宋愛心 郭娜 粟斌 吳昊

100069 北京，首都醫(yī)科大學附屬北京佑安醫(yī)院感染中心

·綜述·

老年HIV感染者免疫功能障礙和B淋巴細胞異常的研究進展

宋愛心 郭娜 粟斌 吳昊

100069 北京，首都醫(yī)科大學附屬北京佑安醫(yī)院感染中心

免疫衰老是指隨著年齡的增加，在由基因控制的免疫系統(tǒng)循序漸進地發(fā)生自然退化的過程中，免疫功能逐步發(fā)生減退與紊亂，主要表現(xiàn)為免疫識別和免疫應答能力的減弱，以及免疫功能的紊亂。在HIV感染者與人體衰老中也會發(fā)生不同程度的免疫功能障礙及免疫衰老。HIV感染所引起的免疫系統(tǒng)慢性持續(xù)的激活，造成免疫細胞亞群(包括B淋巴細胞)的異常及其功能的耗竭，增加了宿主二次感染和機會性感染的易感性。近年來，隨著HIV感染者和AIDS患者的老齡化趨勢的加快，老年人已成為HIV感染的高危人群。因此，深入了解HIV感染過程中，老年與青年HIV感染者免疫系統(tǒng)的變化，B淋巴細胞異常在HIV致病中的機制，探索更為有效的老年HIV/AIDS的防治措施，具有重要的現(xiàn)實和臨床意義。

盡管艾滋病(Acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)已成為慢性疾病，但隨著全球人口老齡化速度的加快，人類免疫缺陷病毒(Human immunodeficiency virus，HIV)感染者和AIDS患者的老齡化趨勢也隨之加快。感染者年齡超過50歲即定義為老年HIV感染者，年齡大于50歲的人群是增長最快的HIV感染群體之一。這可能是由于隨著抗逆轉錄病毒治療(ART)藥物的大力研發(fā)，患者壽命的延長，以及HIV篩查的針對性更為廣泛，導致所發(fā)現(xiàn)的老年HIV感染者日漸增多。此外，這一年齡組的群體很少實行安全性行為，且其生殖道和免疫系統(tǒng)處于生命晚期的變化狀態(tài)，也可能會增加老年人HIV感染的易感性[1]，造成老年人發(fā)生HIV感染事件比例越來越高。據(jù)聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署統(tǒng)計，目前全球約有超過420萬老年HIV感染者，約占全部HIV感染者的10%，而且平均年齡還在繼續(xù)增加[2]。在西方一些高收入發(fā)達國家，老年HIV感染者超過HIV感染人數(shù)的50%，同時我國老年感染者的報告人數(shù)也在逐年上升。由于老年人經(jīng)常不被視為處于HIV感染的風險中，因此進行主動測試的可能性并不大，這也增加了機會感染和傳染給他人的風險，使這一嚴重的社會公共問題變得更為嚴重。此外，老年HIV患者基礎疾病多，免疫功能障礙比較明顯，并發(fā)二重或多重感染多、感染的病原體復雜，病原診斷困難，治療難度大，反復治療后易發(fā)生病原體耐藥等，而老年HIV感染者的高危人群一度成為HIV研究的盲點?，F(xiàn)在老年HIV感染者已逐漸得到社會廣泛關注，目前，正在開展更多的與年齡相關的免疫衰老研究，以滿足日益增長的老年群體的健康相關需求。

1 HIV與衰老

在生物體的整體水平上，衰老被定義為生理完整性的逐漸喪失，器官衰退，自然而然的死亡。衰老與應對壓力能力的下降相關，年齡越大，相關性合并癥的發(fā)病率越高。這些變化相互關聯(lián)[3]。在細胞水平上，衰老是長時間積累的由影響分子或細胞器的細胞損傷所引起的，一旦達到一定水平的損傷，細胞就會暫時停止其循環(huán)周期，造成細胞衰老或凋亡[4]。

在HIV感染與人體衰老過程中都會發(fā)生不同程度的免疫功能障礙。HIV感染相關性免疫功能障礙與起因于衰老的免疫功能障礙有很多相似之處[5-6]，兩者都是免疫功能隨年齡增加而逐步發(fā)生減退與紊亂的現(xiàn)象，是由基因控制的免疫系統(tǒng)循序漸進的自然退化過程，都表現(xiàn)為免疫識別和免疫應答能力減弱，以及免疫功能的紊亂。衰老過程改變了先天性和適應性免疫系統(tǒng)。免疫衰老的特征在于細胞介導的免疫功能以及體液免疫應答的降低。衰老對適應性免疫系統(tǒng)的影響更為顯著，且與老年人HIV感染嚴重程度關系密切。

衰老和HIV感染常見的特征包括流感病毒感染的風險增加[7-8]，流感疫苗接種的血清學應答降低[9]，炎癥和免疫激活狀態(tài)升高[10-11]，而且生物衰老與代紊亂和相關疾病風險增加有關[12]。此外，與同等年齡的HIV未感染者相比，HIV陽性個體對非艾滋病合并癥(如心血管疾病，骨質疏松癥和癌癥)的易感性增加[1]。

2 HIV與B淋巴細胞功能損傷

分析體內(nèi)循環(huán)淋巴細胞亞群的表型變化可用于監(jiān)測疾病的發(fā)生和進展，并確定最佳治療。目前，淋巴細胞亞群的免疫表型改變已廣泛用于評估HIV感染、原發(fā)性免疫缺陷、自身免疫性疾病和急性白血病[13]。在年齡增加的過程中，淋巴細胞表現(xiàn)出的兩個主要特征是增殖能力的喪失和NK細胞典型標記物的獲得缺失[14]。

HIV慢性持續(xù)感染的重要特征是隨著病毒的持續(xù)復制，CD4+T細胞數(shù)目逐漸減少，免疫系統(tǒng)功能紊亂，進而造成嚴重的細胞免疫損傷。HIV感染不僅導致患者細胞免疫的功能缺陷，而且也能引起體液免疫的功能損傷[15]。體液免疫是機體對抗外源入侵的病原體的重要組成部分，而介導體液免疫的B淋巴細胞(B細胞)在HIV感染免疫應答中起著非常重要的作用[16]。最早關于HIV-1感染引起B(yǎng)細胞異常的報道是在1983年，主要表現(xiàn)為免疫球蛋白血癥和對B細胞絲裂原的反應性低，揭示了AIDS患者B細胞異?；罨兔庖呤д{(diào)等損傷現(xiàn)象。另外，一部分老年人的B細胞的數(shù)量和功能有明顯的損害。而B細胞數(shù)隨年齡增加而減少[17]。同時，由于他們的整體數(shù)目減少，亦造成了體細胞超突變和免疫球蛋白類別轉換重組受損[18]。慢性病毒血癥HIV感染的B細胞異常包括未成熟過渡型B細胞、活化記憶性B細胞和雙陰性(Double Negative[IgG+IgD-CD27-], DN)B細胞的數(shù)目增加，靜息記憶性B細胞的減少以及活化標記物的高表達(如CD71，CD80和CD86)和高丙種球蛋白血癥[16]。ART的啟動，特別是在HIV感染的急性期，能夠恢復這些異常中的大多數(shù)細胞亞群。然而，有些損傷在治療的情況下仍然持續(xù)存在，特別是靜息記憶性B細胞亞群，慢性免疫激活和免疫衰老[16,19,20]。因此，HIV感染的ART病毒學抑制的患者表現(xiàn)出B細胞功能受損，導致對疫苗的免疫應答降低，以及對疫苗預防疾病敏感性的增加[21,22]。

3 老年、青年HIV與健康人B細胞變化比較

不斷改進的ART使HIV感染者的預期壽命恢復正?；蚪咏Ｋ?。已經(jīng)確定B細胞會受到生物衰老的損害而造成功能降低，導致體液免疫應答的缺陷。而HIV感染本身會導致過早的免疫衰老和炎癥，并使與衰老相關的疾病風險增加[1]。

目前的共識是，HIV能加速大約5年的衰老進程[19]，但控制HIV感染的年齡與免疫功能之間的關系尚未確定。對疫苗的應答是評估免疫能力的指標，流感疫苗接種不僅用于免疫受損的人，也用于健康人群[23]。隨著年齡的增長，HIV感染者和健康人對流行性感冒的血清學應答都有明顯的下降[24,25]。同時，老年人血液中老化B細胞的特征性表型變化很明顯，如DN B細胞數(shù)目增加和循環(huán)漿細胞數(shù)目的降低[26]。HIV感染者和同一年齡段的健康人之間的差異在年輕人中最為明顯，老年健康人中也存在B細胞異常，而在年輕健康者中則不存在。即使進行了ART，B細胞的早熟老化也是年輕HIV患者的標志，而老年HIV則與老年健康者更相似。

DN B細胞是健康人中免疫衰老的特征，也與自身免疫和慢性疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、慢性肉芽腫病和HIV有關[27]。在接種疫苗前觀察到老年健康人與年輕健康人相比有較多的DN B細胞[26]。與在HIV中其他年齡相關的B細胞變化一樣，年輕HIV患者中DN B細胞的數(shù)量與老年HIV沒有什么不同。年輕和老年HIV中代表免疫衰老的DN B細胞的數(shù)目相近可能是年輕時期B細胞活化使得其向DN表型分化增加的結果。

4 老年HIV與記憶性B細胞

對于年齡是否影響B(tài)細胞的總數(shù)，仍然存在爭議[12]。健康個體衰老時表現(xiàn)出初始B細胞的下降，而在一些報道中發(fā)現(xiàn)記憶性B細胞(CD27 +，MB)略有下降，但也有其他研究報道其增加[28]。然而，針對特定病原體的記憶性B細胞在老化過程中增加，這一點在巨細胞病毒(CMV)中得到證實。

在健康人中，與血清學反應相似，與年輕人相比，老年人的MB細胞反應較低，并且與年齡呈負相關。相比之下，青年和老年HIV感染者在MB細胞中沒有明顯差異。同時，老年健康人顯示出較年輕健康人更低的抗體分泌細胞(ASC)反應，而在HIV方面，年輕人的反應低于老年人，免疫反應與年齡相關[1]。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，HIV-1感染對所有年齡組B細胞亞群的分布都有相似的影響，但治療效果不盡相同。HIV-1感染期間在所有年齡組中所發(fā)生的靜息記憶性B細胞(RM)的消耗并未隨著ART而恢復正常。在中年和老年HIV-1感染者中活化記憶性B細胞(AM)和組織樣記憶性B細胞(TLM)的百分比增加，但當ART超過12個月時，治療能夠將這些B細胞亞群的百分比明顯地降低到與健康人相當?shù)乃?，年輕HIV感染者經(jīng)過更長時間的治療，也基本可以使AM和TLM B細胞亞群的數(shù)量水平趨于正常。因此，中年和老年感染者中AM和TLM B細胞亞群數(shù)目的恢復可能是治療時間延長的結果，影響ART恢復B細胞表型的相關因素可能是時間，而不是年齡本身。研究顯示，年輕和老年的HIV-1感染者的RM B細胞頻率降低，表現(xiàn)出活化標記物CD25的表達水平降低。另一方面，通過延長ART的時長，增加年輕和老年患者AM和TLM B細胞數(shù)目是正確的。年齡本身似乎不會惡化由HIV-1感染引起的B細胞功能損傷[29]。

5 總結

了解生物衰老的自然過程以及HIV感染是否會加劇相關的B細胞功能損傷是非常重要的。年輕HIV患者中的B細胞亞群分化和標志物與同齡健康人不同，相比而言，老年HIV感染者與其同等年齡組的健康者更相似。與年齡相關的對B細胞分化亞群的主要影響是DN B細胞數(shù)目的增加和循環(huán)漿細胞的減少，但是這種影響僅在健康人中是明顯的，因為在HIV患者中，與衰老相關的變化被年輕HIV感染者中早期表現(xiàn)的免疫衰老所掩蓋。年齡增長本身可能并沒有惡化HIV感染所引起的B細胞損傷[20]。研究發(fā)現(xiàn)，與老年HIV免疫功能障礙關系更密切的B細胞為未成熟B細胞及記憶性B細胞中的活化記憶性及靜息記憶性B細胞。然而，需要更具體的實驗和評估來確認這些觀察結果。由于衰老過程的復雜性及多種因素，可能難以確定相關的“普遍”生物標志物。研究還需要探索與不同的機制、組織功能障礙和合并癥相關的更重要的生物標志物[30]。這些研究將主要從大量配對的老年HIV感染和非感染個體的人群中獲得。另外，這些觀察指出，年輕HIV感染者的免疫功能障礙可能因高效ART后CD4計數(shù)的正常和血漿病毒載量的抑制而被忽視。因此，探索更為有效的老年HIV/AIDS的防治措施，是HIV基礎和臨床研究科研人員所面臨的重要挑戰(zhàn)，具有深遠的現(xiàn)實和臨床意義。

[1] High KP, Brennaning M, Clifford DB, et al. HIV and Aging: State of Knowledge and Areas of Critical Need for Research: A report to the NIH Office of AIDS Research by the HIV and Aging Working Group[J]. J Acquir Immune Defic Syndr, 2012, 60 Suppl 1(3):S1-18. doi: 10.1097/QAI.0b013e31825a3668.

[2] Puhr R, Kumarasamy N, Ly PS, et al. HIV and Aging: Demographic Change in the Asia-Pacific Region[J]. J Acquir Immune Defici Syndr, 2017, 74(5):e146. doi: 10.1097/QAI.0000000000001258.

[3] Kennedy, Brian K, Berger, et al. Geroscience: Linking Aging to Chronic Disease[J]. Cell, 2014, 159(4):709.doi: 10.1016/j.cell.2014.10.039.

[4] Adnan Erol. Genotoxic stress-mediated cell cycle activities for the decision of cellular fate[J]. Cell Cycle, 2011, 10(19):3239-3248.doi: 10.4161/cc.10.19.17460.

[5] Lambert ND, Ovsyannikova IG, Pankratz VS, et al. Understanding the immune response to seasonal influenza vaccination in older adults: a systems biology approach[J]. Expert Rev Vaccine,s2012,11:985-994.doi: 10.1586/erv.12.61.

[6] Parmigiani A, Alcaide ML, Freguja R, et al. Impaired antibody responseto influenza vaccine in HIV-infected and uninfected aging women is associated with immune activation and inflammation. PLoS One, 2013, 8:e79816.doi:10.1371/journal.pone.0079816.

[7] Center for Disease Control and Prevention. People at high-risk of developing flu-like complications. http://www.cdc.gov/flu/about/disease/high_risk.htm. Accessed 14 August 2014.

[8] Sheth AN, Althoff KN, Brooks JT. Influenza susceptibility, severity, andshedding in HIV-infected adults: a review of the literature[J]. Clin InfectDis, 2011,52:219-227. doi: 10.1093/cid/ciq110.

[9] Glezen WP, Simonsen L. Commentary: benefits of influenza vaccine inUS elderly-new studies raise questions. Int J Epidemiol, 2006, 35:352-353. doi: 10.1093/ije/dyi293.

[10] Deeks SG. HIV infection, inflammation, immunosenescence, and aging.Annu Rev Med 2011,62:141-155. doi: 10.1146/annurev-med-042909-093756.

[11] Jenny NS. Inflammation in aging: cause, effect, or both? Discov Med2012; 13:451-60.

[12] López-Otín C, Blasco MA, Partridge L,et al. The hallmarks of aging. Cell, 2013,153:1194-1217. doi: 10.1016/j.cell.2013.05.039.

[13] Qin L, Jing X, Qiu Z, et al. Aging of immune system: Immune signature from peripheral blood lymphocyte subsets in 1068 healthy adults:[J]. Aging, 2016, 8(5):848.doi: 10.18632/aging.100894.

[14] Garff-Tavernier M L, Béziat V, Decocq J, et al. Human NK cells display major phenotypic and functional changes over the life span[J]. Aging Cell, 2010, 9(4):527-535.doi: 10.1111/j.1474-9726.2010.00584.x.

[15] 李富榮, 戴勇, 齊暉,等. HIV感染者和AIDS患者淋巴細胞免疫功能的研究[J]. 中華實驗和臨床病毒學雜志, 2004, 18(4):391-391.

[16] Moir S, Fauci AS. B-cell responses to HIV infection.[J].Immunol Rev,2017,275:33-48.doi:10.1111/imr.12502.

[17] Rando T A, Wysscoray T. Stem Cells as Vehicles for Youthful Regeneration of Aged Tissues[J]. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2014, 69(Suppl 1):S39-42. doi: 10.1093/gerona/glu043.

[18] Frasca D, Diaz A, Romero M, et al. Intrinsic defects in B cell response to seasonal influenza vaccination in elderly humans[J]. Vaccine, 2010, 28(51):8077-8084. doi: 10.1016/j.vaccine.

[19] Gross AM, Jaeger PA, Kreisberg JF, et al. Methylome-wideAnalysis of Chronic HIV Infection Reveals Five-Year Increase in Biological Age and Epigenetic Targeting of HLA[J]. Mol Cell,2016, 62:157-168. doi: 10.1016/j.molcel.2016.03.019.

[20] Amu S, Lavy-Shahaf G, Cagigi A, et al. Frequency and phenotype of B cell subpopulations in young and aged HIV-1 infected patients receiving ART[J]. Retrovirology,2014,11:76. doi: 10.1186/s12977-014- 0076-x.

[21] 郝彥哲, 滕智平, 曾毅. HIV基因治療概況及最新進展[J]. 中華實驗和臨床病毒學雜志, 2013, 27(2):156-158. doi:3760/cma.j.issn.1003-9279.2.

[22] Siberry GK, Patel K, Bellini WJ, et al.Pediatric HI, and PediatricHIV AIDS Cohort Study (PHACS), and Pediatric HIV AIDS Cohort Study PHACS. Immunity to Measles, Mumps, and Rubella in US Children With Perinatal HIV Infection or Perinatal HIV Exposure Without Infection[J]. Clin Infect Dis, 2015,61:988-995. doi: 10.1093/cid/civ440.

[23] Grohskopf LA, Sokolow LZ, Broder KR, et al. Prevention and Control of Seasonal Influenza with Vaccines[J]. MMWR Recomm Rep, 2016, 65:1-54. doi: 10.15585/mmwr.rr6505a1.

[24] George VK, Pallikkuth S, Parmigiani A, et al. HIV infection Worsens Age-Associated Defects in Antibody Responses toInfluenza Vaccine[J]. J Infect Dis, 2015, 211:1959-1968.doi: 10.1093/infdis/jiu840.

[25] Sasaki S, Sullivan M, Narvaez CF, et al. Limitedefficacy of inactivated influenza vaccine in elderlyindividuals is associated with decreased production ofvaccine-specific antibodies. J Clin Invest, 2011,121:3109-3119. doi: 10.1172/JCI57834.

[26] Caraux A, Klein B, Paiva B, et al. Circulating human B and plasma cells. Age-associated changes in counts and detailedcharacterization of circulating normal CD138- andCD138+ plasma cells[J]. Haematologica, 2010,95:1016-1020. doi: 10.3324/haematol.2009.018689.

[27] Cotugno N, Finocchi A, Cagigi A, et al. Defective B-cell proliferation and maintenance of long-term memory in patients with chronic granulomatous disease[J]. J Allergy Clin Immunol, 2015,135:753-761.e2. doi: 10.1016/j.jaci.2014.07.012.

[28] Caraux A, Klein B, Paiva B, et al. Circulating human B and plasma cells: age-associated changes in counts and detailed characterization of circulating normal CD138- and CD138+ plasma cells[J]. Haematologica, 2010, 95:1016-1020. doi: 10.3324/haematol.2009.018689.

[29] Amu S, Lavyshahaf G, Cagigi A, et al. Frequency and phenotype of B cell subpopulations in young and aged HIV-1 infected patients receiving ART[J]. Retrovirology, 2014, 11(1):76. doi: 10.1186/s12977-014-0076-x.

[30] Lagathu C, Cossarizza A, Béréziat V, et al. Basic science and pathogenesis of ageing with HIV: potential mechanisms and biomarkers.[J]. Aids, 2017, 31 Suppl 2:S105. doi: 10.1097/QAD.0000000000001441.

2017-07-06)

(本文編輯：陳培莉)

EsearchadvancesintheimmunedysfunctionandabnormalB-cellresponsesinelderlyHIV-infectedpatients

SongAixin,GuoNa,SuBin,WuHao

CenterforInfectiousDiseases,BeijingYou′anHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100069,China

WuHao，Email:whdoc@ccmu.edu.cn

Immune senescence is a phenomenon in which immune function gradually decreases to dysfunction with the increase of age, and it is a gradual natural degeneration process of the gene-controlled immune system. It is mainly manifested in the weakening of immune recognition and immune response, and the disorder of immune function. The immune dysfunction and immune senescence may also occur to different degree in HIV-1-infected patients and aging people. HIV infection and aging will both lead to immune dysfunction. HIV infection is associated with abnormalities in all major lymphocyte populations, including B cells, which ultimately result in severe exhaustion of several lymphocyte functions and increases susceptibility to secondary and opportunistic infections. Recently, with the increasing trend of the aging of HIV-1-infected/AIDS patients, the elderly have become a high-risk group of HIV infection. Thus, it is of great practical and clinical significance to better understand the pathogenic mechanisms of B-cell abnormalities in HIV disease, compare and analyze the changes of immune system in elderly and young HIV patients, and explore more efficient ways of prevention and treatment of elderly HIV/AIDS patients.

HIV, Immune senescence, B lymphocytes

吳昊，Email: whdoc@ccmu.edu.cn

10.3760/cma.j.issn.1003-9279.2017.05.019

HIV；免疫衰老；B淋巴細胞

北京市科技計劃資助(D161100000416003)；國家自然科學基金(81571973)；首都醫(yī)科大學基礎-臨床科研合作基金(17JL20)；首都醫(yī)科大學重點實驗室開放研究課題(2-03-02-BJYAH2016003)；2016年度高層次留學人才回國資助(粟斌)；北京市重點實驗室(BZ0089，BZ0373)

FundprogramsBeijing Municipal Science and Technology Major Project (D161100000416003)； National Natural Science Foundation of China (81571973)； the Basic-Clinical Research Cooperation Fund of Capital Medical University (17JL20)； Fund of Key Laboratory of Capital Medical University (2-03-02-BJYAH2016003)； the Funding for Chinese overseas Talents Returning to China in 2016 (S.B.)； and the Beijing Key Laboratory (BZ0089，BZ0373)