T細胞免疫及細胞因子與重癥腺病毒肺炎的相關研究進展

應旦紅 鄭麗麗 許航燕

T細胞免疫及細胞因子與重癥腺病毒肺炎的相關研究進展

應旦紅 鄭麗麗 許航燕

肺炎是兒科最常見的呼吸系統感染性疾病。腺病毒雖然不是引起兒童肺炎的最常見病原體，但易引起重癥腺病毒肺炎、呼吸窘迫綜合征而導致死亡，也可遺留不同程度的后遺癥。重癥腺病毒肺炎的臨床治療仍是一個難題。目前認為，小兒免疫功能低下和病毒感染后免疫功能紊亂是肺炎發生、發展的主要誘發因素。通過對腺病毒肺炎患兒T細胞亞群及細胞因子變化相關研究的分析，探討腺病毒肺炎的免疫學發病機制，可以揭示腺病毒肺炎發生的嚴重程度與T細胞免疫及輔助性T（Th）1/Th2細胞因子變化之間的聯系，為臨床醫生判斷重癥腺病毒肺炎和預測可能會演變進展為重癥腺病毒肺炎的實驗室檢查提供依據。本文就T細胞免疫和Th1/Th2細胞因子與腺病毒肺炎的相關研究進展作一綜述。

腺病毒肺炎細胞免疫細胞因子

腺病毒是DNA病毒，是導致嬰幼兒致死性肺炎的主要病原之一，其中腺病毒7和腺病毒3二型病毒是引起腺病毒性肺炎的主要病原體，而且常較嚴重，可以致死[1-2]。腺病毒對機體的細胞免疫和體液免疫功能有不同程度的影響。病情重者細胞免疫抑制程度更為明顯。腺病毒肺炎多數病情變化快，容易引起全身炎癥反應和呼吸衰竭，尤其是小嬰幼兒，可能與患兒的機體細胞免疫功能紊亂、輔助性T淋巴細胞（Th細胞）功能異常、患兒的營養狀態差和存在基礎疾病如哮喘等因素導致病毒無法清除有關。

T淋巴細胞按表面分化抗原（CD）的不同，可分為CD4+和CD8+兩大亞群；按功能可分為Th細胞（又分Th1和Th2）、抑制性T細胞（Ts細胞）、細胞毒T細胞（CTL或Tc細胞）和遲發型超敏反應T細胞（TDTH細胞）。細胞因子在免疫調節過程中發揮著重要作用，其主要由T淋巴細胞分泌，其他血液中各種活化的細胞也能分泌，包括單核細胞和粒細胞等。細胞因子的分泌在病理條件下會發生改變，如各種感染性疾病等。目前，研究較多的分泌細胞因子的細胞為Th1和Th2細胞。Mosmann等[3]根據CD4+T細胞分泌的細胞因子譜的不同，將CD4細胞分為Th1和Th2亞群。也有研究發現某些CD8+T細胞也可分泌Th1/Th2細胞因子，分別被定義為細胞毒性T細胞1（Tc1）和細胞毒性T細胞2（Tc2）[4-5]。Th1細胞主要分泌IFN-γ、IL-2和TNF-β，介導細胞免疫應答；而Th2細胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10及IL-13等因子，促進抗體的產生，介導體液免疫反應。在多數免疫反應中，Th細胞并不產生典型的Th1或Th2細胞和因子，但在一些特殊疾病狀態下，Th0細胞受特異抗原刺激時，一方面向Th1方向發展，另一方面可向Th2方向發展。近年研究發現，Th1/Th2平衡失調參與多種疾病過程，如病毒感染、腫瘤免疫、移植免疫及變態反應等，而重癥病毒感染相關性肺炎主要是由Th1功能下降和Th2功能增強引起，導致促炎細胞因子和抗炎細胞因子失衡，如IL-2、IL-4、IL-6、IL-13、TNF-α增加，IFN-γ、IL-10下降[5]。

1 細胞因子與腺病毒感染

1.1 促炎性細胞因子與腺病毒感染

1.1.1 IL-2和IL-2RIL-2促進所有亞型的T細胞增殖及產生細胞因子；促進自然殺傷細胞（NK細胞）的細胞毒活性及產生細胞因子；誘導淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK）擴增，增強其細胞毒活性；激活單核巨噬細胞，增強其殺瘤活性；抑制活化的B細胞增生及產生抗體；參與炎癥反應、腫瘤效應和移植排斥反應。IL-2是機體最主要最強有力的T細胞生長因子,sIL-2R可與膜IL-2R競爭結合IL-2，抑制已活化的T細胞克隆性增生。趙明奇等[4]研究發現腺病毒急性感染患兒血清IL-2水平的升高，可能跟急性呼吸道腺病毒感染引起多種細胞因子水平的變化，且不同細胞因子間存在相互誘生有關。Lam等[5]認為患兒血清存在高水平的IL-2可能是由高濃度IL-6誘生的。

1.1.2 IL-6IL-6促進B細胞增殖、分化和產生抗體；促進T細胞分化成CTL；促進肝臟合成急性時相蛋白；作為內源性致熱源參與炎癥反應；對神經組織和造血組織具有廣泛效應；增強NK和CTL的殺瘤活性的生物學效應；可誘導T細胞和胸腺細胞表面IL-2Rα鏈的表達。Kawasaki等[6]認為相對于流感病毒和呼吸道合胞病毒，腺病毒感染后的炎癥反應更強，表現為熱程更長、以中性粒細胞為主的WBC升高、C反應蛋白升高以及血清IL-6水平升高。

1.1.3 TNF-αTNF-α是一種單核因子，主要由單核細胞和巨噬細胞產生，內毒素是TNF-α的強誘導劑。TNF-α趨化激活中性粒細胞，促進黏附分子表達；誘導腫瘤細胞凋亡；參與內毒素性休克、動脈硬化、靜脈血栓形成和脈管炎的病理過程；引起惡液質；參與炎癥反應和免疫應答。腺病毒感染誘發產生的TNF-α可以引發其他炎性介質的釋放，引起組織細胞損傷，與其他細胞因子協同作用加重全身炎癥反應。Patel等[7]認為，相對其他病毒而言，腺病毒引起TNF-α升高更為明顯。

1.1.4 IFN-γIFN-γ促進Th0細胞向Th1轉化，抑制Th2細胞分化；促進CTL成熟和活性；激活中性粒細胞功能和NK細胞殺傷活性；激活并加強巨噬細胞功能；抑制B細胞分化、產生抗體和免疫球蛋白（Ig）類型轉換；激活血管內皮細胞；促進多種細胞表達生物相容復合體抗原（MHC）Ⅰ和Ⅱ類分子，MHC作用廣泛包括抑制病毒復制、增強巨噬細胞活性和抑制Th2細胞增殖等。Yan等[8]研究顯示兒童呼吸道腺病毒急性感染時血清IFN-γ明顯降低，IFN-γ是最典型的Th1型細胞因子，具有抗病毒活性，其降低可能導致機體清除病毒的能力降低。

1.2 抗炎性細胞因子與腺病毒感染

1.2.1 IL-4IL-4促進Th2細胞分化，抑制Th1細胞增殖及應答；促進B細胞表達MHCⅡ類抗原及抗原遞呈作用；促進活化的B細胞分泌IgE和IgG1，促IgM向IgE類型轉換；參與移植排斥反應和Ⅰ型超敏反應，參與Th1和Th2亞群之間的相互作用,對Th2類細胞因子的產生和淋巴細胞及巨噬細胞發揮免疫調節作用。IL-4的異常升高可刺激B細胞分泌IgE[9]，而IFN-γ是IgE合成的潛在抑制物，因此，IL-4與IFN-γ的失衡可能使患兒IgE水平增高，從而引起一系列腺病毒感染后呼吸系統的炎癥改變。

1.2.2 IL-10IL-10是由Th2細胞產生的抗炎與免疫抑制性細胞因子,也是拮抗Th1的關鍵細胞因子。IL-10促進Th2細胞分化，抑制Th1細胞增殖及應答；促進B細胞增殖分化及分泌抗體；抑制巨噬細胞的抗原提呈功能；抑制多種促炎細胞因子產生；抑制細胞免疫，抑制NK細胞活性；與IL-3、IL-4共同促進肥大細胞增殖；與IL-2、IL-4和IL-7共同促進胸腺細胞生長。既往研究表明腺病毒急性感染時血清IL-10水平降低[10]，提示可能由于病毒抑制了IL-10的產生，導致細胞免疫功能的抑制炎癥反應減弱，細胞因子相互制約的網絡失衡。說明IL-10對于了解機體的細胞免疫反應及多種細胞因子平衡有十分重要意義。

1.2.3 IL-13IL-13在調節巨噬細胞功能和減少炎癥因子產生方面與IL-4相似[11-12]，可下調炎癥性細胞因子和趨化因子的合成，還可提高活性氧（100%O2）介導損傷小鼠的生存率，對缺血-再灌注損傷有保護作用。IL-13還有一些IL-4沒有的功能，如上調MHCⅡ類分子表達，促進IgE類型轉變。Li等[12]發現小鼠腺病毒感染導致的呼吸窘迫綜合征與肺組織IL-13表達增加有關。

2 細胞免疫與腺病毒

2.1 T淋巴細胞介導的細胞免疫[13-14]CTL通過人類白細胞抗原（HLA）限制性識別方式識別高表達HLA-Ⅰ類抗原的受感染細胞，在抗腫瘤、抗病毒中起極其重要的作用，缺乏腺病毒特異性CTL的患者腺病毒感染后可發展為重癥腺病毒肺炎。腺病毒特異性CTL可降低腺病毒的感染率和發病率，減輕臨床癥狀。研究報道給重癥腺病毒感染患者輸注腺病毒特異性的T淋巴細胞，可重建細胞免疫功能，從而明顯改善臨床癥狀和降低病死率[13-14]。腺病毒感染后活性淋巴細胞免疫表型CD8＋HLA-DR＋、CD56＋HLA-DR＋細胞數的變化與感染康復有關，升高者自然康復，持續低下者病毒持續復制，可發展為重癥腺病毒肺炎。腺病毒激活的淋巴細胞可產生或誘導產生多種細胞因子，如IFN-γ、IL-2和淋巴細胞功能相關抗原-3（LFA-3）、細胞間黏附分子-1（ICAM-1）等，擴大免疫效應。

2.2 NK細胞介導的細胞免疫[15-17]NK細胞通過“丟失自我”的識別方式，識別HLA抗原表達低下或不表達的靶細胞以及HLA抗原突變的靶細胞，與T淋巴細胞相互補充，構成機體的免疫監視網絡，在抗腫瘤、抗病毒中起重要作用。動物實驗表明，缺乏NK細胞可發生致命的腺病毒肺炎，而NK細胞被動免疫可防止致命性腺病毒感染的發生。NK細胞低下的腺病毒肺炎預后差。研究發現腺病毒感染后機體NK細胞活性免疫亞型CD56＋HLA-DR＋細胞數增多，細胞毒活性增高[15-17]。

2.3 腺病毒逃避T淋巴細胞介導的免疫攻擊[18-19]腺病毒在與機體免疫應答斗爭的過程中，產生了多種機制逃避T淋巴細胞的攻擊：（1）腺病毒感染引起CD8＋淋巴細胞升高、CD4＋淋巴細胞下降，抑制機體免疫功能；（2）干擾受感染細胞HLA-Ⅰ抗原分子的表達或產生HLA-Ⅰ抗原同源物，使CTL不能識別受感染細胞，破壞免疫應答，逃避CTL的殺傷作用；（3）抑制細胞因子的產生。

綜上所述,腺病毒為DNA病毒，在感染機體細胞內復制的周期中，可引起細胞的溶解和死亡。在引起壞死的過程中，中性粒細胞、炎性介質也起著重要作用。研究表明重癥腺病毒肺炎患兒體內IL-4、IL-6、TNF-α增高，而IFN-γ降低[10-11]，提示Th1細胞功能受到抑制,導致IL-6、IL-4、TNF-α等細胞因子相對增高，它們可激活補體，上調黏附因子和其他細胞因子的表達，導致Th2細胞功能增強，從而加強炎性反應導致肺組織細胞的損害。細胞因子在腺病毒肺炎發病機制中可能起重要作用。腺病毒在與機體免疫應答斗爭的過程中，產生了多種機制逃避T淋巴細胞的攻擊，導致感染肺部后發生呼吸衰竭而死亡[20-21]。

[1] Callaway Z,Kim S H,Kim J Y,et al.Adenovirus infection with serious pulmonary sequelae in Korean children[J].Clin Respir,2011,5(2):92-98.doi:10.1111/j.1752-699X.2010.00204.x.

[2] 李凡,趙林清,鄧潔,等.兒童急性呼吸道感染中腺病毒環介導等溫擴增技術檢測方法的建立[J].中華兒科雜志,2013,51(10):52-57.doi:10.3760/cma.j.issn.0578-1310.2013.01.010.

[3] Mosmann T R,Sad S.The expanding universe of T-cell subsets Th1/Th2 and more[J].Immunol Today,2006,17(3):138.doi:10.1016/0167-5699(96)80606-2.

[4] 趙明奇,連廣琬,朱冰,等.急性呼吸道腺病毒感染患兒血清細胞因子的動態變化[J].熱帶醫學雜志,2011,11(1):60-62,104.

[5] Lam E,Ramke M,Warnecke G,et al.Effective apical infection of differentiated human bronchial epithelial cells and induction of proinflammatory chemokines by the highly pneumotropic human adenovirus type 14p1[J].PLoS One,2015,10(7):e0131201.doi:10.1371/journal.pone.0131201.

[6] Kawasaki Y,Hosoya M,Katayose M,et al.Correlation between serum interleukin 6 and C-reactive protein concentrations in patients with adenoviral respiratory infection[J].Pediatr Infect Dis,2002,21(5):370-374.doi:10.1097/00006454-200205000-00004.

[7] Patel J A,Nair S,Ochoa E E,et al.Interleukin-6-174 and tumor necrosis factorα-308 polymorphisms enhance cytokine production by human macrophages exposed to respiratory viruses[J].Interferon Cytokine Res,2010,30(12):917-921.doi:10.1089/jir.2010.0033.

[8] Yan C,Wang X,Liu Y,et al.Protective role of Rho guanosine diphosphate Dissociation inhibitor,Ly-GDI,in pulmonary alveolitis[J].PLoS One,2015,10(10):e0140804.doi:10.1371/journal.pone.0140804.

[9] YamazakiK,Kato-Nagaoka N,SuzukiT,et al.Immune deviation and alleviation of allergic reactions in mice subjected to dietary restriction[J].Biosci Biotechnol Biochem,2009,73(12):2705-2711.doi:10.1271/bbb.90561.

[10] Clutton G,Bridgeman A,Reyes-Sandoval A,et al.Transient IL-10 receptor blockade can enhance CD8(+)T cell responses to a simian adenovirus-vectored HIV-1 conserved region immunogen[J].Human vaccines&immunotherapeutics,2015,11(4):1030-1035.doi:10.1080/21645515.2015.1009809.

[11] Mistchenko A S,Diez R A,Mariani A L,et al.Cytokines in adenoviral disease in children:association of interleukin-6,interleukin-8,and tumor necrosis factor alpha levels with clinical outcome[J].J Pediatr,1994,124(5 pt 1):714-720.doi:10.1016/S0022-3476(05)81360-5.

[12] Li Y,Pan X,Peng X,et al.Adenovirus-mediated interleukin-35 gene transfer suppresses allergic airway inflammation in a murine modelofasthma[J].Inflammation research,2015,64(10):767-774.doi:10.1007/s00011-015-0858-1.

[13] Yoon B W,Song Y G,Lee S H.Severe community-acquired adenovirus pneumonia treated with oral ribavirin:a case report[J].BMCresearch notes,2017,10(1):47-51.doi:10.1186/s13104-016-2370-2.

[14] Molloy C T,Andonian J S,Seltzer H M,et al.Contributions of CD8 T cells to the pathogenesis of mouse adenovirus type 1 respiratory infection[J].Virology,2017,507:64-74.doi:10.1016/j.virol.2017.04.005.

[15] Shen C F,Wang S M,Ho T S,et al.Clinical features of community acquired adenovirus pneumonia during the 2011 community outbreak in Southern Taiwan:role of host immune response[J].BMC infectious diseases,2017,17(1):196-199.doi:10.1186/s12879-017-2272-5.

[16] Zampoli M,Mukuddem-Sablay Z.Adenovirus-associated pneu monia in South African children:Presentation,clinical course and outcome[J].South African medical journal,2017,107(2):123-127.doi:10.7196/SAMJ.2017.v107i2.11451.

[17] Campbell S J,Kynyk J A,Davis J A.Disseminated adenovirus infection causing severe ARDS[J].BMJ case reports,2017,231:201-207.doi:10.1136/bcr-2016-217524.

[18] Sharma P,Martis P C,Excoffon K J.Adenovirus transduction:More complicated than receptor expression[J].Virology,2017,502:144-151.doi:10.1016/j.virol.2016.12.020.

[19] Schultze-Florey R E,Tischer S,Schwerk N,et al.Monitoring of adenovirus(ADV)-specific T cells in a boy with ADVpneumonia and disseminated disease after lung transplantation[J].Transplant infectious disease,2016,18(5):756-760.doi:10.1111/tid.

12569.

[20] Botelho F M,Rangel-Moreno J,Fritz D,et al.Pulmonary expression of oncostatin M(OSM)promotes inducible BALT formation independently of IL-6,despite a role for IL-6 in OSM-driven pulmonary inflammation[J].Journal of immunology,2013,191(3):1453-1464.doi:10.4049/jimmunol.1203318.

[21] Li Y,Gao Q,Yuan X,et al.Adenovirus expressing IFN-λ1(IL-29)attenuates allergic airway inflammation and airway hyperreactivity in experimental asthma[J].International immunopharmacology,2014,21(1):156-162.doi:10.1016/j.intimp.2014.04.022.

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.23.2017-2201

浙江省衛計委醫藥衛生科技項目（2015KYB421）

321100東陽市人民醫院兒科

應旦紅，E-mail：Yingdh0318@163.com

2017-09-13）

（本文編輯：陳麗）