人乳头瘤病毒感染及其免疫学进展论文

人乳头瘤病毒感染及其免疫学进展论文 人乳头瘤病毒感染及其免疫学进展论文预读: 摘要:1HPV感染与非特异性免疫 1.1组织屏障 皮肤黏膜及其附属成分所组成的组织屏障是机体抵御病毒入侵的第一道防线.由致密的上皮细胞组成的皮肤和黏膜组织具有机械屏障作用,可有效阻挡病毒侵入体内.而 正常皮肤表面偏酸性,且其分泌物中含有多种杀菌、抑菌物质,从而组成了抵御病毒的化学屏障,其中抑菌肽被认为是其中杀灭病原物的最主要的效应分子,包括两类:防御素和皮敌菌素[2],其不仅可以杀灭病原菌,还可以诱导免疫应答,促进损伤的上皮修复.皮肤屏障受损,对外界病原微生物的抵御作用减弱,诱发皮肤炎症[3].HPV可通过皮肤黏膜的微小破损进入机体而感染细胞,因此皮肤黏膜的完整性对阻止病毒的入侵有重要作用. 1.2固有免疫细胞 参与固有免疫的细胞,主要包括树突样细胞(dendriticcell,DC)、自然杀伤(NK)细胞等;固有免疫细胞不表达特异性抗原识别受体,可通过其表面的模式识别受体、识别病原体及其感染的细胞,从而产生非特异性免疫应答,同时参与适应性免疫反应的启动及效应过程.NK细胞在感染早期杀伤病毒感染的靶细胞,其杀伤活性不受主要组织相容性抗原(MHC)限制,选择性杀伤MHC-?类分子表达低下或缺乏的细胞.在HPV感染时,一方面激活NK细胞,使其迅速释放穿孔素、颗粒酶等作用方式直接杀伤病毒感染的靶细胞[4];另一方面通过迅速分泌γ干扰素(IFN-γ)、白细胞介素-12(IL-12)等Th1型细胞因子,又可增强抗病毒的免疫反应.在HPV16感染引起的癌前病变和恶性病变中,NK细胞对感染HPV的角质形成细胞(KC)的杀伤活性下降,而自发清除HPV感染的患者NK细胞活性正常[5],证实NK细胞有清除病毒的作用.DC是体内最强大的专职抗原提呈细胞,可高度表达MHC-I和MHC-II,高效提呈抗原,从而刺激T淋巴细胞诱发的初次免疫应答[6].一些体外实验显示DC触发T淋巴细胞介导的免疫应答呈线性剂量效应,其活性比B淋巴细胞、T淋巴细胞和巨噬细胞至少高100倍[7].Toll样受体(TLR)是一种重要的模式识别受体,主要在巨噬细胞、树突样细胞、B淋巴细胞和特定类型的T淋巴细胞上表达[8].在人类发现10种亚型,即TLR1-10,其中LR2、TLR3、TLR4、TLR7、TLR8、TLR9与病毒的识别和抗病毒免疫有关,HPV感染时DC通过其表面的TLR识别外来抗原并调控细胞因子的分泌,抑制病毒复制的同时激活T淋巴细胞免疫,诱发获得性免疫,是连接先天性免疫和获得性免疫的桥梁. 1.3固有免疫分子 在HPV感染时,可刺激机体免疫细胞分泌免疫因子,对于细胞间相互作用、细胞的生长和分化有重要调节作用,在非特异性免疫中占有重要地位.IFN是一种重要的免疫调节因子,分为IFN-α、β、γ3个类型;其中IFN-α、β是由受感染的细胞合成,它们能激活MHC-?类分子的合成和表达,促进病毒抗原表位的表达,从而增加T淋巴细胞的细胞毒性作用和NK细胞的杀伤能力.而IFN-γ是由活化的T淋巴细胞和NK细胞所分泌的,近来也有学者认为浆细胞样树突细胞(plasmacytoiddendriticcell,pDC)也可以产生IFN-γ[9].已经发现,IFN-γ可以阻止HPV18mRNA在宫颈癌细胞上的表达,其产生的量和机体防御HPV感染的能力呈正相关.肿瘤坏死因子(TNF),是一种重要的细胞因子.当HPV侵入机体时,便启动免疫系统,刺激巨噬细胞产生和释放肿瘤坏死因子(TNF)-α,它能下调HPV16感染细胞中E6、E7基因的表达,从而抑制病毒的复制.而IL-18也是一种重要的细胞因子,巨噬细胞是其主要来源,IL-18主要通过诱导T淋巴细胞、NK细胞等产生IFN-α,提高NK细胞的活性,刺激Th1细胞反应,诱导产生病毒特异性的细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxicityTlymphocyte,CTL)来清除HPV感染. 2HPV感染与特异性免疫 HPV感染一般96h后,接受病毒抗原刺激的DC将从感染局部移动到外周初级免疫器官,可以诱发机体产生特异性免疫应答,包括T淋巴细胞免疫反应和抗体介导的体液免疫.特异性免 疫能清除被感染细胞及避免再次感染[10]. 2.1细胞免疫反应 由于HPV病毒主要局限于皮肤黏膜表皮细胞层的感染,极少或不进入血液,所以细胞免疫在病毒的清除中占有主要作用.人体细胞免疫状态是影响HPV感染后疾病的发生、转归的重要因素之一.病毒感染引起的宿主细胞免疫反应主要包括两类:Th和CTL.初始的CD4+T淋巴细胞(Th0)受不同细胞因子的调控向不同方向发展.IL-12和IFN-γ可诱导Th0向Th1分化,可以诱发T淋巴细胞抗病毒免疫反应,并能抑制体液免疫应答;IL-4、IL-10等可诱导Th0向Th2分化,主要参与体液免疫反应、激发?型变态反应,对细胞免疫应答如CTL活性有抑制作用.而CD8+T淋巴细胞在刺激后可增生分化成效应细胞毒T淋巴细胞,即CTL;CTL通过细胞毒的直接作用及分泌细胞因子的间接作用识别和清除携带特异性抗原的病变细胞,因此特异性的CD8+T淋巴细胞在抗病毒和肿瘤细胞免疫中具有重要的作用[11].初始CD8+T淋巴细胞的激活常需要Th的辅助,故Th1/Th2比值平衡对激活CD8+T淋巴细胞、维持适当强度的免疫反应异常重要.HPV持续感染时,Th1、Th2分泌细胞因子交互作用,使Th向Th1方向分化、漂移,增强细胞免疫而有利于病毒清除.处于细胞免疫抑制状态的宿主,HPV感染发生率高且病情较重,如艾滋病患者及器官移植后使用免疫抑制剂的患者HPV感染的发生率均明显高于普通人群[12].以上这些均证实宿主的细胞免疫反应对HPV感染的转归起决定性作用. 2.2体液免疫反应 因为HPV不存在血源性感染,所以过去认为抗体的产生为一过性及有限的型特异性,无中和保护作用.在使用HPV病毒样颗粒(virus-likepartioles,VLP)进行血清学研究发现,出现针对主要病毒衣壳蛋白L1的型特异性抗体,而病毒的持续时间与抗体的产生成正相关;抗HPVL1抗体滴度一般仅中等程度升高,这与病毒抗原很少经血管及淋巴系统抵达区域淋巴结有关.抗体可以存在很多年,在第一次检测到HPVDNA的女性患者,10年后仍有20%,25%的患者抗体呈阳性[13],这种抗体能够防止相同类型的HPV再感染.所以,血清中和性抗体具有保护作用.有研究人员在宫颈癌患者血清中分别检出了针对HPV16E6、E7及VLP的抗体,但其特异性和与疾病的预后是否有相关性一直存在争议. 3HPV感染与免疫逃逸 HPV感染在人群中非常普遍.机体有一整套完善的免疫系统防御各种微生物包括病毒感染.但研究表明,在感染HPV的妇女中,大部分可以通过一些干预性而治愈,但仍有5%,10%发展为持续感染;提示在HPV持续性感染中存在免疫逃逸. 3.1HPV具有特殊的生活周期可以避免被有效识别 HPV具有严格嗜上皮特性,通过上皮的微小破损感染基底层角质形成细胞(KC)(不侵犯基膜).其生命周期随着基底层KC向上移行分化成熟而完成.HPV基因表达及蛋白合成仅限于KC,病毒装配及成熟均发生于鳞状上皮分化良好的细胞内,最终成熟病毒颗粒从感染上皮表面排出.因此,HPV病毒抗原难以接触感染局部的抗原提呈细胞(antigenpresentingcell,APC)和被识别,不易启动固有免疫反应和激活适应性免疫,使HPV得以在感染局部繁殖并持续存在[14].另外,HPVE7蛋白在皮肤角质形成细胞的表达可诱导E7特异性的CTL前体细胞耐受,使其不能发挥有效的细胞毒作用. 3.2HPV感染可以影响抗原提呈功能 因HPV的感染、增生和分化都在上皮中完成,所以朗格汉斯细胞(langerhanscell,LC)是在病毒增生过程中能接触到的惟一的APC.有研究表明[15],当在体外把LC和HPVVLP共同培养时,虽然仍能提呈HPV抗原,但却具有免疫抑制作用.而当DC接触到HPVVLP后,可诱发强烈的特异性免疫,这表明HPV通过上调磷脂酰肌醇激酶(PI3K)导致通过蛋白磷酸酶2(PP2A)介导的蛋白激酶B(Akt)的失活,抑制蛋白激酶(MAPK)信号传导通路,从而抑制LC的免疫活性,使自身逃避免疫反应.另有研究发现,HPV感染部位LC数量显著减少,结构 发生改变,造成HPV抗原提呈障碍.另外,MHC在识别外源抗原并将其提呈给抗原特异性T淋巴细胞的过程中发挥重要作用.实验证实MHC-?类分子在官颈癌细胞中表达降低[16],利于肿瘤细胞逃避宿主免疫防御.体外研究还表明,HPV16E5蛋白干扰MHC-?-抗原肽复合物的形成从而抑制CD4+T淋巴细胞识别HPV感染的KC,是HPV逃避宿主Th细胞免疫机制之一. 3.3干扰细胞因子的表达,影响抗病毒作用 当HPV感染后,在诱导机体产生免疫反应的同时,对一些细胞因子产生作用,减缓或抑制免疫,这些也可以使HPV逃避免疫反应.HPV16E6/E7蛋白可能通过泛素-蛋白酶体等信号通路下调IL-8、IL-18和IFN-γ的表达,进而抑制CTL和NK细胞的浸润与活化等细胞免疫反应.另外,HPV感染的组织,其适应性免疫应答会向Th2方向漂移[17],从而抑制了宿主的细胞免疫应答,这就使得HPV进化所产生的病原体能逃避宿主的免疫监视而幸存下来. 4结语 根据原创论文数据统计分析显示,HPV感染致病机制很复杂,至今未能完全揭示.HPV感染后的临床表现差异较大,可能是HPV与宿主固有免疫和适应性免疫之间相互作用的结果.研究HPV感染后的免疫反应及免疫逃逸机制能指导后期制定有效的干预策略,也是目前HPV研究领域中的热点之一.然而,关于HPV感染后机体的免疫反应方面还有诸多问题需要解决,如:HPV进入KC是否需要受体,体液免疫在病毒清除中究竟有多大作用,相信对HPV的免疫学研究的进一步深入,会为HPV感染所导致的疾病的治疗提供新的思路和曙光.