HBV感染腎小管細胞機制的研究進展

李迎娟， 馮國和

中國醫科大學附屬盛京醫院 感染科， 沈陽110000

HBV感染是世界范圍的一個公共衛生問題，每年約78萬人死于慢性HBV感染相關疾病，腎臟是常見肝外受累器官，8%～20%乙型肝炎患者有腎臟損害[1]。一項臨床研究[2]評估了268例沒有接受過任何口服抗HBV治療的HBsAg陽性慢性攜帶者腎臟異常的患病率，共發現73例(73/113，64.6%)患有腎臟疾病。這表明，在HBsAg陽性患者中，腎功能異常非常普遍。

HBV相關腎小球腎炎(HBV-associated glomendonephrits，HBV-GN)的發生機制較為復雜，包括免疫復合物沉積于腎小球、病毒直接感染腎臟、自身免疫反應、免疫缺陷以及宿主和病毒遺傳因素等，至今尚不完全清楚，其中免疫復合物沉積是目前普遍認可的主要發病機制。但近年來，腎小管損傷機制在HBV-GN發病中的作用受到廣泛關注。本文將HBV感染細胞的關鍵因素和HBV損傷腎小管細胞的研究進展總結如下，闡述HBV直接感染腎小管細胞的可能機制。

1 腎臟可能是HBV感染的靶器官

1.1 腎臟中檢測到HBV標志物 既往研究顯示，應用免疫熒光法、PCR、原位雜交等可在腎臟細胞中檢測到HBV標志物，包括HBsAg、HBeAg、HBV DNA等。但其來源存在爭議，腎臟中的HBV標志物可能由病毒直接感染腎臟細胞所致，可能由腎臟細胞吞噬循環中病毒顆粒所致，也可能由整合在染色體上的HBV DNA編碼所致。然而，有學者[3]報道，在部分HBV-GN患者中出現血清HBsAg和HBeAg陰性，而腎組織有病毒蛋白沉積，這進一步證明了HBV可以直接感染腎臟。

1.2 HBV進入并感染肝細胞的途徑 HBV是一種嗜肝DNA病毒，病毒感染細胞的第一步是病毒與靶細胞之間的相互作用。迄今為止，已經發現HBV進入肝細胞可以由硫酸乙酰肝素蛋白聚糖(heparan sulfate proteoglycans,HSPG)如磷脂酰肌醇蛋白聚糖-5和鈉離子/牛磺膽酸共轉運多肽(Na+/taurocholate cotransporting polypeptide,NTCP)[4-5]介導。HBV首先在肝細胞變表面附著于HSPG，然后與NTCP結合，啟動HBV進入肝細胞。研究[6]表明，NTCP是HBV感染肝細胞的功能性細胞受體，是一種多跨膜轉運蛋白，特異性地在肝細胞基底外側膜表達，其與HBV preS1脂蛋白結合，介導HBV進入肝細胞。然而，其他表達NTCP的非肝細胞不支持HBV感染后復制，表明HBV在細胞中復制還需要額外的肝細胞特異性因子[7]。HBV在肝細胞中轉錄受肝臟富含的轉錄因子調節，如肝細胞核因子(HNF)1、HNF3、HNF4、CCAAT/增強子結合蛋白以及核激素受體(如RXRα和PPARα)[5]。有學者[8]發現，人肝細胞之所以是HBV復制的優先位點，是因為其具有促進HBV進入的特定NTCP受體，并且缺乏進入后細胞內抑制因子Slug和Sox7(其過表達能降低HBV轉錄)，其與HNF4α的激活一起促進HBV的有效轉錄。因此HBV感染肝細胞需要HSPG、NTCP和肝臟富含的轉錄因子共同存在，其他可能的關鍵轉錄因子及具體作用機制還有待進一步研究發現。

1.3 腎臟具備HBV感染關鍵因素 近年研究發現NTCP[9]和促進HBV RNA轉錄的轉錄因子如HNF1、HNF3、HNF4等[10]均在腎臟中表達。HNF4轉運體在成人肝、腎和腸中表達最豐富，新生小鼠腎中HNF4在腎近曲小管和遠曲小管中強表達，HNF1b直接調節參與腎臟小管形成的腎小管上皮細胞中囊性基因Pkhd1的表達[10]。這表明腎臟具備HBV感染、復制的條件。

HBV進入腎小管細胞并在腎小管細胞內復制、轉錄的方式目前尚不清楚。Yang等[11]通過核激素受體HNF4α、RXRα、PPARα以及NTCP的異位共表達重建了人胚胎腎小管細胞293T細胞中的HBV感染，結果發現293T細胞中可檢測到HBV感染標志物(HBsAg、HBeAg、HBV DNA等)，表明非肝細胞對HBV的易感性可通過將NTCP、HNF4α、RXRα和PPARα的宿主細胞表達賦予非肝細胞來實現。據此推測HBV可能與腎小管上皮細胞特異性受體結合介導HBV進入腎小管細胞，在關鍵轉錄因子存在的情況下，在腎小管細胞中復制、轉錄，從而導致腎臟損害，參與HBV-GN的發生發展。

2 HBV感染腎小管細胞的可能方式

病毒可以通過與細胞膜融合或通過受體介導的內吞作用進入宿主細胞，有學者[12]發現表達NTCP的肝癌細胞攝取HBV依賴于肌動蛋白細胞骨架，通過網格蛋白介導的內吞途徑進入。這表明HBV進入細胞依賴受體介導的內吞作用，而非融合機制。

有學者[13]發現用表皮生長因子刺激能增強細胞對HBV感染的敏感性，表皮生長因子受體(EGFR)在介導HBV-NTCP細胞內化為易感細胞中起關鍵作用。EGFR表達可隨著HBV轉錄水平的增加而增加[14]，EGFR抑制劑可以顯著抑制HBV復制，并適度降低HBV轉染的肝癌細胞的病毒抗原合成[15]。而在腎臟,EGFR主要在腎小管上皮細胞、間質成纖維細胞表達。人EGFR2在腎小管損傷中起重要作用。研究[16]顯示，人EGFR2在單側輸尿管梗阻引起的腎纖維化、1型和2型糖尿病腎病以及腎纖維化患者的腎活檢中顯著增加，且主要發生在近端腎小管上皮細胞。因此推測EGFR可能在HBV進入腎小管細胞并造成其損傷過程中發揮重要作用。但是目前EGFR在HBV-GN患者腎組織的表達尚無文獻報道，有待于進一步研究。

綜上，一旦與NTCP、EGFR結合，HBV通過網格介導的內吞作用被內化，并到達內體，內體融合似乎發生在晚期內體中，但引發內體融合的線索尚未完全明確[17]。最近的一項研究[18]表明，EGFR通過其內吞/分選途徑驅動與NTCP結合的HBV從細胞表面轉移到內體，EGFR激活觸發HBV轉運到晚期內體。此外，E-鈣黏蛋白也被報道作為一種新因子促進HBV進入，其通過影響HBV的功能性受體NTCP的分布在HBV進入中起著關鍵作用[19]，而E-鈣黏蛋白是一種鈣依賴性黏附整合素，在上皮組織中大量存在。但HBV是否通過上述過程進入腎小管細胞需要體內及體外試驗證實。

3 HBV引起腎小管炎癥反應

腎小管是腎臟的主要組成部分，容易受到包括缺血、蛋白尿、毒素和代謝紊亂等多種損傷。腎小管上皮細胞損傷后，可以合成和分泌多種生物活性分子如促炎細胞因子、趨化因子等，驅動間質炎癥和纖維化。

HBV-GN患者腎活檢中可看到炎性細胞浸潤和腎小管間質纖維化，HBV感染可激活腎小管間質免疫細胞，使腎小管細胞成為專業的抗原呈遞細胞，并激活炎性免疫反應，參與HBV-GN的發生發展[20]。TNFα和IL-1β與腎臟炎癥的發生發展顯著相關[21]。IL-1β在腎小管上皮細胞-間充質細胞轉分化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)中起重要作用，可導致纖維結合蛋白、血管活性物質和α-平滑肌肌動蛋白水平顯著增加，從而促進腎臟纖維化[22]。部分EMT足以誘導腎小管功能損害，觸發細胞周期停滯，并促進關鍵纖維生成細胞因子的釋放，造成腎臟纖維化[16]。免疫抑制劑能降低機體免疫反應，用于治療HBV-GN可有效減輕腎臟炎癥。他克莫司是一種免疫調節劑，研究[23]表明，他克莫司聯合恩替卡韋能快速誘導HBV-GN患者蛋白尿緩解。

4 HBV誘導腎小管細胞凋亡

HBV可通過調節細胞周期、激活信號轉導通路誘導腎小管細胞凋亡。HBV X蛋白( hepatitis B virus X protein,HBx)是X區編碼的產物，是一種多功能調節蛋白，具有廣泛的反式激活作用。HBx蛋白不僅在體內被招募到cccDNA中促進HBV復制[24]，還可促進肝癌的發生發展[25]。HBx參與調節HBV復制、細胞轉錄、信號轉導和細胞周期進程[26]，并誘導細胞凋亡[27]，引起炎癥反應[28]，在腎小管上皮細胞凋亡中發揮了重要作用。有學者[29]研究發現,HBx轉染可顯著抑制腎小管上皮細胞凋亡，促進細胞周期從G1期向S期發展，并在S期阻滯細胞周期，表明HBx可通過調節細胞周期蛋白表達影響腎小管上皮細胞周期，調節腎小管上皮細胞凋亡。腎小管上皮細胞凋亡的分子機制十分復雜，有多種凋亡蛋白和信號通路(包括激活NF-κB途徑、Toll樣受體(TLR)、上調Fas/FasL途徑等)參與。

4.1 NF-κB途徑 NF-κB是細胞內重要的核轉錄因子，在調節對感染的免疫應答中起關鍵作用。HBV可通過激活NF-κB信號通路損傷腎小管細胞。Li等[30]將HBx質粒轉染到近端人腎小管上皮細胞中，發現HBx質粒轉染顯著下調了鈣黏蛋白的表達，上調了α-平滑肌肌動蛋白、Ⅰ型膠原蛋白和纖連蛋白的表達，并以時間和濃度依賴方式增加NF-κB磷酸化，表明HBx可能通過激活NF-κB信號通路促進腎小管EMT，最終導致腎臟間質纖維化。Yang等[31]研究發現HBV-GN患者中腎臟TRAIL受體DR4表達明顯升高，且與促炎細胞因子表達呈正相關，并構建了HBV感染腎小管細胞模型，結果表明在促炎因子存在的情況下，HBx通過增強活化，顯著上調DR4的表達，從而增加TRAIL誘導的腎小管細胞凋亡。但是TRAIL增加是否通過激活NF-κB途徑促進HBV-GN患者腎小管細胞凋亡目前還不清楚，需要進一步研究證實。

4.2 Toll樣受體(TLR) TLR位于NF-κB的上游，能快速識別病原微生物，并介導免疫反應、激活信號通路[32]。TLR4/NF-κB通路是橋接病原微生物免疫、炎性損傷及局部組織壞死的關鍵通路[33]。研究[34]發現，與非HBV-GN患者相比，HBV-GN患者腎組織中組蛋白賴氨酸特異性脫甲基酶(lysine-specific demethylase 1，LSD1)上調，且其表達與腎臟炎癥呈正相關，推斷HBV可能通過LSD1-TLR4-NF-kB/JNK信號通路誘導人腎小管上皮細胞炎癥釋放促炎介質，導致腎小管上皮細胞損傷。替比夫定具有改善腎臟炎癥和腎小管間質纖維化的作用，但具體作用機制尚不明確，有學者[35]發現可能與替比夫定拮抗TLR4抑制近端小管上皮細胞的轉分化有關。阻斷TLR4/NF-κB信號通路中的某一環節來減輕腎臟炎癥，這為HBV-GN的治療提供了新思路。

4.3 Fas/FasL途徑 Fas/FasL途徑也參與HBV誘導腎小管細胞凋亡。He等[36]發現，用HBx轉染NRK-52E細胞(大鼠腎小管導管上皮細胞)可抑制細胞增值，增加凋亡和Fas、FasL及MLK3-MKK7-JNKs信號通路相關蛋白表達；且用MLK3抑制劑處理后，HBx轉染組信號通路活性、Fas/FasL表達和細胞凋亡顯著降低。結果表明HBx可通過MLK3-MKK7-JNK3-c-Jun信號通路激活Fas/FasL，誘導NRK-52E細胞凋亡。但該實驗是體外實驗，需要合適的體內模型進一步研究證實。

綜上所述，HBV可通過調節細胞周期、激活NF-κB等相關信號轉導通路誘導腎小管細胞凋亡，導致HBV-GN進展，研究其具體機制有助于新藥物研發。

5 小結與展望

腎小管損傷機制在HBV-GN發病機制中的作用越來越受到重視。腎臟具有迄今發現的HBV在肝細胞中感染、復制的決定因素，可能是HBV感染肝臟外的另一器官，HBV進入腎小管細胞的受體和支持HBV在腎小管細胞中復制、轉錄的因素有待于進一步研究。HBV可導致腎小管細胞炎癥發生，通過激活NF-κB、上調Fas/FasL途徑等信號通路引起細胞凋亡損傷腎臟，參與HBV-GN的發生發展，阻斷上述途徑可能延緩或阻止HBV-GN的進展，起到治療作用。

HBV-GN主要治療方式是抗病毒治療，隨著HBeAg和HBsAg被清除，患者蛋白尿緩解[37]。有研究[38]表明，通過單一抗病毒治療，HBV-GN患者尿蛋白緩解伴隨HBV復制減少和HBeAg清除率的提高。抑制HBV復制可減少HBV-GN患者尿蛋白排泄、減輕腎臟損傷，增加臨床緩解率[39]。但是現有抗病毒藥物尚未達到使cccDNA從HBV感染者體內徹底清除[40]。拉米夫定雖然可減少HBV-GN患者的蛋白尿[41]，但因耐藥性高，現在不作為首選抗病毒藥物。恩替卡韋目前是慢性HBV患者一線藥物，有病例報道1例HBV-GN患者應用恩替卡韋后出現了蛋白尿緩解和血清轉化[42]，但目前恩替卡韋對于HBV-GN治療療效仍缺乏可靠證據，需要進一步大樣本研究證實。糖皮質激素[43]和免疫抑制劑[44]可改善疾病預后，但有重新激活病毒和進一步惡化腎功能的風險，其利弊權衡尚缺乏有力的循證醫學證據。有病例報道[43]對難治性HBV-GN應用抗病毒藥物聯合糖皮質激素，可減少腎臟免疫復合物沉積、緩解蛋白尿，因此臨床上需經驗性應用糖皮質激素。

目前臨床上尚無作用靶點位于腎臟治療HBV-GN的藥物，研發治療HBV-GN的特效藥面臨重大機遇和挑戰。HBV損傷腎臟的具體機制和途徑的不斷發現，為研發具有新作用機制的小分子藥物提供了新治療靶點。

利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。

作者貢獻聲明：李迎娟負責資料分析，撰寫論文，修改論文；馮國和負責擬定寫作思路，指導撰寫文章并最后定稿。