树突细胞在人类免疫缺陷病毒早期感染中的作用

树突细胞在人类免疫缺陷病毒早期感染中的作用 华东师范大学生物系 白艳军 综述 栈 曼 审较 摘要 人类免疫缺陷痛毒 (HIV)侵入机体后，在机体能够作 出免疫反应之前，病毒 已在体 内大量复制 ，并在整个免疫系统 中恃播 ，造成了大量游挟意染的细胞 。近年 来的研 究表明树突 细胞(DC)在这过程 中起着十分重要的作用；外周的 DC首先受到 HⅣ 的意染，随后向淋 巴结 迁移，在淋巴结内IX；和 CD4 T淋 巴细胞相互作用促进 HIV 的复制。 T)(：是 一类 重要 的专 职 抗 原 呈递 细 胞 ， 其表 面持续 表达大量 非诱导 性的 MHC I类 分 子 、表达 CD45、CD83抗原 ，能穆 行至 淋 巴 器 官并刺 激初 始型 T 淋 巴细 胞增殖 分化[1]。 多 种分 离 纯化 及 培养 DC方 法 的 建立 ，促 进 了 DC在 HIV 致病 机制 中作 用的研究 。 HIV 感染机体的早期 阶段 即能够检测 到机 体 内特异性 体液 免疫反应 和细胞免 疫反 应 的同时 或 稍前 ，会 有 血浆 病 毒载 量 的高 峰 期 (可达 1O HIv RNA／m1)Ⅲ 。这一事实说 明 在 机 体 尚未发 生有 效 的 防御性 免疫 反应 时 ， HIV 已在 体 内进行 了大 量的复制 。造 成 HIV 在机 体 中传播 ，出现 了大量潜 伏感染 的细 胞 。 HIV 感 染的 另一个 重要特 征是 CD4 T细胞 数量不断地 减少，从每立方毫米 1 000个 降 低至 不足 200个口]。CD4 T 细胞数 量的不断 减少使 得 机体 免疫 功能 大为 削弱 ，这是 HIV 致 病 的一个重要 原因 。已知 HⅣ 主要 是通 过 gpl20分 子与 CD4 T 细胞表 面 的 CD4分 子 结合后侵人细胞 的，但这并非是 CD4 T 细 胞数 量减少 的主要 原因 因为在 整个感染 过 程 中 CD4 T 细 胞 的感 染率 都 很低 ，不 足 1 ，由此 可见 cD4 T 细 胞数 量 的减少 一定 存 在着 另 外 的机 制n]。近年 来 的研 究 表 明 ， DC在 这些 过程 ，尤 其 是 HIV 的早 期 复 制过 程 中起着 十分重要 的作用 。 一 、1)12在 14111／早期复 制中的作 用 许多 研 究 结果 表 明 ，DC 在 HIV 早 期 复 】8 制过程 中起重要作 用 Pantaleo等发 现 HIV 进人机体 后 ，淋 巴结 是早期 感 染中 HIV 复 制 的 主要 场所。大多 数 HIV 感染者 在 最初 4周 内会 出现 一些类似 于重感 冒等轻 重不一 的症 状 ，此 时患 者体 内会 出现 一个 病 毒载 量 的 高 峰 ，可达到 10’HIV RNA／ml血浆 ，同时外 周 血单个核细胞 (PBMC)中的 HIV DNA拷贝 数也很 高 。HIv侵 人 人体 后 约 3个月 ，淋 巴 结 中出现 了大量 毒性 T 细 胞 ，在 随后 的 4～ 20个月 中，血浆 中病毒 载量 有 所 减 少 ，但 淋 巴结 中病毒感 染细胞并投 有 减少 。随着慢性 感 染期 的 到来 ，淋 巴结 中的病 毒感 染 细胞 大 量 减少 ，血 浆 中 的病 毒载 量 也大 大 减 低 [2 Hufert的 研 究 表 明 淋 巴 结 生 发 中 心 的 CD57 CD4 T 细 胞亚 群 比 CD57 CD4 (主 要 存 在于 生发 中心外 )T 细 胞亚 群 的感 染 频 率 要高 10倍之 多 。 HIV 进人 机 体的 主要 途 径 ：一 是通 过 生 殖道粘膜侵人．二是通过血液侵人。生殖道粘 膜 中的 LC表 面表达有 CD4、CCR5分子 因 此 在 这一 途 径 中，LC 可 能 是 最 早感 染 HIV 的细胞 ]。血液 中的 DC对于 M—tropic HIV 和 T—tropic HIV 都 具 有 易 感 性 ，这 与 血 液 DC的表 面表 达有 CD4、CCR5和 CXR4等分 子有 美 。CCR5是 M—tripic HIv 侵人细 胞 的 共受 体 ，CXR4是 T—tropic HIV 侵 人 细胞 的 共受 体 。 在采 用荧 光分检技 术 或体 外培养 方法 可 维普资讯 http://www.cqvip.com 以获得 高 纯 度 的 DC 以后 ，通 过体 外 实 验 证 明：HIV感染 DC后的反应 与 DC的发育状 态有密切关系。当HIV侵入成熟 DC(mature DC，mDC)后 ，则 不会 在 其 中大 量 复 制 ，HIV 复 制周 期被 封 阻在 反 转 录的早期 阶段 ；但 当 HIV 感 染 未成 熟 DC(immature DC，imDC) 或 感染 mDC后 ，与 T 细胞共 同培养 时，HIV 可在 DC内复制[g,10．11]。 PBMC 中 的 CD14 细 胞 在 GM—CSF和 IL-4作用下 ，经过 6 d可 培养 出 imDC。感染 HIV 后 ，HIV 可在 细胞 内完 成 反 转 录过 程 。 用 LTR／gag引 物 (用 以检 测 反 转 录 的 晚期 阶 段 )PCR 检 测 为 强 阳性 ，这 说 明 imDC 可 以支持 HIV的复制_1 。在 HⅣ 感染者的生 殖 道 牯膜 、官颈 等处 的 imDC可检 测 到 HIV 的复制 。 mDC 与 HIV 在 体 外 培 养 2h后 ，用 R／ U5引物做 PCR(R／U5用 以检测 反转 录的早 期阶段)可 以检测 到 mDC内有早期反转录 产 物 ，但 用 LTR／gag引物 做 PCR 检测 为 阴 性 。这表 明 mDC可将 HⅣ 的复 制限制在反 转 录 的 某 一 步 骤 上 ；但 加 入 T 细胞 ， LTR／gag PCR 检测 就为 阳性 。其 他 实验 证 明 mDC对 HIV复 制 的抑 制作 用可 以被 其表 面 的 CD40分 子传 导 的信 号 所反 转 Ⅲ，当 用 抗 CD40的单 克 隆抗 体 处 理 感染 HIV 的 mDC后，HIV 的复制提高了 2～3倍[1 。通 过 CD40的活化 很 可 能 是激 活 了 mDC 内的 NF-~B因子而使 得 HIV 的复制得 以进 行 。当 mDC表 面的 CD40分 子交联 后 ，HIV 启动子 转 录控 制 部 位 的 NF—KB结 合 蛋 白活 性 大大 增加 。T 细胞在 受到 活化 时 ，CD40L的表达 量 会大 大增加 [1 。CD40与 CD40L的作用有 可 能是介导 DC内 HIV复 制 的重要途 径 。然 而 Angela等 用抗 CD40L的单克 隆抗 体封阻 感染 HIV 的 mDC与 T 细胞 作用 时 ，却并 不 能 显 著 地抑 制 HIV 的复 制 ，也有 可 能 是 T 细胞 表面存在着 其他 作用 于 CD40的分 子 。 HIV 可 以侵 入 静 息 T 细胞 内 ，但 HIV 在 未活化 的 T 细胞 内，其 复 制 同样 被 阻断在 复制某一阶段_1 。但当 DC与 T细胞相遇并 相 互作 用 时 ，HIV 的 复制 就 能继 续 进 行 ，同 时 DC能有效 地将 HⅣ 转 移 给 T细 胞 ，HⅣ 在 T 细胞 内 以比在 DC 内高得 多 的速度进行 复制 。这一过程有以下几个特点 ：① HIV 的复 制十分 迅速 ，数 量 大 。复制 一 旦开 始 后 ，不 需要 加入 丝 裂原 、IL一2、异 种血 清等 物质。②在同样的条件下用单桉细胞、巨噬细 胞、T细胞代替 DC则无此现象，仅 DC具有 此特性口]。③DC能将 HIV转移给 自身或同 种异体的 T细胞 ，甚至转移给异种 T细胞， 而 且 这 一 过 程 不 一 定 要 求 DC 本 身 感 染 HIV。例如 鼠的 DC本 身不会感 染 HIV，但它 同样可以将 HⅣ 转移给人的 T细胞 ”。④作 用温度要求 在 37℃。 有关 DC与 T 细胞相互 作用 的分子 机制 尚不清楚 。目前有 两种 解释 ：其 一 ，已知 HIV 启 动 子 的转 录调 控 位 点在 U3内 的 I TR 区 域 ，包 括 3个 Spl位点 和 2个 NF一出 位点 ， DC 古有 丰 富的 NF—KB，而 缺 乏 Spl；而静 息 T 细胞 内古 有 Spl位点 结合 因子但 缺乏 NF— KB活性 ，因而 DC和 T 细胞 结 合 后 ，为 HIV 的 转 录 提 供 了 2个 信 号 ，导 致 病 毒 大 量 复 制 。其二 ，DC受到 HIV感染后促进炎症反 应钓 活 性 增加 ，表 现 为大 量分 泌 TNF—a、II 一 p，而 IL-ra(IL-receptor antagonist)的分泌 则 减 少 ，这 种 细 胞 因 子 分 泌 的变 化 可 以增 强 DC邻 近 T细 胞 中 HIV 的复 制 。 目前 大多 数学 者认 为 ，位于皮 肤 、牿膜 和 外周 血等处 的 imDC首 先受 到 HIV 的感 染 ． 感 染 的 imDC 可 产 生 并 释 放 病 毒 ，或 携 带 HIV 进 入淋 巴结 ，一 方 面激 发 免疫 反 应 ，另 一 方 面 HⅣ 感 染 的 DC 与 T 细 胞 相互 作用 导 致 H1V 的大量复 制 。 二、DC与 机 体 早 期 免 疫 应 答 异 常 的美 系 (下 转 第 37页 ) 19 维普资讯 http://www.cqvip.com (1)结 核分枝 杆 菌在 宿 主细 胞微 环境 中 的基 因表 达 。 (2)用 微阵 列 技术 和表 达 图谱研 究微 生 物的基 因组功能 。选择 6O个 寡核苷 酸为最佳 点样标 本 。 (3)微 生物结构 基 因组学 ：用分 子模拟 与 比较并作功 能研究 。 (4)用 Masscode”系统 作 DNA tagging 技术研究单核苷酸多态性(Qiagen公司)。 (5)从基 因组 可研究 金 黄色 葡萄球 菌 的 抗 原 (Intercell公 司 )。 (6)梅毒螺旋体蛋白质组学研究该螺旋 体与宿主细胞的结合方式与位点。 (7)测定 微 生物 基 因组 中 的单一 点 突 变 技 术 。 4．生物信息学与数据库 (1)如何 识 别和 推测 启 动 子 与转 录终 止 子 。 (2)真 棱 细 胞 染色 体 的 DNA 结 构 图 谱 研 究 。 (3)互联 髓 上可作 微 生物 基 因组 比较 的 工具 (主要 为肠 道感 染细 菌)。 (4)利用 电脑作 比较基 因组 学研究 。 (闻玉梅 供稿 ) f2001年 3月 6日收 稿 ) (上 接 第 19页 ) HIV 感 染 诱 导 的 免 疫 反 应 未 能 清 除 HIV．可 能是 因免 疫反应异 常所致 。研究表 明 在 CD4 细 胞数 量 减 少 时 ．其 性 质 已经 发生 了某些 程度 的改变 。首 先是丧失 对回忆性抗 原 反 应 的能 力 ，接 着 产 生 MI R 的能 力 和 对 丝裂 原 反应 的能力 也依 次 丧失 。实 验证 明 ， HIV 感 染 的 DC 向 T 细 胞传 递 的 信 号 发生 了变 化 ，但 DC的 这种 变化 是不 是导 致 T 细 胞异常从而使免疫反应发生偏差的最终原因 还 需进一 步验证 。 阐 明 DC在 HIV 早 期感 染机 体 中 的作 用 具 有 十分重 要 的意 义 ．它 不仅 为治 疗 艾滋 病 提 供 了新 的思 路 与切 入点 ，而 且为 基 因治 疗 提供 了基础 参考文献 [1]Jones KA and Peterlln BM．Ann Rev Biochem．1994；63：717～74312]Panta一 1eo G Fauci A S．Ann Rev M icrohio1．1996； 50 ： 825～ 854 r 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