輪狀病毒感染的免疫應答

輪狀病毒感染的免疫應答

rv是由嬰兒和幼動物引起的急性腹瀉和死亡的重要病原體。它占所有腸道感染的50%以上，在世界上是一個重要的公共衛(wèi)生問題。發(fā)展RV疫苗、預防RV性腹瀉是刻不容緩的任務。然而當今的侯選疫苗并不能達到預防所有RV胃腸炎的目標。改良或研制更有效的疫苗,找到防制RV性腹瀉的策略,依賴于對宿主與病毒相互關系的深入了解,而最為關鍵的是宿主抗病毒的免疫保護機制。關于RV感染的免疫應答已經在人和動物進行了若干研究。普遍認為,粘膜免疫、抗體或是細胞介導的免疫應答在RV的抗感染免疫方面均具有重要意義。1通過mr細胞運輸,活化粘膜免疫系統(tǒng)局部免疫機理在介導保護中起重要作用。小腸IgA與產生的保護作用高度相關。VP6被認為是RV產生免疫的最重要蛋白,可以刺激粘膜分泌sIgA,從而介導粘膜免疫。在腸管,sIgA的產生,必須是抗原刺激腸壁相關淋巴樣組織(GALT)而誘導出的雙聚體的IgA產生細胞返回和固定于腸道粘膜固有層。分泌的sIgA抗體可結合特殊的上皮細胞(M細胞),并經M細胞運輸至上皮再到達粘膜淋巴組織。該運輸過程可使sIgA或IgA_抗原復合物與淋巴細胞或抗原遞呈細胞作用,露出IgA結合位點。B細胞及T細胞上IgA結合位點(FcA受體)已在不同動物中找到。進入粘膜組織后,IgA抗體(與抗原相連或不相連)可發(fā)揮多種功能。首先引發(fā)粘膜免疫反應,其次,由于IgA_抗原復合物可經M細胞運輸至腹下淋巴組織,抗原遞呈細胞(B細胞、巨噬細胞)的FcA受體可強化攝取和處理抗原;經此途徑,再攝取的sIgA可形成一個擴大環(huán),增強免疫和再次免疫反應;最后,M細胞再次攝取的IgA可通過基因型網絡調節(jié)免疫反應。因此,IgA能通過M細胞攝取途徑來活化粘膜免疫系統(tǒng)。有些研究認為,腸道的粘膜免疫很可能是臨床免疫的更持久的預報因子,自然感染所介導的短期保護本質上也與sIgA有關。而且粘膜免疫不僅僅是體液免疫,也包括細胞免疫和其他免疫因子的作用。1.1慢性監(jiān)獄：對小鼠的作用病毒特異性sIgA和/或CTL對急性病毒感染恢復的重要性已由實驗動物中的幾個發(fā)現(xiàn)所證實,如產生病毒特異性sIgA能力缺陷的小鼠在感染鼠RV后發(fā)展為慢性排毒。另外,一些報道支持病毒特異性CTL在急性感染恢復中可能起重要作用。如,病毒特異性CTL于感染一周內出現(xiàn)在小鼠腸粘膜表面;不能產生RV特異性CTL的成年小鼠(β2_微球蛋白基因缺失小鼠)排毒延長好幾天;給急性感染乳鼠輸入病毒特異性CTL能改善腹瀉癥狀。1.2清中病毒特異性igaRV自然感染能防止再感染引起的嚴重腹瀉。腸粘膜表面存在的病毒特異性sIgA的量(反映在糞便中)能預測對發(fā)病的保護性,也能由血清中病毒特異性IgA的存在來預測。由于RV在腸粘膜表面成熟的絨毛上皮細胞中復制,一般不能在血流中或遠離腸道的位置檢測到病毒。因此,對再感染的保護一定由活躍于腸粘膜表面的免疫反應所介導。此外,在實驗動物中,腸粘膜表面和血清中病毒特異性IgA能使再感染引起的排毒量減少。對新生兒RV感染跟蹤年的研究表明,新生兒RV的自然感染不能保護RV再感染,但能防止嚴重RV腹瀉。這可以解釋為什么成人在RV再感染時絕大部分都無腹瀉癥狀。從免疫學角度看,腸粘膜表面RV特異的sIgA能有效保護再感染,但病毒特異的sIgA壽命短,由記憶性B細胞和CTL前體細胞激活并分化為分泌抗體的漿細胞和病毒特異的CTL需要幾天時間,不允許有足夠的時間來激活和分化記憶細胞為效應細胞,于是機體的免疫保護只能是縮短病程。然而疫苗免疫試驗表明,血清及腸道RV特異性IgA抗體滴度與抗病抗排毒保護性之間有普遍的而非絕對的相關性。疫苗免疫與自然感染結果的差別,可能與宿主對同源和異源性病毒感染的反應不同有關,例如同源性病毒比異源性病毒在宿主腸絨毛上皮細胞的適應繁殖能力強很多(相差104～105);也可能與研究方法的不同有關,例如采集血樣的時間不同,疫苗免疫血樣采集于最后一次服苗一月后,這可能與第一次服苗相差幾個月,而血清中RV特異性IgA是短壽的,所以這時IgA的水平不能精確預示抗病保護作用。為此,研制RV疫苗的保護作用不可能優(yōu)于野型病毒的自然感染,發(fā)展RV疫苗的目標是預防發(fā)生嚴重RV腹瀉。2血清抗體的免疫機制2.1血清型的病毒攻擊Chiba等的研究提示血清型特異性中和抗體是重要的保護性分子。O,Ryan等的研究表明,高滴度同型血清表位阻斷抗體與保護性相關。然而,他們也報道了異型血清表位阻斷抗體滴度與保護性之間顯著相關。如在某些兒童自然感染或人工免疫某一種血清型病毒后確實能誘導對另一種血清型病毒攻擊的保護,盡管血清中缺少對后者的中和抗體?？诜愒葱曰畈《疽材苷T導小鼠產生異型保護,這種保護與糞便抗VP6IgA相關,與血清IgG反應無關。為此可能有幾種解釋:1)腸粘膜表面病毒特異性sIgA可能與其他型中和表位有交叉反應。2)病毒特異性非中和抗體可能預防RV感染。如,給鼠接種能產生抗VP6的IgA亞型的非中和性MAb的雜交瘤細胞能預防成年小鼠感染鼠RV。3)固有層中的CTL前體產生病毒特異性CTL。據(jù)發(fā)現(xiàn),CTL可與不同的血清型病毒形成廣泛的交叉反應。由此表明保護性與中和抗體滴度的關系并非型特異性的,意味著RV的免疫至少部分地由其它因素介導,型特異性中和抗體可能僅僅是實際免疫保護者的一種替代性指標。因此,當前發(fā)展的RV疫苗一般都是多價的,即包括了具有流行病學意義的多個RV血清型,且要同時考慮G型和P型。2.2高校破乳后抗體的發(fā)生如果中和抗體在小腸有足夠的濃度似乎能減輕腹瀉,跨胎盤母源抗體也可能有同樣的效果。此種免疫很可能是母子免疫,即不斷供應的乳汁抗體能中和侵入腸管的病毒。如,出生2周后的幼齡動物通常不被RV感染。研究表明,感染過RV的妊娠母畜在其分泌的初乳和常乳中具有高水平RV特異性中和抗體。經口接種RV強毒免疫的母體乳汁中IgA組分的分泌期較長,故可建立乳汁免疫。非經口接種弱毒或滅活病毒的免疫母體的乳汁中的免疫主體是IgA成分,但很快消失,故乳汁免疫是不成立的。乳腺之所以能產生IgA抗體,是抗原刺激GALT使IgA產生細胞向乳腺移動并固定于乳腺的結果。由此可見,抗原刺激GALT可導致母體的主動免疫,因而主動免疫與乳汁免疫的成立是密切相關的。此外,母乳中的一些非特異性保護因子也能保護幼畜抵御RV感染,但同樣不能抵御再次感染。在自然感染后,保護力往往是短期的或不完全的,從而可發(fā)生亞臨床癥狀的感染。這可能與母源抗體滴度下降至低水平有關。雖然母源抗體有助于被動免疫,但由于血清和母乳中含有特異性IgA和病毒復制抑制因子,所以可能影響口服疫苗的效果。這或許更好地解釋了在母源抗體滴度較高的發(fā)展中國家,RV疫苗有效率普遍較發(fā)達國家為低的現(xiàn)象?？梢酝普?應該提高RV疫苗以后的保護性免疫反應(特別是抗體IgA水平)?；诖?能夠繞開母源抗體影響的腸道外疫苗再度引起關注。3cd8細胞在rv感染中的作用迄今,對RV感染的潛在的細胞免疫作用還主要集中在動物模型上。CTL是宿主胃腸道的主要保護成分,其活性與CD8或CD4有關,在預防RV感染和交叉保護中起重要作用,但仍不能產生完全保護。Offit等發(fā)現(xiàn)CTL具有對RV的特異性,這些CTL在RV感染中的作用主要表現(xiàn)在:RV特異的CTL及CTL前體能對不同血清型RV感染的細胞起殺傷作用,從而提示CTL具有交叉保護作用。RV特異的CTL可保護乳鼠不受同型或異型RV的攻擊。腸道CTL可能與局部腸道抗體一樣具有保護作用。CD8細胞所提供的保護主要是基于其CTL的活性,在許多病毒感染免疫中很重要。盡管記憶性CD8細胞的產生可能是終生的,效應性CD8細胞卻是短壽的。它們與初次感染的恢復有關,卻不能防止再感染。當抗體和CD8細胞都缺失時,還有CD4細胞的CTL活性或自然殺傷活性效應在對抗病毒性感染中起保護性作用。CD4細胞釋放的抗病毒性細胞因子,如γ_干擾素和α_腫瘤壞死因子可能也起作用。對動物模型的研究提供了分析感染恢復和防止再感染的免疫機制的開始,但還不了解這些結果能否直接用于了解人類對RV的免疫反應。4rv疫苗的免疫分析方法雖然對RV的免疫機理已有許多新的認識,但至今許多問題仍令人困惑。與病毒毒力和免疫原性最有關的病毒因素是什