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编号:10284489
EBV及其相关疾病的免疫学研究
http://www.100md.com 《广东医学院学报》 2000年第1期
     作者:陈燕 陈小毅

    单位:陈燕(广东医学院病理教研室,湛江 524023);陈小毅(广东医学院病理教研室,湛江 524023)

    关键词:Epstein-Barr病毒;人类白细胞抗原

    广东医学院学报000127 文章编号:1005-4057(2000)01-0061-03▲

    EB病毒(Epstein-Barr virus,EBV)是传染性单核细胞增多症(IM)的病原,与人类多种恶性肿瘤,包括Burkitt′s 淋巴瘤(BL)、鼻咽癌(NPC)、免疫耐受个体的B细胞淋巴瘤及何杰金病(HD)的发生密切相关[1]。人类受EBV感染十分普遍,然而仅有极少数个体发生恶性肿瘤,且EBV感染的个体不论有否发生恶性肿瘤均可产生一系列抗体。显然免疫系统在防止肿瘤的发生中起重要作用,但体液免疫作用不大,而主要以特异性细胞免疫为主。另一方面,虽然机体有一定的潜在抗病毒反应,但人群中却有90%以上感染了EBV并持续存在,表明病毒可通过某些免疫逃避形式在有免疫力机体内长期存在。研究免疫系统对EBV 感染的控制作用及EBV 相关肿瘤逃避机体免疫应答的机制,有助于阐明EBV 相关肿瘤发生机理及为免疫治疗的应用提供理论依据,因此,免疫系统在抗EBV 相关肿瘤中所扮演的角色已成为近来重要的研究课题。
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    1 EBV 相关疾病的体液免疫

    EBV 急性感染期机体产生的抗体有:抗壳抗原(VCA)抗体(IgM、IgG、IgA)、抗早期抗原(EA)抗体(IgG、IgA)、抗膜抗原(MA)抗体(IgG)。而潜伏感染期的抗体则有抗核心抗原1(抗EBNA1)、抗核心抗原 2(抗EBNA2)和抗潜伏膜蛋白1(抗 LMP1)抗体。不同的EBV相关疾病产生的体液免疫不同 (表1)[2]

    表1 EBV 相关疾病体液免疫的特点 EBV相关疾病

    血清抗体

    EBV阳性健康者

    IgG/VCA(+),IgA/VCA和IgM/VCA(-)(95%),抗EBNA 1(+),抗EBNA 2(-)

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    IgM/VCA(+),IgA/VCA(+)(38%),EA-D和EA-R(+)(90%)

    抗EBNA 1(+),抗EBNA 2(+)

    BL地方型

    IgA/VCA(+)(28%),IgG/VCA(+),EAR(+)*,抗EBNA 2(+)(38%-76%)

    爱滋病型

    IgG/VCA(+),抗EBNA 2(+)(70%)

    NPC

    IgA/VCA(+)*,EA- R(+)*,抗EBNA 2(+)(45%-62%)
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    *可用于血清学诊断

    在EBV抗体中,抗MA是中和抗体,有免疫保护作用,其相应的抗原MA的一个蛋白质成分gp 350还具有ADCC的抗原决定簇,因此被用作研制EBV-MA亚单位疫苗,以诱导体液免疫及细胞免疫。gp350还有介导EBV 吸附宿主细胞表面受体CR2的位点,抗MA可中和MA,阻断EBV与细胞结合而阻断EBV 的感染。抗VCA、抗EBNA 虽终身持续存在于体内,却与抗EA一样,无抗病毒作用。但许多研究发现,抗VCA、抗EA与某些EBV相关肿瘤有相关性,可作为EBV相关肿瘤的血清学诊断参考指标之一。如EA-R可用于地方性BL的血清学诊断,IgA/VCA、IgA/EA 常用于NPC的血清学诊断中。IgA/VCA敏感度高,易于检出NPC和发现早期NPC,漏诊少,阴性结论可靠,缺点是假阳性率过高。IgA/EA在正常人中罕见,在NPC诊断中敏感度低于VCA,漏诊率较VCA高,尤其在早期NPC 诊断上;但其特异度高,误诊少,临床上把IgA/EA抗体的测定与IgA/VCA抗体的动态变化结合起来,有助于NPC早期诊断。
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    2 EBV 相关疾病的细胞免疫

    2.1 EBV 感染的免疫控制途径

    免疫系统对EBV 感染的控制作用主要通过细胞免疫来实现,主要控制途径是人类白细胞抗原I(HLA-Ⅰ)限制性的CD8+细胞毒性T细胞(CTL)应答。研究发现,EBV在人体内长期持续存在,其数量明显受到EBV特异性CTL的限制[3];多次体外培养实验也证实,EBV特异性CTL能识别并杀伤感染了EBV并表达某些靶抗原的B细胞,其识别作用受HLA-I的限制。也有人认为由于大多数关于特异性CTL的研究都采用EBV阳性健康者的末梢血单个核细胞,后者的免疫应答已主要被CD8+CTL控制,因此限制了HLA-Ⅱ限制性CD4+CTL在EBV及其相关肿瘤中所扮演角色的研究。Misko等用EBV阴性健康者的PBMC与EBV转化的淋巴母细胞株(LCL)进行培养得到特异性CTL,用流式细胞仪及51Cr释放试验检测发现,95%的CTL克隆表达CD4+,59%的具有细胞毒性[4]。提示了CD4+CTL在抗病毒免疫应答中的基本作用。Khanna等也探讨了免疫系统通过HLA-Ⅱ限制性CTL杀伤EBV相关肿瘤的可能。结果发现HLA-Ⅰ表达下调的BL细胞[5]能处理提呈HLA-Ⅱ限制性EBV特异性CTL表位,并能被相应CD4+CTL识别杀伤,展示了EBV相关恶性肿瘤免疫治疗的另一可能[6]
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    2.2 EBV特异性表位的研究

    特异性CTL对EBV相关恶性肿瘤的监视被认为很可能由病毒表型来诱导[7]。近来,人们注重于用分子生物学的方法对EBV的特异性基因片段及病毒的抗原决定簇进行深入研究,试图寻找能诱导EBV特异性细胞免疫反应的抗原决定簇。Murray[8]与Khanna[9]等将含有不同EBV潜伏抗原基因片段的重组疫苗分别导入细胞中,获得不同的EBV潜伏抗原表达,用以同EBV特异性CTL培养发现,表达EBNA3A、EBNA3B、EBNA3C、LMP1、LMP2的细胞能被HLA-Ⅰ限制性CTL识别并杀伤,证实这些蛋白是HLA-Ⅰ限制性EBV特异性CTL的靶抗原,而EBNA1、EBNALP则无此作用。这为研制特异性EBV疫苗提供了理论依据。然而许多实验发现,完整的病毒蛋白引发的特异性细胞免疫应答较微弱,因此学者们把兴趣转向寻找特异的肽表位序列,以寻求能有效诱发特异性CTL反应的免疫原[10]。1990年,Burrows[11]首次报道了特异性CTL识别的EBV靶表位FLRGRAYGL,此为来源于EBNA3的肽序列,之后又陆续有其它EBV特异性的CTL肽表位被发现,迄今为止,发现含有HLA-Ⅰ或HLA-Ⅱ限制性CTL识别表位的EBV潜伏蛋白有:EBNA1、EBNA2、EBNA3A、EBNA3B、EBNA3C、LMP1和LMP2A,而EBNA LP至今仍未发现有特异性CTL识别表位[12]。在EBV相关的恶性肿瘤中,BL只表达EBNA1,NPC和HD也只有EBNA1和LMP表达。由于EBNA 1不含有HLA-Ⅰ限制性CTL表位,无法被其识别[8,9],LMP1中潜在靶表位的鉴定成为近来研究工作的重点。1998年,Khanna等[10]用电脑程序分析EBV-LMP1蛋白序列,发现其中两条肽序列YLLEMLWRL和YLQQNWWTL能被HLA-Ⅰ限制性CTL识别,证明LMP1内有特异性CTL识别表位。
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    2.3 EBV的免疫逃避机制

    人体虽有多种免疫防御监视机制,但EBV及其相关肿瘤却能逃避机体的免疫应答。Koup认为EBV逃避机体免疫攻击的策略有:(1) 在免疫特定部位(immunologically privileged sites)进行复制;(2) 病毒的主要免疫表位突变以至表位特异性CTL无法识别;(3) 下调受感染细胞表面的HLA分子和/或粘附分子;(4) 下调病毒基因在受其感染细胞上的表达[13]

    2.3.1 HLA分子与粘附分子的下调 有人提出,参与调节靶细胞相互作用的粘附因子ICAM-1和LFA-3可能在特异性CTL的识别中有重要介导作用,它们在BL组群Ⅰ(GroupⅠ) 细胞中的表达下调可能是肿瘤逃避机体免疫的途径之一[14]。BL组群Ⅰ瘤细胞具有BL细胞的原有表型,能表达EBNA1抗原,但其表面粘附分子及HLA-Ⅰ表达下调。然而,给缺乏ICAM和LFA-3的BL组群Ⅰ细胞提供了合成的肽表位后,肿瘤细胞能被肽表位特异性CTL识别[7]。因此证实ICAM和/或LAF3的表达并不是特异性CTL识别肿瘤细胞的绝对条件,而BL对内源性抗原处理的缺陷可能是最基本的原因。已知转运相关蛋白TPA1、TPA2参与HLA-Ⅰ分子内源性抗原的处理提呈。BL细胞系中TAP-1和TAP-2的表达较正常LCL的低,导致其HLA-Ⅰ表达下降,内源性抗原无法提呈,从而逃避了HLA-Ⅰ限制性特异CTL的杀伤。因此诱导抗原处理缺陷的BL细胞的表型中转运蛋白复合物的表达是提高机体对EBV细胞免疫的重要方法[7]
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    2.3.2 含特异性表位的病毒潜伏蛋白的下调 在特异性CTL对EBV的识别表位的研究中,人们发现EBV相关肿瘤中含有识别表位的EBV潜伏蛋白如EBNA2、EBNA3A、EBNA3B、EBNA3C、LMP1、BARFO[15]蛋白普遍表达下调或不表达。表明这些潜伏蛋白表达的下调很可能是EBV相关疾病逃避机体免疫的重要因素。

    2.2.3 NPC免疫逃避的研究Khanna对NPC的研究却发现,NPC细胞的TAP-1,TAP-2,HLA-Ⅰ表达上调,且特异性CD8+CTL能对其识别并杀伤,表明NPC细胞有能力处理HLA-Ⅰ限制性CTL表位并提呈到细胞表面[16]。然而也有人检测到NPC中HLA-Ⅱ表达增加,而HLA-Ⅰ表达正常[17]。体外实验发现NPC患者外周血单核细胞的EBV特异性T细胞毒性反应功能下降,因而认为EBV在转化鼻咽癌粘膜上皮的过程中同时使其HLA表型发生改变,使体内HLA-I限制性EBV特异性的CD8+T细胞不能识别HLA-Ⅱ阳性的癌细胞,从而使癌细胞逃脱了免疫监视机制。究竟NPC如何逃避免疫系统的监视,我们仍有必要进一步研究。
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    3 EBV相关疾病的免疫防治

    EBV相关疾病免疫治疗的目的是获得EBV特异性CTL,以对目标EBV和肿瘤细胞进行识别杀伤。免疫治疗设想的提出基于以下事实:(1) EBV特异性的CD8+CTL能杀伤EBV 阳性细胞;(2) CTL能通过识别表达在细胞表面的潜伏蛋白而识别EBV 阳性细胞;(3) 许多EBV潜伏蛋白内的CTL识别表位已被鉴定;(4) 各种EBV相关疾病的潜伏蛋白表达不一致[12]。1976年,Epstein 首先提出了用疫苗预防EBV 相关的恶性肿瘤或减少其发病率的设想。由于EBV的潜伏感染与BL、NPC、HD等恶性肿瘤的发生密切相关,因此不能以减毒或灭活的完整EBV作为人用疫苗。但可考虑用纯化的EBV抗原成份研制疫苗。

    3.1 以gp350作为免疫原

    用gp350蛋白及含gp350DNA的质粒分别免疫实验动物发现,前者仅能诱导机体产生中和抗体,控制病毒数量。后者除具有前者的作用外,还能诱导机体产生细胞免疫应答,引起CTL反应和T 细胞增殖性反应,抑制肿瘤的生长[18,19]。其原因可能在于DNA进入细胞后,目的蛋白在胞内合成,类似于病毒感染细胞后在细胞内合成的内源性蛋白。此种内生性蛋白经内质网加工后,与HLA-Ⅰ类分子结合,被CTL识别杀伤。而蛋白被溶酶体加工成多肽后,与HLA-Ⅱ抗原结合,只能被Th 细胞识别,而无法被CTL识别。Yao[20]等发现,在EBV阳性的健康者唾液中,抗gp350中和抗体水平很低,显示了gp350并非引起机体长期免疫的基础,仍需探索其他更适合用作疫苗的免疫原。
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    3.2 以EBV潜伏抗原作为免疫原

    由于EBV转染的LCLs细胞上有11种EBV潜伏蛋白持续地表达,研究EBV潜伏蛋白作为免疫原的可行性成为热点。由于EBV相关肿瘤潜伏蛋白表达下调,即使用最特异的CTL识别肽片段,产生的CTL也无法对肿瘤细胞进行识别杀伤。因此用EBV潜伏抗原蛋白作为免疫原,只能刺激机体产生细胞免疫,阻止EBV的潜伏感染,而无法用于治疗已发生的EBV相关肿瘤。理论上基因免疫的方法可克服此缺点。将含有EBV特异基因片段的质粒导入EBV相关肿瘤细胞中,使特异抗原表达并为CTL识别而杀伤肿瘤细胞。但由于BL细胞系中TAP-1和TAP-2的表达下调以致其HLA-Ⅰ在抗原处理方面有缺陷,即使用含特异CTL识别表位的EBV潜伏抗原DNA的质粒对实验动物进行基因免疫,由于肿瘤细胞抗原提呈障碍,也难引起有效的肿瘤杀伤,因此有必要事先诱导BL细胞中转运蛋白复合物的表达。Rowe等发现,含有特异性CTL识别表位的LMP1是EBV中唯一能够上调TAP蛋白和HLA-Ⅰ抗原表达的基因。随着TAP蛋白、HLA-Ⅰ抗原表达的增加,BL细胞处理、提呈抗原的能力上升,引起特异性CTL的识别及杀伤[21]。显示特异性CTL对EBV相关恶性肿瘤的监视可能与LMP1有很大关系。LMP1又是唯一能在NPC和HD中持续地表达的潜伏蛋白,65%的NPC组织中有LMP抗原的表达,这些都为开展EBV-LMP1基因疫苗针对NPC及其他EBV相关肿瘤的预防及免疫治疗提供了充分的依据。
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    3.3 人类HLA多态性与疫苗研制

    由于人类HLA的多态性,不同的HLA 等位基因提呈不同的CTL识别表位,为疫苗的研制带来困难。用混合的多个肽表位制成多价疫苗或构建多表位基因的重组质粒可以解决这个问题[2]。Khanna[10]发现,HLA A2限制性LMP1特异性的CTL能识别并溶解感染了EBV并表达不同HLA A2超型等位基因(包括A*0202,A*0202,A*0203,A*0204,A*0206,A*6802 and A*6901)的B细胞,为HLA-Ⅰ超型限制性CTL用于治疗不同种族的EBV相关性疾病提供依据。

    4 结语

    机体的免疫机制十分复杂,EBV及其相关疾病在体内引起的免疫应答及免疫逃避至今仍无法阐明。BL的HLA-Ⅰ及多数潜伏蛋白表达下调导致的免疫逃避,LMP1的转化致癌作用,都为EBV 特异性肿瘤疫苗的研制带来重重困难。然而尽管EBV及其相关疾病的免疫机理还不十分清楚,疫苗研制的过程中还有许多问题有待解决,在利用EBV特异性CTL控制EBV相关疾病方面,还是有比较成功的报道。Rooney等的临床研究表明,EBV特异性CTL能有效地预防和控制骨髓移植后EBV引起的致死性淋巴增生性疾病[3]。随着EBV免疫监视机制的建立及不断的完善,EBV相关肿瘤的免疫治疗已显示出美好的前景。■
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    作者简介:陈燕,女,1973年8月出生,学士,助教

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    收稿日期:1999-07-16

    修稿日期:1999-11-12, http://www.100md.com