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丙型肝炎病毒(hepatitis C virus, HCV)感染是全球性严重的健康问题,目前约有1.3~1.7亿人群感染HCV,其中70%~80%的患者发展为慢性。病毒持续感染,部分患者可发展为终末期肝病,如肝硬化和/或肝细胞癌。经过聚乙二醇化干扰素(Pegylated interferon,Peg-IFN)-联合利巴韦林的标准化抗病毒治疗,可使约55%人群获得持续性病毒学应答(sustained virological response, SVR)。因此,充分认识IFN-抗病毒机制尤为重要。IFN-直接抑制病毒复制外,还通过调节机体免疫活性清除HCV感染肝细胞,然而,IFN-抗HCV免疫的潜在分子机制尚需进一步阐明。机体免疫应答在抑制病毒复制和疾病进展中发挥着重要作用。自然杀伤细胞(natural killer cells, NK)作为机体固有免疫系统中的重要组分,通过细胞毒性和分泌抗病毒因子如,IFN-γ等,在早期控制病毒感染。在急慢性HCV感染过程中,NK细胞参与了抗病毒免疫;多数学者认为,慢性HCV感染中NK细胞处于免疫抑制状态,机制尚未完全清楚。CD100,又称Sema4D,组成性表达于NK细胞和静息T细胞。作为粘附分子,CD100通过与受体结合,增强效应细胞与靶细胞间粘附,对NK细胞功能进行免疫调节。然而,目前尚无关于CD100在慢性HCV感染中研究的实验室证据。本研究选取75例慢性HCV感染者(未治疗30例,应用标准化抗病毒治疗后获得早期病毒学应答者25例,获得SVR者20例)为研究对象。主要采用流式细胞术包膜染色检测外周血NK细胞膜上CD100、CD69和肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor-related apoptosis inducing ligand, TRAIL)表达水平;以及采用ELISA检测血清中可溶性CD100(soluble CD100, sCD100)水平。体外观察了HCV感染和IFN-刺激对CD100及受体Plexin-B1/B2表达影响,并通过阻断CD100-Plexin-B1/B2结合,观察NK细胞杀伤活性变化,探讨IFN-介导抗病毒免疫的潜在分子机制及作用模式。主要研究内容和方法:1.慢性丙型肝炎患者NK细胞CD100表达及意义有研究报道,在免疫缺陷病毒及汉坦病毒感染过程中,CD100参与了机体免疫调节,但目前尚无HCV感染和CD100研究的相关报道。我们主要采用流式细胞术观察了慢性HCV感染者(30例未治疗患者)NK细胞、亚群分布以及NK细胞膜分子CD100,CD69和TRAIL表达水平变化;同时,采用ELISA法检测了慢性HCV感染者血清中sCD100水平。并采用Spearman相关检验分析了NK细胞膜分子与临床指标,谷丙转氨酶(alanine aminotransferase, ALT)及HCV RNA水平之间的相关性。2. HCV及IFN-对CD100及受体Plexin-B1/B2表达影响病毒感染可诱导NK细胞活化性受体(NKG2D等)的配体在靶细胞表达,促进NK细胞活化,发挥杀伤功能。众所周知,IFN-是抗HCV感染治疗药物的主要组分,但是其通过调节机体免疫发挥抗病毒作用的分子机制尚不清楚。因此,我们选用K562及Huh7.5细胞做为本部分实验的靶细胞,首先采用qRT-PCR及流式细胞术检测K562及Huh7.5细胞是否表达CD100受体, Plexin-B1/B2。然后,体外采用不同感染复数(1,10,100)的HCV及不同浓度(0.01,0.1,1,10,100,1000ng/ml)的IFN-分别刺激健康人外周血单个核细胞(PBMC)和Huh7.5细胞,在不同时间点观察CD100及其受体Plexin-B1/B2表达水平的变化。3.探索IFN-调节NK细胞功能的分子作用机制既往研究报道,IFN-通过增强NK细胞功能,发挥抗HCV作用,但是相关分子机制尚不明确。我们首先采用流式细胞术观察了接受Peg-IFN-α联合利巴韦林治疗,获得EVR及SVR者,外周血NK细胞及亚群分布以及CD100,CD69及TRAIL在NK细胞表达变化;同时观察了血清中sCD100水平变化,并分析了CD100,TRAIL与病毒学应答的关系。体外采用K562,Huh7.5及HCV感染的Huh7.5细胞作为靶细胞,与分离的健康人NK细胞共培养12h,在IFN-刺激下,观察NK细胞功能变化;同时采用CD100阻断实验,观察NK细胞毒性及细胞因子IFN-γ分泌变化,探索CD100与其受体结合在调节NK细胞杀伤靶细胞过程中的作用。主要研究结果如下:1.慢性HCV感染者外周血中NK细胞亚群分布异常,表现为CD56dimNK亚群比率显著下降,“失能”的CD56negNK亚群异常增殖。2.慢性HCV感染者血清中sCD100水平较健康对照者显著降低;NK细胞CD100、CD69和TRAIL表达轻度异常,但无统计学差异。3.慢性HCV感染者NK细胞CD100及TRAIL表达分别与谷丙转氨酶水平呈正相关,而与HCV-RNA滴度呈负相关。4.体外HCV感染及IFN-治疗均显著影响CD100及其受体Plexin-B1/B2表达。5.慢性HCV感染者经过有效的IFN-抗病毒治疗后获得EVR者,NK细胞CD100、CD69和TRAIL表达显著上调,sCD100血清水平升高;获得SVR的患者,异常分布的NK细胞亚群、血清中sCD100及三种膜分子表达均恢复正常水平。6. HCV可增强NK细胞毒性,表现为CD107a表达升高,而对IFN-γ分泌无显著影响;对不同靶细胞(K562、Huh7.5及HCV感染的Huh7.5细胞)应答过程中,IFN-显著增强NK细胞杀伤活性,包括毒性及细胞因子分泌功能。7.阻断CD100与Plexin-B1/B2结合,明显抑制NK细胞功能,表现为CD107a及IFN-γ表达下调。综上所述,我们发现HCV感染通过下调NK细胞CD100表达,降低效应细胞与靶细胞间接触,抑制对靶细胞杀伤和病毒清除。根据慢性HCV感染者CD100与ALT、HCV-RNA水平之间相关性,推测CD100可能参与了免疫介导的肝脏炎症发生和病毒控制。在NK细胞对靶细胞免疫应答中,IFN-治疗通过上调CD100、TRAIL、CD107a和IFN-γ等分子表达,促使NK细胞活化,增强了对病毒感染肝细胞的杀伤,有助于清除HCV。探讨其机制,发现CD100与受体Plexin-B1/B2结合在调节NK细胞功能中发挥了关键作用,为研制抗HCV感染新的药物靶点提供了实验和理论依据。