CD80和CD86在病毒感染中的免疫調節作用

郭金龍 程安春 汪銘書

611130成都，四川農業大學動物醫學院禽病防治研究中心預防獸醫研究所動物疫病與人類健康四川省重點實驗室

在機體免疫應答過程中，T細胞的活化需要雙信號的刺激，第一信號由T淋巴細胞表面的TCR／CD3復合物和抗原遞呈細胞（antigen-presenting cell，APC）表面的主要組織相容性復合物（major histocompatibility complex，MHC）-抗原肽相互作用提供，給予特異性的抗原刺激信號；第二信號則由APC表面的共刺激分子與T細胞表面的CD28家族分子相互作用提供，調節T細胞的增殖和分化。共刺激分子表達異常往往會導致機體免疫功能的紊亂，在感染、腫瘤、炎癥反應和自身免疫性疾病等發病過程中都起著關鍵的作用。本文就CD80、CD86及其受體在病毒感染過程中對機體的免疫調節作用進行闡述和總結。

1 CD80、CD86及其受體的概述

CD80、CD86是B7家族的成員，故分別又名B7-1、B7-2，多在樹突狀細胞（dendritic cells，DCs）、B 細胞、巨噬細胞以及T細胞等活化的APC表面表達，亦可少量表達于心肌細胞等非免疫細胞表面。CD86在接受抗原刺激后可迅速上調；而CD80在2～3 d后開始上調，72 h后達到高峰［1］。 這種表達時間上的差異預示著兩者在免疫反應不同階段起著特定的作用。

CD28和CTLA-4是 CD80、CD86的兩個受體，兩者有高度的同源性。CD28與配體CD80和CD86結合，可產生激活T細胞的正性信號。CD28可表達于CD4＋T細胞和CD8＋T細胞，亦可表達于骨髓基質細胞、漿細胞、中性粒細胞和嗜酸性粒細胞［2］。相比較而言，在激活的T細胞表面 CTLA-4的表達量僅為CD28的2% ～3%，但是CTLA-4與CD80、CD86有很高的親和力，為 CD28 的 40 倍［3］。當抗原刺激較弱時，APC表面低水平表達CD86，因為CTLA-4與之親和力更高，CD86-CTLA-4信號占優勢從而產生抑制T細胞激活的負性信號，誘導機體對自身抗原的免疫耐受；反之，當激活的APC表面表達高水平的CD80、CD86分子時，CD28途徑占據優勢，T細胞大量激活分泌IL-2等細胞因子，增殖、分化為效應細胞。如此，兩條途徑之間相互制約使機體保持適度的免疫應答。

2 CD80／CD86：CD28／CTLA-4 對免疫細胞功能的調節

CD80、CD86與其他免疫細胞表面的相應受體結合調節多種細胞因子的分泌。γδT細胞是一類非MHC限制性的淋巴細胞，依賴T細胞抗原受體（T cell receptor，TCR）信號激活，在感染和腫瘤免疫中發揮著不可或缺的作用［4］。在TCR協同下，用CD28激動劑處理分離的γδT細胞，可以誘導IL-2的自分泌并促進γδT細胞的存活，而用CD28拮抗劑處理的對照組中γδT活細胞的比例明顯降低，表明CD80／CD86-CD28信號控制著γδT細胞的存活和增殖［5］。

CD28共刺激信號在濾泡輔助性 T細胞（follicular helper T cell，TFH）的分化過程中是必需的，后者促進生發中心（germinal center，GC）的形成。在T細胞對體液免疫的輔助過程中CTLA-4／CD28信號提供定量和定性的控制，Wang等［6］用CTLA-4缺陷的小鼠作為CD28過度刺激的模型，觀察到TFH分化發生偏移并且伴隨GC的自發形成，表明CTLA-4控制TFH的發展并能夠阻止TFH、GC和自體抗體的自發出現。

CD28通常表達在激活的T細胞表面，介導適應性免疫的啟動，然而最近的研究發現［7］，CD28也能在血漿樹突細胞（plasma dendritic cell，pDC）表面高表達，并且在TLR信號的刺激下抑制IFN-I的產生，在病毒感染早期限制了先天免疫反應促進病毒復制。

調節性 T 細胞（regulatory T cell，Treg）細胞是CD4＋T細胞的一個亞型，以表達FoxP3為分子標志，對維持免疫耐受是必不可少的，在許多疾病模型中顯示出抑制炎癥的功能。該功能一定程度上是通過下調APC表面的共刺激分子并改變初始CD4 T細胞與APC之間的相互作用實現的。有研究表明［8］，CD80／86 表達水平的高低能夠改變 Treg 細胞的運動能力，Treg細胞在高濃度的CD80環境下形成靜止、對稱的免疫突觸，使用anti-CD28抗體處理后的Treg細胞運動活力更強；CD28-CD80之間的相互作用使得Treg可以根據刺激信號的強度來調整運動能力。Treg細胞的發育依賴CD80／86的刺激，Lio等［9］用G113αβ-TCR轉基因胸腺細胞研究Treg細胞的發育情況，發現缺少CD80／86會使Treg細胞的頻率減少16倍。Baron等［10］的研究表明，外周血中FOXP3調節性T細胞的維持依賴DC表面CD80／86的刺激，CD80／86缺失的小鼠體內可觀察到外周血Treg細胞頻率的減少。但是，另有研究認為［11］，與 FOXP3-T 細胞相比，B7／CD28 和 CD40-CD40 L信號對于天然Treg細胞并不是必需的，減少的共刺激信號會改變效應T細胞與Treg細胞之間的平衡，從而更有利于Treg細胞的抑制作用。

共刺激分子也參與B細胞的激活。Shweta等［12］研究發現CD86和TLR2協同促進B細胞的成熟，顯著提高IgG的分泌。越來越多的證據表明，CD80、CD86及其受體從多方面參與調節體內的復雜的免疫網絡，在疾病的發生和發展過程中占據著重要的地位。

3 CD80、CD86及其受體參與病毒感染的免疫調節

3.1 在急性病毒感染中的作用 CD4和CD8 T細胞免疫應答在病毒感染中極其重要，某些病毒能夠通過調控CD80、CD86共刺激分子損害T細胞免疫應答造成急性的病毒感染，如鼠巨細胞病毒（mice cytomegalovirus，MCMV）編碼的 m138和 m147.5 蛋白可以分別抑制宿主 CD80和 CD86的表達［13-14］。Arens等［15］的研究表明，在急性 MCMV感染高峰期，CD80／CD86-／-小鼠與野生型小鼠相比，MHC Ⅱ限制型CD4 T細胞的數量明顯減少，表明CD80、CD86對于特異性CD4 T細胞的產生不可或缺。分別感染了MCMV-△138和MCMV-△m147.5缺失株的小鼠，第8天肝臟內的 MCMV-△138／m147.5病毒量與野毒株相比明顯減少；在感染后第14天的BALB／c小鼠的唾液腺中可發現野毒株MCMV-WT的復制，未發現MCMV-△m138／m147.5毒株。由于共刺激信號在幫助機體建立適應性免疫方面的關鍵作用，Mott等［16］構建了一種重組的 HSV-1病毒，HSV-CD80，這種變異病毒可以表達高水平的CD80，并能在未成熟的DC中有效復制。研究發現與原毒株相比，HSV-CD80感染會誘導更少的 T細胞衰竭和更高水平的IFN-γ表達，表明了CD80可以直接提高免疫反應的能力［16］。除此以外，病毒感染還會干擾 CD80、CD86受體的表達，Mou等［17］用多瘤病毒、MCMV和皰疹病毒分別感染C57BL／6小鼠后發現，病毒感染會下調CD28的表達并引起免疫抑制。以上證據表明，CD80、CD86傳導的共刺激信號是免疫系統對病毒的控制和清除過程中極為重要的一環。

3.2 在慢性病毒感染中的作用 引起潛伏感染或慢性感染的病毒可通過CD80、CD86信號影響其誘導的免疫細胞數量或功能。獲得性免疫缺陷綜合征（acquired immunodeficiency syndrome，AIDS）由人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）感染所致，HIV感染患者后攻擊其體內的T細胞使得患者免疫應答能力逐漸喪失。通過比較HIV的Nef蛋白對潛在宿主目標蛋白的影響發現，該蛋白具有干擾機體CD28、CD80、CD86共刺激分子表達的作用［18］。另外，HIV還能通過降低CD4和MHC I類分子使被感染T細胞免受免疫系統的攻擊，并導致CTLA-4表達的降低來減弱CTLA-4分子對T細胞增殖的負性調節作用，通過一系列復雜的策略來達到病毒最佳復制的目的［19］。單核細胞是EB病毒（epstein-barr virus，EBV）的靶細胞，該病毒誘導機體產生IL-10可抑制巨噬細胞共刺激分子CD80、人類淋巴細胞抗原（human lymphocyte antigen，HLA）Ⅰ類分子的表達，使EBV免疫逃逸而能在機體內持續存在［20］；此外，EBV還能通過誘導B細胞CD80、CD86的表達，并依賴 Fas／FasL途徑誘導 B細胞凋亡［21］。

乙肝病毒（hepatitis B virus，HBV）感染與CD80／CD28共刺激信號也相關。 Said等［22］通過雙重免疫組織化學染色的方法分析HBV感染后患者肝臟中CD80和CD86的表達差異發現，患者肝臟內CD86的表達明顯升高，并且肝臟主要浸潤TH2型淋巴細胞，缺乏 TH1型免疫反應。Wang等［23］發現，激活CD80／CD28共刺激途徑能夠有效提高自然殺傷 T（natural killer T，NKT）細胞的功能，促進其分泌IFN-γ和IL-4，抑制HBV復制并減輕肝臟的損傷。CD80和CD86與其抑制性受體CTLA-4配合后，則會阻礙T細胞活化，一些病毒則會利用該路徑減弱抗病毒效應，Wongjitrat等［24］對慢性HBV感染患者的外周血檢測后發現，其中的CD4＋／CTLA-4＋T細胞的比例與健康對照組相比明顯增加，并且CD8＋／CTLA-4＋T細胞的比例也顯著提高。用抗CTLA-4單抗封閉處理則能夠增加肝臟內HBV特異性CD8＋T細胞數量以及IFN-γ的分泌。因此，病毒能夠增加T細胞表面受體CTLA-4的表達，抑制T細胞的免疫反應［25］。

3.3 參與病毒感染的再次免疫應答 近年來，CD80／86：CD28通路對于建立再次免疫應答過程中所起的作用逐漸被發現和重視。Eberlein等［26］用淋巴細胞性脈絡叢腦膜炎病毒（lymphocytic choriomeningitis virus，LCMV）感染 CD80、CD86 缺陷的小鼠發現，CD80／86-／-小鼠的記憶T細胞的發育受到影響，而且在CD80缺陷的小鼠身上尤為明顯，預示著CD80對機體再次免疫應答有著重要的作用。CD80、CD86敲除的小鼠通過鼻腔接種牛痘病毒后，初次CD4 T細胞免疫反應未受影響，再次免疫應答過程中IFN-γ分泌水平降低，同樣證實了再次免疫應答能力受到 CD80、CD86信號的影響［27］。Chen等［28］在研究丙型肝炎病毒（hepatitis C virus，HCV）的淋巴嗜性時發現，淋巴嗜性的HCV可通過CD86和其他受體協同作用感染記憶B細胞，導致記憶B細胞功能的抑制，造成宿主持續的HCV感染。因此，再次免疫應答的發生同樣依賴著CD80／CD86：CD28／CTLA-4共刺激途徑的參與。

3.4 在機體恢復中的作用 以往對于共刺激分子的研究主要集中在病毒的感染階段，對于其在病毒清除后炎癥反應的消退和機體的恢復中扮演的角色并不了解。近年的研究表明，在病毒感染過程中，Treg細胞可抑制先天和適應性免疫反應，其功能則依賴于CD86。 Moser等［29］評估了CD80和CD86在病毒清除后幫助機體恢復的能力，用流感病毒感染小鼠，在第8天分別靜脈注射阻斷型CD80或CD86單克隆抗體，結果發現CD80單克隆抗體并不影響小鼠體重的恢復和炎癥水平的降低；而CD86的封鎖會使呼吸道中白細胞、促炎性細胞因子增加以及Treg數量的急劇減少，導致機體恢復的延遲，但對效應T細胞活動并不產生相應的影響；向CD86單克隆抗體治療過的小鼠體內重新移植入Treg細胞，發現可以逆轉CD86的封鎖效果［29］。基孔肯雅病毒（chikungunya virus，CHIKV）感染人體后會導致發熱和關節痛，隨后發生關節腫脹和身體彎曲，嚴重可致殘，目前還沒有較好的解決方案。Miner等［30］用融合蛋白 CTLA4-Ig對感染小鼠進行治療，發現CTLA4-Ig既消除了腫脹，也顯著降低了趨化因子、促炎細胞因子和浸潤性白細胞的水平，表明了CTLA-4在控制病毒感染和幫助機體恢復方面的能力。

4 小結

CD80／86及其受體在免疫細胞功能中的作用已經取得了許多突破，為轉化研究提供了思路，例如培育CD28轉基因豬能夠促進CD28分子的過度表達，增強其對免疫接種的反應，以及對傳染病的廣泛抵抗性［31］。然而在受體和配體的相互作用中，特異的細胞類型所誘導的功能是非常復雜的。因此，對CD80／86及其受體在免疫調節尤其是細胞亞型的調節方面更深入的研究，能夠為全面了解病毒如何影響宿主的免疫系統提供更多的證據，為控制病毒感染提供理論上的依據。

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