趋化因子与慢性丙型肝炎

摘要

越来越多的实验证实, 慢性丙型肝炎(chronic hepatitis C, CHC)患者肝脏局部炎症产生的趋化因子(chemokines, CK)在淋巴细胞的迁移和募集中起着至关重要的作用, 他不仅与肝细胞损伤程度密切相关, 可能是肝病加重的潜在预兆, 而且与干扰素治疗后的应答反应密切相关. 因此, 本文就趋化因子的分类、分泌细胞、趋化细胞的类型, 趋化因子与慢性HCV感染肝脏炎症程度的关系以及趋化因子对慢性HCV感染干扰素治疗应答的影响等进行了简要的综述.

关键词: N/A

N/A

N/A

Correspondence to: N/A

Received: July 31, 2004
Revised: September 10, 2004
Accepted: September 19, 2004
Published online: November 15, 2004

Abstract

N/A

Key Words: N/A

0 引言

慢性丙型肝炎(chronic hepatitis C, CHC)的组织学特点是: 汇管区大量淋巴细胞浸润, 破坏界板, 侵袭周围组织, 导致汇管区周碎片样坏死[1]. T淋巴细胞是肝损害炎症区域内的优势细胞[2], 越来越多的证据支持, 炎症病变从肝门部扩展到汇管区(periportal)和小叶内与肝细胞损伤程度密切相关[3-4], 他可能是肝病加重的潜在预兆. 而肝脏炎症局部产生的趋化因子(chemokines, CK)最有可能在CHC患者体内淋巴细胞的迁移和募集中起到至关重要的作用[5-6]. 因此, 阐明CHC患者体内T细胞迁移和募集至肝脏的机制, 有利于阐明病毒性肝炎的发病机制.

1 趋化因子的分类、分泌细胞、趋化细胞的类型

趋化因子由白细胞分泌, 属于低分子质量(8000-18000 u)细胞因子超家族. 这类细胞因子对中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞和嗜酸性粒细胞等, 具有很强大的趋化和激活作用, 因此, 这类细胞因子在机体的抗感染中具有重要的作用. 业已证实, 趋化因子分为4群, 其中最大的家族是CXC和CC亚族[5,7-10].

1.1 CXC亚族(α亚族)

除NAP-4以外, 其余成员分子中N端第1、第2个半胱氨酸残基(Cys)被另一个氨基酸隔开. CXC亚族又分成包含ELR基序的CXC趋化因子和非-ELR CXC趋化因子2类. 前者包含3个氨基酸残基ELR(谷氨酸－亮氨酸－精氨酸, Glu-Leu-Arg), 以白介素8(IL-8)和C5a为代表, 主要作用于嗜中性粒细胞; 后者则包括对T细胞具有趋化作用和对血管具有他丁活性的γ-干扰素诱生的单核因子(monokine induced by interferon-gamma, Mig)、IFN-γ诱生蛋白-10(IFN-gamma inducible protein 10, IP-10)以及干扰素诱导T细胞α趋化剂(Interferon-inducible T cell α-chemoattractant, I-TAC)等. 编码这个亚族成员的基因定位于第4号染色体长臂, 氨基酸水平上的同源性在25-90%.

1.2 CC亚族(β亚族)

N端第1、2个半胱氨酸残基(Cys)与其他的氨基酸相邻. 他包括: 巨噬细胞炎症蛋白-1α(MIP-1α), 巨噬细胞炎症蛋白1β(MIP-1β), 由正常T细胞表达和分泌, 活化时表达下降的因子(reduced upon activation, normal T expressed and secreted, RANTES), 单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1)和单核细胞趋化蛋白-2(monocyte chemoattractant protein-2, MCP-2)等, 主要趋化单核细胞. 该亚族成员的基因定位于第17号染色体长臂, 而且各成员的基因密切连锁, 氨基酸水平上同源性在25-70%. CXC和CC两个亚族之间同源性为21-31%.

不同的趋化因子亚族吸引不同的白细胞亚群. 一般来说, CC趋化因子吸引单核细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞和T细胞. CXC亚族中的ELR CXC趋化因子主要趋化中性粒细胞, 非ELR CXC趋化因子则趋化吸引淋巴细胞, 尤其以IFN-γ诱导的IP-10、Mig以及I-TAC为著, 他们选择性地趋化Th1型细胞活化的T细胞和IL-12活化的T细胞[5]. 趋化因子最后通过结合到特异性靶细胞表面的受体而发挥作用.

2 趋化因子与慢性HCV感染肝脏炎症程度的关系

越来越多的实验证实, 慢性丙型肝炎患者肝脏的病理损害是由肝脏对病毒产生免疫应答所致[11-13]. 因而, 选择性地募集有产生细胞因子(如Th1类细胞因子IFN-γ和TNF-α)能力的效应T细胞至肝脏, 对于一个有效的抗病毒应答是至关重要的.

2.1 IP-10, Mig与CHC肝脏炎症

已有的研究表明, CHC患者肝脏内CXC趋化因子IP-10和Mig的表达增加, 而且这种表达的增加, 与T细胞和NK细胞的募集至肝脏密切相关[8-10], 与患者肝脏小叶内炎症活动程度相关[14-17]. Harvey et al[18]应用原位杂交技术发现, 募集活化T淋巴细胞的IP-10在慢性HCV感染过程中表达于肝组织. IP-10受体表达在肝脏而非血液的大部分T淋巴细胞上. 肝小叶内优势的CD8+ T淋巴细胞, 几乎均一地表达CXC受体3(CXCR3). 他们认为IP-10 mRNA的表达与小叶内坏死性炎症相关, 而与汇管区的炎症和纤维化程度无关. 这些结果支持: 肝细胞内IP-10的表达由HCV诱导. 据此他们推测, 肝内IP-10的表达可能在慢性HCV感染发病中非常重要, 炎症细胞募集到肝小叶可能是肝病进展的重要预测指标. 但是, 关于IP-10和Mig的细胞来源意见不一致. 一种研究认为, 其主要来自于肝窦内皮细胞[14]; 而Harvey et al通过免疫组化的方法进一步在肝组织中寻找IP-10的细胞来源, 发现IP-10表达于肝细胞, 非肝内其他细胞类型, 而且多在肝小叶炎症反应强烈区域内[14], 他们认为, IP-10主要来自于炎症活动周围区域的肝细胞[14].

2.2 I-TAC与慢性HCV感染

Helbig et al[19]的最新研究表明, 趋化因子I-TAC在趋化T细胞至HCV感染肝脏中起重要作用. 这是因为, 在CHC肝内I-TAC mRNA和蛋白水平持续地、强有力地上调, 而且mRNA表达水平与肝门部和小叶内炎症程度成正比. 据此他们认为, 在HCV感染应答中, IP-10、Mig和I-TAC的表达造成一种强烈的吸引T细胞至肝脏的刺激. 这样不仅帮助机体清除感染肝细胞, 而且通过分泌的损害肝脏的炎症递质导致肝病的进展. Helbig et al又进一步对HCV感染肝组织进行免疫组织化学分析, 调查了I-TAC的细胞来源. 结果发现I-TAC几乎专一地表达于肝细胞, 仅少量表达于肝窦内皮细胞. 但I-TAC不是表达于所有的肝细胞, I-TAC不表达于正常肝细胞, 只表达于炎症活动较重区域的肝细胞[19]. 这些结果与Harvey et al[18]发现的CHC患者肝内IP-10的表达方式一致. 他们还发现于肝窦内皮细胞仅少量表达. 由此可见, CHC体内肝细胞在CXCR3配体的产生中起重要作用. 为调查I-TAC表达的类型和刺激信号来源, Helbig et al用IFN-α和IFN-β刺激体外培养的Huh-7细胞, 结果导致细胞表达I-TAC mRNA和分泌I-TAC增加. 这与Widney et al, Mohan et al的研究结果一致[20-23], 也就是说, IFN是I-TAC产生的刺激剂. 但有趣的是, Karla et al将IFN-α单独与Huh-7孵育, 结果未检测到I-TAC的表达, 而当联合了IFN-β, I-TAC mRNA及其蛋白表达增加. 鉴于CHC肝内和血清中TNF-α和TNF-β的表达水平也增加[24-27], 他们推测, 这些细胞因子刺激CHC肝内I-TAC的表达, 而I-TAC表达的增加, 加重肝脏炎症细胞浸润, 从而加重肝细胞的损害, 加重肝病[19].

麻疹病毒[28]和HIV gp120蛋白[29]能诱导IP-10、RANTES等表达, 呼吸道合胞病毒[30]感染呼吸道上皮细胞能引起I-TAC表达, 那么, 慢性HCV感染肝内I-TAC表达的增加, 是否由感染的HCV直接诱导或由HCV调节？ HCV蛋白能够调节趋化因子IL-8[31]和RENTES在Huh-7细胞中的表达, 支持上述猜测. 故Helbig et al将HCV基因或亚基因复制封闭后, 则在培养细胞中检测不到I-TAC的表达; 若将HCV转染Huh-7细胞, 则在转染后8 h, 就可在细胞中检测到瞬时表达的I-TAC mRNA. 可见这种表达的增加, 不是由HCV蛋白所致, 最可能是细胞内dsRNA(包括HCV RNA)应答激活的结果[32].

2.3 MCP-1, RENTES与慢性HCV感染

CC趋化因子单核细胞趋化性蛋白-1(monocyte chemotactic protein-1, MCP-1)是一种强有力的趋化因子, 他在慢性HCV感染肝脏中表达上调, 主要的表达细胞为活化的肝星状细胞(hepatic stellate cells, HSC). Soo et al[33]于2002年最先提供了HCV慢性感染者中HCV抗原成分诱生CC趋化因子的证据. 他们发现全长基因HCV在HeLa, Huh7和HepG2细胞的表达可以诱导CC趋化因子RANTES和MCP-1 mRNA水平的提高和其蛋白的表达. 报告基因分析显示: 转录起始位点上游的微量的MCP-1启动子(包含128个核苷酸)足以介导HCV有效地活化. 从电泳迁移分析和AP-1抗体转换得知, HCV的转染可以上调AP-1结合活性和C-jun转录子. 同样发现, RANTES转录起始位点上游的微小的启动子(181个核苷酸)也足以介导HCV有效地活化.在HeLa细胞中, HCV C和NS5A分别能上调MCP-1和 RANTES的启动子活性; 而在Huh7细胞中, 仅NS5A对两种启动子有微弱的影响; 令人意想不到是, C区则诱导两种启动子活性的降低. 英国牛津大学人类遗传学中心Hellier et al的研究结果同样支持CC趋化因子受体CCR5, CCR2, CCR3和他们的配体RANTES, MCP-1, MCP-2以及MIP-α1与HCV感染后的免疫应答和淋巴细胞选择性的募集至肝脏相关, 而且CCR5及其配体RANTES和MCP-2的基因变异可能改变HCV感染的后果. 他们研究了上述基因的20个多态性, 并在欧洲人群中调查了这些多态性与HCV持续携带、肝病的严重程度、肝脏的炎症以及对治疗应答的关系. 结果发现, CCR5-delta32变异的患者常常汇管区炎症较轻、仅有轻微的纤维组织增生; 汇管区有严重炎症改变的患者很少存在RANTES基因启动子-403位置变异; MCP-2 Q46K中一个氨基酸改变将导致纤维化程度加重. 据此他们推测, CCR5-delta32, RANTES-403以及MCP-2 Q46K的多态性可能改变HCV感染的结果. 同年, 德国雷根斯堡大学内科的Muhlbauer采用实时PCR定量法分析了58例HCV患者肝内MCP-1 mRNA的表达, ELISA法检测细胞因子诱导的活化的HSC分泌的MCP-1的水平. 用MCP-1启动子序列(-2 511~-2 528)探针(在-2 518位有或没有A-G变异), 进行迁移转换分析(Mobility-shift). 结果表明, MCP-1基因型的频率在HCV患者组和对照组中不同.但是G等位基因携带则在HCV患者组中出现更频繁, 同时伴随着更加严重的炎症浸润和纤维化增生. 同样, 在纤维化较重和G等位基因携带的患者组中, MCP-1 mRNA的水平更高. 而且, 从G等位基因携带患者分离的细胞因子诱导的HSC分泌的MCP-1也较高.因此, MCP-1基因的多态性不仅与MCP-1的表达相关, 同时也与HCV相关肝病的严重程度相关. 提示: 影响肝内MCP-1表达的-2 518 MCP-1 G等位基因的继承, 可能使HCV患者病情向炎症浸润更加严重, 纤维组织增生更加明显的方向发展.

3 趋化因子对慢性HCV感染干扰素治疗应答的影响

日本学者Konishi et al在105例CHC患者中, 调查了趋化因子及其受体遗传多态性(包括对T细胞分泌具有上调活性的(RANTES)-403G/C, CC亚族受体5(CCR5)-Delta32和59029G/A, 和CC亚族受体2(CCR2)V64I)对单剂干扰素治疗效果的影响. 结果发现: 患者的性别、年龄、肝组织炎症的分级、治疗前ALT水平、干扰素治疗的剂量以及趋化因子及受体多态性出现的频率在CHC组和持续应答对照组无明显差异. 而低病毒载量、HCV血清2型和表达CCR5-59029G/G的CHC组与持续应答对照组有明显差异. 多重回归分析显示, 低病毒载量、HCV血清2型和CCR5 59029G/G的表达与持续应答有关. 他们认为, CCR5-59029是宿主遗传因子, 他与CHC患者干扰素治疗的应答有关.

无独有偶, 德国波恩威廉大学的Ahlenstiel et al也发现CCR5影响慢性HCV感染者抗病毒免疫应答能力. 他们认为, 一个有效的针对HCV感染的免疫应答需将炎症细胞活化并募集至肝脏, 而在此过程中, 趋化因子竭尽全力的起趋向性和免疫调节作用, 所以趋化因子可能在免疫病理以及病毒清除中起着至关重要的作用, 尤其是CCl₃(MIP-1alpha)、CCl₄(MIP-1beta)和CCl₅(RANTES)与其相应受体的相互作用, 可能在介导分泌Th1类细胞因子的Th细胞和CTL的募集、分化、定位、和激活中是至关重要.

总之, 肝脏内趋化因子表达水平和CHC炎症活动程度密切相关, 趋化因子信号在调节CHC重大的病理事件中起至关重要的作用, 这也为阻止或调节趋化因子的活化和表达, 从而阻止肝病进程, 开创了新的途径.

备注

编辑:N/A

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