江克清，鐘伏弟

(1廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院，南寧530021；2廣西肝臟損傷與修復分子醫(yī)學重點實驗室)

丙型肝炎病毒(HCV)是全球重要的公共健康問題，不同性別、年齡、種族、民族人群均對HCV易感。據(jù)統(tǒng)計，全球HCV的感染率約為2.8%，估計1.85億人感染HCV，年新增患者300～400萬例，每年因HCV感染導致的死亡約35萬例。HCV感染具有隱匿性，慢性化程度高達55%～85%；慢性丙肝患者在感染后的20～30年，有10%～20%會發(fā)展為肝硬化，肝硬化者中每年有1%～5%會發(fā)展為肝細胞癌(HCC)和3%～5%的失代償性肝硬化，這些因HCV感染而誘發(fā)的慢性丙肝及導致的相關疾病給社會和個人帶來巨大的壓力。迄今為止，HCV感染的發(fā)病機制尚不完全清楚，而且沒有特異性疫苗可預防。現(xiàn)就近年來HCV感染及引起相關疾病的發(fā)病機制研究進展綜述如下。

1 HCV感染機制

1.1 HCV生物學特征 已知HCV基因組為9.6 kb，包括3′、5′非編碼區(qū)(UTRs)和一個可翻譯成10個病毒蛋白的開放閱讀框，病毒蛋白包括結構蛋白(core，E1，E2)和非結構蛋白(p7，NS2，NS3，NS4A，NS4B，NS5A，NS5B)。HCV是一種RNA病毒，病毒序列的變異比較大，大約可以分為7個基因型，其中1～6型比較常見，7型在中非地區(qū)有極少病例。全球30%左右的HCV感染為3型，中國主要為1型。

HCV以高度相似基因組的準種形式存在，這是HCV通過宿主先天性和適應性免疫反應以及在抗病毒藥物療法的壓力下選擇的結果。HCV 的RNA復制是在RNA依賴RNA聚合酶(RdRP)作用下產(chǎn)生，RdRP本身的高復制性以及高錯配率導致病毒序列不斷變異；在一定外界環(huán)境下構成準種的病毒群體，因復制期間突變而出現(xiàn)氨基酸多態(tài)性，這也使得HCV在治療過程中容易出現(xiàn)抗藥性。

1.2 HCV與宿主的相互作用 HCV的整個生命過程都與宿主息息相關，病毒的有效繁殖也是廣泛利用宿主因子來進行的，與此同時觸動宿主細胞的各種致病程序，而HCV又能通過幾種不同的機制逃避宿主免疫監(jiān)視或抗病毒治療，最后建立慢性感染。HCV通過多種高度協(xié)調的過程來感染肝細胞，包括吸附、進入、翻譯和蛋白加工、HCV RNA復制、病毒組裝和釋放等程序。

HCV進入肝細胞是一個復雜的、多步驟過程。進入途徑包括病毒粒子附著或結合到肝細胞表面受體，接著被網(wǎng)格蛋白介導的內吞方式而攝入，最后HCV包膜融合在早期內涵體中。Tong等[1]發(fā)現(xiàn)，HCV的包膜蛋白E1和E2都介導病毒進入過程，其中E1在HCV進入和形態(tài)發(fā)生中起重要的作用。HCV顆粒與多個細胞表面的附著因子和受體相互作用，如硫酸肝素聚糖(HSPGs)、多配體蛋白聚糖syndecan-1/4、B型清道夫受體(SR-BI)以及還可能包括低密度脂蛋白(LDL)和極低密度脂蛋白(VLDL)受體等，控制著病毒顆粒的附著和穿透過程[2，3]。細胞中Smad6和Smad7是Smad家族的2個成員，負調控轉錄生長因子β(TGF-β)信號通路。在原代肝細胞和肝癌細胞系中，感染HCV會激活核因子-κB(NF-κB)，導致Smad6和Smad7表達增高；這會誘導HSPGs的表達，利于HCV的進入和繁殖以及細胞對膽固醇和脂蛋白的攝取[4]。此外，實驗還表明宿主的miRNAs(如miR-122)、E-鈣黏蛋白等因子也參與進入過程，目前進入過程的機制還未完全清楚[5]。

NS5B是病毒RNA依賴的RNA聚合酶，與宿主和HCV多種蛋白質相互作以形成復制酶復合物，控制HCV RNA復制。Arora等[6]發(fā)現(xiàn)，NS5B可以鈍化腫瘤抑制因子NORE1A使HCV能高速復制。在感染HCV的肝細胞中會呈現(xiàn)單個、雙個和多個小泡的細胞質堆積，即是病毒復制細胞器。NS4B是一個完整的跨膜蛋白，其中跨膜螺旋2和3參與病毒RNA復制；近來有研究發(fā)現(xiàn)，HCV的NS4B中甘氨酸鋅指結構是建立病毒復制細胞器必須的[7]。

Li等[8]發(fā)現(xiàn)，IκB激酶α亞基(IKKα)是HCV感染的一個重要宿主因子，影響著病毒的感染和裝配。通過HCV 3′UTR結合作用激活IKKα，誘導宿主固醇調節(jié)元件結合蛋白(SREBPs)的轉錄，這可以上調宿主的脂肪生成和提高HCV病毒core基因相關的脂滴形成以便實現(xiàn)病毒裝配。載脂蛋白E(Apo E)對HCV顆粒的侵染起重要作用，現(xiàn)有多個研究指出細胞的Apo E可能與HCV病毒的NS5A、E1、E2 直接作用，影響病毒子代的裝配。2017年，Bankwitz等[9]研究發(fā)現(xiàn)，Apo E確實促使HCV病毒粒子成熟，提高感染能力和免疫逃避，合適濃度的Apo E可使所有基因型HCV病毒顆粒的感染效率提高8倍。

近期有文章提到，細胞中整個miRNAs網(wǎng)絡可調節(jié)HCV感染的宿主依賴性。研究發(fā)現(xiàn)了9種與HCV相互作用的抗病毒miRNAs，這些miRNAs在功能上與HCV生命周期的特定步驟和相關的病毒宿主依賴性相關聯(lián)；該研究還表明，miR-25、let-7和miR-130家族抑制重要的HCV輔因子而限制病毒感染；而HCV通過抑制這些miRNAs的表達來破壞其抗病毒的作用，幫助逃避宿主固有免疫[10]。核小體組裝蛋白1樣蛋白1(NAP1L1)是參與轉錄各種染色質重塑的核分子伴侶，缺少NAP1L1會導致抗病毒效應的特定信號通路受到影響，比如Toll樣受體3(TLR3)低效反應。有研究[11]發(fā)現(xiàn)，2型HCV NS5A的 C端可以靶向螯合細胞質中NAP1L1使之降解以控制細胞先天免疫應答，使病毒從細胞先天免疫中逃脫。

2 HCV感染所致相關肝病的機制

HCV感染的隱蔽性、序列高變異性和不易清除性使之容易轉化成慢性丙型肝炎，從而發(fā)展成肝纖維化、代償性肝硬化、失代償性肝硬化，部分患者可發(fā)展成肝癌。HCV感染可能與多種腫瘤形成有關，其中以HCC最常見[12]。慢性HCV患者向肝硬化甚至HCC發(fā)展的影響因素有多種，主要有年齡、性別、酒精、肥胖、胰島素抵抗、2型糖尿病、HIV或HBV共同感染、宿主遺傳因素等。

2.1 HCV與肝纖維化 目前已知，在最初感染HCV產(chǎn)生肝損傷之后和肝硬化建立之前，由于病原體相關因子之間的持續(xù)相互作用，激活了多種纖維形成途徑。T輔助淋巴細胞亞型17(Th17)分泌的細胞因子特別是白細胞介素17(IL-17)參與了纖維化途徑的激活和肝硬化進程[13]。Th17/IL-17軸參與了星狀細胞活化，上調TGF-β等促纖維化因子的表達，促進肌纖維母細胞或上皮-間充質轉變，刺激膠原合成等這些纖維化節(jié)點。另外，Th17/IL-17軸還可促進炎癥細胞的招募和增加促炎細胞因子表達，如IL-6和IL-23等[13]。

腫瘤壞死因子α(TNF-α)是促炎細胞因子，HCV感染后TNF-α上調導致TGF-β有促肝纖維化的作用。有研究表明，HCV感染會啟動肝臟富含的轉錄因子CREBH的活性，它可以介導TGF-β，尤其是TGF-β2的轉錄上調，促進纖維化表型的誘導；在HCV感染的細胞里，CREBH是一個正向調控TGF-β2轉錄的關鍵因子，TGF-β2識別并結合在CREBH可以提高HCV的core-NS2水平；從受感染的細胞釋放的TGF-β2可能通過其自身的信號傳導途徑以自分泌方式交叉誘導TGF-β2表達，導致相鄰肝星狀細胞中的纖維化反應增加[14]。但是，HCV感染促進肝纖維化的更多機制還有待進一步探討。

2.2 HCV與肝硬化 有研究者[15]分析2009～2014年中國瑞金醫(yī)院的HCV患者數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)中國東部HCV基因3型感染者的肝硬化發(fā)病率有增加和年輕化的趨勢；1、2型患者肝硬化比率較高，接著就是3型和6型，特別是3型肝硬化患者更年青而且病情進展較快；3型和6型HCV患者男性占多數(shù)，多有靜脈毒品注射行為，這些提示我們要關注這類高危人群。

很多時候肝硬化是丙肝的最后病程，是持續(xù)性損傷的反映。許多炎性細胞因子，包括IL-10、IL-1β、IL-18和TNF-α等因子，與慢性丙肝進展為肝硬化的風險增加有關。Hafez等[16]發(fā)現(xiàn)，慢性HCV患者血清IL-23水平高于健康對照人群。某些細胞因子又影響著個體對HCV的敏感性和預后：例如，IL-10是一種抗炎細胞因子和免疫反應調節(jié)劑，自身的基因多態(tài)性(主要是啟動子的多態(tài)性SNP位置)決定著IL-10的產(chǎn)量，低水平IL-10的基因型患者，易感HCV且治療效果不好，患肝硬化和HCC的概率較高[17]；攜帶IL-10 rs1800896(-1082A/G)A/A基因型的患者在長效干擾素和利巴韋林作用下更容易有持續(xù)病毒學應答，前12周的治療中病毒載量下降也最明顯。

有研究小組用定量蛋白質組學方法分析了22例HCV感染引起的肝硬化患者，16例HCV陽性伴有潛在肝硬化的HCC患者和18名健康對照者的血液，發(fā)現(xiàn)與健康人群比較，肝硬化患者有74個蛋白高表達、49個蛋白低表達，而HCC患者有81個蛋白高表達、57個蛋白低表達；但是，兩種疾病患者間僅有4個蛋白表達不同，說明HCV感染影響了基因的表達；GO分析顯示，從兩種疾病患者中分離的血漿微粒體，均出現(xiàn)參與補體活化的蛋白質顯著富集的現(xiàn)象，而內肽酶活性僅在HCC患者中下調。這個現(xiàn)象說明HCV感染后可以明顯影響宿主的固有免疫系統(tǒng)，補休系統(tǒng)的激活在肝硬化和肝癌進程中有重要作用[18]。

2.3 HCV與肝癌 HCV感染是公認誘發(fā)肝癌特別是HCC的主要危險因素之一，近年HCV相關的肝癌所占比例呈增長趨勢。HCV的結構和非結構蛋白具有直接的致瘤作用，目前HCV誘發(fā)肝癌的分子機制仍不完全清楚，但近來對HCV誘發(fā)肝癌機制有一些新發(fā)現(xiàn)。 有研究小組報道，HCV NS5B直接結合到腫瘤抑制因子NORE1A使之降解，NORE1A蛋白水平的抑制與肝癌樣本中Ras活性的升高幾乎完全相關，將Ras信號從凋亡信號傳導途徑轉移而對HCV誘發(fā)的肝癌發(fā)揮重要作用[6]。內皮糖蛋白(CD105)是TGF-β受體復合物的一部分，在纖維化和血管生成中發(fā)揮關鍵作用，對腫瘤生長和癌細胞轉移很重要。研究表明，在HCV感染后CD105 mRNA顯著上調，CD105能夠提高不同類型細胞的ALK1-SMAD1/5信號通路，從而增強增殖和遷移反應；在有HCV-core基因的人肝細胞可以表達CD105，CD105活化磷酸化SMAD 1/5和ID1的下游信號分子，這個通路對細胞抗凋亡和細胞增殖很重要[19]。從388例慢性丙肝患者的臨床研究表明，攜帶低水平單倍型IL-10和TNF-α GG基因型的患者發(fā)展成為HCC的風險較高；另外，多發(fā)結節(jié)的IL-10-819(-592)TT(AA)基因型和HCC嚴重程度顯著相關[20]。2型輔助T細胞(Th2)細胞因子可以下調抗腫瘤免疫，而Th1細胞因子作用反之。HCV引發(fā)的肝硬化患者的肝癌發(fā)生與Th2優(yōu)勢相關，可能誘發(fā)HCV相關肝硬化患者的癌變[21]。另外，對HCV相關的HCC全基因組研究發(fā)現(xiàn)，HLA、STAT4和MICA的多態(tài)性有可能也在HCV慢性感染惡性化過程中起重要作用[22]。

HCV的致病機制研究還有很長的路要走。首先，還沒有找到合適的HCV動物模型，惟一能真正模擬HCV感染的動物模型是黑猩猩，可研究HCV的免疫和發(fā)病機制，但因各種因素其應用受到限制。目前，HCV轉基因小鼠模型多用于HCV致病機制以及病毒及宿主蛋白之間相互作用的研究，但嚙齒類小鼠有不能自然感染HCV等缺點，使人們對HCV的全面認識仍需開發(fā)更加穩(wěn)定、全面、高效的動物模型。其次，由于HCV高突變性和宿主本身的特異性，HCV感染不是單一的作用機制來實現(xiàn)，因此可能需要具有不同作用模式和作用靶點的藥物聯(lián)合使用，來提高慢性HCV治療的效果。最后，疫苗研發(fā)目前還處于起始階段。治療后的患者也會再次感染HCV，所以只有疫苗才能真正減輕HCV帶來的相關疾病負擔。然而，病毒不斷變異和自身的多個逃避免疫反應的策略，為疫苗開發(fā)造成很大困難。鑒于HCV的多樣性和持續(xù)不斷變化的反應能力，可能需要多種抗體的混合物才能有效控制HCV感染。加速研究HCV感染過程及與宿主應答的分子機制，是研制HCV疫苗的基礎。

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