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一、天然免疫
天然免疫是机体在种系发育和进化过程中形成的免疫防御功能,既有一般的机械性阻挡和抑菌作用,又包括通过多种细胞的吞噬作用和机体的炎症反应而构筑的功能性的防御屏障。天然免疫和获得性免疫是一个有机结合的整体。
HPV 是通过外生殖器或肛门周围的皮肤粘膜的微小损伤进入机体,感染有增殖能力的基底细胞, HPV DNA 以染色体外或整合到宿主染色体的方式存在,并严格随角质形成细胞的角化过程、分化成熟而开始进行病毒早期和晚期基因的转录翻译,组装形成病毒颗粒,并随皮屑排泄而脱落[1 ,2 ] 。这些角质形成细胞是注定要死亡的,故不引起显著的炎症反应,免疫系统就会忽视或漠视这种病毒感染。许多细胞因子、补体成分和趋化因子参与机体的天然免疫系统,如干扰素( IFN) 、白介素( IL) -18 、C3a 、C5a 、IL - 1 和肿瘤坏死因子( TNF) - α等。HPV 可通过以下几种方式来影响HPV 感染的角质形成细胞的IFN 的诱生及其信号转导[325 ] : ①E6 蛋白可与IRF3 (干扰素调节因子3) 结合,使IFN2β的mRNA 的转录延迟和表达下降; ②E6 蛋白可与细胞内信号转接蛋白TyK2 的前287 位氨基酸的J H6 和J H7 结构域物理性结合,从而影响Ⅰ型干扰素的跨膜信号转导; ③HPV 可与DNA 结合蛋白p48 结合,干扰信号转导及转录活化因子(STAT) 1 、STAT2 和p48 异源三聚体的形成,无法转位于核内并与顺式作用元件即干扰素刺激应答元件( ISRE) 结合,导致干扰素活化等一系列基因无法活化。总之IFN 的诱导及其抗病毒作用下调。IL - 18 又称作IFN - γ诱导因子,为IL - 1 家族的成员,是天然免疫和获得性免疫的重要调节者。最近Cho 等证实HPV16 E6蛋白可下调IL - 18 的表达,并进一步证明细胞外的HPVE6 、E7 蛋白通过与IL - 18 竞争IL - 18Rα链而抑制IL - 18 诱导的IFN - γ的产生[6 ,7 ] 。IFN、IL- 18 的表达及作用下调可导致相应的N K 细胞和局部组织的巨噬细胞的吞噬功能下降,而进一步影响获得性免疫。
二、获得性免疫
一般认为HPV 感染的有效免疫应答是局部特异性的细胞免疫应答。HPV 亦可通过多种方式干扰有效的细胞免疫应答。
(一) 抗原的捕获及呈递:皮肤中的抗原呈递细胞(APC) 主要有角质形成细胞、树突状细胞和单核巨噬细胞系统等。角质形成细胞以内源性方式捕获病毒抗原,以MHC - Ⅰ类的途径呈递抗原。但HPV 可以通过以下方式干扰角质形成细胞的抗原呈递过程[8210 ] : ①HPV11 E7 蛋白通过与TAP(抗原多肽转移蛋白) 相互作用; ②HPV 的E5 蛋白可酸化吞噬溶酶体,HPV的E6 蛋白可与接头蛋白AP 复合物相互作用干扰囊泡的转运机制, 干扰抗原呈递; ③HPV 6b、HPV16 、HPV18 的E7 蛋白可调节MHC - Ⅰ类重链的转录,作用于TAP1 和蛋白酶体亚基LMP2 (低分
子量肽2) 基因的启动子而下调其转录活化,导致病毒抗原无法有效与MHC - Ⅰ肽结合沟结合并经内质网和高尔基体呈递于角质形成细胞膜表面,从而降低角质形成细胞呈递病毒抗原的效率。树突状细胞(DC) 是专业的抗原呈递细胞,连接天然免疫和获得性免疫的重要细胞。朗格汉斯细胞(LC) 是皮肤中未成熟的树突状细胞,能以Fcγ 受体、补体受体和C 型植物凝集素受体等介导的内吞作用、巨胞吞饮作用吞饮液相的蛋白质抗原及以CD1 的方式处理糖脂或脂类抗原,并随之成熟,表现为吞噬功能下降或消失,而对外源性抗原以MHC -1 类的途径交叉呈递抗原能力加强,伴随一些膜表面分子如MHC - Ⅰ、CD86 、CD40 、CD80 等的表达上调及细胞形态学的变化[11213 ] 。HPV 可通过以下方式干扰LC: ①已证实尖锐湿疣皮损中LC 的数量和密度均减少,树突短而钝,缺少细小分枝,分布不均匀,并呈灶性聚集,胞体变小[11 ] ; ②LC 多位于表皮基底层,而人类乳头瘤病毒的早期基因产物多见于成熟的角质形成细胞中,而且低水平表达,并位于胞核中,即位表皮中上层;晚期基因产物在终末细胞的胞浆和胞核内表达,但这些细胞在1～2 d 内脱落,使得LC 接触病毒抗原的机会减小[2 ] ; ③HPV 无明显的细胞毒作用,只引起微弱的炎症反应,各种补
体成分(如C5a) 低活性和趋化因子(如MCP、MIP3α等) 低表达,使得通过相应受体CR 及CCR7 等介导的LC 的前体细胞募集于皮肤炎症灶的作用减弱;④LC 在IL - 1β和TNF -α作用下以粘附分子介导引流至淋巴结的T 细胞区[13 ,14 ] ,通过粘附分子I2CAM - 3 ,辅助分子CD86 、CD80 、CD40 等和各种细胞因子与天然的CD8 + 细胞毒性T 淋巴细胞(CTL)相应的配体作用,活化CD8 + CTL ,继而CD8 + CTL通过CLA (皮肤淋巴细胞归巢受体) 等趋化至皮肤炎症灶而诱发特异性细胞免疫。有实验证实CD1a +的LC 见于真皮层,推测LC 在回流至淋巴结的过程中出现障碍,另外尖锐湿疣皮损中LC 膜表面的粘附分子及各种辅助分子低表达,干扰CD8 + CTL 的活化[15 ] 。
(二) 特异性细胞免疫:特异性的CD8 + CTL 趋化至皮肤炎症灶后,与MHC - Ⅰ- 病毒抗原肽复合物的角质形成细胞相互接触,在辅助分子及细胞因子如IL - 2 等的共同作用下,以颗粒酶、TNF - α-TNFR 和Fas - FasL 的方式杀灭HPV 感染的角质形成细胞而清除病毒[2 ] 。但①HPV 可以干扰角质形成细胞的抗原呈递过程[8210 ] ; ②尖锐湿疣皮损中粘附分子ICAM - 3 等表达下调[16 ] ,缺乏IFN - γ时ICAM - 1 的表达也下调; ③HPV E7 蛋白在皮肤角质形成细胞的表达可诱导E7 特异性的CTL 前体细胞耐受[2 ] ,因此不能发挥有效的细胞毒作用。局部细胞因子是细胞免疫应答的重要调节者。很多实验证实尖锐湿疣尤其是反复发作的尖锐湿疣皮损中免疫应答由Th1 向Th2 漂移。逆转录PCR法证实尖锐湿疣皮损中IL - 4 、IL - 5 、IL - 6 和IL- 10 等mRNA 升高,TGF -β亦升高,而IFN - γ的表达则下调[15 ,17219 ] ,使特异性Th1 细胞免疫下调。另外IL - 10 和TGF - β等可通过替代途径活化未成熟的树突状细胞如朗格汉斯细胞而导致耐受[20 ] 。总之在无明显炎症及缺乏合适的细胞因子的情况下,使得角质形成细胞客观上成为HPV 感染的免疫豁免区,成为病毒复制的加工场所。人们对尖锐湿疣采取抗病毒( IFNα/β等) 、各种免疫调节剂( IFN - γ、咪喹莫特等) 以及HPV L1 -L2 - E7 抗原肽冲击的树突状细胞疫苗[21 ]等治疗,均取得一定疗效。但仍存在许多问题如CD8 + CTL识别的特异性表位不清楚; IFN - γ、咪喹莫特治疗抵抗患者的细胞信号转导过程中的关键因素是什么? 多数尖锐湿疣患者有不同程度的心理情绪反应,其在尖锐湿疣的反复发作中有何意义? 如何诱导机体有效的免疫应答而无明显全身性副作用? 相信对HPV 的免疫学研究的进一步深入,会为尖锐湿疣及其它HPV 感染所导致的疾病的治疗提供新的思路和曙光。
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