《Immunology and Allergy Clinics of North America》:Programmed death-ligand 1 correlates with acute influenza B virus infection
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本研究旨在探究PD-L1在急性乙型流感病毒(IBV)感染中的作用。研究人员通过检测患者外周血中关键免疫细胞上的PD-L1表达及血浆细胞因子水平,首次揭示了IBV感染能够显著上调树突状细胞、T细胞和单核细胞上的PD-L1表达,并诱导促炎及抗炎细胞因子释放。研究结果不仅阐明了IBV感染中PD-1/PD-L1通路的新机制,更为开发针对IBV感染的新型免疫治疗策略提供了潜在靶点。
流行性感冒是全球公共卫生的重大负担,其中乙型流感病毒(Influenza B virus, IBV)虽然通常被认为致病性弱于甲型流感病毒(Influenza A virus, IAV),但在过去十年中其毒力呈上升趋势,每年可占流感病例总数的约25%,在特定季节甚至高达50-80%。IBV感染可导致心脏损伤、继发性细菌性肺炎和急性呼吸窘迫综合征等严重并发症,尤其在儿童中影响显著。然而,目前针对IBV的疫苗和抗病毒药物效果因病毒抗原漂移和转换而受限,迫切需要深入理解其致病机制以开发新疗法。
在肿瘤、慢性感染和自身免疫性疾病中,程序性死亡-1(Programmed death-1, PD-1)与其配体PD-L1(Programmed death-ligand 1)构成的免疫检查点通路备受关注。该通路通过抑制T细胞功能,在维持免疫耐受和防止过度免疫反应中发挥作用。此前研究表明,在甲型流感病毒(如H1N1)感染中,PD-L1在树突状细胞(Dendritic cells, DCs)和T细胞上表达上调,并与T细胞功能受损相关。但一个关键的科学问题悬而未决:在急性IBV感染期间,PD-L1是否也在关键的免疫细胞(如T细胞、树突状细胞和单核细胞)上出现异常表达?这种表达是否受年龄影响?回答这些问题,对于理解IBV的免疫逃逸机制和寻找新的治疗靶点至关重要。
为了探索上述问题,一项发表于《Immunology and Allergy Clinics of North America》的研究就此展开。研究人员设计了一项临床研究,招募了24名经病毒学确诊的急性IBV感染患者和33名健康对照者,并将所有参与者按年龄分为儿童(<18岁)、成人(18-60岁)和老年(>60岁)三个亚组。所有患者均在症状出现48小时内入院,并排除了患有慢性病、其他病原体感染或近期使用过抗生素的个体。
该研究主要采用了几个关键技术方法:首先,通过咽拭子样本采集和实时聚合酶链反应(RT-PCR)对包括IBV在内的六种呼吸道病原体进行检测,以确认患者感染状态。其次,研究核心依赖于流式细胞术(Flow cytometry),使用一系列荧光标记的抗体对参与者外周血中的免疫细胞表面标志物进行染色和分析,重点检测了CD4+T细胞、CD8+T细胞、髓样树突状细胞(mDCs)、浆细胞样树突状细胞(pDCs)和单核细胞上的PD-L1表达,以及T细胞上的PD-1表达。第三,利用细胞因子微球阵列(CBA)技术测量了血浆中多种细胞因子的浓度,包括IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF、IFN-γ和IL-17A,以评估全身炎症反应状态。
研究结果部分呈现了以下主要发现:
3.1. 参与者的临床特征
研究共纳入57名参与者,其性别和年龄分布在健康对照组与IBV患者组之间无显著统计学差异,确保了组间的可比性。
3.2. PD-L1和PD-1表达不随年龄变化
无论健康对照组还是IBV感染患者组,PD-L1在CD4+T细胞、CD8+T细胞、mDCs、pDCs和单核细胞上的表达,以及PD-1在CD4+和CD8+T细胞上的表达,在儿童、成人和老年三个年龄亚组中均未观察到显著差异。这表明年龄并不影响这些免疫细胞上PD-L1和PD-1的表达水平。
3.3. IBV感染上调人体T细胞、树突状细胞和单核细胞中的PD-L1表达
与健康对照组相比,IBV感染患者外周血中表达PD-L1的T细胞、树突状细胞和单核细胞比例显著增加。具体而言,CD4+T细胞的比例从20.80%升至48.47%,CD8+T细胞从31.85%升至58.60%,mDCs从4.74%升至19.50%,pDCs从5.56%升至11.60%,单核细胞从1.53%升至11.00%。这些数据有力证明,急性IBV感染能显著增强外周免疫细胞上的PD-L1表达。
3.4. IBV感染时人体T细胞中的PD-1未过度表达
研究发现,IBV感染患者与健康对照组之间,外周血T细胞上的PD-1表达水平没有显著差异。这与在甲型流感病毒感染中观察到PD-1上调的情况不同,可能由于观察时间点或病毒株特异性免疫反应的差异所致。
3.5. IBV感染诱导细胞因子释放到血浆中
IBV感染患者的血浆中,白细胞介素-2(IL-2)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)和肿瘤坏死因子(TNF)的浓度均显著高于健康对照组。而干扰素-γ(IFN-γ)和白细胞介素-17A(IL-17A)的浓度在两组间无显著差异。这表明IBV感染促进了促炎和抗炎细胞因子释放到循环系统中。
讨论与结论部分归纳了本研究的重要意义:
本研究首次在体内证实了急性IBV感染可诱导T细胞、树突状细胞和单核细胞过度表达PD-L1。这一发现与先前甲型流感病毒(H1N1pdm09)刺激后的研究结果一致,提示PD-L1的上调可能是流感病毒感染的一个共同免疫特征。树突状细胞上PD-L1的增加可能源于其通过Toll样受体(TLRs)和维甲酸诱导基因I(RIG-I)识别病毒,而单核细胞上的表达则可能与病毒引发的炎症反应有关。
一个出人意料的发现是,PD-1在T细胞上的表达并未随IBV感染而上调,这不同于甲型流感病毒感染的情况。研究者分析,这可能与本研究仅在症状出现后48小时内的单一时间点采样有关,未能反映整个感染过程中PD-1表达的动态变化。此外,甲型和乙型流感病毒在病毒RNA、表面蛋白或辅助蛋白方面的差异,也可能导致它们对T细胞上PD-1表达的调节作用不同。
研究明确了一个重要结论:年龄并不影响PD-L1在人类树突状细胞、T细胞、单核细胞上的表达,也不影响PD-1在T细胞上的表达。这为在不同年龄段患者中考虑以PD-L1为靶点的干预策略提供了依据。
同时,IBV感染引发了复杂的细胞因子风暴,既包括IL-2、IL-6、TNF等促炎因子,也包括IL-4、IL-10等抗炎因子的升高,反映了宿主免疫系统在应对病毒时激活与调控并存的复杂状态。
综上所述,本研究揭示了PD-L1在急性IBV感染免疫病理中的关键作用。数据表明,IBV感染可能通过促进树突状细胞、T细胞和单核细胞上的PD-L1表达,在急性期阻碍高效适应性免疫反应的诱导。这些发现意味着,PD-L1不仅可作为评估抗IBV感染免疫反应的有价值生物标志物,更有可能成为设计IBV感染新治疗策略的潜在靶点。当然,靶向PD-L1的疗法需谨慎评估,以避免过度免疫激活等潜在风险。未来需要更大样本、多时间点动态观察以及机制性动物实验来进一步验证PD-L1在IBV感染中的治疗潜力,并深入探索其与现有抗病毒药物的协同作用。