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TUhjnbcbe - 2021/5/25 13:05:00

作者

王树岩

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难度:★★★☆☆类型:免疫与炎症失衡字数:8,

编者按

病*感染除了在急性感染期引发症状外,还会引发自身免疫反应。功能医学从寻找病因着手,其中“五个引起疾病的环境因素”之一“微生物”与健康的关系越来越受到重视,病*一直是致病因素之一,除了引发急性感染外,病*也会引发免疫及防御系统生理失衡,今天我们邀请了功能医学专家王树岩医生整理了病*与自身免疫性疾病的关系,与大家分享。

年是令人印象深刻的急性病*感染流行的一年,大家会重新审视抗病*药物和疫苗问题及注意事项,病*感染转成慢性损伤,也会引起自身免疫病。近些年的研究发现,人类内源性逆转录病*(HERVs)在自身免疫性疾病中起重要作用,噬菌体(感染细菌的病*)在临床治疗中受到重视,总病*载量(TVL)受外源性病*、总微生物载量(TML),以及总炎症/免疫原性载量(TlL)共同影响(见图1)。

图1总病*载量的组成

年底至年初,新冠病*在全球流行(见图2),持续一年多的时间里,全球新冠病*感染超过1亿人,因新冠病*死亡人数超过万。目前病*仍然在全球肆虐,严重影响了人类的经济发展与生活方式。人们对新冠病*还在进一步研究中,人类与病*交锋的经验将为我们战胜新冠病*提供宝贵经验。

图2全球新冠病*数据

病*感染与自身免疫性疾病

已知的和流行的病*,如EB病*(EBV)、细小病*B-19(PvB19)、巨细胞病*(CMV)以及人类乳头状瘤病*(HPV)等,这些病*是影响表观基因的外源性病*。研究发现,自身免疫患者很可能同时“感染”了多种病*,比如:已经被证实,硬皮病常常发生在伴有EBV、PvB19和CMV的活动性和不寻常部位感染的患者。幽门螺杆菌可能作为一种协同微生物发挥强大的作用,通过协调作用,同时引发免疫抑制,从而允许其他微生物繁殖,并引发全身炎症(见图3)。我们需要了解的一个重要概念是,病*感染通过直接增强病*复制的基因组,促进有利于病*复制的细胞因子环境,以及通过刺激通常被病*“劫持”的NF-kB来促进病*复制,从而促进其他病*感染的激活。因此,任何病*的激活或抑制,都可以间接地促进其他病*群的激活或抑制。系统性红斑狼疮(SLE)、硬皮病和干燥综合征等自身免疫性疾病长期以来被认为与感染有关,尤其是病*病因学。

图3细菌和病*影响免疫的协同作用

EB病*在自身免疫性疾病发病机制中的作用:

■许多观察表明,EB病*参与了系统性红斑狼疮(SLE)的发病机制,EB病*感染引发传染性单核细胞增多症,导致患SLE的风险增加。在系统性红斑狼疮中,血清学提示EBV病*载量更高,某些EBV抗原和具有病理重要性的自身抗原之间可以检测到强烈的交叉反应。

■SLE患者对EB病*免疫应答失调。EB病*抗原表现出与常见SLE抗原分子结构模拟,以及与关键免疫调节成分的功能分子模拟。部分地区研究发现SLE患者EBV血清阳性率较高,尤其是针对早期EBV抗原,提示病*频繁再激活。研究表明,SLE特异性血清学反应、基因表达、病*载量、T细胞反应,以及EBV的分子模拟,进一步支持EBV在狼疮病因和发病机制中的潜在作用。

病*感染与硬皮病(SSc)的发病机制:

■巨细胞病*(CMV)导致硬皮病(SSc)的病理基础:

直接感染内皮细胞和免疫细胞

促纤维化细胞因子的诱导

SSc患者CMV抗体水平升高

HCMV晚期蛋白UL94与人内皮细胞表面整合素-NAG-2蛋白复合物的分子模拟机制

巨细胞病*内皮抗体杀死内皮细胞并引起纤维化的交叉反应

抗UL94抗体与真皮成纤维细胞结合,并将其转化为硬皮病表型

■EB病*致硬皮病(SSc)的病理基础:

大多数SSc患者表现为血管和真皮细胞的活动性感染

病*引发的基因诱导并促进了原发性硬皮病的表型

■人类细小病*19(PvB19)致硬皮病(SSc)的病理基础:

内皮细胞、免疫细胞和真皮细胞的直接感染

促纤维化细胞因子的诱导

骨髓感染见于许多SSc患者,与疾病严重程度直接相关,在健康患者中从未发现;骨髓纤维细胞参与SSc

PvB19感染引发多种自身抗体的形成:核抗原(ANA)、类风湿因子(RF)、中性粒细胞胞质抗原、线粒体抗原(AMA)、平滑肌、胃壁抗原和磷脂

EB病*感染、维生素D缺乏和自身免疫的进展步骤:

研究模型假定自身免疫在以下步骤中进化:(1)CD8+T细胞缺乏;(2)原发性EBV感染;(3)CD8+T细胞对EBV的控制减弱;(4)EBV载量和抗EBV抗体增加;(5)靶器官中的EBV感染;(6)EBV感染的自体反应性B细胞在靶器官中的扩张;(7)自体反应性T细胞浸润到靶器官;(8)靶器官中异位淋巴滤泡的产生。研究还提出,在高纬度地区,阳光和维生素D被剥夺,会加剧CD8+T细胞缺乏,进一步削弱对EBV的控制,从而促进自身免疫性疾病的发展。

芳香烃受体介导的EBV再激活诱导是干燥综合征的危险因素:

一项研究将外源性暴露与病*再激活联系起来。芳香烃受体(AhR)是一种活化的转录因子,通过与环境污染物,包括2,3,7,8-四氯二苯或二恶英(TCDD或二恶英)结合来介导多种生物效应……这项研究评估了配体激活的AHR激活EBV的可能性……TCDD增强了BZLF1转录,它介导了EBV阳性B细胞系和唾液腺上皮细胞系中,EBV感染从潜伏型向裂变型的转变。此外,TCDD诱导的BZLF1mRNA和EBV基因组DNA水平的增加,在B细胞系中得到证实。干燥综合征患者的唾液激活了CYP1A1和BZLF1的转录。此外,CYP1A1和BZLF1启动因子活性之间存在正相关。AhR配体引起EBV激活B细胞和唾液上皮细胞的再激活,这些配体参与干燥综合征的发病。

这是一项令人震惊的研究:它提供了直接感染、外源性*素暴露和自身免疫之间联系的证据,进一步来说,这项研究还表明外源性暴露也可以增强HERV的转录(直接或间接通过病*反式激活),这也有助于自身免疫疾病的发展。

硬皮病多种微生态失调的临床意义:

硬皮病是一种自身免疫性疾病,以血管闭塞、细胞外基质过度沉积,以及皮肤、肺、胃肠道、心脏和肾脏结缔组织纤维化为特征。系统性硬化症的发病机制极其复杂,目前尚无统一的假说解释所有方面。在过去的20年里,越来越多的证据表明,感染性疾病可能是全身硬化的病因之一。系统性硬化患者中特异性菌株占优势,抗体滴度增加,以及分子模拟诱导自身免疫反应等证据表明,感染因素可能参与系统性硬化的发生和发展。典型的硬皮病患者有多种活跃的微生物感染/或定植,因此表现出免疫抑制。临床医生必须了解总微生物载量(TML),而不仅仅是某一种感染的存在,还必须进行细菌定量检测,尤其是幽门螺杆菌。抗病*药物的临床价值是有限的,但在个别病人中仍然可能被认为是有效的,因为它们是针对单一病*的单一途径,但对总病*载量(TVL)的疗效有限。任何药物抗病*干预自身免疫疾病的失败都不能反驳自身免疫的病*病因学。

为了降低各类病*的总病*载量(TVL),应注意采用一种普遍性的抗病*方法:(1)流行性病*是临床医生和患者最常考虑的常见病*,有现成的诊断方法,如:艾滋、乙肝、丙肝、巨细胞包涵体病*、EB病*,人类细小病*19等。与非硬皮病(SSc)患者相比,SSC患者表现出的病*感染不仅更活跃,而且在不同的部位也更活跃。(2)永久嵌入人类基因组的人类内源性逆转录病*,通常没有可用的实验室评估,临床医生应将这一类别视为总病*载量(TVL)、总微生物载量(TML)和总炎症/免疫原性载量(TlL)的隐匿因素。(3)噬菌体负载量——身体的总细菌负载量(TBL),特别是肠道内的微生物量,含有侵袭细菌的特异性病*,称为噬菌体,这些细菌特异性病*对肠道的TML有显著贡献。因此,考虑减少/改善肠道中的TBL,预计也会减少TVL,促进TIL的减少。(4)减少TVL的其他方法是减少炎症和细菌负荷:细菌碎片如LPS/内*素,其他病*感染(通过“反式激活”),以及任何其他激活的炎症刺激NF-kB,有望通过NF-kB途径,促进病*复制。通过这种方式降低TBL与TVL,从而降低TIL。理解这一点有助于解除临床医生和研究人员理解慢性疲劳综合征(CFS)中的困惑,尤其是在小肠菌群过度生长(SlBO)和肠道菌群失调引起的CFS,病*复制增加的证据通常使CFS变得复杂。SlBO的细菌碎片/LPS等,通过NF-kB等途径促进病*复制,而来自SlBO的LPS也会导致其他问题,如细胞色素p受损,导致外源性*素积累,以及由此产生的多种化学物敏感增加,持续的低级别炎症和氧化状态,导致HPA轴和线粒体功能丧失。SIBO可导致色氨酸缺乏,血清素和褪黑素的缺乏可能与通过细菌色氨酸酶结合有关,维生素B12缺乏可能是由于B12与细菌H2S结合增加有关。

人类内源性逆转录病*(HERV)在自身免疫性疾病中起着重要作用:

人类DNA被病*感染的残余物“预载”,这些残余物在数万年内由父母传给后代;这些内源性病*单体被简化为人类DNA,现在已知会随着免疫原性病*残余物的产生和预期的炎症免疫反应而重新激活。如前所述,与外源性病*反式激活相关,外源性/表观基因病*(如流感病*和单纯疱疹l型)的复制增加内源性病*的表达;因此,一种减少/控制疱疹病*激活的方法抑制外源性病*的复制。HERV的激活被DNA甲基化所抑制;相反,DNA低甲基化与人类和动物的SLE密切相关。

■HERV自身免疫相关性

类风湿性关节炎:在类风湿性关节炎患者中检测到多个HERV的表达;HERV-K10显示分子模拟

幼年类风湿:HERV-K10

多发性硬化(MS):相关逆转录病*元件(MRSV)型HERV-W;MS患者血液和脑细胞中envRNA和蛋白质表达增加;HERV-H/F家族HERV-Fc1活性和RNA产生明显增加;染色体1上的HERV-K18是MS的危险因素

银屑病:HERV-W、K、E和变异ERV-9/HERV-W表达增加

狼疮:HERV-E和HERV-K的低甲基化

■HERV诱导自身免疫疾病的机制

分子模拟(HERV-K10)

超抗原生产(HERV-K)

LTR(肠末端重复序列)介导的基因表达改变

抗原与免疫复合物形成

■HERV激活:

DNA低甲基化

反式激活

噬菌体(感染细菌的病*)在临床中越来越受到重视:

众所周知,胃肠道的管腔充满了细菌;研究人员逐渐地认识到细菌失衡(定量)和代谢/行为紊乱(定性)通过多种机制参与各种疾病。噬菌体是感染细菌的病*,而胃肠道细菌本身容易发生菌群数量和质量失衡,容易受到噬菌体——病*的感染。因此,任何对失调的完全理解也必须考虑到噬菌体的作用。

■噬菌体(也称为“病*样颗粒”或“VLP”)

噬菌体(“感染细菌的病*”)是地球上最丰富的生物体;它们的数量是细菌的10倍;在人类胃肠道中发现了1多种基因型。

肠道病*组主要由这些以肠道细菌为食的原核病*控制,由于所有噬菌体颗粒的繁殖能力都是未知的,因此不鼓励将其描述为“病*”,而倾向于“病*样颗粒”(VLP)。

噬菌体通过“细菌群落的不稳定性”影响细菌的多样性和“种群结构”,噬菌体的感染性和溶解性将明显改变。

影响特定细菌种群的存活和死亡,溶酶原的作用直接导致更多的病*颗粒和细菌死亡,并释放细菌和病*免疫原。相反,人体肠道噬菌体群体在生理规范(纵向稳定性)内不会随着相应的细菌定植发生显著变化(普氏粪杆菌Faecalibacteriumprausnitzii除外,其噬菌体群体与之成比例);大多数噬菌体似乎对应(34-41%)厚壁菌门。

噬菌体参与基因转移和基因组重组,它们还携带许多抗生素耐药基因:多药外排转运蛋白(n=)、万古霉素耐药基因(n=)、四环素耐药基因(n=18)和β-内酰胺酶(n=16)。

病*样颗粒(VLP)序列占人类粪便总DNA的4%到17%;这种数量上的少数DNA物质可能对疾病有深远的病理学意义。

以抗核抗体和由此产生的免疫复合物为特征。来自肠道噬菌体的病*颗粒肯定会被吸收,然后会导致:(1)原发性炎症;(2)HERV的反式激活;(3)对DNA的交叉反应(如ANA);(4)免疫复合物沉积。

“自身免疫性疾病”克罗恩病患者的每个活检样本(21-41亿)比健康对照组(12亿)含有更多的噬菌体。

噬菌体种群是通过饮食改变而改变的,但其含义尚不清楚。

下表介绍了临床上常见的

病*与自身免疫之间的关系

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