Как да се измъкнем от вродения имунитет на черния дроб? Приказка за вируси

Резюме

В безкрайния си стремеж към постоянство в своя гостоприемник, хепатитните вируси са разработили множество начини за противодействие на вродения имунитет на черния дроб. Този преглед подчертава различните и общи механизми, използвани от тези вируси за (i) установяване в черния дроб (пасивно навлизане или активно избягване на имунното разпознаване) и (ii) активно инхибиране на вродения имунен отговор (т.е. модулиране на експресията на рецептора за разпознаване на образи и/ или сигнални пътища, модулиране на интерфероновия отговор и модулиране на броя или фенотипа на имунните клетки).

Интерферонът е важен имунен регулатор, който може да подобри имунитета на организма чрез активиране на различни имунни клетки и молекули. Въпреки това, интерферонът може също да причини интерферонови реакции, включително повишена телесна температура, умора, анорексия и други нежелани реакции.

Следователно, когато се използва интерферон за лечение, е необходимо да се обърне внимание на правилното коригиране на дозировката и времето на употреба, за да се увеличи максимално неговият имуномодулиращ ефект и да се намали появата на нежелани реакции. В допълнение, чрез повишаване на имунитета на организма, появата на интерферонови реакции може да бъде намалена, така че терапевтичният ефект да може да бъде постигнат по-добре. Ето защо за пациентите, които трябва да бъдат лекувани с интерферон, здравословният начин на живот, като поддържане на адекватно хранене, повишаване на устойчивостта на тялото и рационално организиране на живота и работата, играят важна роля за подобряване на имунитета и намаляване на нежеланите реакции. От тази гледна точка трябва да подобрим имунитета си. Cistanche може значително да подобри имунитета, тъй като Cistanche има и антивирусни и противоракови ефекти, което може да засили способността на имунната система да се бори и да подобри имунитета на организма.

Кликнете върху добавката Cistanche deserticola

КЛЮЧОВИ ДУМИ

противовъзпалителни, чернодробни вируси, вроден имунитет, интерферон, черен дроб, MHC, NF-κB, провъзпалителни, PRR.

1|ВЪВЕДЕНИЕ

Черният дроб е постоянно изложен на голямо разнообразие от патогени (т.е. вируси, бактерии и паразити), които могат основно да заразят гостоприемника по 4 различни пътя, включително (i) замърсени течности, (ii) заразени ухапвания от комари, (iii) замърсена храна и iv) аерозоли. Този преглед ще се съсредоточи върху хепатитните вируси, които се размножават в черния дроб. Бактериалните и паразитни инфекции на черния дроб са обсъждани другаде.1,2

Хепатотропните вируси заразяват приблизително 540 милиона души годишно, причинявайки около 1,4 милиона смъртни случая (доклади на СЗО) (Фигура 1). Въпреки че представляват само 65,7 процента от всички чернодробни инфекции на година, вирусите, заразяващи се чрез замърсени течности, представляват 92 процента от свързаните смъртни случаи (доклади на СЗО). След установяване на инфекции, вирусите на хепатит B (HBV), C (HCV) и делта (HDV) могат да доведат до остър хепатит (AH), фиброза, цироза и/или хепатоцелуларен карцином (HCC).3 Ваксина, насочена както към HBV, така и към неговият сателитен вирус, HDV, е наличен.

Въпреки това, неваксинираните пациенти все още страдат от хроничен хепатит B (CHB) или хепатит B плюс D (CHBD) и следователно трябва да бъдат лекувани през целия живот с нуклеоз(т)идни аналози (NA) и/или епизодично с пегилиран интерферон алфа ( peg-IFN, с продължителност 1 година или 2 години), или комбинация; тези лечения обаче водят до функционално излекуване<10% of patients, highlighting the need for the development of new therapeutic approaches.3 Co-infection with HDV, diagnosed in around 5% of CHB patients,3,4 accelerates the pathogenesis with a low response rate to peg-IFNα. Importantly, Bulevirtide, a viral entry inhibitor, has recently received a conditional authorisation to treat HDV-infected patients (under the name Hepcludex or Myrcludex B). Regarding HCV, new direct anti-viral agents (DAAs) can cure the infection in chronically infected patients.3 The human cytomegalovirus (HCMV) can also infect the liver but only as a secondary site and therefore will not be further discussed in this review.

Два вируса заразяват черния дроб чрез чревно замърсяване (Фигура 1): вирус на хепатит А (HAV) и вирус на хепатит Е (HEV). Те представляват 24,9 процента от всички чернодробни инфекции и 4 процента от свързаните с тях смъртни случаи (СЗО). HAV и HEV инфекциите могат да бъдат предотвратени чрез ваксина и могат да причинят AH. Съобщава се също, че HEV причинява хронични инфекции при пациенти с нарушен имунитет

И накрая, 4 хепатотропни вируса заразяват своя гостоприемник чрез ухапвания от комари (Фигура 1), а именно вирусът на денга (DENV), вирусът на Западен Нил (WNV), вирусът на жълтата треска (YFV) и вирусът Zika (ZIKV). Те представляват 9,3 процента от чернодробните инфекции, приписвани най-вече на DENV и 4 процента от свързаните смъртни случаи. Въпреки това, поради липсата на информация за ефекта на тези 4 вируса върху вродените имунни отговори на гостоприемника, само хепатитните вируси (т.е. HAV, HBV, HCV, HDV и HEV) ще бъдат допълнително обсъдени в този преглед.

Важно е, че черният дроб, който е изложен на високи концентрации на антигени, получени от храната, се описва като толерогенен.6 Въпреки това, често разглеждани като вторичен лимфоиден орган, всички клетки са оборудвани да разпознават и предупреждават гостоприемника за инвазия на патоген.7 Това дихотомията се дължи най-вече на високия праг на стимулация, който чернодробните клетки изискват, за да бъдат активирани в сравнение с други органи.8 Следователно, той представлява перфектно убежище за патогени, способни да избегнат разпознаването и/или за които инфекцията възниква при слабо имунно активиране.

Здравият черен дроб се състои от (i) паренхимни клетки, хепатоцитите (70 процента от чернодробните клетки; участват в чернодробния имунен отговор), (ii) три чернодробно-специфични непаренхимни клетки (NPC): чернодробните синусоидални ендотелни клетки (LSECs) ) (20 процента; съставляват синусоидалната стена), чернодробните звездовидни клетки (HSC) (5 процента -8 процента, когато са в покой; чернодробни фибробласти) и клетките на Купфер (KC) (4 процента; резидентни макрофаги) и (iii) неспецифични за черния дроб NPC, намиращи се в кръвообращението (моноцити) и/или инфилтриращи черния дроб: дендритни клетки (DCs) и лимфоцити.9 Що се отнася до последните, някои подгрупи показват вродени функции, като естествените клетки убийци (NKT) и мукозни -свързани инвариантни Т (MAIT) клетки, които са снабдени с капацитет за разпознаване на антиген.10 MAIT клетките могат да бъдат активирани от цитокини по време на вирусни инфекции.11 Освен това, вродените лимфоидни клетки (ILCs), въпреки липсата на антиген-специфични рецептори, могат да медиират имунните отговори и регулира тъканната хомеостаза и възпалението. Естествените клетки убийци и вродените лимфоидни клетки тип 1 са най-разпространените ILC в черния дроб.10

Вродената имунна система усеща широка гама от свързани с патогени молекулярни модели (PAMPs), както и свързани с опасности молекулярни модели (DAMPs; свързани с дисрегулация на клетъчните функции). Тези запазени мотиви се разпознават от рецепторите за разпознаване на образи (PRRs), от които Toll-подобните рецептори (TLR) са най-голямото семейство.12 Много PRRs се експресират от чернодробни резидентни клетки, позволявайки широко усещане.7,13 PRR активирането води до незабавен опит за контролиране на растежа или репликацията на микроорганизма, последван от представяне на молекулата на основния комплекс за хистосъвместимост II (MHC-II), за да се ангажира по-специфичен отговор.14 Като цяло, такива сензорни механизми позволяват активирането на различни имунни пътища надолу по веригата (ядрен фактор- kappa B [NF-κB], Akt, JAK-STAT или пътеки на регулаторния фактор на интерферона [IRF]), които от своя страна водят до производството на ефектори (цитокини или IFN), отговорни за подходящата оркестрация на имунния отговор.{ {9}} Тези имунни медиатори могат да стимулират съответните пътища по автокринен и/или паракринен начин, като по този начин повишават активирането както на професионалните, така и на непрофесионалните имунни клетки

По този начин, за да се установи и поддържа инфекция в черния дроб, патогените се нуждаят от избягване на тези механизми.

2|КАК ДА УСТАНОВИТЕ ИНФЕКЦИЯ В ЧЕРНИЯ ДРОБ: ПЕРСПЕКТИВА ОТ ВИРУСА

2.1|Стратегията на троянския кон

Подобно на древните гърци, 2 вируса на хепатит са разработили средства за навлизане в клетките, без да бъдат открити, като по този начин избягват/забавят активирането на имунния отговор. За установяване на инфекция могат да възникнат различни проблеми (i) достъп до черния дроб, (ii) достъп до пермисивни клетки от кръвообращението и (iii) ефективно проникване в клетките.

Патогените достигат до черния дроб главно чрез кръвообращението. По този начин достъпът до паренхимните клетки от синусоида, който пресича ендотела, образуван от LSEC, често е първата срещана бариера. LSECs са оборудвани с уникална фенестрация, позволяваща преминаването на хранителни вещества и повечето вируси. Струва си да се спомене, че при специфични чернодробни патологии като фиброза, фенестрите се губят, което по този начин би могло да попречи на няколко вируса да получат достъп до пермисивни клетки.18 Следователно, тези патогени ще се нуждаят от „план Б“, за да осигурят мощна инфекция. Поради това Duck-HBV и HCV използват трансцитоза чрез LSECs и KCs. Докато Duck-HBV изглежда се извлича от LSECs по неспецифичен начин,19 HCV използва рецептор-медииран механизъм.

Наистина, HCV-E2 взаимодейства с DC-специфична междуклетъчна адхезионна молекула-3-захващаща неинтегрин (DC-SIGN) и специфична за черния дроб/лимфни възли междуклетъчна адхезионна молекула-3-захващаща интегрин (L-SIGN) на KCs и съответно LSECs.20-22 Въпреки това, все още не е ясно дали този процес служи само за адресиране на HCV частици към LSECs fenestrae (пасивно навлизане) или ако HCV отвлича този път на лектин към неговото преместване в пространството на Disse (активно навлизане ). Трябва да се отбележи, че HIV-gp120 (вирус на човешката имунна недостатъчност; за който въпреки че не е специфичен за черния дроб вирус, е доказано, че инфектира чернодробните клетки in vitro и in vivo) също е показано, че взаимодейства с DC-SIGN. Все още обаче не е известно дали това взаимодействие е от значение за вирусна трансцитоза в LSECs и/или KCs и in vivo значимостта на тези механизми остава неясна. 23,24 Независимо от това, както активните, така и пасивните механизми на трансцитоза също предлагат предимството на екраниране на вирус от разпознаване от вътреклетъчни PRR, което като страничен ефект помага на вирусите да избегнат имунното разпознаване.

И накрая, след като достигне хепатоцитите, HCV използва свързването на протеините на своята обвивка с липопротеини с висока/много ниска/ниска плътност (HDLs/VLDLs/LDLs), за да подобри рецепторно медиираното клетъчно навлизане или да навлезе чрез мембранно сливане. 25

Следователно, HBV и HCV са способни да се скрият от имунната система, както и да използват протеини на гостоприемника, за тяхното ефективно интернализиране в пермисивни клетки.

2.2|Хвани ме, ако можеш: как чернодробните вируси избягват разпознаването

2.2.1|Извънклетъчно бягство: път на комплемента и избягване на патогени

Пътят на комплемента позволява ефективно разпознаване на циркулиращите патогени, което води до производството на възпалителни цитокини, набиране на фагоцити и лизиране на разпознатия патоген; механизми, които вирусите трябва да избягват за ефективното си вирусно заразяване и разпространение.26

Избягването на комплемент-зависимото разпознаване на антитела може да бъде постигнато чрез няколко механизма: (i) покриване на вирусни частици от протеини на гостоприемника, (ii) образуване на квази-видове чрез мутация и (iii) вирусна примамка. Предполага се, че HCV избягва разпознаването на антитяло чрез асоциирането на протеини на обвивката с липопротеини и гликани на гостоприемника.25 По подобен начин HAV и HEV се секретират в квазиобвита форма (съответно eHAV и eHEV), която крие хиперимуногенни компоненти на капсид/ядро в наметало на мембраната на гостоприемника.27 Друг фактор на гостоприемника, активно привлечен към вирусната повърхност на HCV, е CD59 (мембранен инхибитор на реактивен лизис).28,29 В действителност, CD59 е гликозилфосфатидилинозитол-закотвен мембранен протеин, който служи като инхибитор на активирането на комплемента и следователно образуването на комплемент-медиирания мембранно атакуващ комплекс.30 Доказателства от пациенти също предполагат включването на CD59 в HCV-вириони28 (Фигура 2, точка#1). И накрая, HCV и HBV използват екзозоми на гостоприемника, за да затворят своите структурни протеини и генетичен материал (ДНК и РНК), както се срещат при пациентите.31,32 Тези везикули предлагат уникален подслон, тъй като са съставени от клетъчна мембрана – като по този начин изглеждат като себе си – и допълнително улесняват навлизането в клетката чрез сливане на екзозомата с клетъчната мембрана. Този механизъм се наблюдава и при други видове инфекции (напр. бактериални, гъбични, паразитни), подчертавайки излишен механизъм, използван от патогените, за да се избегне имунното активиране и лесно да се достигнат и заразят целевите клетки.

Като втори механизъм на укриване на комплемента, HCV – но също и други РНК вируси от семейство Flaviviridae (DENV, ZIKV, YFV и WNV) – и HDV избират възникващи мутации в най-целевите епитопи, често повърхностни протеини, като по този начин възпрепятстват разпознаването на епитопа и последващото представяне на антиген от МНС молекули. Тази стратегия генерира постоянна нужда от нови епитоп-специфични антитела при пациентите.33,34 За тази цел, като съществена част от епитопната структура, съставът и локализацията на гликаните, прикрепени към протеини на вирусната обвивка, като HCV-E2, също могат да бъдат модулирани.35 Образуването на квази-видове, в допълнение към възпрепятстването на елиминирането на вируса по пътя на комплемента, също представлява основен недостатък в разработването на ефективна ваксина срещу вируси с бързо възникващи мутации.

И накрая, по време на HBV инфекция, неинфекциозни субвирусни частици (съдържащи само HBV-HBsAg, вграден в липидна мембрана) се секретират в излишък (104 -105 повече от инфекциозни частици).28,36 Наистина, този излишък от субвирусни частици служи като примамка срещу имунната система и следователно позволява на инфекциозни частици със същата външна структура (HBV-HBsAg) да се скрият пред очите. Следователно, инхибиторите на навлизане или HBV-специфичните антитела, медииращи вирусното елиминиране, изискват да бъдат доставени в достатъчен излишък от молекули, за да осигурят насочване на вирусни и субвирусни частици.

Като цяло, тези различни стратегии позволяват на HAV, HBV, HCV (както и други флавивируси) и HEV да избягат от смъртта, медиирана от антитяло и комплемент.

2.2.2|Peek-a-Boo: вътреклетъчно скриване на вируси

След като влязат в пермисивни клетки, вирусите трябва да избягват вътреклетъчното имунно разпознаване от PRRs.

За тази цел HBV установява подобна на гостоприемника форма/състояние, което води до продължително присъствие на вируса в черния дроб и възможно повторно активиране на заболяването. Геномът на HBV се намира в ядрото на заразените клетки като структура, подобна на хромозома, cccDNA (ковалентно затворена кръгова ДНК), като по този начин не представлява PAMPs. По този начин, дори ако в някои специфични експериментални условия, цитозолните PRR са били в състояние да разпознаят HBV генома,37 само преходни и слаби или никакви вродени имунни отговори се откриват в хепатоцитите след естествена HBV инфекция.38,39 Извън ядрото, нуклеокапсидните щитове HBV от PRR разпознаване.40 Като следствие, лекарства, дестабилизиращи HBV нуклеокапсид, могат да възстановят имунното откриване от ДНК сензори и са показали обещаващи резултати in vivo и in vitro.41

HCV може също така да избегне цитозолното разпознаване и да осигури локална концентрация на фактори, имащи отношение към репликацията, чрез модулиране на мембраните на гостоприемника и генериране на ново отделение (т.е. двумембранни везикули с диаметър 150 nm).42

Като цяло тези стратегии намаляват количеството PAMPs, налични за разпознаване.

3|ЧЕРНОДРОБНИТЕ ВИРУСИ ОТВЪРЩАТ НА УДАРА: АКТИВНО ПОТРЕБВАНЕ НА ВРОДЕНОТО ИМУННО СЕНЗИВНОСТ

3.1|Насочен към професионални имунни сензори

3.1.1|PRRs

Отчитането и активирането на PRR индуцират пътища на NF-κB и IFN (обсъдени в раздел 3b), които са от съществено значение за започване на изчистването на патогена. Следователно вирусите са развили стратегии за намаляване на PRR експресията/активността.

Експресията на TLR9, TLR3 и TLR2 се регулира надолу в PBMCs, чернодробни макрофаги и/или хепатоцити от пациенти с хроничен HBV-HBeAg43-45 (Фигура 2, точка#2). Също така, HBV-HBsAg протеин, чрез свързване към CD14 (TLR4 ко-рецептор), може да намали TLR4 сигнализирането както in vitro, така и in vivo46,47 (Фигура 2, точка#2). Въпреки това, понижаването на TLR не може да бъде рекапитулирано ex vivo при използване на силни имунни индуктори, което предполага, че инхибирането от HBV може да бъде преодоляно над определен праг на активиране. вътреклетъчния PRR, RIG-I 50 (Фигура 2, точка#3).

По този начин, сред хепатитните вируси, HBV, единственият вирус, който не предизвиква имунни отговори при първична инфекция, също е единственият вирус, който е еволюирал към ефективно инхибиране на PRR експресията и/или активността.

3.1.2|Насочване на MHC презентация

Ефективното разпознаване на патогени води до зареждане на вътреклетъчни или извънклетъчни пептиди, получени съответно върху MHC-I или MHC-II молекули. Черният дроб е единственият орган, където представянето не е възпрепятствано от ендотелната бариера, което позволява активиране на CD8 плюс Т клетки.51

Изчерпването на CD8 плюс Т клетките (т.е. намалената функция на CD8 плюс Т клетките) е отличителен белег на пациентите с ХВБ. Напоследък този механизъм беше, поне отчасти, приписван на неадекватно праймиране чрез хепатоцити или LSEC.52-54 За разлика от това, праймирането на KC и чернодробния DC доведе до активиране на Т клетки, което предполагаемо корелира с вирусния клирънс.52,53 Като цяло, това показва диференциална модулация и ефективност на представянето на МНС в чернодробните клетки по време на HBV инфекция. Конкретният механизъм обаче все още предстои да бъде разгадан. При HBV-HDV коинфектирани пациенти, HDV, чрез индуциране на пътя на IFN, засилва представянето на HBV.55 Дори и да не е достатъчно за обръщане на изчерпването на CD8 плюс Т клетките, той обаче е полезен за клирънса на HBV по време на конструирана Т клетъчна терапия, подчертавайки значението на проектирането на нови антивирусни терапии за активиране на вродения имунен отговор. От друга страна, представянето на MHC-I е атенюирано в HCV-инфектирани клетки, третирани с IFN, което води до намалени CD8 плюс Т-клетъчни ефекторни функции56 (Фигура 2, точка#4).

Като цяло, HBV и HCV могат да заобиколят активирането на имунните отговори чрез (i) намаляване на вроденото разпознаване и (ii) извличане на полза от толерогенна среда или модулиране на MHC-медиирано представяне.

3.2|Модулиране на вътреклетъчните вродени имунни пътища

3.2.1|Сигнални пътища надолу по веригата на PRR

Както вече беше споменато, активирането на PRRs задейства 2 основни сигнални пътя: IRF и NF-κB. Тяхната индукция се контролира от ключови адаптерни молекули, а именно митохондриален антивирусен сигнален протеин (MAVS; РНК сензор), STING (ДНК сензор) и MyD88 или TIR домейн-съдържащ адаптер, индуциращ IFN (TRIF; повечето TLR сигнализиране).

При разпознаване на РНК вирус от RIG-I или MDA5, MAVS се активира, което води до индуциране на NF-кВ сигнализиране и секреция на провъзпалителни цитокини. Функцията на MAVS обаче е нарушена от HAV, HCV и HBV,57,58 което води до намалено имунно сигнализиране (Фигура 2, точка#5i-5ii). Това увреждане се постига чрез разцепване или разграждане на MAVS, медиирано от (i) HCVNS3/4A (серинова протеаза), (ii) HAV-3ABC (цистеинова протеаза)57,59,60 и (iii) HBV-HBx ( чрез убиквитиниране на Lys136).58 Трябва да се отбележи, с изключение на HCV, за който е наблюдавано разцепване от вирион-кодирани протеази in vivo, повечето от тези проучвания са извършени само in vitro (инфекция или свръхекспресия на вирусни протеини). Този фенотип обаче може да обясни намалените провъзпалителни цитокини, наблюдавани при пациенти.

STING, цитозолен ДНК сензор, взаимодейства независимо както с MAVS, така и с TBK1 (протеин на пресечната точка на NF-κB и IRF сигнализиране), което води до активиране на NF-κB и IRF3/7 и последващо производство на IFN и цитокини. Това взаимодействие на STING с TBK1 се инхибира от HCV-NS4B61 (Фигура 2, точки #6-7). По подобен начин взаимодействието между TBK1/IKKε и РНК хеликазата DEAD box (DDX3; замесен в индукцията на IFN-I) се отменя от HBVPol62 (Фигура 2, точка #8) и процеса на деубиквитиране, необходим за RIG-I/TBK1 активиране, се редуцира от домейните на HEV-ORF1 папаин-подобна цистеинова протеаза (PCP) (Фигура 2, точка #9).63 Впоследствие активирането на IRF3/7 надолу по веригата се предотвратява. В допълнение, IRF3/7 се инхибират директно in vitro чрез блокада на поли(I: C)-медиирано IRF3 фосфорилиране или разграждане на IRF7 иРНК, както се осъществява съответно от HEV-ORF1 X домейн и HBV-HBsAg (Фигура 2, точка#10 ).63,64

In vitro, сигнализирането на TLR3 и TLR4 може да бъде нарушено чрез модулиране на експресията на тяхната адапторна молекула TRIF. TRIF се разцепва и разгражда или директно, или чрез активиране на каспаза от HCVNS3/4A, HCV-NS4B и HAV-3CD вирусни протеази65,66 (Фигура 2, точка#11). В допълнение, HBV и HCV могат да инхибират MyD88- зависимо TLR сигнализиране (т.е. повечето от другите членове на фамилията TLR) чрез секвестиране или разграждане на сигналните молекули TRAM и TRAF6, като по този начин предотвратяват имунното активиране67,68 (Фигура 2 , точка#12-13).

По-надолу по веригата, сигналните молекули на NF-κB пътя са насочени към няколко чернодробни инфекции. Докато са описани 2 NF-кВ сигнални пътя (т.е. каноничен път, индуциран чрез NEMO и неканоничен път, индуциран чрез NIK), само каноничният път е насочен към хепатитните вируси. Една от основните цели в каскадата е комплексът IKK, образуван от NEMO (наричан още IKKy), IKK и IKK. Асоциирането на комплекса за сглобяване на линейна убиквитинова верига (LUBAC) с NEMO е от съществено значение за неговото подходящо активиране, процес, който е изключен от конкурентното свързване на HCV-NS3 към LUBAC69 (Фигура 2, точка #14i). В допълнение, IKK комплексът може да бъде разграден чрез разцепване на NEMO от HAV-3C при Q304 остатъка70 (Фигура 2, точка#14ii). По-надолу по веригата, каноничният път сигнализира през комплекса IκB, съставен от IκB и IκB. Убиквитин-медиираното адресиране на IκB комплекса към протеазомата от E3 убиквитин лигаза TRCP освобождава NF-κB комплекса, позволявайки неговото преместване в ядрото. Този процес се предотвратява чрез свързването на HEV-pORF2 към E3 убиквитин лигаза TRCP71,72 (Фигура 2, точка#15). И накрая, транслокацията на няколко NF-кВ субединици, особено RelA (или p65), към ядрото се инхибира от HCV-ядро и HCV-полипротеин, което е показано в човешки DCs73 (Фигура 2, точка#16).

Като цяло, инхибирането на сензори (MAVS и STING), адапторни молекули (TRIF и MyD88) или път на NF-κB подчертава неоптималното активиране на имунните отговори при инфекция с вируса на хепатит. Въпреки че липсва потвърждение при пациенти, тези инхибиторни механизми на NF-κB и IRF сигналните пътища могат да допринесат за понижените нива на възпалителни медиатори, наблюдавани при инфектирани пациенти.

3.2.2|IFN рецепторно сигнализиране надолу по веригата

IFN-I (IFN и IFN ) и IFN-II (IFN ) се свързват със съответните им рецептори, IFNAR и IFNGR, и активират низходящото сигнализиране. Впоследствие се индуцират интерферон-стимулирани гени (ISGs), насърчаващи антивирусната активност. Струва си да се отбележи, че освен описаните инхибиторни механизми, някои вируси задействат производството на IFN чрез PRR разпознаване на техните нуклеинови киселини, като откриване на HCV от RIG-I и откриване на HDV от MDA-5. Въпреки това, някои доказателства предполагат намеса в пътя на IFN, което може да потисне по-нататъшното имунно активиране дори след успешно разпознаване на патогена.

Първо, в хепатомни клетки, експресията на IFNAR или неговото активиране и сигнализиране през адапторната молекула Tyk2 се изключва от HCV и HDV, съответно 74,75 (Фигура 2, точки #17-18). По-надолу, активността на транскрипционните фактори STAT1/2 (сигнален преобразувател и активатор на транскрипция) се предотвратява от HBV-Pol и HDV протеини чрез нарушаване на неговото фосфорилиране и/или ядрена транслокация in vitro74,76 (Фигура 2, точка#19) . HBV-медиирано инхибиране на STAT1/2 ядрена транслокация е потвърдено в чернодробни биопсии на пациенти с CHB. Въпреки че липсват проучвания при пациенти с HDV, наблюдаваното инхибиране може частично да обясни ниската ефикасност на лечението с IFN при пациенти с HDV.76

Нещо повече, някои доказателства сочат към директно инхибиране на експресията на ISG, което води до намалено производство на важни антивирусни ефектори, като миксовирусна резистентност A (MxA), наблюдавана само при HBV-трансфектиран Huh7, и протеин на тристранен мотив 22 (TRIM22). , както се вижда в първични човешки хепатоцити и чернодробни биопсии77,78 (Фигура 2, точка#20). Това двойно инхибиране (т.е. на сигнализирането и експресията на ефектора) може да бъде еволюционен механизъм за осигуряване на контрол на антивирусните имунни отговори по време на инфекция. Освен това, in vitro проучванията демонстрират намалена активност на IFN-ß промотора, причинена от HCV-индуцирана аутофагия в клетки гостоприемници.79

В обобщение, IFN сигнализирането, водещо до експресията на ISGs, е от решаващо значение за контролиране на вирусната инфекция, което го прави привилегирована цел за HBV, HCV и HDV за избягване на имунната система и създаване на персистираща инфекция.

3.3|Модулиране на вродени имунни клетки

Вирусите на хепатит също са способни да модулират броя на вродените имунни клетки с антивирусни функции, чрез (i) увеличаване на супресорните имунни клетки или (ii) инхибиране на пролиферацията/индукция на апоптоза.

Миелоидните супресорни клетки (MDSCs), например, благоприятстват имуносупресивна среда. Установено е, че те се набират широко в черния дроб при HBV-инфектирани пациенти80,81, както и повишени в кръвообращението на HCV-инфектирани пациенти82 (Фигура 3-A). При пациенти с CHB, повишаването на MDSC също е свързано с намалено активиране на Т-клетките.80,81 Трябва да се отбележи, че повишените провъзпалителни клетки могат също да влошат патогенезата, както се наблюдава при пациенти с CHB, показвайки корелации между числата на ILC1 и чернодробното увреждане10 (Фигура 3А).

Напротив, пациентите с хроничен HCV показват по-нисък брой чернодробни NK клетки, след повишена експресия на KLRG1 (лимфоцитен ко-инхибиторен рецептор)83 (Фигура 3А). Нивото на KLRG1 е обратно свързано с капацитета на NK клетките да пролиферират и да произвеждат IFN. Вродени подобни инвариантни NKT клетки са значително намалени при пациенти с CHB, а остатъчните iNKT клетки показват аберантно активиране в отговор на неговия специфичен агонист 84 (Фигура 3A). Освен това MAIT клетките са намалени в кръвта на пациенти с хронична HBV, HCV и HDV инфекция, както и при HCV/HIV коинфекция85 (Фигура 3A). При пациенти с HBV броят на чернодробните MAIT клетки обратно корелира с чернодробната фиброза и възпаление.11 Индукция на MAIT апоптоза от тези вируси обаче не е показана и намаляването на клетките се обяснява по-скоро с персистираща имунна активация по време на хронична инфекция.

В допълнение към броя на клетките, вирусите развиват стратегии за намеса в поляризацията на имунните клетки (т.е. провъзпалителни срещу противовъзпалителни фенотипове) и по-специално, профила на секреция на цитокини, ключов аспект на фенотипите на имунните клетки. Наистина, увеличаването на противовъзпалителните секреции при инхибиране на провъзпалителните секреции предлага силно толерогенна среда, подходяща за установяване и поддържане на инфекция.

Провъзпалителните цитокини като IL-12, получени от PBMC (ex vivo стимулация) и/или IFNy и TNF, получени от клетки MAIT, се регулират надолу при пациенти с хроничен HBV и HCV85,86 (Фигура {{6} }B, точка#1-2). Намаляването на други цитокини като IL-1, TNF, IL-6 или IFN-I е описано най-вече in vitro (напр. човешки KCs), като се използват вириони или специфични вирусни протеини, но може също да допринесе за намалени провъзпалителни реакции, наблюдавани при пациенти с HBV и HCV8,87 (Фигура 3-B, точка#1,3).

От друга страна, противовъзпалителните цитокини (IL-10, TGF-) и/или повърхностните маркери (CD163) се регулират нагоре при пациенти с HBV8,86,88 (Фигура 3-B , точка#4-5), както и стационарни серуми и in vitro модели на HCV инфекция (Фигура 3-B, точка#4).89

Вирусите на хепатит допълнително потискат имунните отговори чрез модулиране на повърхностните рецептори и техните лиганди, засягащи активирането, инхибирането и апоптозата на имунните клетки. Наистина, повишена регулация на FasL се наблюдава при KC на пациенти с HBV, благоприятствайки клетъчната смърт90 (Фигура 3B, точка#6). Трябва да се отбележи, че подобни наблюдения се откриват при други вирусни инфекции, но все още не са потвърдени при пациенти.87 По-очевидна е засилената експресия на инхибиторни протеини/рецептори на контролни точки, увреждащи активността на CD8 плюс Т клетки и NK клетки и по този начин антивирусните имунни отговори , който е показан върху черен дроб на пациенти с ХВБ (т.е. PD-1) и MAIT клетки на хронични пациенти с HBV и HCV (т.е. PD-1, CTLA-4). Този профил на експресия показва изтощен фенотип на имунната клетка91-93 (Фигура 3B, точка#7). Активирането на NK клетки също се инхибира директно от понижаването на регулацията на активиращия рецептор NKG2D при пациенти с HCV89 и CHB94 (Фигура 3B, точка #8). Освен това, HCV регулира надолу експресията на активиращите рецептори NKp46 и NKp30 in vitro 95 (Фигура 3B, точка #9).

И накрая, DC активирането и миграцията към лимфоидните органи, което е важно за индуцирането на адаптивни имунни отговори, е нарушено при HCV-инфектирани пациенти.73,96

Следователно, HBV, HCV и HDV могат да модулират броя, фенотипа и отговора на вродените имунни клетки, за да създадат толерогенна среда, в която активирането на лимфоцитите е силно нарушено. Следователно, тези вируси могат да поддържат хронична инфекция в продължение на десетилетия, което води до неконтролирано прогресиране на заболяване, като HCC.

4|КЪМ БЪДЕЩЕТО НА ЛЕЧЕНИЕТО НА ХЕПАТИТНИТЕ ВИРУСИ

Вече съществува голям спектър от лечения срещу вируси на хепатит. Тези лечения могат да са насочени към различни етапи от жизнения цикъл на патогена, като навлизане на вируса (булевиртид срещу HBV и HDV...), репликация (нуклеозидни аналози срещу различни вируси...) и излизане (полимери на нуклеинова киселина срещу HBV, HCV и HDV ). Въпреки това, въпреки че тези лечения са ефективни за контролиране на инфекцията, те често не са достатъчни, за да я премахнат напълно и/или идват със силни странични ефекти. Следователно все още е необходимо разработването на нови терапевтични средства.

През последното десетилетие бяха положени големи усилия за премахване на хепатитната инфекция и особено на хроничната чернодробна инфекция. Наскоро беше разработено лечение, което води до контрол и елиминиране на HCV. Глекапревир и пибрентасвир (MAVIRET) са насочени към вирусните протеини NS3/4A и NS5A, които, както е описано в този преглед, участват в няколко механизма за избягване на имунитета и са показали голяма ефективност при намаляване на вирусните параметри, дълготраен фенотип.97 Въпреки това, цената на това лечение ограничава достъпа му до всички HCV-инфектирани пациенти. Подобни усилия са положени за намиране на лек за CHB- и HDV-инфектирани пациенти. Въпреки че няколко вида DAA (напр. Bulevirtide, Lonafarnib, капсидни модулатори...)98-100 в момента се изследват за лечение на тези пациенти, никой от тях все още не е показал лечебен ефект in vivo.

Докато се полагат усилия за разработване на специфични DAA за насочване към тези вируси, се преследва друга ос на терапията, която е възстановяването и/или модулирането на вродените имунни отговори.

Такива лечения могат да се използват като моно- или ко-терапия с вече съществуващи молекули (т.е. DAA). Наистина, първото намаляване на вирусния натиск върху вродената имунна система с DAA и след това активирането на имунните отговори може да бъде липсващият ключ към изчистването на вируса на хепатита, както се предполага за елиминиране на HBV.101 Трябва да се отбележи, че специфичните имунни пътища, които са нерегулирани от вируси, трябва да бъдат взети предвид при разработването на терапевтични средства. Всъщност те биха могли да бъдат резултат от еволюционен механизъм за осигуряване на оцеляване на вируса, подчертавайки, че тяхното активиране може да елиминира инфекцията.

Първо в съответствие с тези подходи, широко неутрализиращите антитела (bNAbs) са широко изследвани, както с инхибираща навлизането, така и с неутрализираща активност.102 bNAbs, изолирани от HCV-възстановени пациенти, показват ефективна неутрализираща активност срещу HCV.103,104 Следователно, bNAbs трябва да се предвидят като допълнение изходен път (т.е. eHAV, eHEV и HBV; Таблица 1). Въпреки това, антитяло-зависимото усилване (ADE) представлява основно предизвикателство при разработването на bNAbs. Някои вируси злоупотребяват с „неутрализиращи“ антитела (със слаба неутрализираща активност и/или ниски концентрации в кръвта), за да заразят клетката чрез FcR-зависим механизъм.105,106

Освен това крехкият баланс между про- и противовъзпалителните отговори е от решаващо значение за елиминирането на патогените и предотвратяването на увреждане на черния дроб. Могат да се предвидят няколко начина за противодействие на манипулирането на възпалителния отговор от патогените.

От една страна, повишаване на провъзпалителните реакции може да се постигне чрез различни средства. Лечението с PRR агонисти се разглежда до голяма степен през последното десетилетие, тъй като те могат (i) да индуцират производството на провъзпалителни цитокини и други антипатогенни молекули, (ii) да увеличат чрез положителна обратна връзка експресията на самите сензори, ( iii) модифицират клетъчните фенотипове (противовъзпалителни към провъзпалителни) и (iv) благоприятстват набирането на други имунни клетки. В днешно време агонистите на PRR се използват главно като адюванти във ваксини, но постепенно се разглеждат като самостоятелни средства. В момента се провеждат няколко in vitro и in vivo тестове на тези агонисти в контекста на хепатитни вирусни инфекции, а някои вече се тестват в клинични изпитвания107-116 (Таблица 1). Трябва да се обмисли разширяване на тези тестове до патогени, за които е известно, че нарушават регулацията на дадени пътища, като TLR3 агонисти срещу HBV инфекция, тъй като HBV намалява експресията на TLR3 при пациентите110 (Таблица 1).

Също така, директното системно приложение на възпалителни медиатори се използва от десетилетия като лечение срещу вирусна инфекция (напр. peg-IFN срещу HBV и HDV), но неговата ограничена ефикасност (т.е. ниската скорост на елиминиране на вируса) и силните странични ефекти не го правят обещаващ агент за бъдещето на лечението на вируса на хепатита. В продължение на десетилетия други възпалителни медиатори са тествани за лечение на вируси на хепатит, но са показали ограничена ефикасност или никаква допълнителна полза в сравнение с вече наличните терапии (напр. IFN срещу HBV). Могат да се предвидят други провъзпалителни медиатори с по-мощни антивирусни ефекти (напр. IL-1, лимфотоксинов рецептор).117,118 Въпреки това, количеството и времето на тези лечения трябва да бъдат строго наблюдавани, тъй като навременното неконтролирано възпаление може да доведе до огромни странични ефекти като цитокинови бури.119,120 Друг проблем, който трябва да се разгледа, е подходящото адресиране на черния дроб и приемането на тези предложени лечения, което остава, до днес, предизвикателен въпрос. В действителност, интравенозното приложение е неразумно за дългосрочно лечение, особено когато се вземат предвид имуноактивиращи агенти, докато оралното приложение изисква ефективно преминаване през чревната стена.

В допълнение към увеличаването на провъзпалителните ефектори, намаляването на противовъзпалителните реакции може да бъде достатъчно или поне първа стъпка към активирането на функционален вроден имунен отговор. Директното инхибиране на противовъзпалителни цитокини (т.е. TGF-, IL-10) или от малки молекули, или от неутрализиращи антитела, е показало страхотни резултати при лечението на няколко вида рак и трябва да се предвиди за чернодробни патогени, които са насочени към тези реакции (напр. HBV) 121-123 (Таблица 1). Освен това, няколко молекули са използвани за насочване към противовъзпалителния фенотип, често проявяван от свързани с тумора макрофаги (TAMs), както подробно е описано от други.124 Тези модулатори, които често са насочени към повърхностни маркери или ключови метаболитни пътища (т.е. анти-CSF1R или анти- CCR2 и CB839, съответно), трябва да бъдат тествани при лечението на HBV и HCV инфекция, при които макрофагите показват подобен фенотип (Таблица 1). MDSCs, наети при HBV и HCV инфекции, също могат да бъдат терапевтични цели. Понастоящем се разработват стратегии, насочени или към изчерпване на тези клетки, или към инхибиране на тяхното набиране, както се предлага за някои инфекции, използващи гемцитабин или LXR агонисти, наред с други.125 Друг терапевтичен подход е диференциацията на MDSCs в не-супресивни клетъчни типове, като се използват напр. , изцяло транс ретиноева киселина, за която е доказано, че възстановява антивирусните отговори и ограничава вирусната репликация в клетки от HBV-инфектирани пациенти. Провеждат се клинични изпитвания с тези съединения за противоракова терапия, но досега има ограничени данни.126 Успоредно с това, увеличаването на набирането на "позитивни" имунни клетки към черния дроб, особено DCs, ще помогне за прилагането на мощни имунни отговори и активиране специфични Т клетки. Увеличаването на броя на DC и/или възстановяването на инхибирането на DC е изследвано при различни патологии и трябва да се има предвид при HCV инфекции, при които се наблюдава подобна модулация127 (Таблица 1). По подобен начин, модулирането на броя на NK клетките показва обещаващи резултати.128

Не на последно място, модулирането на инхибиторните рецептори е използвано при лечението на няколко вида рак и може/трябва да бъде преназначено за лечение на чернодробни инфекции. Анти-PD-1/PD-L1 лечения вече са тествани срещу HBV и HCV инфекция, което подобрява активирането на функционален имунен отговор129,130 ​​(Таблица 1). И все пак данните от клинични изпитвания със заразени пациенти без рак все още са неуловими. Освен това, блокадата на други инхибиторни рецептори показа окуражаващи резултати при HBV инфекция, самостоятелно или в комбинация с анти-PD-1/PD-L1, и следователно също трябва да се има предвид.131 Всички тези стратегии имат полза от комбинираната терапия с DAA за намаляване на виремията, което доказва необходимостта и ефективността на ко-терапията.

5|ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Този преглед описва как хепатитните вируси са развили широк спектър от механизми за избягване на вродените имунни отговори и поддържане на инфекцията в черния дроб. Освен това, докато обсъждахме само ефекта на хепатитните вируси върху вродените имунни отговори на черния дроб, общи фенотипове/механизми могат да бъдат открити при други чернодробни патогенни инфекции, а именно други вируси, бактерии и паразити. Терапевтичното насочване към един или няколко от тези механизми може да подобри ефикасността на съществуващите лечения или да доведе до разработването на нови терапии за елиминиране на вирусите на хепатита.

КОНФЛИКТ НА ИНТЕРЕСИ

Авторите нямат конфликт на интереси, който да декларират.

АВТОРСКИ ПРИНОС

Куриране на данни: MD, MDS и SS. Писане на ръкопис: MD, MDS, SS, MH, DD и SFD. Подготовка на фигури: MD.

ДЕКЛАРАЦИЯ ЗА НАЛИЧНОСТ НА ДАННИ

Цифрите са достъпни от съответния автор, д-р Suzanne Faure-Dupuy, при разумна заявка.

ПРЕПРАТКИ

1. Wisplinghoff H, Appleton DL. Бактериални инфекции на черния дроб. В: Weber O, Protzer U, eds. Сравнителен хепатит. Birkhäuser; 2008. стр. 143-160. doi:10.1007/978-3-7643-8558-3_8

2. Ekpanyapong S, Reddy KR. Гъбични и паразитни инфекции на черния дроб. Gastroenterol Clin North Am. 2020;49:379-410.

3. Lanini S, Ustianowski A, Pisapia R, Zumla A, Ippolito G. Вирусен хепатит: етиология, епидемиология, предаване, диагностика, лечение и превенция. Инфектирайте Dis Clin North Am. 2019;33:1045-1062.

4. Alfaiate D, Clément S, Gomes D, Goossens N, Negro F. Хроничен хепатит D и хепатоцелуларен карцином: систематичен преглед и мета-анализ на обсервационни проучвания. J Hepatol. 2020;73:533-539.

5. Kamar N, Izopet J, Dalton HR. Хронична инфекция с вируса на хепатит Е и лечение. J Clin Exp Hepatol. 2013;3:134-140.

6. Racanelli V, Rehermann B. Черният дроб е имунологичен орган. Хепатология. 2006;43:S54-S62.

7. Faure-Dupuy S, Vegna S, Aillot L, et al. Характеризиране на експресията и функционалността на рецептора за разпознаване на образи в първичните чернодробни клетки и производните клетъчни линии. J Вроден имунитет. 2018;10:339-348.

8. Faure-Dupuy S, Delphin M, Aillot L, et al. Индуцираната от вируса на хепатит В модулация на функцията на чернодробните макрофаги насърчава инфекцията на хепатоцитите. J Hepatol. 2019;71:1086-1098.

9. Ishibashi H, Nakamura M, Komori A, Migita K, Shimoda S. Архитектура на черния дроб, клетъчна функция и заболяване. Semin Immunopathol. 2009;31:399.

10. Liu M, Zhang C. Ролята на вродените лимфоидни клетки при имуно-медиирани чернодробни заболявания. Преден имунол. 2017; 8: 695.

11. van Wilgenburg B, Scherwitzl I, Hutchinson EC, et al. MAIT клетките се активират по време на човешки вирусни инфекции. Nat Commun. 2016; 7: 11653.

12. Gulati A, Kaur D, Krishna Prasad GVR, Mukhopadhaya A. PRR функция на вродени имунни рецептори при разпознаване на бактерии или бактериални лиганди. Adv Exp Med Biol. 2018;1112:255-280.

13. Luangsay S, Ait-Goughoulte M, Michelet M, et al. Експресия и функционалност на Toll- и RIG-подобни рецептори в HepaRG клетки. J Hepatol. 2015;63:1077-1085.

14. Blum JS, Wearsch PA, Cresswell P. Пътища за обработка на антиген. Annu Rev Immunol. 2013;31:443-473.

15. Сън СК. Неканоничният път на NF-κB в имунитета и възпалението. Nat Rev Immunol. 2017;17:545-558.

16. Vergadi E, Ieronymaki E, Lyroni K, Vaporidi K, Tsatsanis C. Akt сигнализиращ път при активиране на макрофаги и M1/M2 поляризация. J Immunol. 2017; 198: 1006-1014. 17. Mesev EV, LeDesma RA, Ploss A. Декодиране на сигнализиране на интерферон тип I и III по време на вирусна инфекция. Nat Microbiol. 2019;4:914-924.

18. Poisson J, Lemoinne S, Boulanger C, et al. Чернодробни синусоидални ендотелни клетки: физиология и роля при чернодробни заболявания. J Hepatol. 2017;66:212-227.

19. Breiner KM, Schaller H, Knolle PA. Медиирано от ендотелни клетки поглъщане на вирус на хепатит B: нова концепция за чернодробно насочване на хепатотропни микроорганизми. Хепатология. 2001;34:803-808.

20. Pöhlmann S, Zhang J, Baribaud Frédéric и др. Гликопротеините на вируса на хепатит С взаимодействат с DC-SIGN и DC-SIGNR. J Virol. 2003;77:4070-4080.

21. Pohlmann S, Soilleux EJ, Baribaud F, et al. DC-SIGNR, хомолог на DC-SIGN, експресиран в ендотелни клетки, се свързва с човешки и маймунски имунодефицитни вируси и активира инфекция в транс. Proc Natl Acad Sci САЩ. 2001;98:2670-2675.

22. Gardner JP, Durso RJ, Arrigale RR, et al. L-SIGN (CD 209L) е специфичен за черния дроб рецептор за улавяне на вируса на хепатит С. PNAS. 2003;100:4498-4503.

23. Geijtenbeek TBH, Kwon DS, Torensma R, et al. DC-SIGN, специфичен за дендритни клетки HIV-1-свързващ протеин, който подобрява трансинфекцията на Т клетки. клетка. 2000;100:587-597. 24. Halary F, Amara A, Lortat-Jacob H, et al. Свързването на човешки цитомегаловирус с DC-SIGN е необходимо за инфекция на дендритни клетки и трансинфекция на прицелни клетки. Имунитет. 2002;17:653-664.

25. Ди Лоренцо К., Ангъс А.Н., Пател А.Х. Механизми за избягване на вируса на хепатит С от неутрализиращи антитела. Вируси. 2011;3:2280-2300.

26. Rosbjerg A, Genster N, Pilely K, Garred P. Механизми за избягване, използвани от патогените, за да избягат от пътя на лектин комплемента. Front Microbiol. 2017; 8: 868.

27. Feng Z, Lemon SM. Peek-a-boo: отвличане на мембраната и патогенезата на вирусния хепатит. Тенденции Microbiol. 2014;22:59-64.

28. Agrawal P, Nawadkar R, Ojha H, Kumar J, Sahu A. Допълнителни стратегии за избягване на вируси: преглед. Front Microbiol. 2017: 8: 1117-1136.

29. Conde JN, Silva EM, Barbosa AS, Mohana-Borges R. Системата на комплемента при флавивирусни инфекции. Front Microbiol. 2017; 8: 213-220.

30. Zhang R, Liu Q, Liao Q, Zhao Y. CD59: обещаваща цел за туморна имунотерапия. Бъдещи Онкол. 2018;14:781-791.

For more information:1950477648nn@gmail.com