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  • 發布時間:2020-08-24 10:04 原文鏈接: 病毒免疫逃逸機制誘導免疫細胞凋亡、衰老和耗竭

      病毒選擇宿主的初衷是為了寄生,復制自己,所以它會進化以逃逸人體免疫系統,達到長久寄生以及在人際間傳播的目的。

      COVID-19病人臨床資料,ICU重癥病人,淋巴細胞計數遠低于Non-ICU病人,提示病毒可能通過某些機制引起了淋巴細胞的減少。

      恒瑞等啟動了免疫檢查點抑制劑新冠肺炎的臨床。眾所周知免疫檢查點參與T細胞耗竭。

      基于此,想談談免疫細胞凋亡,衰老,耗竭在病毒感染逃逸中的作用。

      對于新冠肺炎病毒,現在并無明確定論的研究,不做討論,避免產生誤導。

      以HCV為例來寫本文。

      HCV感染與誘導免疫細胞及肝細胞凋亡

      HCV于1989年首次被確定為丙型肝炎感染的病原體,是一種屬于Flaviviridae病毒科Hepacivirus屬的RNA病毒。

      越來越多的證據表明,病毒傾向于利用宿主細胞機制誘導組織或免疫細胞凋亡,作為延緩病毒特異性免疫反應,最終導致持續感染的一種途徑。

      一般來說,病毒利用死亡受體和非受體信號通路。

      在受感染個體的細胞表面誘導促凋亡受體或其配體,作為誘導細胞死亡的手段,并最終持久化感染。在慢性HCV感染過程中,肝細胞通過上調死亡誘導配體CD95/FAS、TNF相關凋亡誘導配體(TRAIL)和腫瘤壞死因子α(TNF-α),誘導細胞凋亡。

      另一項研究認為,某些HCV結構蛋白可以作為免疫調節劑,在肝細胞上上調FASL,使激活的外周T細胞通過caspase3激活發生凋亡,最終抑制抗病毒反應,以協助病毒的持久性感染。

      HCV特異性CD8T細胞的丟失,可能會延緩HCV感染細胞的消除和病毒中和。

      同時,HCV也通過非受體介導的線粒體凋亡途徑。即caspase3的激活、活化caspase3的核易位、ROS的分泌和線粒體細胞色素c的釋放。

      免疫衰老(Immunosenescence)

      在正常的人類衰老過程中,宿主免疫系統在對外來抗原的細胞反應方面的功能變得很差,導致幼稚的T細胞替換不良,并通過一系列稱為免疫衰老的事件增加衰老表型T細胞的擴張。在正常衰老過程中,T細胞變得越來越容易受到免疫衰老的影響,從而導致功能幼稚T細胞庫頻率低下,幼稚T細胞向終末分化T細胞分化率增加,端粒縮短,CD4/CD8比值下降,缺乏CD28共刺激分子的記憶T細胞數量增加,導致感染、自身免疫性疾病、慢性炎癥性疾病和癌癥易感率增加。

      已經證明某些慢性病毒感染,特別是HIV和HBV,通過一個被稱為復制性衰老的過程,在免疫損傷方面起著明確的作用。機制是由于T細胞持續暴露于病毒蛋白導致慢性免疫激活(CIA),復制衰老的T細胞通常表現為共刺激分子(CD28和CD27)以及T細胞存活分子(CD127)表達水平較低。這些細胞一起也增加了CD57的表達,CD57是復制衰老的生物標記物,以及CD38和HLA-DR等慢性激活標記物的過度表達。

      HIV研究顯示,CD28+,CD27 -CD4細胞亞群的出現是免疫衰老開始的標志。

      慢性HCV感染的患者中也觀察到了類似的現象,在這些患者中,出現了更高比例的效應衰老CD8+CD57+T細胞,這在肝硬化中似乎也明顯更高。

      免疫耗竭(Immune Exhaustion)

      在病毒感染過程中,抗原提呈細胞(APC),如樹突狀細胞,將病毒衍生的肽抗原呈遞給幼稚的CD4T細胞,進而產生IL-2、IFN-γ和TNF-α激活。這有助于短命的細胞毒性T淋巴細胞(CTLs)分化為記憶細胞和效應細胞CD8T細胞,最終通過分泌穿孔素和顆粒酶殺死病毒感染的細胞。

      然而,有一種完全相反的現象稱為T細胞衰竭,即在一些病毒感染的患者中,T細胞亞群的功能將受到損害,同時導致慢性炎癥狀態以及重復刺激T細胞。

      CD8和CD4T細胞衰竭的另一個重要標志是抑制分子/陰性免疫檢查點的上調,在感染腺病毒、HIV、HBV和HCV時,這些檢查點與APCs上表達的同源配體結合。

      耗竭的T細胞表達一組共抑制分子(PD-1、TIM-3、CTLA-4、LAG-3、2B4、BTLA),除了轉錄抑制因子、BLIMP-1和Foxp3外,還顯示出包括抗炎和促炎細胞因子(IL-2、TNF-α、IL-10和TGF-β)的獨特模式。

      研究表明,在急性感染時,PD-1在HCV特異性T細胞上的表達相對較高,并且很大一部分細胞在HCV感染的慢性階段表達PD-1,盡管這與HCV疾病的臨床結果無關。在另一項研究中,研究人員證明,肝硬化患者脾臟中的T細胞表達更高水平的PD-1和TIM-3,主要在效應記憶亞群體中表達。

      PD-1可能在CD8T細胞功能障礙中起作用,導致病毒持久性感染。另一項關于慢性HCV感染中T細胞衰竭的研究表明,T細胞在急性感染后立即發生快速衰竭,連續喪失IL-2的產生、增殖和IFN-γ產生,并增加TIM-3、PD-1和CTLA-4的表達,并在此后持續較長時間。

      MAIT(粘膜相關恒定細胞)的丟失是否有助于HCV的持久感染?

      具有抗菌特性的特殊的、先天樣的T細胞,稱為粘膜相關恒定的T(MAIT)細胞,是人類進化保守的T細胞亞群,在系統循環中處于豐富的水平,占健康成人總t細胞庫的1-8%。肺和肝組織中也可見MAIT細胞(約占肝臟T細胞的50%)

      MAIT細胞與不變自然殺傷T細胞(INKT)具有表型相似性,表達高水平的IL-12Rβ2、IL-18Rα和CD161與半不變Vα7.2段。

      這些細胞很容易被IL-12和IL-18以及一些外來抗原(微生物衍生的維生素b代謝物)刺激,它們是由單體MHC-I類相關蛋白(MR1),在共刺激分子CD80或CD86的幫助下呈現的,盡管MAIT細胞不是細胞介導的免疫反應的一部分。

      激活后,MAIT細胞往往分泌廣泛的細胞因子(IL-4、IL-5、IL-10、IFN-γ、TNF-α、IL-17和IL-22)或釋放穿孔素以及顆粒酶,可殺死微生物感染的細胞。

      最近的研究表明,雖然MAIT細胞對病毒感染起著關鍵作用,但它們不能直接識別病毒感染的細胞。然而,從感染細胞中釋放出的幾種先天細胞因子(IL-18、IL-12、IL-15和IFN-)對MAIT細胞有刺激作用,研究人員已經表明,MAIT細胞在慢性HCV感染過程中嚴重減少,并出現耗竭和衰老表型。慢性HCV患者的MAIT細胞除了PD-1、CD38和HLA-DR外,還表達高水平的CD57。

      推測,在慢性HCV感染過程中,由于細胞的反復激活而導致外周MAIT細胞衰竭和衰老,可能導致先天防御屬性減弱,從而導致病毒的持久性和HCV疾病的進展。


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