HBeAg >1 COI/mL),HBeAg 陰性(HBeAg <1 COI/mL),HBV DNA >100 U/mL,HBV DNA <100 U/mL 各個亞組中的MDMs 的極化狀態(tài)。研究顯示HBeAg 陽性組CD163+CD206+MDMs 的比例低于HBeAg 陰性組(P=0.030;圖1D)。同樣,HBV DNA >100 U/L 組的CD163+CD206+MDMs 的比例減少(P=0.042;圖1E)。這些結(jié)果表明,慢性乙型肝炎MDMs 的分化狀態(tài)與HBV血清病毒學(xué)密切相關(guān)(圖1)。
圖1 慢性乙型肝炎患者不同疾病階段中MDMs的分化差異Fig.1 Polarization of MDMs in CHB patients with different virological states
我們研究顯示CD163+CD206+MDMs 與HBV DNA(r95%CI 為-0.357(-0.544,-0.137))、HBeAg(r95%CI 為-0.270(-0.473,-0.038))均呈負(fù)相關(guān)(圖2A、B)。此外,研究顯示CD163+CD206+MDMs與AST(r=-0.228;95%CI(-0.437,0.004;圖2C)、ALT(r=-0.251;95%CI(-0.458,-0.019;圖2D)均呈負(fù)相關(guān)。然而,CD80+HLA-DR+MDMs 與HBeAg、HBV DNA、AST、ALT 的相關(guān)性均無統(tǒng)計學(xué)意義。值得注意的是,HBsAg 與MDMs 的分化狀態(tài)的相關(guān)性均無統(tǒng)計學(xué)意義。
圖2 CD163+CD206+MDMs與HBeAg、HBV DNA、AST、ALT之間的相關(guān)性Fig.2 Correlation between CD163+CD206+MDMs and HBeAg,HBV DNA,AST,ALT
研究顯示ROC 曲線評估CD163+CD206+MDMs比例對HBeAg 血清轉(zhuǎn)化、HBV DNA 檢測不到的診斷價值,分別為ROC95%CI 為0.740(0.634,0.847)(圖3A)和0.705(0.594,0.815)。設(shè)尤登指數(shù)為最佳診斷臨界值,CD163+CD206+MDMs診斷HBeAg 血清轉(zhuǎn)化、HBV DNA 水平檢測不到率的閾值分別為56%和49%。基于診斷臨界值的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值如表2 所示。ROC 曲線分析顯示,CD163+CD206+MDMs 對慢性乙型肝炎HBV DNA 水平檢測不到和HBeAg血清轉(zhuǎn)化率具有一定預(yù)測價值。
表2 CD163+CD206+MDMs對HBeAg 血清轉(zhuǎn)化率、HBV DNA 檢測不到率的預(yù)測統(tǒng)計結(jié)果Table 2 The predicting value of CD163+CD206+MDMsCD163+CD206+MDMs in HBeAg seroconversion and undetectable HBV DNA
圖3 CD163+CD206+MDMs對HBeAg 血清轉(zhuǎn)化率、HBV DNA 檢測不到率的預(yù)測Fig.3 ROC curve for CD163+CD206+MDMs in predicting HBeAg seroconversion and undetectable HBV DNA
我們研究顯示,在CHB 核苷(酸)類似物抗病毒治療前6 個月中,隨著抗病毒治療的進(jìn)行,CD163+CD206+MDMs 比例在逐漸增加(F(2,34)=16.756,P<0.001)。相反,CD80+HLA-DR+MDMs比例逐漸降低(F(2,34)=6.141,P=0.005;圖4A)。與此對應(yīng),血清HBsAg(F(2,34)=3.283,P=0.0496)和HBV DNA 也逐漸下降(F(2,34)=16.416,P<0.001;圖4B)。這些結(jié)果提示CHB 抗病毒治療過程中,M1 型與M2 型巨噬細(xì)胞比例隨著HBV DNA的降低呈現(xiàn)動態(tài)的變化。
圖4 抗病毒治療過程中MDMs和乙肝病毒血清學(xué)的動態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes of antiviral treatments on MDMs and virology over time
研究顯示隨著抗病毒治療的進(jìn)行,HBsAg 和HBV DNA 水平均逐漸下降,ETV 組和TDF 組間HBsAg(F(1,16)=1.074,P=0.315;圖5A)和HBV DNA(F(1,16)=0.924,P=0.351;圖5B)的下降幅度的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。此外,我們研究發(fā)現(xiàn),在慢性乙型肝炎的抗病毒治療前6 個月,ETV 組和TDF 組間MDMs 分化狀態(tài)的動態(tài)變化無統(tǒng)計學(xué)意義(F(1,16)=0.020,P=0.890 和(F(1,16)=0.165,P=0.690;圖5C-D)。研究結(jié)果提示ETV 和TDF 在慢性乙型肝炎的早期抗病毒治療中對MDMs 的影響和抗HBV效果的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。
圖5 ETV和TDF抗病毒治療CHB前6個月的對MDMs的極化狀態(tài)的動態(tài)變化的比較Fig.5 Comparison of the dynamic processes of polarization of MDMs of CHB in the treatment by ETV and TDF
為了研究慢性乙型肝炎患者M(jìn)DMs 中的炎癥因子的表達(dá)情況,采用qPCR 分析了從15 例慢性乙型肝炎患者和7 名健康供體中獲得的MDMs。與流式細(xì)胞儀檢測結(jié)果一致的是,慢性乙型肝炎患者M(jìn)DMs 的抑炎因子IL-10 的mRNA 水平低于正常對照組(P=0.040;圖6D)。然而,兩組間促炎因子TNF-α,IL-1β,IL-6 和抑炎因子TGF-β 的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。這些發(fā)現(xiàn)使我們了解了慢性乙型肝炎患者M(jìn)DMs 中炎癥因子的多種表達(dá)。
圖6 慢性乙型肝炎中單核細(xì)胞衍生的巨噬細(xì)胞炎性細(xì)胞因子的RNA水平表達(dá)Fig.6 mRNA expression of inflammatory cytokines of MDMs in CHB
我們的結(jié)果表明,慢性乙型肝炎患者中CD163+CD206+MDMs 的比例下降,并與HBeAg、HBV DNA、AST 和ALT 均呈負(fù)相關(guān)。與之對應(yīng)的是,我們發(fā)現(xiàn)抑炎細(xì)胞因子IL-10 在慢性乙型肝炎患者的MDMs 中的mRNA 水平表達(dá)減少。在核苷(酸)似物抗病毒治療的早期,CD163+CD206+MDMs的減少得到明顯改善,而CD80+HLA-DR+MDMs 的比例卻對應(yīng)地下降。但不同抗病毒藥物(ETV 和TDF)間的抗HBV 療效和對MDMs 的影響的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。另外,ROC 曲線分析提示CD163+CD206+MDMs 可以預(yù)測HBeAg 血清學(xué)轉(zhuǎn)化率和HBV DNA檢測不到率。
Yi等[15]報道,乙型肝炎核心抗原可以選擇性抑制M2 表型巨噬細(xì)胞。Zhang 等[16]指出,HCV 感染抑制了單核細(xì)胞向M1型和M2型巨噬細(xì)胞極化,從而導(dǎo)致了炎性細(xì)胞因子(比如IL-10)的表達(dá)降低??偟膩碚f,在慢性病毒性肝炎中,CD163+CD20 6+MDMs 的極化功能和分泌功能均是受損,這種受損可通過抗病毒治療修復(fù)免疫功能障礙來獲得部分恢復(fù)[16-17]。這個結(jié)果和我們的研究發(fā)現(xiàn)慢性乙型肝炎患者中CD163+CD206+MDMs 的比例下降的結(jié)果一致,也可以解釋CD163+CD206+MDMs在抗病毒治療中的動態(tài)變化。
然而,我們研究的部分結(jié)果與既往的研究也有不同之處。比如,Laursen 等[18]報道,慢性乙型肝炎患者的血清sCD163(soluble CD163,sCD163),sMR(soluble mannose receptor,sMR)和肝臟巨噬細(xì)胞表達(dá)的CD163顯著升高,經(jīng)過抗病毒治療后上述指標(biāo)均降低,。造成我們研究與他人研究的差異可能有兩個方面原因。一方面是使用不同方法檢測巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的特異性標(biāo)志物,Laursen 等[18]使用免疫組化技術(shù)檢測肝臟CD163的表達(dá),并使用酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)測定血清sCD163 和sMR。與此不同的是,我們直接檢測了MDMs 中的生物標(biāo)志物。另一方面可能是統(tǒng)計方法的不同,我們實驗將CD163+CD2 06+巨噬細(xì)胞定義為抑炎巨噬細(xì)胞,將CD80+HLADR+巨噬細(xì)胞定義為促炎巨噬細(xì)胞,并將雙陽性極化巨噬細(xì)胞占總成熟巨噬細(xì)胞的百分比用于統(tǒng)計(圖1)。但是,Laursen 等[18]直接使用血清濃度和肝臟表達(dá)量用于統(tǒng)計分析。
我們研究也有一些局限性。首先,上述的二分類(M1型/M2型)過于單一,可能無法完全說明巨噬細(xì)胞的可塑性和異質(zhì)性[19-20],不同分化的巨噬細(xì)胞的表型仍需要進(jìn)一步研究。第二,我們發(fā)現(xiàn)CD80+HLA-DR+MDMs 在慢性乙型肝炎患者中有明顯下降的趨勢(P=0.082),但無統(tǒng)計學(xué)意義,可能需要更大的樣本量來探索。最后,盡管我們發(fā)現(xiàn)感染患者的IL-10 降低的證據(jù),但對于其他炎性細(xì)胞因子,qPCR 的樣本量可能不足以產(chǎn)生如此小的P值,因此有必要進(jìn)行進(jìn)一步研究。
我們研究的主要優(yōu)勢是探索了慢性乙型肝炎不同疾病階段中MDMs 的極化狀態(tài)的差異與抗病毒治療期間MDMs 極化狀態(tài)的動態(tài)變化,從而闡明了MDMs 在慢性乙型肝炎的免疫炎癥反應(yīng)中的關(guān)鍵作用。為了研究不同核苷(酸)類似物抗病毒藥物對巨噬細(xì)胞極化狀態(tài)的影響,我們比較研究了ETV 和TDF 對MDMs 極化狀態(tài)的影響,研究提示不同核苷(酸)類似物抗病毒藥物(ETV 和TDF)在抗病毒治療早期對MDMs 極化狀態(tài)的影響的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。同時我們研究提示MDMs 的極化狀態(tài)與CHB 的病毒血清學(xué)之間密切相關(guān),檢測MDMs的極化可能可以預(yù)測慢性乙型肝炎在抗HBV 治療過程中的HBV DNA 檢測不到率和HBeAg 血清學(xué)轉(zhuǎn)化率。
總而言之,我們研究發(fā)現(xiàn)慢性乙型肝炎患者中CD163+CD206+MDMs減少,這與慢性乙型肝炎的病毒學(xué)以及肝炎嚴(yán)重性呈負(fù)相關(guān)。在核苷(酸)類似物抗病毒治療過程中CD163+CD206+MDMs 的動態(tài)變化,可能預(yù)測慢性乙型肝炎在抗HBV治療過程中的HBV DNA檢測不到率和HBeAg血清學(xué)轉(zhuǎn)化率。
目前,巨噬細(xì)胞在慢性乙型肝炎中的重要作用越來越明顯,各種研究已經(jīng)研究了巨噬細(xì)胞活化與HBV 感染疾 病進(jìn)程之間的聯(lián)系[21-23],例如,Kazankov 等[24]人闡述了血清sCD163 的升高與肝纖維化的組織學(xué)分級密切相關(guān),此外,在肝硬化甚至急性肝損傷中,sCD163 和sMR 均顯著升高[22-23]。因此,我們推測巨噬細(xì)胞的極化狀態(tài)與慢性乙型肝炎相關(guān)的肝硬化和肝衰竭的預(yù)后相關(guān),探索巨噬細(xì)胞極化在肝硬化以及急性肝衰竭中的作用仍需進(jìn)一步研究。
中山大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)科學(xué)版)2022年1期