乙型病毒性肝炎的发病机制

乙型病毒性肝炎的发病机制 HBV 在正常免疫功能的感染者引起急性病变；在异常免疫功能者则发生慢性肝炎和慢性肝 病。HBV 不是致细胞病变性(cytopathogenic)病毒，HBV 感染后须经宿主的免疫应答引起 病变，并使疾病进展。 1.发病机制 (1)免疫因素：肝炎病毒感染时对病毒抗原的免疫应答与病毒消除和发病机制相关。 HBV 感染时，对外膜抗原的体液抗体应答利于清除血液中的病毒颗粒；对核壳和复制酶抗 原的细胞免疫应答清除病毒，也损害肝细胞。 病毒免疫清除和肝组织免疫损伤对在肝细胞表面的病毒抗原所引起宿主的细胞免疫 应答，一般认为是肝细胞损伤的决定因素。细胞免疫应答表现单个核细胞在肝组织中的浸 润，继以不同程度的组织破坏；组织破坏也与体液免疫相关，可由于反应抗体、抗体和补 体、或免疫复合物的形成和在组织内的沉积。 肝炎病毒感染持续的原因是对病毒抗原的免疫应答低下，常由于病毒变异后的免疫逃 逸;新生儿免疫耐受在 HBV 感染持续中起重要作用。 肝内 T 细胞：CHB(慢性乙型肝炎)病人的大量致敏淋巴细胞进入肝内，外周血仅能部 分反映发生在肝内的免疫过程，有复制的比无复制的病人，肝内 CD4 /CD8 细胞比率显著 较高，提示原位的辅助-诱导性 CD4 T 细胞，可能经 HBcAg 激活，正调节 CD8 CTL 的细 胞毒活性。活动性病变中分离的 Th 细胞克隆，近 70%是 Th1 细胞；而 PBMC 中的仅 4%。肝内隔室的 CD4 细胞群中的 Th1 密度越大，所产生 IFN的水平越高，细胞毒活性 也越强。肝内的炎症环境中的抗原刺激可能有利于这些细胞的扩增。Th1 细胞参与 CHB 的肝细胞损伤机制。 抗原特异性识别：一种特异免疫反应的起始是 T 细胞受体复合体对靶抗原的识别。T 细胞受体复合物(淋巴细胞膜上的 TCR 与 CD3 结合物) 还包括抗原提呈细胞或靶细胞表面 的抗原和 MHC 决定簇。HBV 核壳抗原的核壳蛋白表位只是经细胞内处理的、816 个氨 基酸的一小段寡肽(表位肽)。CD4 T 细胞的识别部位大致在 HBc/eAg 肽的 AAl-25 和 AA61-85 表位；CD8 CTL 识别的序列区未充分界定，不同种族、不同 MHC 型感染者的不 同亚群的 T 细胞，在核壳抗原氨基酸序列上的识别表位有差别。IgG-抗-HBc 可部分掩蔽 HBcAg 表达，抗 HBc 抑制 CTL 对 HBV 靶抗原的识别，是使 HBV 感染持续的因素之一。 抗 HBc 可抑制对肝细胞的细胞毒效应，由母亲被动输入的抗 HBc 亦可发生同样的作用。 HLA(白细胞抗原)限制：由 APC(抗原提呈细胞)提呈的抗原寡肽/HLA-复合体可直接 与 CD4 T 细胞 CD4/HLA-分子的 2-结构区相结合，从而限定效应与靶细胞之间相互作 用的特异性。活动性肝病的病人的肝细胞膜有较强的 HLA-I 表达，可更有效的向 T 细胞提 供核壳寡肽。 同样，APC 中抗原肽与 HLA-结合形成复合体，提呈于细胞表面。Th 细胞用其表面 的 CD4 分子去探测 APC 表面的 HLA-，用其 TCR 去探测沟中的互补抗原肽，这是 CD4 Th 细胞的识别过程。 TCR 与肽 /HLA 复合体之间的结合不稳定，须 CD4 分子与 HLA-的 2区段结合、 CD8 分子与 HLA-I 的 3区段结合，形成立体结构才能保持。TCR 与复合体之间必要的接 触时间。此外，这些细胞都产生细胞黏附分子，细胞间的粘连加强了细胞间的反应。 以 MHC(主要组织相容性复合体) 表达的免疫遗传学基础是限定 HBV 感染发展的重要 因素，可以解释对 HBV 易感的种族差异。HBV 感染者中 HLA 定型与临床经过的相关性已 有不少报告，但尚无一致的意见。与 HBV 感染病变慢性活动正相关的 HLA 定型有 A3- B35、A29、A2、B8、B35、DR3、DR7 ，负相关的有 B5、B8、DQwl、DR2 和 DR5。 细胞因子：细胞因子在细胞间传递免疫信息，相互间形成一个免疫调节的细胞因子网 络，通过这一网络进行细胞免疫应答。急性肝炎时在感染局部有 IFN 诱生，感染肝细胞释 放 IFN 至周围介质，造成相邻肝细胞的抗病毒状态。慢性肝炎时由浸润的单个核细胞或其 他非实质细胞原位释放的细胞因子，在免疫应答、细胞增殖和纤维化中起作用。 IL-2 ：Th 产生 IL-2 和表达 IL-2R，是调节细胞免疫和体液免疫的中心环节。在慢性肝 炎和慢性肝病，IL-2 产生减少，加入外源性 IL-2 亦不能纠正，提示 IL-2R 的表达亦降低， 对已减少的 IL-2 也不能充分利用，因而不能充分激活 T 细胞增殖，在 CHB 和肝衰竭尤其 显著。IL-2 诱导产生淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK)功能也降低。 干扰素：急性肝炎时感染肝细胞释放 IFN 至周围介质，造成相邻肝细胞的抗病毒状态。 慢性 HBV 感染时产生 IFN 的能力降低，肝衰竭病人的最低，病人血清中存在诱生 IFN 的 抑制因子。 肿瘤坏死因子 ：主要由单核巨噬细胞产生，TNF- 可能增强多种黏附分子的表达， 引起炎症和细胞毒效应。TNF- 可能毒害细胞自身、尤其可能激活细胞毒性免疫细胞。 转化生长因子 ：因能使正常的成纤维细胞的表型发生转化而命名，活化的 T、B 细 胞可产生较大量的 TGF。一般而言，TGF 对来自间质的细胞起刺激作用;而对上皮来源 的细胞起抑制作用。 在 CHB 病人的 PBMC(周围血单核细胞)中加入 TGF-1：对 HBcAg 刺激产生的 IFN- 和抗 HBc 有明显抑制作用;降低 HBcAg 刺激的 PBMC 增殖。TGF- 对抗原特异或非特异、 细胞或体液免疫，其抑制作用并无明显区别;对 T 细胞、B 细胞和单核细胞都能抑制;也能 抑制 HLA-I 限制的 CTL，对 HBV 感染肝细胞的细胞毒活性。 TGF-1 激活肝脏贮脂细胞产生基质蛋白，诱导胶原和其他细胞外基质成分的合成。 肝内细胞因子谱：Th1 型细胞因子包括 IL-2、IFN- 和 TNF-，主要涉及细胞免疫;Th2 型 细胞因子如 IL-4 和 IL-5，主要调节体液免疫应答。 CHB 和 CHC(慢性丙型肝炎)肝内浸润细胞中有不同的细胞因子类型，显示不同的抗病 毒免疫应答行为。在 CHC 以 Th1 应答占优势，抑制 HCV(丙型肝炎病毒)复制，但不足以 完全清除，故 HCV 感染总是处于低负荷的病毒水平。在 CHB 较强的 Th2 和较弱的 Th1 应答，只能保持低效率的抗病毒效应，故感染倾向于长期持续。 如上所述，HBV 感染的肝组织损害始于特异抗原-T 细胞反应，继以非特异炎症细胞产 生的细胞因子相互作用。炎症的一个重要介质是 TNF，活动性 CHB 时 IFN-刺激 TNF- 产生增加，而在 AsC 时几乎无 TNF-产生。另外，CLD 中 IL-1 产生增加与肝活检纤维化 的量明显相关。干扰素治疗完全应答的病人，在治疗开始后的 810 周炎症激活，常同时 PBMC 产生 TNF-和 IL-1 增加; 对治疗无应答的病人这些因子不增加。在此，T 淋巴细胞 通过淋巴因子 IFN-、单核 M通过单核因子 TNF-和 IL-1 将两个系统连接起来。 抗病毒免疫和病毒持续感染：参与免疫防护的主要是病毒的外膜抗原。外膜抗体应 答：抗 HBs 易在病毒清除后的恢复期检出，而不在慢性感染中出现，故是中和性抗体;并 可能防止病毒附着而侵入敏感细胞。然而，抗 HBs 通过形成抗原-抗体复合物，也参与一 些与 HBV 感染有关的肝外综合征的发生机制。 免疫耐受性：免疫耐受是免疫系统在接触某种抗原后产生的、只对该种抗原呈特异的 免疫无应答状态。对 HBV 的免疫耐受在感染小儿中发生较普遍。是形成 AsC 的免疫基础。 免疫耐受可能的机制：A.免疫细胞有大量不同特异性的细胞克隆，新生儿期与 HBsAg 相应的细胞克隆接触 HBsAg 上的决定簇，不是发生免疫应答，而是被清除或抑制 ;B.因 CD8 Ts 功能增强缺乏抗 HBs 应答;C. 母亲的 HBeAg 对新生儿 HBV 感染起免疫耐受作用;D.血 清中高浓度的抗原使特异克隆的 B 细胞耗竭，产生的少量抗体可被大量抗原耗费; 或者抗病 毒的 CTL 被高负荷的病毒所耗竭。 持续感染：A.病毒变异：由于变异而免疫逃逸 ;B.感染在免疫特赦部位保留：病毒感染 的某些肝外组织淋巴细胞难以到达，或某些类型的细胞不表达 HLA 分子，病毒如能在这些 部位复制，就可能逃避免疫清除，而成为肝脏持续感染的来源;C.免疫耐受：慢性 HBV 感 染病人大都有不同程度的免疫耐受性。 (2)肝细胞凋亡病毒清除和组织损伤主要由 CTL 经穿孔素途径的细胞坏死或经 CD 95L 的细胞凋亡;也可由单核巨噬细胞经 TNF-途径的细胞凋亡或坏死。两者有独立的机制， 不同的发生背景。凋亡是细胞死亡的主动形式，而坏死是被动形式，凋亡是在许多形态和 生化方面不同于细胞坏死的特定的细胞死亡形式，但两者有一些共同的作用路段，分开两 者的界线并不清楚。 细胞表面分子：CD95L 和 CD 95 或称 FasL 和 Fas，是许多细胞的细胞表面分子， CD95L 是配体，而 CD95 是其受体。 CTL 表达的 CD95L 结合靶细胞表达的 CD95，可引 起靶细胞的凋亡。 TNF- 和 TNR-：TNF- 主要由 M产生，是多向性或多效性的细胞因子，在炎症 和感染性休克中起重要作用。 细胞毒效应：CD95L： CTL 上的 CD95L 与靶细胞上的 CD95 结合，从而激活靶细 胞内部的自杀程序。 经 CD 95 的信号导致凋亡，激发这一途径须 CD95 与其抗体或与其配体交联。CD95 激发的死亡途径不依赖细胞外 Ca2 ，也不必有大分子的合成。 CTL 的细胞毒效应是 IL-2 依赖的，因而，IL-2 可抑制凋亡的发生。 凋亡细胞的胞膜完整，碎裂成凋亡小体被 M或相邻肝细胞吞噬，病毒和其他内容物 不外泄，是一种自卫机制。DNA 病毒拮抗细胞凋亡，转染 HBV 的肝癌细胞系 Hep G2 2 15 细胞，比未转染的 Hep G2 细胞耐受凋亡因子的刺激。 病毒性肝炎的肝细胞、HB 相关 HCC 的肝癌细胞也表达 CD 95L 肝细胞的“自杀” 和“同 胞相杀”是一种非免疫攻击的清除病毒方式，可能是对 HBV 拮抗凋亡的补偿机制。 TNF- ：主要由 M产生，其介导的细胞毒活性取决于靶细胞的敏感性。当转译抑制 剂放线菌酮致敏细胞后，TNF- 引起凋亡，有典型的凋亡特征。 病毒性肝炎时的肝细胞也产生 TNF-，HBx 可转化激活 TNF-启动子;TNF- 杀伤取 决于 HBV 表达的水平，在高表达的细胞系 TNF-才引起细胞凋亡。 肝炎与肝细胞凋亡： A.急性和急性重型肝炎：病毒引起的肝细胞死亡的病理生理中，凋亡和坏死常同时发 生。 阐明急性重型肝炎的发展过程有一小鼠模型可供参考。HBsAg 转基因小鼠注射 HBsAg 特异的 CTL，病变依次按阶段性发展：4h 内 CTL 与肝细胞间直接相互作用，激发 少数 HBsAg 阳性肝细胞发生凋亡，出现广泛散在的凋亡小体 ;412h 中凋亡肝细胞继续增 加，并出现许多炎症病灶，掺杂大量非抗原特异的淋巴细胞和中性粒细胞，扩大 CTL 的局 部致细胞病变效应;注射后 2472h ，多数肝细胞气球样变性，坏死广泛分布于整个小叶， 同时有许多凋亡细胞。CTL 经抗原刺激分泌 IFN-，激活非特异的炎性细胞，包括肝内的 M，扩大 CTL 致细胞病变效应而发生大块肝细胞坏死。因而，急性重型肝炎是 HBsAg 特 异、MHC-I 限制的 CTL 在识别抗原、分泌 IFN-，激活 M后发生的。 TNF- 可经坏死或凋亡 (取决于实验系统)杀死不同的肿瘤细胞系，肝损害有 2 个时相， 即以细胞凋亡为特征的初始期和凋亡和广泛的细胞坏死为特征的较后期。 B.慢性肝炎和慢性肝病：多数慢性肝炎病人肝内浸润的淋巴细胞可检出 CD95L，可能 表达 CD95L 的淋巴细胞对启动肝细胞凋亡是主要的效应细胞。CD95L 和 CD95 表达、 DNA 损伤和凋亡都以界面性炎症区最显著，符合病毒在肝内的传染过程;局部大量浸润的 CTL 表达 CD95L，经 CD95 介导肝细胞凋亡，是病毒性肝炎区别于其他肝损害的特征。 病毒性肝炎时肝细胞也同时表达 CD95 和 CD95L，在凋亡发生过程中不仅是靶细胞，也是 效应细胞。 肝细胞中 CD95L 和 CD95 表达的程度与炎症病变的活动性一致。正常肝组织阴性。 轻型 CH(慢性肝炎) 可无或弱表达，仅在界面性炎症区有少数阳性细胞;中、重型 CH 常为 中、强度表达，在界面性炎症区有多数阳性细胞，肝小叶中也有散在、甚至弥漫性分布。 CH 合并早期 LC 和活动性 LC 常有较重炎症，CD95L 和 CD95 也常是中、强度表达; 而 HCC 表达较弱，凋亡降低正是肿瘤发生的机制。 (3)病毒变异：人体感染变异病毒或感染野生病毒后，所引起的免疫应答不同。变异病 毒的生物学意义可有：逃避自然发生的或疫苗产生的免疫、对药物引起抗性、改变发病机 制，甚至改变种属和组织的嗜性。因而，病毒变异可能是病毒传播、致病和转归的重要因 素。 HBV 的前 c/c 基因区变异：前 C 区形成一个发夹结构(包装信号 干-襻结构) ，是包 裹前基因组 RNA 所必需，可能解释密码子 28 的 TAG 变异的极高流行率。G1 896 与 T1 858 即是上述 干-襻结构的不稳定碱基对， ntl 896 的 G 变异为 A 使干-襻结构较为稳定。 故前 C/A83 变异可能是 HBV 感染自然史的较普遍现象，多发生在 HBe 血清转换过程中， 常预示病变缓解。 HBV 的 C 基因区段聚集变异：C 基因变异的分布并非随机，绝大部分集中在 AA48- 60、AA84-101 和 AAl47-155 的 13、18 和 9 个氨基酸的 3 小段序列中，比其他部位有较 高的替代率。 C 基因表达区是宿主对免疫应答的主要目标，与病变的发生和感染肝细胞的清除相关。 C 基因区变异可能是 HBV 在其慢性感染过程中，用以逃避免疫清除的策略，使感染持续、 进而使病变加重。 HBV 的 C 基因启动子变异：C 基因启动子(cp) 的变异也使 HBcAg 缺失，已发现 ntl 762 的 AT 和 ntl 764 的 GA，与 HBeAg(-)表现型和急性重型肝炎有关。 cp 区在 ntl 643-1849，结构和功能较复杂，与 X 基因和 C 基因的前 C 区有部分重叠; DRl 和增强子在其区域内; 前 C mRNA 和前基因组 C/P mRNA 都在此处开始。cp 由核心 上游调节序列(CURS) 和基本核心启动子(Bcp)两部分构成，Bcp 是在 ntl742-1849 区段的 108 个核苷酸，所包含的 DRl 区和 2 种 mRNA 的起点区都很保守，提示这些区域的稳定 是病毒复制所必需。 仅感染 cp 变异株仍可有高滴度的 HBV DNA，可与感染野生毒株者相比拟，提示这些 变异并不明显影响 HBV 前基因组的转录。 cp 是异质的，与 HBe 状态或急性重型肝炎未必有相关的特定改变。ntl 762 和 ntl 764 的替代偶见于急性重型肝炎，也见于慢性肝炎和其他慢性肝病，且未必是 HBeAg 表现型。 2.病理变化 (1)病毒性肝炎的基本病理变化： 肝实质的退行性变和坏死： A.肝细胞水样变性，亦称气球样变，严重时可类似植物细胞样改变。 B.肝细胞坏死，包括凝固性坏死和溶解性坏死，前者坏死后成为嗜酸性小体。而溶解 性坏死，根据其范围和部位的不同可分为点状坏死、灶性坏死、多小叶坏死、大块坏死及 亚大块坏死;还有碎屑样坏死和桥性坏死。 C.肝细胞脂肪变性。 D.肝细胞淤胆，毛细胆管和小胆管淤胆。 E.其他肝细胞退行性变还包括脂褐素沉积、嗜酸性颗粒变性、核空泡等。 F. 小胆管上皮细胞变性、坏死、脱落，排列极性紊乱，上皮细胞间可有炎细胞浸润， 在肝细胞大片坏死时可见小胆管大量增生，胆管上皮细胞向肝细胞移行。 G.在肝细胞变性、坏死同时常伴有肝细胞的修复和增生，甚至形成假小叶。 肝间质病变和炎性浸润： A.肝组织的炎细胞浸润，主要为淋巴细胞、单个核细胞和浆细胞的浸润。还可见淋巴 细胞攻击肝细胞现象。肝窦库普弗细胞常增生、活跃。 B.肝脏间质增生、间隔形成及纤维化，特别是出现碎屑状坏死时，纤维组织随碎屑状 坏死之炎症