趋化因子与病毒性肝炎的关系

摘要

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关键词: N/A

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Correspondence to: N/A

Received: July 12, 2003
Revised: August 10, 2003
Accepted: August 16, 2003
Published online: February 15, 2004

Abstract

N/A

Key Words: N/A

0 引言

趋化因子(Chemokines)是一类结构相似的糖蛋白, 具有较强的白细胞激活和趋化活性, 包含有70-90个氨基酸, 相对分子质量8-10 kD, 带有4个半胱氨酸残基, 根据其末端的2个半胱氨酸残基是直接相连或是被一个氨基酸分开而分为α和β两大家族、19个成员, 具有趋化和激活中性粒细胞、单核细胞或某些T细胞亚群、趋化嗜酸性粒细胞、趋化嗜碱性粒细胞并刺激其释放组织胺及刺激造血细胞、成纤维细胞、角化细胞或黑素瘤细胞的生长等作用, 近年来研究发现, Chemokines在病毒性肝炎的发病过程中也起着重要的作用[1-2].

1 概述

1986年以来, 陆续发现了一类主要由免疫细胞产生的、具有趋化白细胞作用的细胞因子, 在1992年第3届国际趋化因子研讨会上, 将其定义为chemoattractant (chemotactic) cytokine简称为chemokines, 译为趋化因子, 目前至少发现有19个成员. 他们具有以下共同的特点: (1)来自同一个祖先基因; (2)成熟分子为分子量8-10kD的小分子多肽; (3)具有可诱导性; (4)不同成员在氨基酸水平上有21%-90%的同源性, 均含有4个半胱氨酸残基(Cys)的保守基序, 组成特征性的两个二硫键, (5)其相应的受体属于G蛋白偶联受体. 根据多肽链一级结构末端的4个Cys中第1、2两个Cys排列的方式, 可将趋化因子超家族分为两个亚族: (1) C-X-C亚族(α亚族), 除NAP-4以外, 这个亚族其余成员分子中N端两个Cys之间被另一个氨基酸残基所分隔; (2)C-C亚族(β亚族), 第1、2两个Cys是相连的.

趋化因子C-X-C和C-C亚族的生物学活性有明显的差别. C-X-C亚族中, 除γIP-10、Mig和PF-4外, 其余成员均具有趋化和激活中性粒细胞的活性, γIP-10主要趋化单核细胞和T细胞. C-C亚族主要趋化和激活单核细胞和某些T细胞亚群. 趋化因子能趋化和激活中性粒细胞、单核细胞或某些T细胞亚群, 可趋化嗜酸性粒细胞, 或趋化嗜碱性粒细胞并刺激其释放组织胺; 某些成员还具有刺激造血细胞、成纤维细胞、角化细胞或黑素瘤细胞的生长的功能. 最近研究发现, 部分趋化因子参与肝炎病毒致肝细胞损伤的过程, 下面就C-X-C亚族中的白介素-8(IL-8)和生长相关基因α/黑素瘤生长刺激活性(GRO)以及C-C亚族中MCP-1/MCAF、MIP-1α、MIP-3α和RANTES等与病毒性肝炎发病的关系作一介绍.

2 IL-8与病毒性肝炎

1986年Kownatzki et al首先证实了单核细胞可产生一种中性粒细胞趋化因子, 1988年Matsushima基因克隆成功, 属于C-X-C亚族(α亚族)成员, 命名为白介素-8(interleukin-8, IL-8). IL-1、TNF、LPS和PMA均能诱导单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞和表皮细胞等合成和分泌IL-8, PHA等丝裂原活化的T细胞也可产生IL-8, 人类多种肿瘤细胞均可高表达IL-8[3]. IL-8能趋化和激活中性粒细胞, 使中性粒细胞外形改变, 促进其脱颗粒, 激活中性粒细胞并使其产生呼吸爆发(respiratory burst)、释放超氧化物(O₂^-、H₂O₂)和溶酶体酶, 能诱导中性粒细胞上调MHCl抗原(CD11b/CD18)的表达, 促进中性粒细胞黏附到内皮细胞和内皮细胞下的基质蛋白. 趋化嗜碱性粒细胞, 并刺激其释放组织胺, 可能与速发型超敏反应的发生有关. 此外, 还可刺激GM-CSF或IL-5预先处理的嗜酸性粒细胞的脱颗粒作用. IL-8还可明显趋化IL-2活化的NK细胞, 同时还是角化细胞的复合促有丝分裂原(co-mitogen), 也是黑素瘤细胞的自分泌生长因子.

在与病毒性肝炎发病关系的研究中, Mahmood et al[4]对35例慢性丙型肝炎(CHC)患者的肝活检标本进行检测, 发现IL-8的表达水平在肝纤维化的发展和肝脏炎症活动而增高, 与IL-2、IL-1α、IL-1β、IL-15、TNF-α等变化平行, 推测其可能在CHC的病理过程中起着重要作用, 并能上调或诱导上述细胞因子的表达. Girard et al[5]发现HCV NS5A在Huh7细胞中表达能上调IL-8的表达, 且其表达的增加可抑制IFN的活性, 影响抗病毒治疗效果, Polyak et al进一步研究发现CHC患者血中IL-8水平明显高于健康人, 在IFN治疗无效的患者血中又明显高于IFN治疗有效的患者. Wang et al[6]检测了慢性乙型肝炎患者血清中的IL-8及其他细胞因子的水平, 结果发现在重型肝炎患者中IL-8的水平明显高于急性肝炎患者, 与血清胆红素水平相关, 随着病情的恶化IL-8水平逐渐增高, 当肝损害最严重时达到高峰, 随着病情的好转逐渐下降, 与肝脏的炎症变化呈正相关. Masumoto et al[7]也证实慢性病毒肝炎患者血中IL-8水平较正常人明显增高, 其中慢性活动性肝炎患者明显高于慢性迁延性肝炎患者, 病程恶化期间水平明显高于病情恢复期, 在10例病毒性肝炎患者肝组织中做免疫组化染色发现8例肝窦状隙周围有IL-8的表达. Horiguchi et al[8]用镉喂养IL-8转基因小鼠18 h后, 小鼠血浆GOT、GPT水平迅速增加, 外周血白细胞及单核细胞计数增高延迟, 肝脏组织学检测发现肝组织中中性粒细胞移动抑制, 肝细胞坏死增加, 转基因小鼠死亡率明显大于野生小鼠, 推测是由于IL-8的过表达引起趋化性缺乏、中性粒细胞表面选择素-1(l-selectin)表达下调, 导致中性粒细胞移动障碍所致. Mahe et al[9]在HBxAg转染细胞中发现IL-8的表达明显增高, 将IL-8调节区域5'端缺失的突变子连接氯霉素乙酰转移酶(CAT)基因作为报告子研究, 发现NF-κb及IL-8基因上游-94到-71间增强子结合蛋白类似物顺式作用元件是HBxAg诱导IL-8表达的重要成分, 证明HBxAg能诱导IL-8表达, 加重肝损伤.

受病毒蛋白及其他细胞因子的影响, IL-8的表达水平增高, 加重肝损伤, 影响IFN的抗病毒疗效, 因此认为IL-8的表达水平能反映病毒性肝病的严重程度及发展阶段, 并对判断预后有一定意义, 抗IL-8抗体的应用有望能对病毒性肝炎的治疗起到一定的作用.

3 C-C亚族趋化因子与病毒性肝炎

3.1 MCP-1

MCP-1能促进单核细胞的移动和活化, 在慢性炎症的发病过程中起关键性作用. T细胞介导的肝脏疾病与血中C-C趋化因子配体-2(CCL-2)/单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)作用紧密相关. Ajuebor et al[10]用刀豆蛋白A(Con-A)诱导的大鼠肝炎模型中发现, MCP-1的中和作用显著增加肝损害, MCP-1中和可减少肝脏TNF-α及干扰素-γ(IFN-γ)水平, 增加肝脏白介素-4(IL-4)水平, 体外用重组MCP-1治疗可减低IL-4的产生和刀豆蛋白A刺激CD3(+)NK1.1(+) T细胞C-C趋化因子受体-2(CCR2)的表达, 推测MCP-1可能通过直接刺激CD3(+)NK1.1(+) T细胞特异性CCR2减少其产生IL-4, 而起抗炎作用. Meng Soo et al[11]发现全长的HCV-S1在HeLa, 、Huh7、HepG2中表达可在mRNA及蛋白水平诱导MCP-1的表达, 含翻译起始位点上游128个核苷酸的MCP-1启动子是HCV与其作用的关键区域, HCV的core 和NS5A能增强MCP-1启动子的活性. Shin et al[12]报道在HBV相关的肝肿瘤细胞中, MCP-1过表达. Marra et al[13]报道未受刺激的肝储脂细胞能分泌MCP-1, 用IL-1α或IFN-γ刺激后MCP-1的水平增加2-3倍, TNF-α刺激后增加1.6倍. 上述结果表明MCP-1在肝脏炎症时出现过表达, 反馈引起TNF-α及IFN-γ水平下降, IL-4水平增加而起抗炎和抑制肿瘤的作用, 并能间接反映肝炎的严重情况.

3.2 IP-10

Narumi et al[14-15]发现在慢性肝炎患者肝脏中, 被单核细胞浸润包围的肝细胞能受TNF-α诱导产生干扰素诱生蛋白-10(IP-10), 与慢性肝炎小叶内单核细胞浸润有关, 慢性活动性肝炎患者血中IP-10和MCP-1水平明显高于正常人, IFN治疗完全应答患者IP-10水平降至正常, MCP-1水平仅轻度下降, IFN治疗无应答患者上述二者无明显变化, 血中IP-10水平较低和MCP-1水平较高的患者IFN治疗效果好; 原位杂交检测发现IP-10 的mRNA主要出现在小叶内及汇管区坏死灶周围的肝细胞中, MCP-1则在窦状隙细胞中, 结果提示IP-10在小叶内单核细胞的聚集及肝细胞死亡中起着特殊作用, 能间接反映IFN抗病毒治疗效果.

3.3 MIP

MIP-3α是CC趋化因子中的一员, 具有趋化未成熟树突状细胞(DC)和淋巴细胞的功能, 在炎症和肿瘤发生中起重要作用. Yamauchi et al[16]检测40例慢性病毒性肝炎患者血中MIP-3α含量, 发现肝炎患者MIP-3α水平明显高于正常对照, 重度和中度肝炎患者MIP-3α水平较轻度患者高, MIP-3α的变化与ALT、AST水平、肝脏炎症活动度正相关, 用IFN治疗有效的丙型肝炎患者2 wk后MIP-3α水平开始升高, IFN治疗无应答者无变化. Shimizu et al[17]报道, 肝脏内MIP-3α主要由汇管区周围的DC发生坏死性炎症反应后产生, 从而导致活化的T淋巴细胞进入肝组织, 这一过程引起了各种肝脏疾病的局部免疫反应的扩大, 炎症加重. Flesch et al[18]也报道MIP-1α在体外能增加DC的存活时间, 激发对外源性HBsAg的CTL效应. 推测MIP-3α可能通过介导和扩大CTL效应而引起或/和加重肝细胞损伤, 并有助于判断IFN抗病毒疗效.

3.4 RENTES

最初认为RANTES只由T细胞产生, 以后发现其与凝血酶刺激人血小板所释放的嗜酸性粒细胞趋化物质是同一种分子. 除T细胞(CD4+和CD8+)和血小板外, 肾小管上皮细胞、肾小球膜细胞、肾脏、肝脏等也可表达RANTES. 人RANTES的前体是高度碱性的蛋白, 与MIP-1α和MIP-1β有较高同源性. RANTES对多种白细胞具有趋化或/和刺激作用: (1)趋化单核细胞; (2)趋化未刺激的CD4+CD45RO+记忆T细胞以及活化后的CD4+和CD8+T细胞; (3)趋化嗜酸性粒细胞并刺激其脱颗粒和呼吸爆发; (4)是嗜碱性粒细胞较强的趋化剂, 但刺激其组织胺等递质释放的作用较弱; (5)RANTES预处理T细胞可增加其与IL-1α刺激内皮细胞的黏附能力. Promrat et al[19]发现带有RANTES -403-A基因的HCV阳性白种人较没有该基因的人发生严重肝脏炎症的几率小, 推测RANTES的表达对于慢性肝炎患者肝脏炎症反应的调节和IFN应答具有重要作用. 有报道HCV-S1 的core 和NS5A能增强RANTES启动子的活性, 促进 RANTES在HeLa, Huh7及HepG2细胞中的表达. Kusano et al[20]原位杂交结果显示RANTES-mRNA主要出现在汇管区和碎屑样坏死灶, 与T淋巴细胞出现的位置一致, 其水平还与ALT变化正相关, 提示RANTES通过将T淋巴细胞趋化到汇管区和汇管周围区而参与肝脏免疫损伤.

趋化因子家族中众多的成员各自具有相似但有不完全相同的功能, 在病毒性肝炎的免疫学发病机制、IFN治疗效果、病情预后等方面起重要的作用, 进一步明确具体功能及作用机制, 并针对其间的靶点进行阻断, 有望在寻找病毒性肝炎更有效的防治手段方面取得可喜的进展.

备注

编辑: N/A

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