戊型肝炎病毒感染的免疫发病机制

李晓领， 张 青， 王李安， 郑娟娟， 李 海

天津市西青医院 消化内科， 天津 300380

戊型肝炎病毒(HEV)感染是世界范围内急性肝炎的主要病因之一，主要通过粪口途径传播，据估计每年约有2000万人感染，其中约330万例为症状性肝炎[1]。HEV感染通常是自限性的，但孕妇群体可出现急性肝衰竭[2]，尤其是妊娠晚期，这可能与其体内激素失衡和免疫改变有关[3]。HEV最初被认为只会引起急性感染，但目前确定HEV能引起免疫功能低下患者的慢性感染，如器官移植受者、HIV感染者和血液系统恶性肿瘤患者[4]。此外，在HEV感染过程中，也可引起肝外表现，包括肾脏、神经系统和胰腺疾病[5-6]。

HEV是一种小型、无包膜、单股正链RNA病毒，具有多个基因型。目前已知至少有8种不同的基因型，其中能够感染人类的有1、2、3、4、7型[7]。基因1、2型HEV通常引起急性肝炎，而基因3、4型HEV感染可导致慢性肝炎或肝衰竭[8]。HEV的完整基因组长度为7.2 kb，至少包含3个开放阅读框(open readiing frame，ORF)(ORF1、ORF2和ORF3)。结合过去研究，在基因1型HEV中定义了一个新的ORF(ORF4)[9]，所产生的非结构蛋白有助于病毒在应激条件下的有效复制，从而损伤靶器官。病毒在感染细胞过程中产生一个2.2 kb的亚基因组RNA，ORF2和ORF3编码的结构蛋白是由亚基因组RNA在宿主细胞核糖体内翻译而来的[10]。所以，在HEV感染的细胞中，病毒自身蛋白在HEV生命周期中发挥功能性作用。

宿主的免疫系统对入侵的病原体的发展和清除作用重大。其中，天然免疫是HEV感染过程中的第一道防线，在识别病毒的过程中产生抗病毒细胞因子，包括干扰素(IFN)和肿瘤坏死因子α(TNFα)[11]。这些天然的和非特异性的抗病毒免疫成分也能促进适应性免疫的发展，包括病毒特异性B淋巴细胞和T淋巴细胞反应，从而达到病毒的完全根除[12]。基于HEV细胞培养和动物模型，以及患者研究的最新发展，对这个复杂的病毒宿主免疫发病机制有了进一步认识。本文综述了HEV感染过程中的免疫发病机制，并对急慢性感染的防治方法进行展望。

1 HEV的天然免疫

1.1 天然免疫细胞 自然杀伤细胞(NK细胞)在对病毒感染的天然免疫中似乎具有关键作用。在抵御病毒感染的过程中，NK细胞诱导天然细胞因子IFNα/β的产生，从而抑制病毒复制，增强NK细胞对靶细胞的毒性[13]。有研究[14]表明，在急性戊型肝炎患者外周血单个核细胞中，NK细胞和NKT淋巴细胞出现的总数低于健康对照组，但激活的NK细胞、NKT淋巴细胞数量显著高于健康对照组，提示激活的NK细胞、NKT淋巴细胞可从外周血迁移到肝脏，在肝脏中发挥抗病毒作用，而在急性戊型肝炎恢复期阶段，NK细胞、NKT淋巴细胞数量及激活状态变为正常。目前树突状细胞(DC)、单核细胞、巨噬细胞迁移到受感染的肝脏产生免疫效应及发挥功能尚不清楚，因此，需要进一步研究这些天然免疫细胞在HEV感染中的作用。

1.2 病毒感染后IFN应答 病毒感染后先触发天然免疫应答，HEV可被RNA病毒特异性的一个或多种模式识别受体识别，包括维甲酸诱导基因1(retinoic acid inducible gene-1，RIG-1)样受体(RIG-1-like receptors，RLR)、Toll样受体(toll-like receptors，TLR)和核苷酸寡聚化域样受体[15]；它们分别在细胞质和核内识别病毒RNA产物。RLR的成员包括RIG-1(也称为DDX58)、黑色素瘤分化相关基因5(melanoma differentiation associated gene 5，MDA5，也称为IFIH1)和遗传生理学实验室蛋白2(laboratory of genetics and physiology 2，LGP2)[16]。其中LGP2是RLR信号的调控因子，对于RIG-1信号为负调控因子，而MDA5信号为正调控因子[16]。在过去的几年里，通过TaqMan低密度阵列和RNA测序的转录组分析，研究了RIG-I和MDA5在HEV RNA应答中的意义。结果表明，在人肝癌细胞系中这些RLR对于HEV感染反应非常重要[17]。在13种已知的不同TLR中，TLR3、7和8是病毒来源RNA应答的主要TLR[18]。RLR识别病毒，TLR可激活IFN调节因子3(interferon regulatory factor 3，IRF3)、IRF7和核因子κB(NF-κB)介导的下游信号通路，最终，导致IFN和其他促炎因子(炎症细胞因子/趋化因子)的产生[11,18]，从而启动抗病毒应答。

其中，IFN由3种不同的类型组成，包括I型(IFNα、IFNβ、IFNδ和其他亚型)、Ⅱ型(IFNγ，唯一的成员)、Ⅲ型(IFNλ1、IFNλ2、INFλ3和INFλ4)[19]。IFN通过自分泌和旁分泌途径发出信号，以对抗体内病毒。IFN与靶细胞上的受体结合，激活它们共同的下游信号通路，包括经典的Janus激酶(JAK)信号传感器和转录激活因子(STAT)通路(JAK-STAT信号通路)，引起IFN刺激基因(IFN-stimulated genes，ISG)转录[20]。虽然这三种类型的IFN都能抑制HEV复制，但体外实验表明，Ⅰ型IFN对HEV基因复制的抑制作用最强[21]。对于基因3型HEV感染的猪动物模型观察显示，其Ⅲ型IFN诱导占主要优势，且这种诱导是细胞依赖型，HEV感染的猪肠细胞中可发现Ⅱ型IFN的诱导[22]。基因1型和3型HEV可以在原代人类肠道细胞中复制，并能诱导Ⅲ型IFN和Ⅰ型IFN[23]。ISG是抗病毒效应直接作用分子，数百个ISG共同建立一个抗病毒的网络起到清除病毒作用[24]。但HEV可能会破坏IFN诱导和激活的JAK-STAT信号通路，以减少ISG产生[7,21]。

在患有慢性戊型肝炎的肾移植受者中，横断面微阵列研究证实了在血液样品中25种ISG上调，这些ISG的高表达可能与病毒的持续感染有关[25]。ISG F3复合物会使ISG发生结构改变，从而抑制HEV的复制，并对入侵的HEV病原体提供快速和及时的免疫应答[26]。抑制JAK1及ISGF3复合物会促进HEV的复制[26-27]。但STAT1、STAT2和IRF9抑制ISG的抗病毒作用，也会导致HEV复制的增加[27]。单个ISG在调节HEV感染中的抗病毒作用尚不清楚，基因3型HEV细胞培养模型中25个ISG的异位表达中发现RIG-1、MDA5和IRF1是抑制HEV复制的主要ISG，其中，IRF1和RIG-1都在不诱导IFN产生的情况下激活一组ISG[28-29]。因此，这些ISG很可能会激活宿主免疫防御机制而间接对抗HEV感染。也有研究[30]证实MDA5在HEV感染性和亚基因组复制子模型中具有直接抑制HEV复制的作用，其作用是通过部分激活JAK-STAT信号通路，诱导一系列不依赖于IFN产生的ISG来介导其抗病毒作用(图1)。

注：病毒感染后，被模式识别受体识别，产生IFN。IFN与其相应受体结合，导致STAT磷酸化，磷酸化的STAT与IRF9形成复合物，易位到细胞核中，通过基因转录，诱导ISG(RIG-1、IRF1、STAT1、STAT2、MDA5)表达，从而抑制病毒复制，这是通常的抗病毒反应。HEV在细胞内的基因及产物也可通过抑制STAT磷酸化等多处信号通路而阻止IFN应答，因此降低IFN抗病毒效应，有利于HEV在人体生存。

HEV可能具有控制IFN产生平衡功能，以利于其在受感染的宿主细胞中生存，且这种作用具有基因型特异性。但这也是HEV感染者利用IFN治疗效果不佳的原因，临床应该考虑联合治疗或新型免疫治疗策略。

1.3 HEV诱导炎症反应过程中相关信号通路 HEV感染的肺上皮细胞系的转录分析显示，促炎细胞因子上调，包括IL-6、IL-8和TNFα[31]，TNFα通过诱导包括ISG15和MDA5在内的ISG，从而中度抑制HEV的复制[32]。TNFα与IFNα可以联合产生协同抗HEV作用[32]。但在HEV感染的孕妇中发现TNFα水平显著升高，这可能与其重症化倾向有关[33]。

HEV ORF3可以干扰TLR信号传导。在体外人肺上皮A549细胞实验中，基因1型HEV ORF3可抑制TNFα诱导的NF-κB信号通路[34]。在HEV ORF3表达的细胞中，应用TNFα、IFNγ和异体霉素刺激时，NF-κB、JAK/STAT和JNK/MAPK等多种信号通路显著下调[35]，进一步研究[36]提示，HEV ORF3通过抑制JAK-STAT信号通路，下调吞噬受体CD14和CD64来损害免疫细胞吞噬作用。HEV ORF3的P2结构域通过干扰NF-κB信号可导致促炎细胞因子的产生显著减少，包括TNFα、IL-8和IL-1β[37]。此外，ORF2蛋白通过阻止IκBα的降解来阻碍NF-κB信号通路[38]。因此，以上研究结论表明，对相关信号通路的抑制有利于病毒的复制，并为抗病毒治疗提供相关思路。

天然免疫是抗HEV重要屏障，但HEV也能影响天然免疫细胞因子的信号通路，从而导致疾病发生。

2 HEV的适应性免疫

HEV的适应性免疫反应包括抗原呈递、淋巴细胞活化、免疫分子形成和免疫效应的发生。在抗原识别阶段，B淋巴细胞和T淋巴细胞分别可以通过B淋巴细胞受体和T淋巴细胞受体准确识别抗原，而T淋巴细胞只有在抗原提呈细胞呈递抗原后才能完成随后的活化和增殖，并产生对HEV的细胞杀伤效应。

2.1 B淋巴细胞介导的HEV免疫反应 在感染早期，HEV感染可诱导机体产生特异性抗体——抗HEV-IgM[39]。在典型的急性HEV感染者中，症状出现的1周后就会出现抗HEV-IgM，随后逐渐下降，其后的12个月内，约40%仍可检测到抗HEV-IgM，而当患者就诊时，病毒RNA可能已经无法检测到[40]。IgG的产生通常在感染后20周达到峰值，约37%的病例在2年后仍可检测到[2]。在急性期和恢复期，抗HEV-IgG逐渐增加，并可能长期存在[41]。也有其他研究中观察到感染者抗HEV-IgG也能逐渐消失[42]。提示流行区中反复暴露于自然感染环境下HEV可能维持抗体阳性，并维持HEV的群体免疫。但HEV 特异性抗体的逐渐下降也可能是导致同一地区的反复暴发流行的原因[43]。

2.2 T淋巴细胞介导的HEV免疫反应 在HEV的急、慢性肝炎和急性肝衰竭患者中检测到HEV特异性CD4+和 CD8+T淋巴细胞反应，这些HEV特异性T淋巴细胞反应可增殖和产生细胞因子(包括TNFα和IFNγ)[44]。免疫组化结果显示，急性HEV感染者肝脏中CD4+T淋巴细胞数量高于健康组，其可通过细胞因子促进CD8+T淋巴细胞分化为细胞毒性T淋巴细胞，后者可直接杀死被感染的肝细胞，导致肝细胞损伤的同时清除病毒；而HEV特异性T淋巴细胞浸润到肝脏也可能由于其细胞毒性(穿孔素和颗粒酶)而导致肝损伤[14]。CD8+T淋巴细胞介导的细胞免疫在HEV导致肝炎的进展中以及HEV清除中可能起关键作用。

HEV感染过程中的一个最重要的细胞因子是肝脏中的IFNγ，其可由多种类型的细胞产生，包括单核细胞、DC、NK细胞和NKT细胞，但主要来源于NK细胞和NKT细胞，其在免疫抑制剂治疗的器官移植患者减少，可继发导致CD8+T淋巴细胞、CD4+T淋巴细胞及其产生的细胞因子减少，从而导致HEV发展为慢性疾病[7]。通常，研究[38]使用HEV ORF2蛋白(pORF2) 和HEV ORF3蛋白(pORF3)刺激患者来源的淋巴细胞或转染肝癌细胞，其中ORF2具有高免疫原性，可以在体外有效刺激特定的T淋巴细胞反应。持续高抗原(HEV RNA)刺激会产生细胞因子，并损伤细胞毒活性，也有可能导致T淋巴细胞衰竭。这种现象在几种慢性病毒感染，包括HBV、HCV和HIV中也有类似表现[45]。T淋巴细胞衰竭可限制感染宿主的免疫病理机制，有利于病毒的复制并促进病毒的持久生存[46]。

除了慢性化之外，孕妇感染HEV后常会引起重症化，目前考虑也和T淋巴细胞免疫相关，根据孕妇的免疫生理变化提示在孕后期，Th2和Treg的数量和比例逐渐升高，Th1数量和比例逐渐降低，从而呈现一种叫Th2漂移现象，可能与HEV孕妇重症化相关[2]。

3 HEV的疫苗和治疗

对于HEV感染的预防，除了常见的公共卫生预防以外，还可以应用疫苗进行免疫预防。疫苗开发的基础是利用HEV特异性抗体的保护作用。目前在我国只有一种获得许可的抗HEV疫苗—病毒样颗粒HEV239疫苗(Hecolin®)(厦门创新生物技术)，主要诱导体液反应。在临床试验[47-48]中已成功证明了抗HEV抗体可以通过疫苗接种来诱导。其免疫保护的有效性、安全性和持久性均得到了很多研究的支持，且这种疫苗已经得到我国食品药品监督管理局批准上市。目前还在研制的疫苗包括基因1型重组蛋白、基因4型衍生肽疫苗等，都还在上市前研究阶段[49]。尚不清楚HEV疫苗能否在HEV感染暴发期间为暴露人群提供快速保护的作用，也没有充分证据提示其对HEV的基因2型或3型有效，所以，一些专家反对在HEV暴发期间进行大规模疫苗接种[50]。应用T淋巴细胞基础的疫苗来诱导特异性T淋巴细胞反应是有效果的，其中包括基于肽的CD8+T淋巴细胞疫苗或CD4+辅助性T淋巴细胞靶向疫苗，具有良好疗效，它们已应用于癌症和慢性HEV感染的治疗中[51-52]。目前仍然需要对目标表位的确定和优化上继续研究[53]。但其在临床上应用仍然具有挑战，其未来目标可能是慢性HEV感染者人群，这种人群的IFN传统治疗效果有限。

针对HEV的抗病毒治疗尚无特异性的疗法。抗病毒药物利巴韦林和聚乙二醇化IFN是目前用于治疗急性和慢性HEV感染的常用方法，但根据其免疫发病机理及药物本身局限性，效果不佳。更多有效的治疗，尤其对孕妇安全有效的治疗还需要进一步开发。

4 结论和展望

HEV感染是广泛影响发展中国家和发达国家的一种传染病，可导致世界各地(主要是发展中国家)大规模肝炎暴发。近些年研究提示HEV感染的天然和适应性免疫方面取得了一定进展，其特异性的特点包括可以通过多信号通路较强阻止IFN的抗病毒作用，病毒T淋巴细胞免疫及某些细胞因子在HEV控制及慢性化中至关重要。开展进一步研究将提高对 HEV免疫发病机制与HEV清除过程和不同临床结果的了解，从而制订针对性抗病毒方案及措施，比如IFN联合方案或新型免疫治疗方案。天然免疫细胞，包括NK细胞、DC和巨噬细胞功能尚不清楚，但这些细胞是启动对HEV的天然免疫反应和控制抗病毒B、T淋巴细胞免疫建立的关键效应细胞。因此，应该全面研究HEV在肝脏的免疫应答。

尽管目前有针对抗HEV药物及疫苗，但因其供应量较少及在特殊(孕妇及免疫抑制或低下)人群中的副作用，以及价格较昂贵，认知较差，限制了其在减少全球HEV感染负担中的作用。因此，需要进一步研究病毒与宿主之间的相互作用，开发新的抗病毒策略和HEV疫苗，从而对更好地控制该病起到关键作用。

利益冲突声明：所有作者均声明不存在利益冲突。

作者贡献声明：李晓领负责资料分析，撰写文章；张青、王李安、郑娟娟参与收集、分析资料；李海负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿。