IL-27在乙型肝炎发病机制中的研究进展
【关键词】 乙型肝炎
IL-27(白细胞介素-27)是经典的IL-6/IL-12家族的螺旋状的细胞因子,研究表明,它能促进辅助性T细胞的分化,增强杀伤性T淋巴细胞的活性,并可通过多种机制促进Th1型免疫的发生,诱导B细胞转化,并主要作用于固有免疫系统和适应性免疫系统的各种细胞而发挥广泛的免疫调节作用。免疫系统的功能以及免疫遗传因素在乙型肝炎的发病中发挥了相当重要的作用,尤其是细胞免疫在肝细胞损害及病毒清除中起重要作用。清除HBV(乙肝病毒)主要依赖细胞免疫,即Th1类的细胞作用下分化成熟的细胞毒性T淋巴细胞(CTL),CTL通过清除HBV感染的细胞和分泌细胞因子而清除HBV[2]。在本篇文章中将要讨论一些关于IL-27在乙型肝炎发病中的作用。
1 IL-27的结构
IL-27是一种异二聚体的细胞因子,由IL-27p28和EBI3亚基构成[1]。1996年EBI3亚基被鉴定,其结构与IL-12的P40亚基同源。IL-27p28亚基是一个螺旋四聚体的细胞因子,2002年Kastelein等在基因库中找到IL-27的p28亚基的基因,其与IL-12的p35亚基和IL-6的基因同源性很高,进一步确定IL-27是IL-12家族的新成员。IL-27与IL-12、IL-23结构相似,但其亚结构之间没有通过二硫键相连接,这种结构在理论上允许我们在体外及小鼠模型中通过不同的环境合成这两个亚基,以便进一步详细研究IL-27的生物学功能。迄今认为,没有EBI3的参与,p28的合成很少或者不能分泌;但Stumhofer[3]等人最近证明了纯化的IL-27p28的生物学功能,并认为EBI3在IL-27的生物学功能以及其合成与分泌中不是必须的。研究发现敲除EBI3的小鼠的表型,与缺失IL-27R的小鼠的表型不一样,因此,在IL-27的生物学功能中,IL-27p28与EBI3也许还有未被我们发现的结合配体。
2 IL-27的表达
IL-27是机体促炎反应的环境下由抗原提成细胞产生的一种细胞因子。查cDNA文库显示,EBI3和IL-27p28主要在巨噬细胞和树突状细胞(DC)中表达,并且是等位表达[1,4,5]。虽然目前如何调节IL-27的表达还没有被广泛的研究,但是很明显调节信号主要通过TLR信号转导。经研究发现脂多糖、多核白细胞和大肠埃希杆菌共同介导EBI3和IL-27p28的表达,CD40L和IL-1β能上调EBI3的表达[4,6]。在细胞缺乏TLR2、TLR4、TLR9、MyD88等分子的时候[7],DCs细胞表达的EBI3会显著减少。这些研究表明IL-27对T细胞的成熟及分化有很大的相关性。在大肠杆菌激活的DC细胞中,IL-27p28和EBI3的动力学表达是不同的。IL-27p28很快表达,mRNA的峰值出现在(6-12)小时,但是EBI3的mRNA表达很慢,峰值在(18-24)小时[6]。这表明IL-27p28是IL-27功能的主要亚基,在激活早期即有大量表达,发挥重要的生物学功能。
3 IL-27受体的结构
IL-27受体是一个异源二聚体,由独特亚基WSX-1/TCCR(T细胞细胞因子受体)和一个共同亚基gp130构成,亚基WSX-1/TCCR与特异性配体结合,gp130是一个信号传导链,介导多个IL-6/IL-12家族细胞因子的信号传递并且被许多其它细胞因子利用,包括IL-6,IL-11,CNTF,LIF,CLC,OSM,and CT-1,gp130是一个共同的受体[8]。而WSX-1/TCCR受体则表现为与IL-27结合而起独特作用。实验研究显示IL-27及其受体WSX-1/TCCR对免疫过程有影响[5]。
4 IL-27在促进Th1反应中的作用
体外实验研究表明,IL-27可通过多种机制促进Th1型免疫的发生,利用多克隆抗原刺激未极化的T细胞时[9],IL-27诱导Th1类细胞因子及干扰素的信号表达;而在缺少IL-27受体的细胞内IFN的表达降低。Pflanz等发现体外培养的杀伤细胞实验模型中,在IL-2和IL-12同时存在的条件下,加入IL-27后可显著增加自然杀伤细胞IFN-γ的产生。另外IL-27可增强初始CD4+T细胞MHCⅠ(主要组织相容性复合物Ⅰ)的表达,可促进初始CD4+T细胞的增殖,虽然IL-27与IL-12都能促进干扰素的产生,但有研究显示,在鼠T细胞中,IL-27的刺激下IL-12才能促进干扰素的产生[9],只有IL-12,没有IL-27的刺激,鼠T细胞中干扰素的产生很少;还有实验显示,在人T细胞中则完全需要IL-27介导产生干扰素[1]。T-bet(特异性转录因子)是诱导T细胞分化以及干扰素表达的主要转录因子[10~12]。研究表明IL-27能够诱导T-bet的表达,也能诱导T-bet转录目标IL-12Rβ2在最新激活T细胞表面的表达[5,9]。此外,我们研究发现IL-27能够抑制Th2类免疫反应中关键的细胞因子的GATA-3的表达。我们推断IL-27促进Th1型免疫是通过抑制Th2型免疫实现的。
5 慢性乙型肝炎与Th1型免疫的关系
乙型肝炎的发病除了与病毒因素(病毒含量、基因型、亚型及病毒变异造成的基因组的差异等)和环境因素(如暴露人群的整体卫生状况、疫苗接种状况等)有关外,宿主本身,尤其是不同个体免疫系统的功能、免疫遗传因素也发挥了相当重要的作用,细胞免疫在肝细胞损害及病毒清除中起重要作用。目前不能彻底清除病毒的主要因素有两个:一是HBV复制的原始模板—HBV cccDNA(乙型肝炎病毒共价闭合环状DNA分子)半衰期长,不易降解,目前的抗病毒药不能消除HBVcccDNA,而HBVcccDNA的存在是HBV持续复制和抗病毒复发的原因;二是患者不同程度的存在对HBV的免疫耐受,使HBV不易被清除,长期甚至终身在体内存留、复制。机体感染HBV时,在HBV特异性抗原的刺激下,CD4+T细胞在不同细胞因子作用下分化为Th1和Th2两种类型,从而影响细胞因子之间的平衡。Th1介导细胞免疫应答,Th2介导体液免疫应答,清除HBV主要依赖细胞免疫,即Th1类的细胞作用下分化成熟的细胞毒性T淋巴细胞(CTL),CTL通过清除HBV感染的细胞和分泌细胞因子而清除HBV。如果Th1细胞亚群占优势,将促进细胞免疫反应,增强CD8+T细胞的活性,从而清除细胞内病毒,但同时增强了肝脏的炎症反应从而加重肝细胞的损伤;如果Th2细胞占优势,将促进体液免疫反应,并抑制细胞免疫反应,CTL细胞活性减弱,肝细胞损伤减轻,抗病毒反应减弱。而抗病毒反应的减弱是病毒持续存在的主要原因,只有适宜的Th1/Th2应答才能最终清除病毒[13]。Th1/Th2细胞比例失衡可能是HBV感染慢性化的机制之一。急性自限性乙肝患者表现为强烈的、多克隆和非特异性的CTL和Th1细胞反应,相反在慢性乙肝患者中则以Th2细胞反应占优势,难以检测到特异性的Th1细胞应答,从而倾向于发生持续性的HBV感染[13,14]。消除免疫耐受,提高人体免疫功能,尤其是特异性细胞免疫功能,清除细胞内、外的HBVcccDNA,是清除HBV的关键。因此研究Th1/Th2应答机制,研究IL-27及其受体在HBV感染中的生物学功能的影响因素,有助于更加完善地阐明HBV感染后机体的免疫过程以及乙型肝炎免疫耐受的形成机制,对HBV感染的临床转归及治疗有重要意义。
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[1]Pflanz S, Timans JC, Cheung J, et al. IL-27, a heterodimeric cytokine composed of EBI3 and p28 protein, induces proliferation of naive CD4(+) T cells[J].Immunity, 2002,16∶779-790.
[2]Weng HL, Wang BE, Jia JD, et al. Effect of interferongamma on hepatic fibrosis in chronic hepatitis B virus infection: a randomized controlled study[J].Clin Gastroenterol Hepatol, 2005,3∶819-828.
[3]Stumhofer JS, Laurence A, Wilson EH, et al. Interleukin 27 negatively regulates the development of interleukin 17-producing T helper cells during chronic inflammation of the central nervous System[J].Nat Immunol, 2006, 7∶937-945.
[4]Wirtz S, Becker C, Fantini MC, et al.EBV-induced gene 3 transcription is induced by TLR signaling in primary dendritic cells via NF-kappa B activation[J].Immunol, 2005, 174∶2814-2824.
[5]Hibbert L, Pflanz S, De Waal Malefyt R, et al. IL-27 and IFN-alpha signal via Statl and Stat3 and induce T-Bet and ILI-12Rbeta2 in naive T cells[J].Interferon Cytokine Res, 2003, 23∶513-522.
[6]Schnurr M, Toy T, Shin A, et al. Extracellular nucleotide signaling by P2 receptors inhibits IL-12 and enhances IL-23 expression in human dendritic cells: a novel role for the cAMP pathway[J].Blood, 2005, 105∶1582-1589.
[7]Schuetze N, Schoeneberger S, Mueller U, et al. Straubinger RKIL-12 family members: differential kinetics of their TLR4-mediated induction by Salmonella enteritidis and the impact of IL-10 in bone marrow-derived macrophages[J].Int Immunol, 2005, 17∶649-659.
[8]Pflanz S. WSX-1 and glycoprotein 130 constitute a signal-transducing receptor forIL-27[J].Immunol, 2004, 172∶2225-2231.
[9]Takeda A, Hamano S, Yamanaka A, et al. Cutting edge: role of IL-27/WSX-1 signaling for induction of T-bet through activation of STAT1 during initial Th1 commitment[J].Immunol,2003, 170∶4886-4890.
[10]Peng SL. The T-box transcription factor T-bet in immunity and autoimmunity[J].Cell Mol Immunol, 2006,3∶87-95.
[11]Agnello D, Lankford CS, Bream J, et al. Cytokines and transcription factors that regulate T helper cell differentiation: new players and new insights[J].Clin Immunol, 2003, 23∶147-161.
[12]Lieberman LA, Banica M, Reiner SL, et al. STAT1 plays a critical role in the regulation of antimicrobial effector mechanisms, but not in the development of Th1-type responses during toxoplasmosis[J].Immunol, 2004, 172∶457-463.
[13]Tseng LH, Lin M T, Shau WY, et al. Correla on of interleukin-10 gene haplotype with hepatocellular car cinom a in Taiwan[J].Tissue Antigens, 2006,67∶127-133.
[14]Jafarzadeh A, Shokfi F. The antibody response to HBs antigegn is regulated by coordinated Th1 and Th2 cytokine production in healthy neonates[J].Clin Exp Immunol, 2003, 131(3)∶451-456.