李曉妤,李 靜,張 超,王福生
近年來研究發(fā)現(xiàn),趨化因子配體13(chemokine ligand 13, CXCL13)/趨化因子受體 5(chemokine receptor 5, CXCR5)信號通路可以通過參與HBV的適應性免疫應答來發(fā)揮抗病毒作用[1-2]。HBV感染目前仍呈世界性流行趨勢,據統(tǒng)計全球約有2.92億人感染HBV,其中2.57億人發(fā)展為慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B, CHB)[3-4]。如果未及時接受抗病毒治療,CHB患者可進展為終末期肝病,如肝硬化和(或)肝癌,每年導致近88萬人死亡[4]。近20年來,盡管我國乙型肝炎(乙肝)疫苗的普及、母嬰阻斷等措施的實施顯著降低了HBV的感染率,但由于我國人口基數(shù)大,乙肝的感染人數(shù)及發(fā)病率仍較高[5-6]。目前推薦的抗病毒治療藥物主要包括干擾素α(interferon-α, IFN-α)和核苷(酸)類似物(nucleoside analogue, NA)等[7-8]。抗病毒治療能夠有效抑制病毒復制,阻斷疾病進程,但僅極少數(shù)患者可以實現(xiàn)“功能性治愈”,即達到HBsAg轉陰[7]。研究表明,CHB成人患者接受抗病毒治療5年,僅8%~10%的患者可實現(xiàn)臨床治愈[9],因此探索新的免疫學治療方法對提高CHB患者的臨床治愈率非常重要。
本文將從CXCL13/CXCR5信號分子、相關免疫細胞的生物學特點以及CXCL13/CXCR5信號通路在HBV感染中的自然病程和臨床轉歸等方面進行綜述,以期為提高HBV感染者的臨床治愈率提供新的研究方向。
CXCL13/CXCR5信號通路于1998年由Bernhard Moser團隊首次發(fā)現(xiàn),早期認為該通路主要在B細胞的趨化與成熟中發(fā)揮調控作用[10]。CXCL13/CXCR5信號通路遵循經典的G蛋白偶聯(lián)受體激活途徑,CXCR5與胞內異三聚體G蛋白復合物(由Gα、Gβ和Gγ亞基組成)偶聯(lián)在一起,在CXCL13的誘導下,G蛋白與CXCR5分離且通過結合下游的信號分子來發(fā)揮功能(細胞增殖、遷移,參與基因轉錄等)[11-13]。
CXCL13是趨化因子CXC家族的成員[10],由4號染色體上的CXCL13基因編碼以及二級淋巴器官(secondary lymphoid organ, SLO)中B細胞區(qū)中的基質細胞分泌形成[14],故又被稱為B細胞趨化劑。小鼠模型中的研究顯示,CXCL13主要來源于巨噬細胞,在肝巨噬細胞內以年齡依賴性的方式表達,參與淋巴結構發(fā)育和B細胞運輸,從而啟動機體的免疫反應[2]。人體內,CXCL13主要來源于濾泡輔助性T細胞(T follicular helper cell, Tfh)和外周輔助性T細胞(peripheral helper T cell, Tph)[2,15-16]。Tfh是CD4+T 細胞的一個特殊亞群,位于淋巴濾泡中,是輔助B細胞發(fā)揮功能的重要細胞亞群[17]。Tfh表達CXCR5、PD-1、BCL-6等,可以通過產生IL-21和CXCL13來促進B細胞分化成熟并調節(jié)SLO中生發(fā)中心(germinal center, GC)的形成[16]。與Tfh類似,Tph是近年來發(fā)現(xiàn)的一群新型CD4+T細胞亞群,可以通過分泌CXCL13促進CXCR5+淋巴細胞的募集及淋巴濾泡的形成[18-19]。與Tfh不同,Tph不表達CXCR5和BCL-6[20]。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者中,Tph通過表達BLIMP-1、IL-21、ICOS和MAF等來參與B細胞的活化[16]。
CXCR5也是趨化因子CXC受體家族中的一員,最初在伯基特淋巴瘤中被發(fā)現(xiàn),故又被稱為伯基特淋巴瘤受體1[11],其分布在外周血、成熟B細胞、部分T細胞亞群和皮膚來源的樹突狀細胞中[21-22]。CXCL13與其配對受體CXCR5結合后可對B細胞和部分T細胞亞群產生趨化作用從而參與SLO的形成[23-24]。CXCL13/CXCR5信號通路趨化外周血內的初始B淋巴細胞歸巢至淋巴結,促進SLO中的B細胞與抗原接觸并分化為效應B細胞,參與SLO中GC的形成,進而協(xié)調體液免疫[14]。近期研究發(fā)現(xiàn)一群與SLO結構類似的淋巴細胞(T細胞、B細胞、基質細胞等)聚集物,被稱為異位淋巴樣結構,又名三級淋巴樣結構(tertiary lymphoid structure, TLS),一般在疾病或慢性炎癥狀態(tài)下發(fā)展,包括自身免疫性疾病、感染性疾病、移植器官排斥反應和癌癥相關反應[25-27]。研究發(fā)現(xiàn),CXCL13/CXCR5信號通路可以促進TLS進一步發(fā)展,GC內部成熟的TLS可以進一步促進B細胞發(fā)育和成熟,誘導抗原特異性B細胞的形成,該TLS還可以調節(jié)CXCR5+CD8+T細胞的殺傷功能等,從而通過特異性免疫應答提高機體的免疫能力[28-32]。在病理條件下,該信號通路會導致TLS發(fā)生功能異常,使得針對自身抗原的特異性免疫應答發(fā)生紊亂,進而導致疾病惡化[33-35]。例如,CXCL13/CXCR5信號通路導致系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的腎臟內積累炎癥細胞,使疾病進一步惡化[36];通過參與多發(fā)性硬化中的B細胞分化過程,從而產生病理性抗體,導致疾病惡化和預后不良[37];可能還參與干燥綜合征中B細胞、部分T細胞亞群的活化和增生性炎癥的形成等過程[12,38-39]。綜上研究表明,CXCL13/CXCR5信號通路通過促進TLS的形成在機體淋巴結組織及病灶原位的適應性免疫應答中發(fā)揮重要調節(jié)作用。
2.1 CXCL13和CXCR5基因多態(tài)性影響抗病毒療效 HBV的宮內感染是母嬰傳播的途徑之一,也是造成母嬰阻斷失敗的主要原因[24]。研究發(fā)現(xiàn),母親CXCL13基因(rs355687基因型)與HBV宮內感染的發(fā)生相關,其中與攜帶rs355687CC基因型的母親相比,攜帶rs355687CT基因型的母親發(fā)生HBV宮內傳播的風險率較低(7.6% vs. 4.5%,OR=0.250,95% CI:0.08 ~ 0.82,P=0.022),CXCL13基因多態(tài)性也被證實可能與HBsAg轉陰相關[24-32]。Wu等[40]納入100例自發(fā)或經治療實現(xiàn)HBsAg轉陰的CHB患者及100例HBsAg滴度較高(>1000 IU/ml)的CHB患者作為研究對象,在分析基因組的關聯(lián)性結果中顯示,CXCL13基因多態(tài)性可能是CHB患者血清HBsAg轉陰的影響因素之一。此外,在一項針對CHB患者停止NA治療后臨床復發(fā)的相關研究中發(fā)現(xiàn),與NA停藥復發(fā)患者相比,未復發(fā)患者中CXCR5基因(rs676925GC基因型)分布較高[41]。以上研究提示CXCL13與CXCR5可能是影響HBV感染免疫學應答的重要效應因子。
2.2 HBV感染者血漿中CXCL13水平的變化特點 大部分成年人在發(fā)生HBV感染后能自發(fā)地清除病毒,發(fā)展成CHB的比例<5%[5]。與健康對照者和CHB患者相比,急性HBV感染期患者血漿CXCL13的水平顯著升高,提示CXCL13的活化可能在急性HBV感染期發(fā)揮一定效應[42]。
在慢性HBV感染不同階段,CXCL13也呈現(xiàn)不同特點。Liu等[43]通過ELISA方法檢測了不同免疫分期的CHB患者和健康對照者外周血中CXCL13的表達水平,結果發(fā)現(xiàn),CHB患者的血清CXCL13水平整體高于健康對照者(P<0.05)。進一步在CHB患者中分析發(fā)現(xiàn):CXCL13在免疫激活(immune activation, IA)期最高(P<0.05),在免疫耐受(immune tolerance, IT)期、非活動(inactive carrier, IC)期中水平無明顯差異(P均>0.05)。CHB患者肝內CXCL13的活化與外周血呈現(xiàn)一致的變化特點,Li等[1]通過轉錄組測序技術發(fā)現(xiàn)肝內CXCL13的mRNA表達水平與血清CXCL13的表達水平相一致。與IT期患者相比,IA期患者的CXCL13的mRNA表達顯著上調,且肝內CXCL13的mRNA表達與血清中的ALT水平呈正相關[1]。以上研究結果提示,CXCL13的水平伴隨CHB患者的免疫狀態(tài)的變化而發(fā)生改變,CXCL13在IA期的升高可能與機體對病毒的部分抑制及隨后的HBeAg血清學轉化相關。
CXCL13在CHB患者接受抗病毒治療后會發(fā)生相應的變化,并與治療效果相關[1,43]。一項接受替比夫定治療的HBeAg陽性患者的前瞻性臨床試驗研究發(fā)現(xiàn),患者治療52周后,應答組(能夠實現(xiàn)病毒抑制且HBeAg發(fā)生血清學轉化)較非應答組的血清CXCL13水平更高[43]。此外,在另外一項NA停藥的臨床研究中發(fā)現(xiàn)[1],在96周隨訪期內,病毒學復發(fā)患者血漿CXCL13的水平顯著低于未復發(fā)患者。因此,血漿CXCL13或可用于預測CHB患者抗病毒治療效果及停藥復發(fā)風險,這些結果仍需要臨床隊列研究去進一步驗證。在HBV感染中,CXCL13的來源及免疫效應機制也須要進一步探究。
2.3 CXCL13/CXCR5信號通路參與HBV感染的相關免疫機制 CXCL13/CXCR5信號通路在HBV感染中參與T細胞和B細胞介導的特異性免疫應答[1,43]。CXCL13與表達CXCR5的受體細胞結合后可趨化B細胞和Tfh。CXCL13可以促進B細胞和Tfh共同遷移到GC中,通過誘導漿細胞分泌高親和力抗體發(fā)揮抗病毒效應[43]。GC在SLO內的B細胞(濾泡)區(qū)發(fā)育,該區(qū)域內進行一系列B細胞發(fā)育過程(超突變和陰性選擇、類別轉換重組、漿細胞和記憶B細胞的分化成熟等)[44-45]。除體液免疫外,該通路在細胞免疫應答中也發(fā)揮重要作用,CXCR5+CD8+T細胞可以經過CXCL13誘導后產生較高水平的IFN-γ和IL-21來發(fā)揮抗病毒效應[1]。Li等[1]在CHB患者體內CXCR5+CD8+T細胞和CXCR5-CD8+T細胞的表型和轉錄組特點中發(fā)現(xiàn),盡管CXCR5+CD8+T細胞功能部分耗竭,但與CXCR5-CD8+T細胞相比,其抗病毒免疫應答能力仍較高。綜上研究結果,我們提出相應假說:在急性HBV感染(包括IA期)中,CXCL13的表達升高;在此背景下,CXCL13作為B細胞趨化因子和細胞免疫的關鍵調節(jié)因子,通過募集CXCR5+CD8+T細胞、CXCR5+B細胞,進而分泌功能性細胞因子和特異性抗體,在特異性免疫應答中發(fā)揮抗病毒作用。在慢性HBV感染(IA期除外)中,由于CXCL13分泌減少、CXCR5+效應細胞募集能力減弱,導致CXCL13/CXCR5信號通路介導的特異性免疫應答發(fā)生功能紊亂(圖1)。
圖1 CXCL13/CXCR5信號通路參與HBV感染的免疫應答在急性HBV感染中:HBV感染通過未知途徑活化CD4+ T細胞,分泌CXCL13,促進產生T細胞和B細胞應答。一方面,在淋巴結中,Tfh分泌CXCL13促進特異性B細胞成熟,發(fā)揮抗病毒作用;另一方面,在肝臟中,Tph分泌CXCL13,募集CXCR5+CD8+ T細胞和B細胞,發(fā)揮抗病毒作用。在慢性HBV感染中:CXCL13活化受到限制,T細胞和B細胞介導的特異性免疫應答發(fā)生障礙(慢性HBV感染中顏色變紅代表細胞功能異常)Figure 1 CXCL13/CXCR5 signaling pathways involved in the immune response to HBV infection
本文重點綜述了CXCL13/CXCR5信號通路在HBV感染中的研究進展。首先從CXCL13/CXCR5信號通路的信號轉導途徑、分子特點、生物學功能及其參與相關疾病的應答展開研究,表明CXCL13/CXCR5信號通路可以通過形成TLS來影響自身免疫性疾病的應答。其次發(fā)現(xiàn)該信號通路通過T細胞和B細胞介導的特異性免疫應答來發(fā)揮抗HBV效應,該信號通路中CXCL13的水平可能與HBV感染的免疫狀態(tài)有關。未來仍須在不同臨床時期的HBV感染者隊列中進行深入研究,以明確該信號通路的功能特點、作用機制,以期探索CXCL13/CXCR5信號通路是否可作為干預靶點,為提高CHB患者的臨床治愈率提供新的免疫治療思路。