張炳楊,逯素梅,馬萬山,3△
1.山東大學,山東濟南 250010;2.山東省千佛山醫(yī)院檢驗科,山東濟南 250014;3.山東第一醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院檢驗科,山東濟南 250014
乙型肝炎(以下簡稱乙肝)流行范圍廣,嚴重危害國人健康。在發(fā)展中國家,乙型肝炎病毒(HBV)被認為是導致肝硬化的主要原因[1]。采用干擾素(IFN)治療乙肝方法經(jīng)典,但是治療效果個體差異大[2]。臨床工作中發(fā)現(xiàn),肥胖體質的乙肝患者對IFN治療敏感性下降,深入研究其原因及機制意義重大。研究表明,肥胖體質加劇了乙肝肝硬化的進展[3-4]。肝臟常駐細胞(如庫普弗細胞等)和因損傷而被招募的細胞(如單核-巨噬細胞)都會發(fā)出促炎癥信號,包括(但不限于)細胞因子、趨化因子、脂質信使和活性氧,可促使肝細胞的凋亡或壞死[5-7]。同時,垂死的肝細胞釋放出損傷相關的分子模式,與進化保守的模式識別受體結合后,激活先天免疫系統(tǒng)細胞,進一步刺激炎癥反應,建立一個高度肝臟毒性的炎癥和細胞死亡的前饋循環(huán)[8-9]。乙型肝炎病毒蛋白X(HBX)是HBV的一種調節(jié)蛋白,它激活Stat1,導致產(chǎn)生Ⅰ型IFN,表達HBX的肝細胞分泌的Ⅰ型IFN通過與同源的Ⅰ型IFN受體結合增強抗病毒信號[10-11]。慢性炎癥是肥胖患者體內(nèi)的狀態(tài),白細胞介素(IL)、腫瘤壞死因子(TNF)、IFN等是最常見的炎癥因子[12-13]。本研究旨在探討肥胖導致乙肝患者IFN治療敏感性下降的機制與炎癥細胞因子的關系,為乙肝患者的個體化治療提供理論依據(jù)。
1.1一般資料 選取2017-2021年在山東省千佛山醫(yī)院診治的HBV感染且行IFN治療的患者91例為研究對象,其中男62例,女29例。根據(jù)體質量指數(shù)(BMI)將其分為對照組(BMI≤25 kg/m2,61例)和肥胖組(BMI≥28 kg/m2,30例),跟蹤IFN治療48周,檢測谷氨酸氨基轉移酶(ALT)和乙肝表面抗原(HBsAg)變化。收集該院健康查體人群(無基礎疾病,25人)血漿,根據(jù)BMI指數(shù)分為A組(BMI≤25 kg/m2)15人,B組(BMI≥28 kg/m2)10人,行流式細胞術檢測細胞因子,篩選靶點。
乙肝患者納入標準:(1)于該院就診的確診為HBV感染的成年門診和住院患者;(2)無重大遺傳性疾病家族史,未見同時患有其他感染性疾病或自身免疫性肝炎等。(3)治療期間無飲酒、輸血、懷孕、血色病等的發(fā)生。
1.2方法
1.2.1流式細胞術檢測炎癥細胞因子 儀器為BD FACS CantoTMⅡ型,試劑盒為青島瑞斯凱爾生物科技有限公司生產(chǎn)的8種細胞因子檢測試劑盒(多重微球流式免疫熒光發(fā)光法)。主要包括IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12p70、IL-17、TNF-α、IFN-γ。具體操作及分析步驟參照試劑盒說明書進行。
1.2.2細胞培養(yǎng) 培養(yǎng)穩(wěn)定轉染人HBV基因組的HepG 2.2.15細胞,培養(yǎng)液為10%胎牛血清-DMEM,添加2 mmol/L谷氨酰胺,100 IU/mL青鏈霉素。接種24 h后按分組分別加入IFNα2b(500 IU/mL),IL-2、IL-6、IL-10、IL-17(10 ng/mL)單獨及聯(lián)合作用于細胞3 d,更新培養(yǎng)基及對應藥物后繼續(xù)作用3 d,收集細胞或上清液,用于后續(xù)實驗。
1.2.3蛋白質印跡法(Western-blot)檢測 借助RIPA細胞裂解液提取蛋白質,Bradford法對蛋白進行定量,以β-actin為內(nèi)參照基因,檢測JAK1、p-JAK1、STAT1、p-STAT1、STAT2、p-STAT2的蛋白表達水平,抗體均來自Cell Signaling Technology公司,使用濃度為1∶1 000。二抗為中杉金橋的HRP標記的羊抗兔二抗。
1.2.4實時熒光定量PCR(qPCR) 采用Trizol法提取細胞總RNA,借助Nanodrop 2000檢測RNA的濃度和純度,基于cDNA合成試劑盒(thermo scientific,貨號k1622)進行反轉錄,進一步借助SYRB(applied biosystems,貨號A25742)進行PCR擴增。擴增程序為: 50 ℃ 2 min,95 ℃ 10 min,95 ℃ 10 s,60 ℃ 1 min,40個循環(huán)。IFITM1上游引物為5′-CCAAGGTCCACCGTGATTAAC-3′,下游引物為5′-ACCAGTTCAAGAAGAGGGTGTT-3′;MX1上游引物為5′-GTTTCCGAAGTGGACATCGCA-3′,下游引物為5′-CTGCACAGGTTGTTCTCAGC-3′;OAS1上游引物為5′-TGTCCAAGGTGGTAAAGGGTG-3′,下游引物為5′-CCGGCGATTTAACTGATCCTG-3′;PKR上游引物為5′-GCCGCTAAACTTGCATATCTTCA-3′,下游引物為5′-TCACACGTAGTAGCAAAAGAACC-3′。
1.2.5生化及免疫指標檢測 ALT、天門冬氨酸氨基轉移酶(AST)均使用羅氏診斷公司生化分析儀及試劑盒分別通過比色法測定;HBsAg、乙型肝炎e抗原(HBeAg)使用希森美康HBsAg/HBeAg定量系統(tǒng)通過電化學發(fā)光法檢測。
1.2.6HBV-DNA檢測 通過羅氏Cobas AmpliPrep/cobas TaqMan48病毒載量檢測系統(tǒng),使用羅氏HBV核酸檢測試劑盒檢測,跟隨檢測質控,質控合格。
1.3觀察指標
1.3.1RevMan軟件分析 綜合檢索國內(nèi)外文獻,將肥胖設為唯一影響因素,基于篩選出的文獻提取數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)分為乙肝治療有效組與乙肝治療無效組。采用RevMan軟件分析肥胖與乙肝治療的關系。
1.3.2IFN治療 臨床患者跟蹤IFN治療48周,統(tǒng)計其治療終點時的ALT、HBsAg等指標差異,并繪制散點圖對其進行分析,同時分析BMI與上述指標的相關性,觀察肥胖對臨床IFN治療的效果影響。
1.3.3流式細胞術 借助流式細胞術檢測A組與B組主要差異的細胞因子,作為體外實驗的切入點。
1.3.4體外細胞培養(yǎng) 收集上清液,采用化學發(fā)光法檢測HBsAg、HbeAg水平,磁珠法檢測HBV-DNA。觀察不同藥物作用下,3種指標變化趨勢,探索藥物對HepG 2.2.15細胞系表觀的影響。
1.3.5JAK-STAT信號通路和抗病毒蛋白檢測 收細胞蛋白及RNA,Western-blot實驗檢測JAK1、p-JAK1、STAT1、p-STAT1、STAT2、p-STAT2抗體;qPCR實驗檢測抗病毒蛋白引物IFITM1、MX1、OAS1、PKR水平。
2.1RevMan軟件結果 結果顯示,乙肝治療有效組和乙肝治療無效組優(yōu)勢比為3.85(95%CI2.36~6.27),提示肥胖是乙肝治療有效的不利因素。
2.2兩組ALT、HBsAg水平比較 對照組ALT水平為(43.54±20.37)U/mL,肥胖組ALT水平為(60.63±32.85)U/mL,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。對照組HBsAg水平為(2 977.90±1 412.57)IU/mL,肥胖組HBsAg水平為(3 024.43±1 586.76)IU/mL,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見圖1。
注:A為兩組ALT水平均值散點圖。B為兩組HBsAg水平均值散點圖。
2.3各組不同條件下各項指標水平比較 流式細胞術檢測結果發(fā)現(xiàn),IL-4、IL-12p70、TNF-α、IFN-γ水平在A組和B組中比較,差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),而IL-2、IL-6、IL-10、IL-17水平在B組中明顯升高(P<0.05),有參考意義,作為研究切入點進行后續(xù)實驗。見圖2A。
分別以IL-2、IL-6、IL-10、IL-17作用于體外培養(yǎng)的人HepG2.2.15細胞后,檢測結果發(fā)現(xiàn)上述4種IL單獨作用均能夠下調HbsAg水平,尤其是IL-2、IL-17下調作用明顯(P<0.05),但是IL和IFN聯(lián)合作用未見明顯變化(P>0.05);HbeAg、HBV-DNA水平較對照組均無明顯變化(P>0.05)。見圖2B。
注:A為A組、B組各項指標水平比較;B為IL-2、IL-6、IL-10、IL-17對HepG2.2.15細胞分泌的HBsAg、HBeAg和HBV-DNA水平的影響。
2.4IL在IFNα2b作用下對JAK-STAT信號通路的影響 IL-2、IL-6、IL-10和IL-17均激活了JAK-STAT信號通路,使JAK1、STAT1、STAT2發(fā)生不同程度的磷酸化。其中IL-6、IL-10降低JAK1-STAT磷酸化的程度尤其明顯。見圖3。
圖3 IL在IFNα2b作用下對JAK-STAT信號通路的影響
2.5IL促進抗病毒蛋白IFITM1、MX1、OAS1、PKR的表達 qPCR檢測結果發(fā)現(xiàn),IFN單獨作用下,抗病毒蛋白IFITM1、MX1、OAS1、PKR水平升高,與IL共同作用下上述指標水平升高更加明顯(P<0.05)。見圖4。
圖4 IL促進抗病毒蛋白IFITM1、 MX1、 OAS1、PKR的表達
本研究追蹤臨床乙肝患者IFN治療48周后主要指標變化,并結合臨床,通過查閱、分析文獻等方式,發(fā)現(xiàn)肥胖是影響乙肝患者治療效果的因素之一,肥胖導致乙肝患者IFN治療敏感性下降。通過流式細胞術篩查BMI≥28 kg/m2與BMI≤25 kg/m2個體之間的炎癥細胞因子差異,以有統(tǒng)計學意義的IL-2、IL-6、IL-10、IL-17水平為切入點,作用于體外培養(yǎng)的肝HepG 2.2.15細胞,發(fā)現(xiàn)4種IL能夠激活JAK-STAT信號通路,促進抗病毒蛋白表達。因此,肥胖抑制IFN抗乙肝治療的效果不是與炎癥因子水平升高直接相關。推測炎癥與免疫的相互作用是主要分子機制,也是課題組下一步研究的重心。
本研究Western-blot結果驗證了JAK-STAT信號通路的激活,這與已有研究一致[14-15]。急性期蛋白IL-6最近被認為在肝癌發(fā)生中發(fā)揮了突出作用,激活caspase-8形成“壞死體”,誘導肝細胞壞死的發(fā)生[16-17]。有研究表明,IL-10/HBV-DNA被認為是預測IFN-α治療反應譜的有用指標[18]。血清IL-10水平可能反映了宿主免疫激活的情況[19-21]。在本研究中,筆者以IL-2、IL-6、IL-10、IL-17這些炎癥因子為切入點,發(fā)現(xiàn)肥胖體質導致上述指標水平升高,促進IFN抗病毒。但是本研究是體外細胞培養(yǎng)實驗,脫離了體內(nèi)免疫系統(tǒng),不排除IL影響機體免疫系統(tǒng)調控IFN抗病毒過程。
本研究采用了多種數(shù)據(jù)分析方式和研究手段,探索回顧IFN治療乙肝的分子生物學機制,通過臨床試驗與基礎研究相結合,綜合流式細胞術與細胞培養(yǎng)等實驗技術,實驗結果較為豐富。但是數(shù)據(jù)分析過程中,細胞上清液檢測數(shù)據(jù)不甚理想,考慮與藥物作用時間過短有關。單純體外細胞實驗的結果提示IL促進IFN抗病毒,分析其原因與炎癥和免疫系統(tǒng)錯綜復雜的關系密切相關,獨立因素下的研究不能反映機體實際情況。通過體內(nèi)實驗,聚焦炎癥和免疫系統(tǒng)相互作用,尋找肥胖抑制IFN抗乙肝治療的機制是下一步的重點方向。
綜上所述,肥胖降低了乙肝患者IFN治療的敏感性,并導致體內(nèi)IL-2、IL-6、IL-10及IL-17水平不同程度升高。單純的IL具有抗炎作用,促進IFN抗乙肝。但是在免疫系統(tǒng)共存的個體內(nèi),推測肥胖致IFN治療敏感性下降與炎癥和免疫系統(tǒng)的復雜關系有關,課題組將繼續(xù)深入研究。