肝炎发作期宿主的自身免疫系统肝炎一直攻击病毒导致什么情况

  乙肝的致病原是乙肝病毒。乙肝病毒抵抗力极强,在60℃的条件下都难以将其杀灭,在100℃的高温下能存活7—8分钟左右。在各种类型的肝炎中,乙肝病毒潜伏期最长,在4—22周之间。

  乙肝病毒在肝细胞内生存、复制后。再排出到血液中,所以不仅血流中病毒高负荷,而且肝脏的大多数肝细胞都被感染。乙肝病毒本身并不直接引起肝细胞的病变,只是在肝细胞内生存、复制,其所复制的抗原表达在肝细胞膜上,激发人体的免疫系统来辨认,并发生清除反应。

  人体感染乙肝病毒后,由于机体免疫功能不同,从而病程发展也不同。如果机体的免疫功能健全,免疫系统被激活后识别乙肝病毒,攻击已感染病毒的肝细胞并清除之,这就导致了急性乙肝;如果机体的免疫功能被激活,但处于低下状态,机体对已感染病毒的肝细胞反复攻击,但是又不能完全清除之,导致肝组织慢性炎症反复发作,这就是慢性乙肝;如果机体的免疫功能处于耐受状态,不能识别乙肝病毒,因此不攻击已感染病毒的肝细胞,病毒与人"和平共处",这就是乙肝病毒携带者。

  乙型肝炎病毒(HBV)为直径42~47nm的球形颗粒(Dane颗粒),由外壳与核心两部分组成。外壳有许多小球状颗粒,只含病毒表面抗原(HBsAg)。核心含环状双股脱氧核糖核酸(DNA)、DNA多聚酶、核心抗原(HBcAg)和e抗原(HBeAg)。双股DNA的正链短且不完整,长度仅为负链的50%,不含开放读码区,不能编码蛋白。负链完整,长度恒定,约含3200个核苷酸,有4个大开放读码区,可编码全部病毒蛋白:①S区基因。编码病毒外壳蛋白(HBsAg),分为S、前S1、前S2基因区共同编码3种外壳蛋白肽段,即主蛋白由S基因编码,中蛋白由前S2和S基因编码,大蛋白由前S1、前S2和S基因编码。3种外壳蛋白的功能和性质有所不同;②C基因。编码核心抗原蛋白及其可溶成分e抗原,前C基因区可能在HBV的装配和分泌中起作用;③P基因。其翻译产物为病毒的DNA多聚酶;④X基因。编码HBxAg,存在于HBsAg或HBcAg阳性病例肝细胞核内,可能是一种转录调节蛋白。

  在HBV感染者的血清中存在3种不同形态的病毒颗粒,即小球形颗粒(直径22nm)、管状颗粒(直径22nm、长度100~1000nm)、Dane颗粒(直径42nm)。前二者分别为过剩的HBV外壳蛋白和不完整或空心的颗粒,无传染性,仅Dane颗粒在肝细胞中复制,具有传染性。黑猩猩及恒河猴为易感动物。HBV可在人肾和猴肾细胞、人羊膜细胞中生长,可从上述组织培养液中检出HBcAg,并引起细胞病变。

  HBV抵抗力强,煮沸30min121℃高压蒸汽15min160℃干热2h、环氧乙烷1.6g/L45min、0.5%二氯异氰尿酸钠30min、0.5%碘附10min、2%碱性戊二醛、0.5%过氧乙酸7min可灭活。醇类、季铵盐类、氯己定不易灭活。紫外线照射30min可杀灭HBV。

  HBsAg的亚型及其意义:HBsAg的组抗原决定簇“a”是共同的,亚型d和y,w和r互为等位基因,因而分为4个主要亚型:adw、adr、ayw和ayr。W亚型又可分为Wl、W2、W3和W4。HBsAg的亚型分布因地域、时间和民族而异。我国汉族以adr为主,adw次之;少数民族以ayw居多、ayr罕见。应用亚型单克隆抗体研究证明,d与y、w与r可以共同存在于同一抗原颗粒上,形成adwr、aywr、adyw或adyr等复合亚型。HBsAg各亚型间,虽然由于有组抗原决定簇“a”,存在一定的交叉免疫,但这种交叉免疫是不完全的。

  HBV在正常免疫功能的感染者引起急性病变;在异常免疫功能者则发生慢性肝炎和慢性肝病。HBV不是致细胞病变性(cytopathogenic)病毒,HBV感染后须经宿主的免疫应答引起病变,并使疾病进展。

  肝炎病毒感染时对病毒抗原的免疫应答与病毒消除和发病机制相关。HBV感染时,对外膜抗原的体液抗体应答利于清除血液中的病毒颗粒;对核壳和复制酶抗原的细胞免疫应答清除病毒,也损害肝细胞。

  ①病毒免疫清除和肝组织免疫损伤对在肝细胞表面的病毒抗原所引起宿主的细胞免疫应答,一般认为是肝细胞损伤的决定因素。细胞免疫应答表现单个核细胞在肝组织中的浸润,继以不同程度的组织破坏;组织破坏也与体液免疫相关,可由于反应抗体、抗体和补体、或免疫复合物的形成和在组织内的沉积。

  肝炎病毒感染持续的原因是对病毒抗原的免疫应答低下,常由于病毒变异后的免疫逃逸;新生儿免疫耐受在HBV感染持续中起重要作用。

  肝内T细胞:CHB(慢性乙型肝炎)病人的大量致敏淋巴细胞进入肝内,外周血仅能部分反映发生在肝内的免疫过程,有复制的比无复制的病人,肝内CD4/CD8细胞比率显著较高,提示原位的辅助-诱导性CD4T细胞,可能经HBcAg激活,正调节CD8CTL的细胞毒活性。活动性病变中分离的Th细胞克隆,近70%是Th1细胞;而PBMC中的仅4%。肝内隔室的CD4细胞群中的Th1密度越大,所产生IFNγ的水平越高,细胞毒活性也越强。肝内的炎症环境中的抗原刺激可能有利于这些细胞的扩增。Th1细胞参与CHB的肝细胞损伤机制。

  抗原特异性识别:一种特异免疫反应的起始是T细胞受体复合体对靶抗原的识别。T细胞受体复合物(淋巴细胞膜上的TCR与CD3结合物)还包括抗原提呈细胞或靶细胞表面的抗原和MHC决定簇。HBV核壳抗原的核壳蛋白表位只是经细胞内处理的、8~16个氨基酸的一小段寡肽(表位肽)。CD4T细胞的识别部位大致在HBc/eAg肽的AAl-25和AA61-85表位;CD8CTL识别的序列区未充分界定,不同种族、不同MHC型感染者的不同亚群的T细胞,在核壳抗原氨基酸序列上的识别表位有差别。IgG-抗-HBc可部分掩蔽HBcAg表达,抗HBc抑制CTL对HBV靶抗原的识别,是使HBV感染持续的因素之一。抗HBc可抑制对肝细胞的细胞毒效应,由母亲被动输入的抗HBc亦可发生同样的作用。

  HLA(白细胞抗原)限制:由APC(抗原提呈细胞)提呈的抗原寡肽/HLA-Ⅱ复合体可直接与CD4T细胞CD4/HLA-Ⅱ分子的β2-结构区相结合,从而限定效应与靶细胞之间相互作用的特异性。活动性肝病的病人的肝细胞膜有较强的HLA-I表达,可更有效的向T细胞提供核壳寡肽。

  同样,APC中抗原肽与HLA-Ⅱ结合形成复合体,提呈于细胞表面。Th细胞用其表面的CD4分子去探测APC表面的HLA-Ⅱ,用其TCR去探测沟中的互补抗原肽,这是CD4Th细胞的识别过程。

  TCR与肽/HLA复合体之间的结合不稳定,须CD4分子与HLA-Ⅱ的β2区段结合、CD8分子与HLA-I的α3区段结合,形成立体结构才能保持。TCR与复合体之间必要的接触时间。此外,这些细胞都产生细胞黏附分子,细胞间的粘连加强了细胞间的反应。

  以MHC(主要组织相容性复合体)表达的免疫遗传学基础是限定HBV感染发展的重要因素,可以解释对HBV易感的种族差异。HBV感染者中HLA定型与临床经过的相关性已有不少报告,但尚无一致的意见。与HBV感染病变慢性活动正相关的HLA定型有A3-B35、A29、A2、B8、B35、DR3、DR7,负相关的有B5、B8、DQwl、DR2和DR5。

  细胞因子:细胞因子在细胞间传递免疫信息,相互间形成一个免疫调节的细胞因子网络,通过这一网络进行细胞免疫应答。急性肝炎时在感染局部有IFN诱生,感染肝细胞释放IFN至周围介质,造成相邻肝细胞的抗病毒状态。慢性肝炎时由浸润的单个核细胞或其他非实质细胞原位释放的细胞因子,在免疫应答、细胞增殖和纤维化中起作用。

  IL-2:Th产生IL-2和表达IL-2R,是调节细胞免疫和体液免疫的中心环节。在慢性肝炎和慢性肝病,IL-2产生减少,加入外源性IL-2亦不能纠正,提示IL-2R的表达亦降低,对已减少的IL-2也不能充分利用,因而不能充分激活T细胞增殖,在CHB和肝衰竭尤其显著。IL-2诱导产生淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)功能也降低。

  干扰素:急性肝炎时感染肝细胞释放IFN至周围介质,造成相邻肝细胞的抗病毒状态。慢性HBV感染时产生IFN的能力降低,肝衰竭病人的最低,病人血清中存在诱生IFN的抑制因子。

  肿瘤坏死因子α:主要由单核巨噬细胞产生,TNF-α;可能增强多种黏附分子的表达,引起炎症和细胞毒效应。TNF-α;可能毒害细胞自身、尤其可能激活细胞毒性免疫细胞。

  转化生长因子α:因能使正常的成纤维细胞的表型发生转化而命名,活化的T、B细胞可产生较大量的TGFβ。一般而言,TGFβ对来自间质的细胞起刺激作用;而对上皮来源的细胞起抑制作用。

  在CHB病人的PBMC(周围血单核细胞)中加入TGF-β1:对HBcAg刺激产生的IFN-γ和抗HBc有明显抑制作用;降低HBcAg刺激的PBMC增殖。TGF-β对抗原特异或非特异、细胞或体液免疫,其抑制作用并无明显区别;对T细胞、B细胞和单核细胞都能抑制;也能抑制HLA-I限制的CTL,对HBV感染肝细胞的细胞毒活性。

  TGF-β;1激活肝脏贮脂细胞产生基质蛋白,诱导胶原和其他细胞外基质成分的合成。肝内细胞因子谱:Th1型细胞因子包括IL-2、IFN-γ和TNF-β,主要涉及细胞免疫;Th2型细胞因子如IL-4和IL-5,主要调节体液免疫应答。

  CHB和CHC(慢性丙型肝炎)肝内浸润细胞中有不同的细胞因子类型,显示不同的抗病毒免疫应答行为。在CHC以Th1应答占优势,抑制HCV(丙型肝炎病毒)复制,但不足以完全清除,故HCV感染总是处于低负荷的病毒水平。在CHB较强的Th2和较弱的Th1应答,只能保持低效率的抗病毒效应,故感染倾向于长期持续。

  如上所述,HBV感染的肝组织损害始于特异抗原-T细胞反应,继以非特异炎症细胞产生的细胞因子相互作用。炎症的一个重要介质是TNF,活动性CHB时IFN-γ刺激TNF-α产生增加,而在AsC时几乎无TNF-α产生。另外,CLD中IL-1产生增加与肝活检纤维化的量明显相关。干扰素治疗完全应答的病人,在治疗开始后的8~10周炎症激活,常同时PBMC产生TNF-α和IL-1增加;对治疗无应答的病人这些因子不增加。在此,T淋巴细胞通过淋巴因子IFN-γ、单核Mφ通过单核因子TNF-α和IL-1将两个系统连接起来。

  ②抗病毒免疫和病毒持续感染:参与免疫防护的主要是病毒的外膜抗原。外膜抗体应答:抗HBs易在病毒清除后的恢复期检出,而不在慢性感染中出现,故是中和性抗体;并可能防止病毒附着而侵入敏感细胞。然而,抗HBs通过形成抗原-抗体复合物,也参与一些与HBV感染有关的肝外综合征的发生机制。

  免疫耐受性:免疫耐受是免疫系统在接触某种抗原后产生的、只对该种抗原呈特异的免疫无应答状态。对HBV的免疫耐受在感染小儿中发生较普遍。是形成AsC的免疫基础。

  免疫耐受可能的机制:A.免疫细胞有大量不同特异性的细胞克隆,新生儿期与HBsAg相应的细胞克隆接触HBsAg上的决定簇,不是发生免疫应答,而是被清除或抑制;B.因CD8Ts功能增强缺乏抗HBs应答;C.母亲的HBeAg对新生儿HBV感染起免疫耐受作用;D.血清中高浓度的抗原使特异克隆的B细胞耗竭,产生的少量抗体可被大量抗原耗费;或者抗病毒的CTL被高负荷的病毒所耗竭。

  持续感染:A.病毒变异:由于变异而免疫逃逸;B.感染在免疫特赦部位保留:病毒感染的某些肝外组织淋巴细胞难以到达,或某些类型的细胞不表达HLA分子,病毒如能在这些部位复制,就可能逃避免疫清除,而成为肝脏持续感染的来源;C.免疫耐受:慢性HBV感染病人大都有不同程度的免疫耐受性。

  (2)肝细胞凋亡病毒清除和组织损伤主要由CTL经穿孔素途径的细胞坏死或经CD95L的细胞凋亡;

  也可由单核巨噬细胞经TNF-α途径的细胞凋亡或坏死。两者有独立的机制,不同的发生背景。凋亡是细胞死亡的主动形式,而坏死是被动形式,凋亡是在许多形态和生化方面不同于细胞坏死的特定的细胞死亡形式,但两者有一些共同的作用路段,分开两者的界线并不清楚。

  CD95L和CD95或称FasL和Fas,是许多细胞的细胞表面分子,CD95L是配体,而CD95是其受体。CTL表达的CD95L结合靶细胞表达的CD95,可引起靶细胞的凋亡。

  TNF-α和TNR-β:TNF-α主要由Mφ产生,是多向性或多效性的细胞因子,在炎症和感染性休克中起重要作用。

  CD95L:CTL上的CD95L与靶细胞上的CD95结合,从而激活靶细胞内部的自杀程序。

  经CD95的信号导致凋亡,激发这一途径须CD95与其抗体或与其配体交联。CD95激发的死亡途径不依赖细胞外Ca2,也不必有大分子的合成。

  CTL的细胞毒效应是IL-2依赖的,因而,IL-2可抑制凋亡的发生。

  凋亡细胞的胞膜完整,碎裂成凋亡小体被Mφ或相邻肝细胞吞噬,病毒和其他内容物不外泄,是一种自卫机制。DNA病毒拮抗细胞凋亡,转染HBV的肝癌细胞系HepG2215细胞,比未转染的HepG2细胞耐受凋亡因子的刺激。

  病毒性肝炎的肝细胞、HB相关HCC的肝癌细胞也表达CD95L肝细胞的“自杀”和“同胞相杀”是一种非免疫攻击的清除病毒方式,可能是对HBV拮抗凋亡的补偿机制。

  TNF-α:主要由Mφ产生,其介导的细胞毒活性取决于靶细胞的敏感性。当转译抑制剂放线菌酮致敏细胞后,TNF-α引起凋亡,有典型的凋亡特征。

  病毒性肝炎时的肝细胞也产生TNF-α,HBx可转化激活TNF-α启动子;TNF-α杀伤取决于HBV表达的水平,在高表达的细胞系TNF-α才引起细胞凋亡。

  A.急性和急性重型肝炎:病毒引起的肝细胞死亡的病理生理中,凋亡和坏死常同时发生。

  阐明急性重型肝炎的发展过程有一小鼠模型可供参考。HBsAg转基因小鼠注射HBsAg特异的CTL,病变依次按阶段性发展:4h内CTL与肝细胞间直接相互作用,激发少数HBsAg阳性肝细胞发生凋亡,出现广泛散在的凋亡小体;4~12h中凋亡肝细胞继续增加,并出现许多炎症病灶,掺杂大量非抗原特异的淋巴细胞和中性粒细胞,扩大CTL的局部致细胞病变效应;注射后24~72h,多数肝细胞气球样变性,坏死广泛分布于整个小叶,同时有许多凋亡细胞。CTL经抗原刺激分泌IFN-γ;,激活非特异的炎性细胞,包括肝内的Mφ,扩大CTL致细胞病变效应而发生大块肝细胞坏死。因而,急性重型肝炎是HBsAg特异、MHC-I限制的CTL在识别抗原、分泌IFN-γ;,激活Mφ后发生的。

  TNF-α;可经坏死或凋亡(取决于实验系统)杀死不同的肿瘤细胞系,肝损害有2个时相,即以细胞凋亡为特征的初始期和凋亡和广泛的细胞坏死为特征的较后期。

  B.慢性肝炎和慢性肝病:多数慢性肝炎病人肝内浸润的淋巴细胞可检出CD95L,可能表达CD95L的淋巴细胞对启动肝细胞凋亡是主要的效应细胞。CD95L和CD95表达、DNA损伤和凋亡都以界面性炎症区最显著,符合病毒在肝内的传染过程;局部大量浸润的CTL表达CD95L,经CD95介导肝细胞凋亡,是病毒性肝炎区别于其他肝损害的特征。病毒性肝炎时肝细胞也同时表达CD95和CD95L,在凋亡发生过程中不仅是靶细胞,也是效应细胞。

  肝细胞中CD95L和CD95表达的程度与炎症病变的活动性一致。正常肝组织阴性。轻型CH(慢性肝炎)可无或弱表达,仅在界面性炎症区有少数阳性细胞;中、重型CH常为中、强度表达,在界面性炎症区有多数阳性细胞,肝小叶中也有散在、甚至弥漫性分布。

  CH合并早期LC和活动性LC常有较重炎症,CD95L和CD95也常是中、强度表达;而HCC表达较弱,凋亡降低正是肿瘤发生的机制。

  人体感染变异病毒或感染野生病毒后,所引起的免疫应答不同。变异病毒的生物学意义可有:逃避自然发生的或疫苗产生的免疫、对药物引起抗性、改变发病机制,甚至改变种属和组织的嗜性。因而,病毒变异可能是病毒传播、致病和转归的重要因素。

  前C区形成一个发夹结构(包装信号ε干-襻结构),是包裹前基因组RNA所必需,可能解释密码子28的TAG变异的极高流行率。G1896与T1858即是上述ε干-襻结构的不稳定碱基对,ntl896的G变异为A使干-襻结构较为稳定。故前C/A83变异可能是HBV感染自然史的较普遍现象,多发生在HBe血清转换过程中,常预示病变缓解。

  C基因变异的分布并非随机,绝大部分集中在AA48-60、AA84-101和AAl47-155的13、18和9个氨基酸的3小段序列中,比其他部位有较高的替代率。

  C基因表达区是宿主对免疫应答的主要目标,与病变的发生和感染肝细胞的清除相关。C基因区变异可能是HBV在其慢性感染过程中,用以逃避免疫清除的策略,使感染持续、进而使病变加重。

  C基因启动子(cp)的变异也使HBcAg缺失,已发现ntl762的A→T和ntl764的G→A,与HBeAg(-)表现型和急性重型肝炎有关。

  cp区在ntl643-1849,结构和功能较复杂,与X基因和C基因的前C区有部分重叠;DRl和增强子Ⅱ在其区域内;前CmRNA和前基因组C/PmRNA都在此处开始。cp由核心上游调节序列(CURS)和基本核心启动子(Bcp)两部分构成,Bcp是在ntl742-1849区段的108个核苷酸,所包含的DRl区和2种mRNA的起点区都很保守,提示这些区域的稳定是病毒复制所必需。

  仅感染cp变异株仍可有高滴度的HBVDNA,可与感染野生毒株者相比拟,提示这些变异并不明显影响HBV前基因组的转录。

  cp是异质的,与HBe状态或急性重型肝炎未必有相关的特定改变。ntl762和ntl764的替代偶见于急性重型肝炎,也见于慢性肝炎和其他慢性肝病,且未必是HBeAg表现型。

  三、乙肝六大传播途径

  (1)血液或血制品传播:如输入全血、血浆、血清或其它血制品,通过血源性注射传播。被乙肝病毒污染的血制品如白蛋白、血小板或血液输给受血者,多数会产生输血后肝炎,此外血液透析、肾透析时亦会染上乙肝病毒。

  (2)胎源性传播(小三阳传播):如孕妇带毒者通过产道对新生儿垂直传播;妊娠期发生肝炎的孕妇对胎儿的感染等。我国现有HBSAg阳性者约1.4亿人,其中85%经过母婴小三阳的传播途径。垂直传播是我国乙肝小三阳蔓延和多发的重要原因。亦有小部分为父婴传播者。母婴小三阳的传播途径多半是经过产道感染或宫内感染。

  (3)医源性传播:如医疗器械被乙肝病毒污染后消毒不彻底或处理不当,可引起传播;用一个注射器对几个免疫对象预防注射时亦是医源性传播的途径之一;血透患者常是乙肝传播的对象。

  (4)性接触传播:近年国外报道对性乱交、同性恋和异性恋的观察肯定:乙型肝炎的性传播是传染性伙伴的重要途径,这种传播亦包括家庭夫妻间的传播。

  (5)昆虫叮咬传播:在热带、亚热带的蚊虫以及各种吸血昆虫,可能对乙肝传播起一定作用。

  (6)生活密切接触传播:与乙型肝炎患者或携带者长期密切接触,唾液、尿液、血液、胆汁及乳汁,均可污染器具、物品而传播乙型肝炎。主要指性接触、平时生活紧密接触(如同用一个牙刷、毛巾、茶杯和碗筷),都有受乙肝病毒感染的可能。乙肝病毒可经过破损粘膜进入紧密接触者的身体内。

  丙型肝炎病毒(HCV)可引起肝炎、肝硬化和肝癌等一系列肝脏疾病,且慢性化几率较高。目前全世界HCV感染人数仍呈增加趋势,因此科学家对HCV的研究高度重视。HCV有一个大的开放阅读框编码约三千多个氨基酸的多聚蛋白,经蛋白酶裂解为十个多肽片段;氨基末端为结构蛋白包括有核心蛋白、包膜蛋白E1和E2、P7蛋白;羧基末端为非结构蛋白包括有NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A和NS5B蛋白。基中NS5A蛋白位于HCV多聚蛋白前体的氨基酸区域,由447个氨基酸组成,氨基末端为双亲性α螺旋可与内质网膜结合。NS5A还包含有3个同样的ProXaaXaaPro基序,这些基序存在于许多信号蛋白中形成伸展的α螺旋,并与Src同源3(SH3)功能区结合。根据NS5A上丝氨酸残基磷酸化程度的不同有p56和p58两种成熟形式。越来越多的科学家推测NS5A蛋白可能在HCV干扰宿主细胞内信号和免疫逃避方面有一定的作用,发表了不少论文。本文就NS5A蛋白功能和作用机制的研究进展作一综述。

  1 与病毒复制的关系

  Lohmann等[1]最早运用亚基因组复制子系统研究提出NS5A与RNA复制有关。随后研究进一步发现NS5A的双亲性膜靶标螺旋的变异与复制子有关,导入三个螺旋分裂的突变可完全终止复制子建立G418耐药的克隆,意味着NS5A的膜结合是HCVRNA复制不可缺少的一步[2]。体外临时转染细胞研究显示NS5A和NS5B结合是由NS5A的105-162和277-334残基[3]与NS5B上的四个不连续的区域[4]相结合。奇怪的是当他们的比例为0.1或更低时,NS5A可适度刺激NS5B的聚合酶活性,而更高的比例时NS5A抑制NS5B的聚合酶活性。具体机制目前还不清楚,分析认为有可能是体外纯化的NS5A和NS5B融合蛋白的作用结果并不能准确地反映他们在体内的情况。Shimakami等[5]删除NS5A中与NS5B结合的部分导致亚基因组复制子无功能,而如果删除部分不影响NS5A与NS5B结合则复制子仍能复制,因此推测NS5A与NS5B之间的相互作用是HCV RNA复制所必需的。用人类肝细胞cDNA文库的酵母双杂交筛选法研究细胞蛋白与NS5A蛋白的相互作用鉴定出33kD人类囊相关膜蛋白(hVAP-33)。体外连接及体内联合免疫沉淀作用研究,证实NS5A与hVAP-33之间有相互作用,病毒RNA依赖的RNA聚合酶NS5B也与hVAP-33作用,它俩分别结合到hVAP-33的羧基末端和氨基末端,NS5A和NS5B同时与hVAP独立作用。免疫荧光显示,hVAP-33主要与ER、高尔基复合体、以及前溶酶体结合。hVAP可以作为HCV复制复合物的膜受体,介导HCV复制复合物与膜结合,NS5A及NS5B与hVAP-33的相互作用可能会影响宿主细胞的囊泡转运功能。研究还发现在一些HCV分离株中有一被称为干扰素敏感决定区(ISDR)内的突变率与病毒RNA滴度成负相关[6],在人肝细胞内NS5A的表达可活化内部核糖体进入位点(internal

  2 与干扰素抗病毒治疗的关系

  Enomoto等[9]通过分子流行病学调查发现NS5A与干扰素(IFN)治疗的疗效相关,并鉴定出NS5A中一个约40个氨基酸的序列在IFN耐药种株中相对保守,而在IFN敏感种株中变异率较高,因此,推测NS5A在IFN耐药中发挥一定的作用,并把这个氨基酸序列区称为ISDR。随后科学家[10]还发现:表达有IFN耐药的HCV1b种株的NS5A蛋白的细胞对IFN部分耐药,并允许脑心肌炎病毒和口腔炎小疱疹病毒生长;而在同样的实验中表达IFN敏感的HCV1a或HCV2a基因型或者删除了ISDR的HCV1b型的NS5A蛋白并不能抑制IFN的活性。Nousbaum等[11]认为NS5A羧基末端ISDR以外的一段序列也与IFN活性有关。IFN是由宿主不同类型的细胞为应对病毒感染和某些刺激而分泌的细胞因子,分为Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型IFN(α,β,ω,τ)是由各类细胞针对病毒感染分泌的抗病毒活性多肽,表现出非特异性免疫应答特点;Ⅱ型IFN也称为IFNγ是由促有丝分裂素或抗原刺激激活的T细胞和巨噬细胞分泌的抗病毒多肽,充当特异性抗原免疫应答的任务。Ⅰ型IFN信号途径的传递始于IFN与特异性细胞表面IFN受体的结合。IFNα与细胞膜上受体结合,引起受体二聚体化,受体胞内区的酪氨酸残基在Janus激酶作用下磷酸化,而后信号传递体和转录激活剂(STATS)也被Janus激酶磷酸化。两种Janus激酶酶家族成员JAK1和Tyk2,参与了Ⅱ型IFN信号传导。磷酸化的STAT1和STAT2结合成异二聚体,转移到细胞核内与DNA结合蛋白p48结合,形成三聚体的干扰素激活基因因子3(ISGF3)。ISGF3在许多IFN激活基因启动区与IFN激活顺式作用元件(ISRE)结合促进转录。除了ISGF3外,不同的STAT和二聚体以及不同的IFN转录调节因子,在IFN信号传递途径中也起重要作用。大量IFN激活基因表达,其蛋白产物介导IFN多效性抗病毒作用。目前认为IFN抗RNA病毒的主要机制是其能够诱导产生的一种dsRNA依赖的蛋白激酶(PKR),这种PKR在RNA病毒基因复制时与dsRNA结合而激活,激活后能够磷酸化翻译启始因子eIF-2a亚单位的51位丝氨酸残基,使磷酸化的eIF-2a无法参与蛋白多肽链的翻译过程,从而抑制病毒或细胞蛋白的合成,达到抗病毒的效果[12]。而研究发现NS5A中ISDR及与其相临的羧基末端的26个残基与PKR的一个二聚作用区域结合后能够抑制PKR自身的磷酸化和对其他外来物质的磷酸化从而抑制PKR活性。不过也有科学家[13,14]报道未能发现ISDR与IFN疗效的关系。Podevin等[15]虽然证实NS5A能够抑制IFN抗脑心肌炎病毒和口腔炎小疱疹病毒的活性,但不管是IFN敏感的还是不敏感的NS5A在Huh7或HeLa细胞中都未观察到对PKR活性的影响,用共免疫沉淀和共免疫荧光方法也未检测到NS5A和PKR的相互作用。这提示NS5A可能还通过其他机制抑制IFN的抗病毒活性。Khabar等[16]发现白介素8(IL8)能够减弱IFN的抗病毒活性,提示内源性的IL8的产生有助于病毒的感染。Polyak等[17]也发现HCV感染的患者血清中IL8的水平高于对照组,IFN无应答组高于应答组,并提出NS5A能够促进IL8的产生并减弱IFN的抗病毒活性。随后Girard等[18]用芯片分析法观察到了同样的现象。Blindenbacher等[19]发现表达有HCV全基因组的转基因小鼠IFNα刺激转录因子ISGF3的DNA结合活性降低,而淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒易感性增加。Shuai等[20]认为Stats的丝氨酸磷酸化在IFN信号的调节方面起着关键性的作用。Macdonald等[21]推测NS5A可能通过与连接蛋白Grb2相互作用抑制细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase, ERK)MAPK的活性;这样,NS5A可降低Stat1丝氨酸的磷酸化并减弱细胞对IFNα的反应。然而,他们[22]随后发现对IFN敏感和耐药的HCV不同基因型的NS5A都能与Grb2结合,似乎并不支持这个假说。

  3 与促进宿主细胞有丝分裂的关系

  HCV能够通过调节宿主细胞的有丝分裂信号途径来调节宿主细胞的生长和活性,从而维持其慢性感染状态。目前认为主要有三种途径:ERK途径、SAPK/JNK途径和p38MAPK途径[23]。他们都是基于一个包含有MAPK的三重激酶信号组件,NS5A能够调节这三种MAPK信号途径。NS5A能够抑制ERK MAPK途径:体外研究显示NS5A能够与Grb2结合。Grb2能够通过一个SH2区与活化的EGF受体上磷酸化的酪氨酸残基结合使鸟嘌呤核苷酸交换因子Sos迁移到细胞膜,然后催化Ras GDP-GTP转换,并激活ERK途径[22]。Tan等[24]报道NS5A并不阻止Grb2-Sos复合体的形成,而后Hanafusa等进一步证实NS5A能与Grb2 SH2区结合抑制Grb2-Sos与生长因子受体结合,并未抑制Grb2-Sos的结合。NS5A能够活化JNK MAPK信号途径:NS5A与连接蛋白TRAF2结合,再与配体上的TNF受体结合,参与JNK的活化[25]。Park等[26]认为NS5A不是直接活化JNK,仅仅是通过TNFα增强其活性。NS5A还可通过与TRAF2相互作用调节JNK的活性,在缺乏TNFα时,NS5A也能够通过足够表达TRAF2调节JNK的活性。NS5A也能够抑制EGF刺激的p38MAPK的活性:这条途径在通过下游靶标控制蛋白翻译方面起着关键性的作用,主要是磷酸化翻译启始因子eIF4E和调节其活性。NS5A的表达能够降低eIF4E的磷酸化[27]。

  4 与细胞凋亡的关系

  NS5A能够利用多种机制抑制外源性和内源性凋亡刺激因子减少宿主细胞的凋亡。TNFα是一种主要的外源性凋亡刺激因子,研究表明[28,29]表达NS5A蛋白的细胞能够抵挡TNFα的作用,与对照组相比细胞凋亡明显减少。生物化学分析显示NS5A与TNFα应答连接蛋白TRADD相互作用调节抑制TNF-α信号。TRADD与配体上活化的TNF受体结合并形成一个复合体,这个复合体再向多个下游的效应器(胱门蛋白酶、NF-Bβ等)传达信号;NS5A与TRADD结合能够阻断这些信号。内源性的凋亡主要通过促凋亡和抗凋亡信号的平衡来调节,例如Bcl2蛋白家族包含有促凋亡和抗凋亡成分,他们在线粒体和细胞核膜上受Bcl-2相似区域(BH)间相互作用的驱动形成异二聚体。这家族中不同成分之间的平衡指导着凋亡反应[30]。Chung等[31]发现Bcl2家族抗凋亡成分的BH区域与ISDR序列具有相似性。NS5A内的BH区域能够和促凋亡的Bcl2蛋白(Bax)结合促进细胞凋亡,这需要NS5A和Bax都存在于细胞核内;然而,完整的NS5A只存在于细胞质内。目前认为是凋亡细胞中的caspase家族切割了NS5A全长蛋白致使其内部稳含的核定位信号暴露出来,从而使NS5A进入细胞核内发挥功能[32]。在DNA损伤或不正常复制时p53是一种内源性凋亡信号。Majumder等[33]发现NS5A在细胞浆中能与p53结合形成复合物,封闭了p53与其特异DNA序列的结合区域或使p53发生空间构形变化导致结合区域隐蔽起来,抑制p53与DNA序列结合,使p53的反式激活作用减退,从而影响了p53下游基因(p21等)的活化和表达。NS5A还能粘附于内质网膜并介导内质网的应激,产生应激后内质网释放钙离子[34],后者被线粒体吸收使跨膜电位发生改变,导致线粒体内氧化活性产物(ROS)水平升高,进而介导NF-κB和STAT3的激活和核转位;发挥它们调控基因转录的生物效应,抑制p53的功能及其介导的细胞凋亡作用。龚国忠等[35]也研究证实NS5A能减弱DNA损伤剂诱导的G1期阻滞并阻断S期停滞,推测这可能使细胞DNA受到损伤时不能得到及时有效的修复,细胞在病理状态下继续增殖分化,最后导致细胞功能和表型改变,是HCV致肿瘤病变的细胞分子机制之一。最近Inubushi等[36]发现NS5A还可能通过抑制Syk激酶的活性而导致宿主肝细胞癌变。

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