《European Journal of Immunology》:Latent, Lytic, and Linked to Multiple Sclerosis—How EBV Drives Autoimmunity
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这篇综述系统阐述了爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)在驱动多发性硬化症(MS)自身免疫中的作用机制。文章指出,延迟的原发性EBV感染是MS发展的关键风险因素,其驱动特定T-bet+CXCR3+B细胞亚群的形成。这些细胞能浸润中枢神经系统(CNS),招募其他淋巴细胞,高效刺激T细胞,并分化为抗体生成性浆细胞,从而在部分MS患者中促成神经炎症和自身抗体产生。这为针对EBV的特异性治疗以补充现有MS疗法提供了理论基础。
引言:EB病毒的双重生命周期
爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)是一种人类肿瘤病毒,以其B细胞转化能力以及与淋巴瘤和癌的关联而闻名。流行病学研究进一步表明,其感染是多发性硬化症(MS)这种自身免疫性疾病发展所必需的。驱动EBV相关恶性肿瘤的同一批癌基因,也可能诱导启动神经炎症的B细胞亚群分化。这篇综述将探讨免疫控制不足如何导致大量的T-bet+CXCR3+B细胞群体得以浸润中枢神经系统,吸引其他淋巴细胞,在CNS内高效刺激T细胞,并分化为产生抗体的浆细胞,从而在一部分MS患者中促进炎症和自身抗体的产生。
EBV于1964年在伯基特淋巴瘤细胞中被发现,是八种已知的人类疱疹病毒之一。它与大多数其他疱疹病毒一样,在宿主细胞内具有潜伏和裂解两种生命周期。裂解周期产生病毒粒子,最终导致感染细胞裂解;潜伏周期则允许病毒在宿主细胞内长期持续存在,不产生病毒粒子,并促进感染B细胞的增殖和存活。这两种生命周期之间的转换,以及免疫系统对其的控制,与疾病的产生密切相关。
EBV持续感染的适应性免疫控制
为了防止病毒再激活和感染细胞不受控制地增殖,被感染的宿主必须建立强大且持续的免疫监视。EBV特异性CD8+T细胞是人类抗病毒记忆T细胞池的主要组成部分,可稳定持续数十年,是EBV与宿主防御之间持续免疫斗争的关键参与者。CD4+T细胞通过支持CD8+T细胞的活化、增殖和记忆形成,以及向B细胞提供辅助来补充这一反应。除了T细胞,B细胞在EBV感染中也具有双重功能:记忆B细胞是EBV持续存在的主要场所和长期储存库,同时也通过产生病毒特异性抗体参与抗病毒免疫反应。
原发性EBV感染延迟与多发性硬化症关联的流行病学证据
EBV与多种恶性肿瘤相关。近年来,EBV与多发性硬化症(MS)的自身免疫轴正成为一种突出但鲜为人知的副作用。MS是一种慢性神经炎症性疾病,是年轻人非创伤性残疾的最常见原因之一。其特点是中枢神经系统中由炎症性白细胞组成的病变,导致神经元免疫介导的脱髓鞘,最终导致进行性神经功能缺损。
迁移研究为此提供了一条证据线索。这些研究强调了暴露于环境因素改变MS风险的关键年龄窗口:在15岁以下从MS高流行区迁移到低流行区的儿童,会继承新环境的较低风险,而15岁以上的迁移个体则保留其出生地的MS风险。这个年龄窗口可能反映了接触MS环境风险因素(如原发性EBV感染的时间)的敏感期。血清流行病学数据显示,在MS患病率较低的低收入国家,EBV通常在儿童早期无症状获得,并与较低的终生MS风险相关。而在工业化国家,原发性EBV感染经常延迟到青少年中期,通常表现为传染性单核细胞增多症,这与发生MS的风险显著增加相关。
尽管如此,这些发现为病原体参与MS疾病发展提供了越来越多的证据。2022年一项对1000万美国现役军人进行的长达20年的纵向研究提供了最强的流行病学证据,该研究报告EBV感染后发生MS的风险增加了32倍。MS患者对EBV表现出失调的免疫反应模式。例如,与健康对照组相比,MS患者中持续发现EBNA1特异性IgG抗体水平升高。最近,EBV与T-bet+B细胞克隆扩增之间的联系被提出,作为连接EBV对MS发病机制贡献的重要机制。
T-bet+B细胞:连接EBV与MS的桥梁
T-bet+B细胞代表了一种功能独特的记忆B细胞亚群,在健康个体中含量较低,但会随着年龄增长而积累,并在慢性病毒感染(包括γ疱疹病毒68)的背景下扩增。这种特定的记忆B细胞表型也在各种自身免疫性疾病中富集,例如MS、系统性红斑狼疮和类风湿关节炎。
T-bet+B细胞向这种表型的分化是由多种先天和适应性免疫信号的汇聚诱导的,包括B细胞受体(BCR)接合、Toll样受体(TLR)7/9激活以及暴露于Th1和滤泡辅助性T细胞细胞因子如干扰素-γ(IFN-γ)和白介素-21(IL-21)。T-bet在B细胞中的表达导致IgG1/IgG3同种型类别转换的倾向增加,以及趋化因子受体CXCR3的表达增加,后者引导细胞趋向炎性趋化因子梯度(CXCL9/10/11),促进组织浸润。在功能上,T-bet+B细胞具有独特的促炎细胞因子谱和强大的抗原呈递能力。
T-bet+B细胞被认为通过多种机制促进自身免疫,这些机制包括快速分化为浆细胞以产生自身抗体、增强抗原呈递以及分泌促炎细胞因子。在MS中,T-bet+记忆B细胞在CNS中富集,它们可能作为强大的抗原呈递细胞,驱动自身反应性T细胞活化,从而维持CNS内的炎症。
从理论上讲,EBV通过表达潜伏蛋白LMP1和LMP2A来模拟CD40和BCR信号,从而能够很好地促进T-bet+记忆B细胞的分化。在慢性活动性EBV感染期间,病毒核酸与TLR9结合并刺激IFN-α/β的分泌,这些途径代表了已知对T-bet+B细胞分化至关重要的信号组合的原型,从而暗示EBV可能是这一过程的驱动因素。EBV裂解再激活清除受损可能导致裂解病毒抗原特异性T细胞群体持续产生IFN,以及持续的BCR和TLR9信号传导,这反映了T-bet+B细胞可能积累的环境。
EBV免疫控制驱动淋巴细胞浸润中枢神经系统
尽管血液病毒载量没有升高,但MS患者表现出EBNA1抗体水平升高和EBNA1特异性T细胞频率更高,并且有可能与CNS自身抗原发生交叉反应。值得注意的是,MS患者中的EBV特异性CD4+T细胞克隆已被证明与髓鞘抗原发生交叉反应。EBV抗原与CNS自身抗原之间的分子模拟可能是免疫控制不足的结果,其中增加的病毒抗原载量驱动了较低亲和力、多反应性和交叉反应的免疫反应,从而促进了MS中的CNS自身免疫。
对EBV感染的控制不佳在携带MS主要遗传风险因素——MHC II类分子HLA-DRB1 * 15:01(HLA-DR15)的个体中可能尤为明显。这些多反应性T细胞反应可能不足以充分控制EBV感染的B细胞,如果任其发展,这些细胞可能迁移到CNS,并促进CNS导向的自身免疫的发展。
然而,EBV感染的B细胞是否存在于MS患者的大脑中仍存在争议。尽管如此,EBV感染的B细胞已被证明在小鼠中呈现出脑归巢表型。此外,在MS患者的大脑中可以检测到一种独特的活化T-bet+CXCR3+记忆B细胞群体,并且CXCR3+B细胞的神经侵袭性与血液EBV病毒载量相关。最近的研究提供的证据表明,在携带HLA-DR15等位基因并重建了HLA-DR15阳性造血干细胞的人源化小鼠模型中,原发性EBV感染驱动了具有神经侵袭特性的T-bet+CXCR3+B细胞群体的寡克隆扩增。在CNS内,这些EBV感染的B细胞可能会刺激自身反应性CD4+T细胞,从而促进MS的发病机制。
针对MS患者的EBV靶向策略
EBV与MS之间的强关联,以及EBV血清阴性个体发生MS的风险极低,使得EBV成为治疗或预防MS的疗法方法中的一个主要靶点。一种合适的预防性EBV疫苗可以预防感染或降低IM发病率,从而降低发生MS的风险。除了疫苗,旨在消除EBV感染细胞的策略也受到了关注。靶向CD20的单克隆抗体已常用于MS治疗,并在减缓原发性进展性疾病进展方面显示出显著效果。虽然尚不清楚B细胞耗竭疗法如何使MS治疗获益,但现在假设其疗效可能来自对携带EBV的B细胞的全身性清除。然而,抗CD20疗法仍是一种广泛的免疫耗竭形式,并伴有潜在的不良反应。更具针对性的方法,例如特异性清除T-bet+CXCR3+B细胞亚群或抑制EBV感染的B细胞向CNS的迁移,可能是更精确、治疗相关风险更低的治疗策略。
为了满足更高特异性的需求,正在探索各种策略来独特地靶向EBV感染的B细胞。一种消除EBV感染B细胞的潜在方法是过继性输注自体EBV特异性T细胞。在涉及MS患者的小型临床试验中,用编码EBNA1、LMP1和LMP2A的腺病毒载体扩增的T细胞可以有效改善临床症状并减少疾病活动。另一种消除EBV感染B细胞的策略涉及使用组蛋白去乙酰化酶抑制剂等药物,这些药物可诱导病毒再激活和裂解蛋白表达。随后使用抗病毒药物更昔洛韦治疗可以选择性杀死这些再激活的细胞。
结论
长期以来,EBV一直被认为参与MS的发病机制。这种关联得到了以下事实的进一步支持:几乎所有MS患者都是EBV血清阳性,并且可以在MS患者的脑病变中检测到EBNA1,以及在较小程度上检测到LMP1和EBNA2。最近,2022年的纵向研究表明,成年期EBV感染导致发生MS的风险增加了32倍。此外,最近在EBV靶向治疗策略方面的进展进一步强调了EBV在疾病进展中发挥着促进作用。
有趣的是,EBV-自身免疫轴并不局限于MS,因为该病毒与广泛的自身免疫性疾病有关。在自身免疫的背景下,EBV在宿主B细胞中的终生持续存在,结合其周期性再激活和建立慢性炎症的能力,可能创造了一个允许自我耐受丧失的免疫环境,特别是在存在疾病特异性遗传风险因素的情况下。事实上,许多EBV相关的自身免疫性疾病具有免疫控制失调的共同特征。
尽管EBV促成如此广泛的自身免疫性疾病的确切机制仍未完全明了,但几种EBV潜伏和裂解抗原已成为具有不同免疫调节特性的候选因子,可能促进MS的发病机制。例如,EBV裂解再激活与免疫激活和炎症有关。值得注意的是,已发现EBV再激活与MS复发同时发生。其次,针对EBNA1、BHRF1或BPLF1的病毒抗原分子模拟可能触发或维持自身反应性。特别令人感兴趣的是EBNA1,它与多种CNS抗原有同源性。最后,EBV的潜伏蛋白EBNA2已被证明可与MS风险位点结合,促进B细胞转化和增殖,并利用遗传性MS易感性。
然而,这些机制无法完全解释EBV如何启动或维持MS。最近描述的EBV驱动的炎症性B细胞亚群的寡克隆扩增,为EBV转化B细胞与MS发病之间提供了直接联系。在HLA-DR15转基因人源化小鼠中,原发性EBV感染被证明可以扩增一个具有CNS归巢能力和招募炎性T细胞能力的促炎性T-bet+CXCR3+B细胞群体。一旦被再激活,它们的浆母细胞后代可能产生与EBNA1和各种CNS抗原交叉反应的寡克隆抗体。这些细胞中的裂解再激活也可能增强抗原摄取和向炎性T细胞的呈递,从而加强CNS内的局部免疫激活。
总体而言,目前的证据支持一个模型,即EBV通过各种潜伏和裂解基因的综合效应促成MS,这些基因与预先存在的风险因素相互作用,可能驱动或加强免疫失调、耐受丧失,以及B细胞向促炎、CNS归巢亚群的分化。这些T-bet+CXCR3+EBV感染的B细胞可能是描述EBV潜伏期、裂解再激活以及这些因素如何与宿主遗传风险等位基因汇聚以创造“完美风暴”的缺失环节,这种“完美风暴”促进了MS的启动并推动了疾病的进展。