2. 中国人民解放军总医院第五医学中心感染病医学部研究所,北京 100039
2. Institute of Infectious Disease Medicine, Fifth Medical Center of Chinese PLA General Hospital, Beijing 100039, China
发热伴血小板减少综合征病毒(sever fever with thrombocytopenia syndrome virus,SFTSV)感染引起发热伴血小板减少综合征(sever fever with thrombocytopenia syndrome,SFTS),其于2011年在我国被首次分离鉴定[1]。此后韩国、日本也相继发现该病毒[2]。SFTSV属于布尼亚病毒目(Bunyavirales),白蛉纤细病毒科(Phenuiviridae),班达病毒属(Banyangvirus)。病毒颗粒呈球形,直径80~100 nm,其基因组由大(L)、中(M)和小(S)3个RNA节段组成[1]。长角血蜱是其最主要的媒介生物。SFTSV感染病例最早发现于河南信阳丘陵山区,感染者主要为当地农民,多有蜱虫叮咬史,后续报道证实接触患者血液及分泌物会导致感染[3]。SFTSV感染在我国华中、华东、东北,以及东亚、东南亚等多地均有报道,呈扩散流行趋势,已成为危害人们健康的重要问题。最近研究显示,SFTSV可以在北京的城镇和城市郊区自然环境中的长角血蜱和东北刺猬之间循环,使得北京市区环境里形成自然疫源地的风险提高,须引起重视并加强监测[4]。SFTSV感染发病季节多在早春到秋末[5],大部分地区的病例出现在3月中下旬到11月,其中5—7月是流行高峰期,随后病例数逐渐降低,12月至次年2月基本没有病例出现[3, 5-6]。年老者对SFTSV易感[5]。有数据显示,从2010—2017年,患者年龄集中在50—72岁之间,男女患病比例也无显著差异[7-8]。
1 SFTSV感染对免疫系统的影响SFTSV感染引起的免疫反应异常是导致患者器官、组织损伤的重要因素之一[9],正常的免疫应答在抵抗SFTSV感染中发挥重要作用。
1.1 固有免疫应答SFTSV进入宿主激活固有免疫应答启动抗病毒反应,阻止病毒感染的传播,强效的抗病毒反应是抑制病毒复制以及影响疾病进展的关键因素。干扰素(interferon,IFN)应答是抗病毒反应的第一道防线,SFTSV非结构蛋白(nonstructural proteins,NSs)能够结合并抑制干扰素调节因子(interferon regulatory factors,IRF)3,IRF7以及TANK结合激酶1 (TANK binding kinase 1,TBK1)的激活[10-11]。Ⅰ型IFN的主要来源是被感染的类浆细胞和树突细胞,Ⅱ型IFN是由自然杀伤(natural killer,NK)细胞和自然杀伤T淋巴(natural killer T,NKT)细胞产生。Kitagawa等[12]研究发现,SFTSV NSs可以将信号转导与转录激活因子2(signal transducers and activators of transcription 2,STAT2)隔离到病毒包涵体(viral inclusion bodies,IBs)中,抑制STAT2磷酸化,阻碍Ⅰ型IFN信号的表达,导致固有免疫反应功能障碍。此外,Ning等[13]研究证实,SFTS患者IFN-γ水平显著升高,提示SFTSV感染诱导Ⅱ型IFN应答,且IFN-γ具有显著的抗SFTSV活性,能够抑制NSs的表达和复制,发挥抗病毒作用。Liu等[14]研究发现,IL-10、IP-10和IL-6等细胞因子的表达水平也与SFTSV感染后疾病的严重程度显著相关。
NK细胞是机体重要的固有免疫细胞,参与机体早期抗病毒反应。NK细胞在抵抗SFTSV感染中发挥了重要作用,Sun等[15]研究发现,SFTS急性感染期和危重患者NK细胞比例均显著升高,导致免疫系统功能受到影响,使SFTS患者病情加重。孙立平[16]研究推测,SFTS患者细胞免疫功能受损时,NK细胞在抗SFTSV感染中具有关键作用,而且恢复期SFTS患者的细胞因子水平显著升高,NK细胞比例下降,说明SFTSV感染导致细胞免疫抑制是暂时的,可能与病毒感染引起细胞耗竭有关,随着患者的病情好转,细胞免疫功能能够逐渐恢复。
SFTSV感染还可使单核细胞计数和比例发生改变。Peng等[17]对53例SFTS患者的研究显示,SFTS患者急性发病期单核细胞数量和比例均显著减少,推测病毒复制引起单核细胞凋亡,导致其亚群耗竭。吕守明[18]研究发现,SFTS死亡患者单核细胞感染率显著高于存活患者,且SFTS患者血清病毒载量与单核细胞感染率呈正相关;另外,随着入院时间的增加,SFTS死亡患者经典型单核细胞比例降低,中间型单核细胞比例却显著升高,表明单核细胞由经典型向中间型的表型转变与疾病的严重程度相关。
1.2 适应性免疫应答CD4+T细胞活化后增殖并分化为不同的辅助细胞和效应细胞,活化的CD4+T细胞能够调控B淋巴细胞产生抗体。研究表明,SFTS康复患者在发病早期CD4+ T细胞明显降低,随病程增加逐渐恢复正常,而死亡患者CD4+T细胞计数持续显著减少[19]。李亚丽[20]研究推测,SFTSV感染早期患者CD4+辅助性T细胞(helper T cells,Th)比例降低,CD8+细胞毒性T细胞(cytotoxic T cells,Tc)明显增加,从而使Th细胞活化受限,导致机体通过激活Tc细胞介导的细胞毒效应清除病毒。另外,Li等[21]研究发现,SFTS患者CD4+T细胞比例均呈显著下降趋势,且T淋巴细胞上HLA-DR和CD25表达水平显著升高,提示SFTSV感染引起CD4+T细胞表达异常,导致细胞免疫应答发生紊乱。
调节性T细胞(regulatory T cells,Treg)是一类免疫抑制细胞,高表达CD25和叉头状转录因子P3(forkhead transcription factor P3,FoxP3),可以产生免疫抑制性细胞因子,抑制其他淋巴细胞的功能,并干扰抗原提呈细胞活性,防止过度的免疫反应[22]。Yi等[23]研究发现,SFTS患者循环Treg细胞以及FoxP3转录水平显著高于健康对照者,且在急性感染期Treg细胞比例显著增高,恢复期Treg细胞比例又显著下降,提示循环Treg细胞动态变化可能与患者预后相关。
2 SFTSV感染B淋巴细胞引起的免疫功能变化及其相关机制 2.1 B淋巴细胞在抗病毒感染中的基本作用适应性免疫应答中的体液免疫是由B淋巴细胞驱动的。B淋巴细胞活化产生的中和抗体可直接结合病毒颗粒,在宿主清除病毒的感染过程中发挥关键作用。病毒感染过程中CD4+T细胞促进B淋巴细胞的活化和成熟,早期可形成较弱的IgM反应,继而形成较强且持久的IgG反应[24-25]。另外,B淋巴细胞还可以通过分泌IL-10调节机体炎症反应,抑制T淋巴细胞促炎因子的分泌,削弱免疫反应对组织损伤的作用[26]。
2.2 B淋巴细胞是SFTSV的靶细胞近年的研究发现,B淋巴细胞是SFTSV的靶细胞。有学者在类干扰素受体敲除C57/BL6小鼠模型的脾脏和淋巴结中发现,未成熟B淋巴细胞是SFTSV感染的靶细胞[27]。日本学者对SFTS死亡患者的组织病理学研究结果显示,在淋巴结、脾脏和骨髓中SFTSV主要感染B淋巴细胞系中的浆母细胞[28-29]。Suzuki等[30]研究发现,SFTS死亡患者淋巴结中病毒载量最高,且在致死性感染末期,次级淋巴器官的浆母细胞是SFTSV感染的靶细胞。该研究还发现,B淋巴细胞分化为浆母细胞的过程中,其会携带病毒扩散到其他器官,促进病毒复制。Park等[31]对5例SFTS患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)的单细胞转录组测序(single-cell transcriptome sequencing,scRNA-seq)分析显示,SFTSV的靶细胞是B淋巴系中的浆细胞,SFTSV感染浆细胞可能会抑制高亲和力抗体产生,使病毒大量复制,继而导致SFTS患者死亡。此外,Li等[32]研究发现,SFTSV的主要靶细胞也可能是Ⅰ型IFN诱导的浆母细胞。
2.3 SFTSV感染B淋巴细胞免疫功能变化及其相关机制 2.3.1 B淋巴细胞亚群变化SFTSV感染机体后可引起细胞免疫过度活化,导致B淋巴细胞亚群比例发生改变。彭学芳[33]研究证实,与健康对照者相比,SFTS患者的Na?ve B细胞和记忆B细胞比例显著降低,而浆细胞、浆母细胞前体、生发中心B细胞和Ⅰ型IFN诱导的浆母细胞比例随着病情的严重程度逐渐增加。Liu等[34]研究发现,SFTS康复期患者B淋巴细胞比例显著低于预后不良患者,提示在患者病情严重时体液免疫应答被激活,诱导中和抗体产生抑制SFTSV的复制。Song等[25]研究发现,在发病后3周内,死亡组和存活组患者Na?ve B细胞占总B淋巴细胞的比例均比健康对照组显著降低,提示感染后Na?ve B细胞出现了活跃的分化,且死亡组Na?ve B细胞在病毒高度复制的过程中呈现过度的激活和耗竭。体外实验进一步揭示了SFTSV诱导B淋巴细胞增殖,促进其向浆母细胞分化[35]。另一项研究表明,与SFTS急性感染期患者相比,恢复期SFTS患者的浆母细胞比例显著下降,提示B淋巴细胞亚群失衡可能在SFTS发病机制中起重要作用[32]。
2.3.2 B淋巴细胞抗体分泌功能变化中和抗体是病原微生物侵入机体由B淋巴细胞产生和分泌[36],可阻断病原体感染,中和病原体毒素,对机体发挥保护作用。SFTS患者B淋巴细胞抗体分泌功能受损。曹卫友等[37]研究发现,仅有部分恢复期患者血清内有中和抗体产生。胡建功[38]研究发现,SFTS患者IgM抗体在发病第4周表达水平显著升高,随后急剧下降,而IgG抗体在患者发病后6个月达到峰值。Song等[25]研究发现,SFTS死亡患者的浆母细胞没有分泌IgG、IgM、IgD和IgA抗体,说明SFTSV感染后B细胞抗体类别转换失败。
2.3.3 B淋巴细胞抗原提呈功能变化B淋巴细胞与树突状细胞(dendritic cells,DCs)的抗原提呈共同作用可以促进滤泡辅助性T细胞(follicular helper T cells,Tfh)的分化和生发中心的形成[39],HLA-DR和CD80表达是影响B淋巴细胞抗原提呈功能的关键因素。Song等[25]研究发现,在发病后第3周SFTS死亡患者总B细胞、记忆B细胞、边缘区B细胞和CD27-IgD-B细胞上HLA-DR表达较于存活患者均显著下调,且CD80+HLA-DR+细胞比例以及CD80在总B细胞、记忆B细胞和边缘区B细胞上的表达在死亡患者和存活患者间均存在显著性差异,提示SFTSV感染可以引起B淋巴细胞抗原提呈功能受损,并导致死亡患者特异性体液免疫应答缺陷。
2.3.4 B淋巴细胞功能受损的机制DCs是体内功能最强的抗原提呈细胞,可通过提呈抗原向T淋巴细胞和B淋巴细胞提供共刺激信号[40],还可释放可溶性细胞因子促进B淋巴细胞的增殖和分化,从而参与体液免疫应答。有研究发现,SFTSV感染存活组和死亡组患者mDCs水平存在明显不同,在死亡组发病早期mDCs数量显著增加,随后却呈现显著的下降趋势,而存活组mDCs数量在整个病程均显著处于上调状态[41],提示mDCs水平在SFTS患者恢复期具有重要作用。Song等[25]研究证实,SFTS死亡患者髓样DCs(myeloid DCs,mDCs)在整个急性感染期一直处于低水平,且mDCs上CD86的表达受到显著抑制,提示SFTS死亡患者mDCs抗原提呈功能受损。张文静[42]研究发现,与健康对照者相比,SFTS患者mDCs和浆细胞样DCs(plasmacytoid DCs,pDCs)的水平在感染急性期显著降低,死亡患者的mDCs持续处于低表达水平, 且急性期SFTS患者mDCs表面共刺激分子CD80和CD86表达均显著下调,表明SFTSV感染抑制了DCs活化,导致免疫应答功能缺陷。
Tfh可以促进B淋巴细胞抗体类别转换和可变区高频突变,发挥选择性调节B淋巴细胞产生高亲和力抗体的功能,同时在B淋巴细胞向浆细胞和记忆性B细胞分化的过程中发挥重要功能[40]。与健康对照者相比,SFTS存活患者Tfh的数量在发病后第1周出现剧烈增长,随后两周内基本恢复正常水平,但死亡患者Tfh在整个急性期均未出现增加,提示SFTSV感染早期外周血Tfh表达增加与患者疾病进程有密切关系[25]。同时,存活患者前体滤泡辅助性T细胞(precursor follicular helper T cells,pTfh)分泌IL-21和相关基因表达水平在发病后第1周和第2周均显著高于死亡患者,而且细胞体外共培养实验进一步揭示了SFTSV感染后Na?ve B细胞增多,表明致死性SFTSV感染导致的Tfh细胞损伤会促进B淋巴细胞增殖。
3 总结与展望SFTSV感染严重危害人类健康,疫苗和治疗性抗体在预防和治疗SFTSV感染中具有重要作用,而B淋巴细胞是调控宿主体液免疫应答产生抗体的关键因素。SFTSV可直接感染人体B淋巴细胞,导致B淋巴细胞亚群发生改变、B淋巴细胞抗原提呈缺陷,同时树突状细胞和滤泡辅助性T细胞的分化和功能障碍这一过程伴随着的发生。但是目前在SFTSV感染的研究中,关于B淋巴细胞免疫功能改变及其相关免疫学机制的研究较少。因此,对其进行深入研究将为进一步认识SFTSV感染的病理机制,发现新的治疗靶点、促进疫苗的研发提供理论及实验基础。
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