慢性乙型肝炎病毒感染免疫耐受期特点和机制探讨

2011-02-21 17:07吕福东
中国医药导报 2011年18期
关键词:免疫耐受内皮细胞抗原

吕福东,刘 晖

首都医科大学附属北京佑安医院病理科,北京 100069

HBV慢性感染免疫耐受是指机体对乙肝病毒抗原不产生免疫应答反应,患者的免疫系统无法有效识别和清除乙肝病毒,机体没有清除乙肝病毒的免疫能力。感染HBV后,一部分人将成为HBV携带者和慢性肝炎患者,有20%~40%的HBV慢性感染患者会发展成为重型肝炎、肝硬化或肝癌。慢性乙肝世界范围内广泛分布,全球约有3.6亿人持续感染HBV,中国是高流行区。HBV并不直接导致肝细胞病变,机体不同的免疫状态导致HBV感染后结局有很大差异[1]。本文重点探讨免疫耐受状态下的流行病学、临床病理学特点及其机制进展。

1 HBV感染免疫耐受期流行病学和临床病理特点

乙型肝炎的自然发展过程受到许多因素的影响,一方面是感染时的年龄、病毒自身因素(如基因型、基因有无变异以及病毒复制水平高低),另一方面是宿主自身因素,包括年龄、性别和免疫力大小以及其他因素,例如伴有其他病毒感染、酗酒等。临床表现较为复杂多样,从非活动性HBsAg携带者状态到慢性肝炎,亚临床状态到急重性肝炎和暴发性肝炎,甚至肝硬化等多种变化[2]。有20%~40%的慢性HBV患者会进展为肝硬化、肝癌和晚期肝病。慢性HBV患者往往发展过程缓慢、症状轻微,感染的早期往往缺乏明显的临床表现,甚至症状轻微不易觉察。流行病学表明,在高流行区,主要的传染途径是围生期的垂直感染,婴幼儿和儿童早期从具有肝病家族史的人群中感染。在低流行发病区,特别是欧美发达国家,体液传播方式,静脉吸毒和高危性行为是乙肝的主要传染途径。

慢性乙型肝炎防治指南(2010年版)中指出,儿童早期HBV感染的自然史可分为免疫耐受期、免疫清除期、非活动性复制期和再活动期四个期。免疫耐受期:临床上患者常无症状,肝功能多为正常,人体血清HBsAg和HBeAg检测呈阳性改变,HBV DNA载量往往高于106IU/ml,但丙氨酸转氨酶(ALT)检测在正常范围内或者正常高值。据文献报道,肝组织穿刺活检病理诊断表明,免疫耐受期HBV感染者,绝大多数为青壮年,一般年龄不大于30岁,可能与该年龄段患者学习、工作竞争压力大以及婚姻和生育要求有关,目的是得到可观数据从而进行针对性治疗。HBV感染者中,5岁以下婴幼儿30%左右有发展成慢性感染的可能,而5岁以后感染者仅有5%~10%发展为慢性感染[3-5]。另有资料显示围生期感染HBV的患者,大部分会进展为慢性肝炎,其免疫耐受期可持续几年至几十年不等[6-7]。

病理改变:只有少部分免疫耐受期慢性HBV感染者肝脏无炎症、坏死和纤维化改变,绝大部分存在轻度炎症反应和轻度纤维化,而且有极少部分患者出现严重的纤维化(S3~S4),所以ALT水平与肝脏组织学改变并不完全平行,也不能全面表达肝脏损伤程度。最新资料表明免疫耐受期与HBV感染非活动状态患者,肝脏炎症活动度为G0者,仅占10%~20%,肝小叶及汇管区均未见或仅有少许炎症细胞浸润,汇管区与肝实质交界处无炎症表现,汇管区无明显扩大,无明显纤维组织增生。肝脏炎症活动度为G1者,占40%~60%,显示肝组织汇管区及小叶内均有少量炎细胞浸润,汇管区周围轻度或局灶界面炎,汇管区轻微扩大,轻度纤维组织增生(S1)。肝脏炎症活动度为G2者,大约占20%,纤维化程度 S1~S2。 中度以上炎症者(>G2)仅占 5%左右[5-6],纤维化程度一般较轻(S1~S2),明显纤维化(S3)或者肝硬化者(S4)极少。

据国内外文献报道,HBV健康携带者往往无明显症状、转氨酶处于正常范围内,但是其组织病理学显示肝脏有不同程度炎症细胞浸润、点灶状坏死以及纤维化,但是这些报道材料、研究样本几乎都包含了免疫耐受期和非(低)活动复制期的患者。非(低)活动复制期患者基本上都经历过不同程度的或者反复几次的病毒清除过程,在这个时期症状轻微可能不被觉察而无临床表现,许多患者不清楚肝功能是否出现过异常。由于病毒免疫清除过程中不可避免地造成肝组织损伤,继而以纤维化的方式修复坏死组织,造成肝脏程度不等的纤维化,而免疫耐受期患者没有经历过免疫清除过程,可推测其发生纤维化的比例和程度会明显降低[7]。

免疫组化检查:免疫耐受期肝细胞内HBsAg主要表达方式为细胞浆内的包涵体型,部分为细胞浆型,少部分有细胞膜表达。HBcAg以细胞核内表达为主,也有极少数出现在细胞核膜或者细胞核周边。免疫耐受期、免疫清除期及非活动性HBV携带状态的患者,其HBsAg阳性表达率未发现有明显不同,而HBcAg阳性表达率免疫耐受期则显著高于免疫清除期或非活动HBV携带状态患者。免疫耐受期HBV感染者肝内大多高表达HBcAg,以细胞核表达为主。HBcAg感染的肝细胞是细胞免疫效应攻击的靶细胞,当HBcAg局限封闭于细胞核内,无法成为受攻击的靶抗原,故而难以有效激发T细胞的免疫反应。当肝细胞溶解后HBcAg就能直接释放到血液中,故可用其直接反映肝细胞受损伤和病变的程度。

2 HBV感染免疫耐受期机制

肝脏耐受现象在很早以前就被人们认识了。早在1969年,Calne等就发现在一些物种中不具有组织相容性的肝脏移植物在不应用免疫抑制剂的情况下,就能够自发地被接受。基本上健康成人,具备完善的细胞免疫功能,HBV感染后能够准确无误地清除病毒,出现不同程度的肝损害。HBV感染转归主要有两个因素:一是病毒因素,病毒隐伏在人体的免疫特赦之处,能够躲避正常机体的免疫监视,引发慢性持续性的感染;另外就是宿主自身因素,成人免疫功能有缺陷和婴儿免疫机制发育还不完善,感染HBV后就容易出现免疫耐受现象。其中,宿主自身比病毒因素显得更为重要[8-9]。肝内免疫细胞包括肝窦内质细胞(LSECs)、肝星形细胞(HSCs)、库普弗细胞(KCs)和淋巴细胞等,其中淋巴细胞占 16%~22%,包括 TCRαβ+与 γδ+T 细胞、B 细胞、自然杀伤细胞、自然杀伤性T细胞(NKT细胞)和DCs等。HSCs促使T淋巴细胞凋亡是通过酪氨酸磷酸化信号通路水平76KDa蛋白的变化来实现的,证实了HSCs也是特异性免疫耐受细胞之一,与肝脏中的树突状细胞(DCs)、KCs、LSECs等肝非实质细胞一样,参与调节肝脏移植的外周特异性免疫耐受[10-11]。

2.1 LSECs

LSECs是微血管内皮细胞,与其他大血管内皮细胞及其他器官的微血管内皮细胞相比较具有独特的表型。LSECs在肝内的含量十分丰富,约占肝内非实质细胞的50%。LSECs是有孔内皮,其上有许多直径约为100 nm的小孔,这些小孔聚集成簇,构成筛板。另外,LSECs缺乏典型的基底膜,其下层为疏松基质构成的Disse间隙。这些特点可能与其活跃的吞噬细胞外基质(如透明质酸)的能力有关,因为在干扰了LSECs对透明质酸摄取能力之后,LSECs上的小孔消失了,同时其基底膜也变得完整了[6]。LSECs被认为是一种独一无二的器官常住的抗原提呈细胞(APCs),原因:一是位置,LSECs位于肝内网状的血管网内,可直接与血液中的细胞发生接触;流经肝的血流量很大,但在肝血窦内的血流却非常缓慢,甚至可有暂时的停滞,故这一独特的位置可以使LSECs能够与血液中的细胞频繁而充分地接触。二是功能,LSECs具有强大的清道夫功能和抗原提呈能力,它可以在非淋巴组织内即肝脏局部活化原始T细胞。另外,它还可以捕获T细胞并诱导其在肝内发生凋亡。这些都是其他APCs所不具有的特性[10]。

2.2 肝内淋巴细胞

肝中富含大量淋巴细胞群、巨噬细胞群及专职的APCs,其中APCs包括树突状细胞(DCs)、血管内皮细胞及LSECs。研究表明APCs是通过诱导凋亡等机制,引起T淋巴细胞免疫耐受的丢失。肝内的非实质细胞-淋巴细胞发挥了非常关键的作用,并且具有自身鲜明的生物学特点。人体特异性抗HBV免疫反应缺乏或者不足导致HBV免疫耐受的发生,其主要原因是特异性T细胞功能低下。研究发现,肝脏在正常情况下存在较多的的淋巴细胞储备,其中重要的是CD8+T和CD4+T细胞,都具有自身特殊的活性表位。血液中CD4+CD25+T细胞数量,HBV慢性感染患者明显高于健康人群。清除病毒主要依靠CD8+T细胞,而CD4+T细胞则促进CD8+T细胞的成熟,有利于其功能的发挥。可以推断CD4+CD25+T细胞是HBV慢性感染患者出现免疫耐受原因之一[11]。CD4+CD25+调节性T细胞可能是:在体外通过细胞间的接触依赖机制,在体内基本依靠抑制性细胞因子来调节免疫功能,比如TGF-β等因子会受到免疫强度和调节位点调控。还可与APCs联合调控机体免疫。

NKT细胞是一种同时具有自然杀伤细胞(NK细胞)和T细胞部分表型及功能的细胞亚群。它们能将固有免疫应答和适应性免疫应答连接起来,识别 CD1d-糖脂抗原,分泌细胞因子,参与调节机体的免疫应答。

2.3 DCs

DCs作为一种非常重要的APCs,对初始型T细胞的激活起着独特的作用。从数量上看,仅占外周单个核细胞的0.5%,分布于全身各处。DCs有不同的亚型、不同的分子表达,因此DCs在发育的不同阶段与T细胞接触能够诱导分化出不同的形态性能的T细胞。来自国内外的报道表明DCs除了对外来抗原发挥免疫反应外,还对机体自身抗原有免疫耐受作用。其免疫耐受功能体现在免疫偏离、诱导T细胞无免疫应答以及促进T细胞凋亡等。虽然DCs在中枢免疫和周围免疫耐受中都发挥着主要作用,但免疫耐受是如何发生或诱发的,其分子确切机制仍在研究之中[12]。

扫描电子显微镜图像表明DCs间有大小不等的间隙,非常有利于初始T细胞和激活T细胞与肝细胞直接接触。DCs在迁移过程中由幼稚向成熟状态转化,其摄入、处理和加工抗原的能力在减弱,但抗原提呈能力逐步增强。随着DCs迁移和成熟,它不再表达趋化因子受体CCR-1和CCR-5,而表达CCR-7。

2.4 KCs

KCs是定居在肝内的巨噬细胞,细胞形态不规则,有许多板状或丝状伪足,细胞表面有许多皱褶和微绒毛,并有较厚的糖衣。细胞常以其伪足附于内皮细胞上或穿过内皮细胞窗孔或细胞间隙伸入窦周隙内。胞质内溶酶体甚多,并常见吞噬体和残余体。具有变形运动和活跃的吞饮与吞噬能力,构成机体一道重要防线,尤其在吞噬清除从胃肠进入门静脉的细菌、病毒和异物方面起关键作用。肝巨噬细胞还可监视、抑制和杀伤体内的肿瘤细胞,尤其是肝癌细胞,并能吞噬和清除衰老、破碎的红细胞和血小板等。重要的是,肝巨噬细胞还有处理和传递抗原、诱导T细胞增殖及参与调节机体免疫应答等作用,与肝脏中的LSECs、DCs等肝非实质细胞一样参与调节肝脏外周特异性免疫耐受。

据国外研究发现[13],KCs是肝脏本身固有免疫系统主要组成部分之一,不但参与人体对病毒感染的抵抗和防御,还对HBV的免疫耐受起着重要作用。在乙肝慢性感染的初期阶段,检测表明人体本身的免疫系统就出现了免疫耐受状态,因为没有检查出人体抵御HBV感染的有效指标。迄今为止虽然对HBV慢性感染的免疫耐受机制有了许多进展,但是还有一些问题有待解决。

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