前言

 

病毒選擇宿主的初衷是為了寄生，復制自己，所以它會進化以逃逸人體免疫系統，達到長久寄生以及在人際間傳播的目的。
 

 

COVID-19病人臨床資料，ICU重癥病人，淋巴細胞計數遠低于Non-ICU病人，提示病毒可能通過某些機制引起了淋巴細胞的減少。
 

 

恒瑞等啟動了免疫檢查點抑制劑新冠肺炎的臨床。眾所周知免疫檢查點參與T細胞耗竭。

 

基于此，想談談免疫細胞凋亡，衰老，耗竭在病毒感染逃逸中的作用。

對于新冠肺炎病毒，現在并無明確定論的研究，不做討論，避免產生誤導。

以HCV為例來寫本文。

 

HCV感染與誘導免疫細胞及肝細胞凋亡

HCV于1989年首次被確定為丙型肝炎感染的病原體，是一種屬于Flaviviridae病毒科Hepacivirus屬的RNA病毒。

越來越多的證據表明，病毒傾向于利用宿主細胞機制誘導組織或免疫細胞凋亡，作為延緩病毒特異性免疫反應，最終導致持續感染的一種途徑。

一般來說，病毒利用死亡受體和非受體信號通路。

在受感染個體的細胞表面誘導促凋亡受體或其配體，作為誘導細胞死亡的手段，并最終持久化感染。在慢性HCV感染過程中，肝細胞通過上調死亡誘導配體CD95/FAS、TNF相關凋亡誘導配體（TRAIL）和腫瘤壞死因子α（TNF-α），誘導細胞凋亡。

另一項研究認為，某些HCV結構蛋白可以作為免疫調節劑，在肝細胞上上調FASL，使激活的外周T細胞通過caspase3激活發生凋亡，最終抑制抗病毒反應，以協助病毒的持久性感染。

HCV特異性CD8T細胞的丟失，可能會延緩HCV感染細胞的消除和病毒中和。


同時，HCV也通過非受體介導的線粒體凋亡途徑。即caspase3的激活、活化caspase3的核易位、ROS的分泌和線粒體細胞色素c的釋放。


免疫衰老(Immunosenescence)

在正常的人類衰老過程中，宿主免疫系統在對外來抗原的細胞反應方面的功能變得很差，導致幼稚的T細胞替換不良，并通過一系列稱為免疫衰老的事件增加衰老表型T細胞的擴張。在正常衰老過程中，T細胞變得越來越容易受到免疫衰老的影響，從而導致功能幼稚T細胞庫頻率低下，幼稚T細胞向終末分化T細胞分化率增加，端�？s短，CD4/CD8比值下降，缺乏CD28共刺激分子的記憶T細胞數量增加，導致感染、自身免疫性疾病、慢性炎癥性疾病和癌癥易感率增加。

已經證明某些慢性病毒感染，特別是HIV和HBV，通過一個被稱為復制性衰老的過程，在免疫損傷方面起著明確的作用。機制是由于T細胞持續暴露于病毒蛋白導致慢性免疫激活（CIA），復制衰老的T細胞通常表現為共刺激分子（CD28和CD27）以及T細胞存活分子（CD127）表達水平較低。這些細胞一起也增加了CD57的表達，CD57是復制衰老的生物標記物，以及CD38和HLA-DR等慢性激活標記物的過度表達。

 

HIV研究顯示，CD28+，CD27- CD4細胞亞群的出現是免疫衰老開始的標志。
慢性HCV感染的患者中也觀察到了類似的現象，在這些患者中，出現了更高比例的效應衰老CD8+CD57+T細胞，這在肝硬化中似乎也明顯更高。


免疫耗竭(Immune Exhaustion)

在病毒感染過程中，抗原提呈細胞（APC），如樹突狀細胞，將病毒衍生的肽抗原呈遞給幼稚的CD4T細胞，進而產生IL-2、IFN-γ和TNF-α激活。這有助于短命的細胞毒性T淋巴細胞（CTLs）分化為記憶細胞和效應細胞CD8T細胞，最終通過分泌穿孔素和顆粒酶殺死病毒感染的細胞。

然而，有一種完全相反的現象稱為T細胞衰竭，即在一些病毒感染的患者中，T細胞亞群的功能將受到損害，同時導致慢性炎癥狀態以及重復刺激T細胞。

CD8和CD4T細胞衰竭的另一個重要標志是抑制分子/陰性免疫檢查點的上調，在感染腺病毒、HIV、HBV和HCV時，這些檢查點與APCs上表達的同源配體結合。

 

耗竭的T細胞表達一組共抑制分子（PD-1、TIM-3、CTLA-4、LAG-3、2B4、BTLA），除了轉錄抑制因子、BLIMP-1和Foxp3外，還顯示出包括抗炎和促炎細胞因子（IL-2、TNF-α、IL-10和TGF-β）的獨特模式。

研究表明，在急性感染時，PD-1在HCV特異性T細胞上的表達相對較高，并且很大一部分細胞在HCV感染的慢性階段表達PD-1，盡管這與HCV疾病的臨床結果無關。在另一項研究中，研究人員證明，肝硬化患者脾臟中的T細胞表達更高水平的PD-1和TIM-3，主要在效應記憶亞群體中表達。

PD-1可能在CD8T細胞功能障礙中起作用，導致病毒持久性感染。另一項關于慢性HCV感染中T細胞衰竭的研究表明，T細胞在急性感染后立即發生快速衰竭，連續喪失IL-2的產生、增殖和IFN-γ產生，并增加TIM-3、PD-1和CTLA-4的表達，并在此后持續較長時間。


MAIT（粘膜相關恒定細胞）的丟失是否有助于HCV的持久感染?

具有抗菌特性的特殊的、先天樣的T細胞，稱為粘膜相關恒定的T（MAIT）細胞，是人類進化保守的T細胞亞群，在系統循環中處于豐富的水平，占健康成人總t細胞庫的1-8%。肺和肝組織中也可見MAIT細胞（約占肝臟T細胞的50%）

MAIT細胞與不變自然殺傷T細胞（INKT）具有表型相似性，表達高水平的IL-12Rβ2、IL-18Rα和CD161與半不變Vα7.2段。

這些細胞很容易被IL-12和IL-18以及一些外來抗原（微生物衍生的維生素b代謝物）刺激，它們是由單體MHC-I類相關蛋白（MR1），在共刺激分子CD80或CD86的幫助下呈現的，盡管MAIT細胞不是細胞介導的免疫反應的一部分。

激活后，MAIT細胞往往分泌廣泛的細胞因子（IL-4、IL-5、IL-10、IFN-γ、TNF-α、IL-17和IL-22）或釋放穿孔素以及顆粒酶，可殺死微生物感染的細胞。

最近的研究表明，雖然MAIT細胞對病毒感染起著關鍵作用，但它們不能直接識別病毒感染的細胞。然而，從感染細胞中釋放出的幾種先天細胞因子（IL-18、IL-12、IL-15和IFN-）對MAIT細胞有刺激作用，研究人員已經表明，MAIT細胞在慢性HCV感染過程中嚴重減少，并出現耗竭和衰老表型。慢性HCV患者的MAIT細胞除了PD-1、CD38和HLA-DR外，還表達高水平的CD57。

推測，在慢性HCV感染過程中，由于細胞的反復激活而導致外周MAIT細胞衰竭和衰老，可能導致先天防御屬性減弱，從而導致病毒的持久性和HCV疾病的進展。


自然界很多規律或有相通之處。
 

參考文獻
 

1. Chaolin Huang et al, Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China, The lancet，Available online 24 January 2020

2. Iannello, A.; Debbeche, O.; Martin, E.; Attalah, L.H.; Samarani, S.; Ahmad, A. Viral strategies for evading antiviral cellular immune responses of the host. J. Leukoc. Biol. 2006, 79, 16–35.

3. Iannello, A.; Debbeche, O.; Martin, E.; Attalah, L.H.; Samarani, S.; Ahmad, A. Viral strategies for evading antiviral cellular immune responses of the host. J. Leukoc. Biol. 2006, 79, 16–35.

4. Iken, K.; Huang, L.; Bekele, H.; Schmidt, E.V.; Koziel, M.J. Apoptosis of activated CD4+ and CD8+ T cells is enhanced by co-culture with hepatocytes expressing hepatitis C virus (HCV) structural proteins through FasL induction. Virology 2006, 346, 363–372

5. Barathan, M.; Gopal, K.; Mohamed, R.; Ellegård, R.; Saeidi, A.; Vadivelu, J.; Ansari, A.W.; Rothan, H.A.; Ravishankar Ram, M.; Zandi, K.; et al. Chronic hepatitis C virus infection triggers spontaneous differential expression of biosignatures associated with T cell exhaustion and apoptosis signaling in peripheral blood mononucleocytes. Apoptosis 2015, 20, 466–480

6. Saeidi, A.; Chong, Y.K.; Yong, Y.K.; Tan, H.Y.; Barathan, M.; Rajarajeswaran, J.; Sabet, N.S.; Sekaran, S.D.; Ponnampalavanar, S.; Che, K.F.; et al. Concurrent loss of co-stimulatory molecules and functional cytokine secretion attributes leads to proliferative senescence of CD8+ T cells in HIV/TB co-infection. Cell. Immunol.2015, 297, 19–32

7. Bucks, C.M.; Norton, J.A.; Boesteanu, A.C.; Mueller, Y.M.; Katsikis, P.D. Chronic antigen stimulation alone is sufficient to drive CD8+ T cell exhaustion. J. Immunol. 2009, 182, 6697–6708

8. Viral evolution and Immune responses，J Clin Microbiol Biochem Technol 5(2): 013-018

9. Raziorrouh, B.; Ulsenheimer, A.; Schraut,W.; Heeg, M.; Kurktschiev, P.; Zachoval, R.; Jung, M.C.; Thimme, R.; Neumann-Haefelin, C.; Horster, S.; et al. Inhibitory molecules that regulate expansion and restoration of HCV-specific CD4+ T cells in patients with chronic infection. Gastroenterology 2011, 141, 1422–1431.

10. CD8+ CD28 and CD8+ CD57+ T cells and their role in health and disease，Immunology, 134, 17–32 17

11. Diana Y. Chen, David Wolski,Jasneet Aneja,Lyndon Matsubara, Brandon Robilotti, Garrett Hauck,  Paulo Sergio Fonseca de Sousa, Sonu Subudhi, Carlos Augusto Fernandes,Ruben C. Hoogeveen,Arthur Y. Kim,  Lia Lewis-Ximenez, and Georg M. Lauer，Hepatitis C virus–specific CD4+ T cell phenotype and function in different infection outcomes ，J Clin Invest. 2020;130(2):768–773.