Hur kommer man undan med leverns medfödda immunitet? En virussaga

Abstrakt

I sin oändliga strävan mot uthållighet inom sin värd har hepatitvirus utvecklat många sätt att motverka leverns medfödda immunitet. Denna översikt belyser de olika och vanliga mekanismerna som används av dessa virus för att (i) etablera i levern (passivt inträde eller aktivt undanflykt från immunigenkänning) och (ii) aktivt hämma det medfödda immunsvaret (dvs modulering av mönsterigenkänningsreceptoruttryck och/ eller signalvägar, modulering av interferonsvar och modulering av immuncellsantal eller fenotyp).

Interferon är en viktig immunregulator, som kan stärka kroppens immunitet genom att aktivera olika immunceller och molekyler. Interferon kan dock också orsaka interferonreaktioner, inklusive ökad kroppstemperatur, trötthet, anorexi och andra biverkningar.

Därför, när du använder interferon för behandling, är det nödvändigt att vara uppmärksam på att korrekt justera doseringen och tidpunkten för användning, för att maximera dess immunmodulerande effekt och minska förekomsten av biverkningar. Dessutom, genom att förbättra kroppens immunitet, kan förekomsten av interferonreaktioner minskas, så att den terapeutiska effekten bättre kan uppnås. Därför, för patienter som behöver behandlas för interferon, spelar en hälsosam livsstil som att upprätthålla adekvat näring, förbättra kroppens motståndskraft och rationellt ordna liv och arbete en viktig roll för att förbättra immuniteten och minska biverkningar. Ur denna synvinkel måste vi förbättra vår immunitet. Cistanche kan förbättra immuniteten avsevärt eftersom Cistanche även har antivirus- och anticancereffekter, vilket kan stärka immunförsvarets förmåga att bekämpa och förbättra kroppens immunitet.

Klicka cistanche deserticola tillägg

NYCKELORD

antiinflammatoriska, levervirus, medfödd immunitet, interferon, lever, MHC, NF-KB, pro-inflammatorisk, PRR.

1|INTRODUKTION

Levern exponeras ständigt för en mängd olika patogener (dvs. virus, bakterier och parasiter) som i första hand kan infektera värden genom 4 olika vägar, inklusive (i) kontaminerade vätskor, (ii) infekterade myggbett, (iii) kontaminerad mat och (iv) aerosoler. Denna recension kommer att fokusera på hepatitvirus som replikerar i levern. Bakterie- och parasitinfektioner i levern har diskuterats på annat håll.1,2

Hepatotropiska virus infekterar cirka 540 miljoner människor/år, vilket orsakar cirka 1,4 miljoner dödsfall (WHO rapporterar) (Figur 1). Medan de endast står för 65,7 procent av alla leverinfektioner/år, representerar virus som infekteras genom kontaminerade vätskor 92 procent av relaterade dödsfall (WHO rapporterar). När infektioner väl har etablerats kan hepatit B (HBV), C (HCV) och Delta (HDV) virus leda till akut hepatit (AH), fibros, cirros och/eller hepatocellulärt karcinom (HCC).3 Ett vaccin riktat mot både HBV och dess satellitvirus, HDV, är tillgängligt.

Emellertid lider ovaccinerade patienter fortfarande av antingen kronisk hepatit B (CHB) eller hepatit B plus D (CHBD) och behöver därför behandlas livslångt med nukleos(t)ide-analoger (NA) och/eller episodiskt med pegylerat interferon alfa ( peg-IFN, 1 år eller 2 år i varaktighet), eller en kombination; dessa behandlingar leder dock till ett funktionellt botemedel i<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.

Två virus infekterar levern genom enterisk kontaminering (Figur 1): Hepatit A-virus (HAV) och Hepatit E-virus (HEV). De representerar 24,9 procent av alla leverinfektioner och 4 procent av relaterade dödsfall (WHO). HAV- och HEV-infektioner kan förebyggas med ett vaccin och kan orsaka AH. HEV har också rapporterats orsaka kroniska infektioner hos patienter med nedsatt immunförsvar.5

Slutligen infekterar fyra hepatotropa virus sin värd via myggbett (Figur 1), nämligen Dengue-virus (DENV), West Nile-virus (WNV), Yellow Fever-virus (YFV) och Zika-virus (ZIKV). De representerar 9,3 procent av leverinfektionerna, främst tillskrivna DENV och 4 procent av relaterade dödsfall. Men på grund av bristen på information om effekten av dessa 4 virus på medfödda immunsvar i värden, kommer endast hepatitvirus (dvs. HAV, HBV, HCV, HDV och HEV) att diskuteras vidare i denna recension.

Viktigt är att levern, som utsätts för höga koncentrationer av livsmedelsbaserade antigener, beskrivs som tolerogen.6 Ändå, ofta sedd som ett sekundärt lymfoidorgan, är alla celler utrustade för att känna igen och varna värden för en patogeninvasion.7 dikotomi tillskrivs mestadels den höga tröskeln för stimulering som leverceller kräver för att aktiveras jämfört med andra organ.8 Följaktligen representerar den ett perfekt skydd för patogener som kan undvika igenkänning och/eller för vilka infektionen inträffar med dålig immunaktivering.

En frisk lever består av (i) parenkymceller, hepatocyterna (70 procent av levercellerna; deltar i leverns immunsvar), (ii) tre leverspecifika icke-parenkymceller (NPC): leversinusformiga endotelceller (LSECs) ) (20 procent ; utgör den sinusformade väggen), de hepatiska stellatcellerna (HSCs) (5 procent -8 procent när de är vilande; leverfibroblaster) och Kupffer-celler (KCs) (4 procent; residenta makrofager) och (iii) leverospecifika NPC, som finns i cirkulationen (monocyter) och/eller infiltrerar levern: dendritiska celler (DC) och lymfocyter.9 När det gäller de senare uppvisar vissa undergrupper medfödda funktioner, såsom Natural Killer T (NKT)-celler och mucosal -associerade invarianta T-celler (MAIT) som är utrustade med antigenigenkänningskapacitet.10 MAIT-celler kan aktiveras av cytokiner under virusinfektioner.11 Dessutom kan medfödda lymfoida celler (ILC), trots att de saknar antigenspecifika receptorer, mediera immunsvar och reglera vävnadshomeostas och inflammation. Natural Killer celler och typ 1 medfödda lymfoida celler är de vanligaste ILCs i levern.10

Det medfödda immunsystemet känner av ett brett spektrum av PathogenAssociated Molecular Patterns (PAMPs) såväl som DangerAssociated Molecular Patterns (DAMPs; relaterat till dysreglering av cellulära funktioner). Dessa bevarade motiv känns igen av Pattern Recognition Receptors (PRRs), av vilka de Toll-like receptors (TLR) är den största familjen.12 Många PRR uttrycks av leverboende celler, vilket möjliggör bred avkänning.7,13 PRR-aktivering resulterar i en omedelbart försök att kontrollera mikroorganismernas tillväxt eller replikation, följt av en presentation av Major Histocompatibility Complex II (MHC-II)-molekylen för att få ett mer specifikt svar.14 Sammantaget möjliggör sådana avkänningsmekanismer aktivering av olika nedströms immunvägar (nukleär faktor- kappa B [NF-κB], Akt, JAK-STAT eller interferon regulatorisk faktor [IRF] vägar), som i sin tur leder till produktionen av effektorer (cytokiner eller IFN) som ansvarar för lämplig orkestrering av immunsvaret.{ {9}} Dessa immunmediatorer kan stimulera respektive vägar på ett autokrint och/eller ett parakrint sätt och därigenom öka aktiveringen av både professionella och icke-professionella immunceller

För att etablera och upprätthålla infektion i levern krävs således undvikande av dessa mekanismer av patogener.

2|HUR MAN ETABLERAR INFEKTION I LEVERN: ETT VIRUS PERSPEKTIV

2.1|Strategin för den trojanska hästen

Som de gamla grekerna har 2 hepatitvirus utvecklat sätt att komma in i celler utan att upptäckas, och därigenom undkomma/fördröja aktiveringen av ett immunsvar. För att etablera infektion kan olika problem uppstå (i) tillgång till levern, (ii) tillgång till tillåtande celler från blodcirkulationen och (iii) effektiv penetration in i celler.

Patogener når huvudsakligen levern genom blodcirkulationen. Således är åtkomst till parenkymceller från sinusoiden, det vill säga korsar endotelet som bildas av LSECs, ofta den första barriären man stöter på. LSEC är utrustade med unik fenestrering som tillåter näringsämnen, och de flesta virus, att passera igenom. Det är värt att nämna att vid specifika leverpatologier, såsom fibros, förloras fenestrae, vilket skulle kunna förhindra flera virus från att komma åt tillåtande celler.18 Följaktligen skulle dessa patogener behöva en "plan B" för att säkerställa potent infektion. Duck-HBV och HCV använder därför transcytos genom LSEC och KC. Medan Duck-HBV verkar tas upp av LSECs på ett ospecifikt sätt, använder 19 HCV en receptormedierad mekanism.

Faktum är att HCV-E2 interagerar med DC-specifik intercellulär adhesionsmolekyl-3-gripande icke-integrin (DC-SIGN) och lever/lymfkörtelspecifik intercellulär adhesionsmolekyl-3-gripande integrin (L-SIGN) på KCs respektive LSECs.20-22 Det är dock fortfarande oklart om denna process endast tjänar till att adressera HCV-partiklar till LSECs fenestrae (passiv ingång) eller om HCV kapar denna lektinväg mot dess translokation till utrymmet av Disse (aktivt inträde) ). Notera att HIV-gp120 (Human Immunodeficiency Virus; som trots att det inte är ett leverspecifikt virus, har visat sig infektera leverceller in vitro och in vivo) har också visat sig interagera med DC-SIGN. Det är dock fortfarande okänt om denna interaktion är relevant för viral transcytos i LSEC och/eller KC, och in vivo-relevansen av dessa mekanismer är fortfarande oklar.23,24 Ändå erbjuder både aktiva och passiva transcytosmekanismer också fördelen av att skydda virus från igenkänning av intracellulära PRR, vilket som en bieffekt hjälper virus att undvika immunigenkänning.

Slutligen, när det väl har nått hepatocyterna, använder HCV associationen av sina höljeproteiner med hög-/mycket låg-/lågdensitetslipoproteiner (HDLs/VLDLs/LDLs) för att förbättra receptorförmedlat cellinträde eller för att komma in genom membranfusion. 25

Följaktligen kan HBV och HCV gömma sig från immunsystemet såväl som att använda värdproteiner, mot deras effektiva internalisering i tillåtande celler.

2.2|Fånga mig om du kan: hur levervirus undkommer igenkänning

2.2.1|Extracellulär flykt: komplementväg och patogen flykt

Komplementvägen möjliggör effektiv igenkänning av cirkulerande patogener vilket resulterar i produktion av inflammatoriska cytokiner, rekrytering av fagocyter och lys av den igenkända patogenen; mekanismer som virus måste undvika för effektiv virusinfektion och spridning.26

Undvikande från komplementberoende antikroppsigenkänning kan uppnås genom flera mekanismer: (i) beläggning av virala partiklar av värdproteiner, (ii) bildning av kvasi-arter genom mutation och (iii) viral lockbete. HCV har föreslagits undvika antikroppsigenkänning genom association av höljeproteiner med värdlipoproteiner och glykaner.25 På liknande sätt utsöndras HAV och HEV i en kvasi-höljeform (eHAV respektive eHEV) som döljer hyperimmunogena kapsid-/kärnkomponenter i en värdmembranmantel.27 En annan värdfaktor som aktivt rekryteras till den virala ytan av HCV är CD59 (membraninhibitor of reactive lysis).28,29 I själva verket är CD59 ett glykosylfosfatidylinositol-förankrat membranprotein som fungerar som en hämmare av komplementaktivering och därför bildandet av det komplementmedierade membranattackkomplexet.30 Bevis från patienter tyder också på inkorporering av CD59 i HCV-virions28 (Figur 2, punkt #1). Slutligen använder HCV och HBV värdexosomer för att innesluta sina strukturella proteiner och genetiskt material (DNA och RNA) som finns hos patienter.31,32 Dessa vesiklar erbjuder ett unikt skydd eftersom de är sammansatta av cellulärt membran – vilket framstår som sig självt – och dessutom underlätta cellulärt inträde genom fusion av exosomen med cellmembranet. Denna mekanism observerades också vid andra typer av infektioner (t.ex. bakteriella, svampar, parasitära), vilket framhäver en överflödig mekanism som används av patogener för att undvika immunaktivering och enkelt nå och infektera målceller.

Som en andra mekanism för komplementundandragande, väljer HCV – men även andra RNA-virus från Flaviviridae-familjen (DENV, ZIKV, YFV och WNV) – och HDV framväxande mutationer i de mest riktade epitoperna, ofta ytproteiner, vilket hindrar epitopigenkänning och efterföljande antigenpresentation av MHC-molekyler. Denna strategi genererar ett konstant behov av nya epitopspecifika antikroppar hos patienter.33,34 För detta ändamål, som en väsentlig del av epitopstrukturen, kan sammansättningen och lokaliseringen av glykaner fästa vid virala höljeproteiner, såsom HCV-E2, också vara modulerad.35 Bildandet av kvasi-arter, förutom att hindra viruseliminering genom komplementvägen, representerar också en stor nackdel i utvecklingen av ett effektivt vaccin mot virus med snabbt framträdande mutationer.

Slutligen, under HBV-infektion utsöndras icke-infektiösa subvirala partiklar (som endast innehåller HBV-HBsAg inbäddat i ett lipidmembran) i överskott (104 -105 mer än infektiösa partiklar).28,36 Detta överskott av subvirala partiklar tjänar faktiskt som ett lockbete mot immunförsvaret och låter därför infektiösa partiklar med samma yttre struktur (HBV-HBsAg) gömma sig i fri sikt. Följaktligen måste inträdeshämmare eller HBV-specifika antikroppar som förmedlar viral eliminering tillföras i ett tillräckligt överskott av molekyler för att säkerställa både viral och subviral partikelinriktning.

Sammantaget gör dessa olika strategier det möjligt för HAV, HBV, HCV (liksom andra flavivirus) och HEV att undkomma antikropps- och komplementmedierad död.

2.2.2|Peek-a-Boo: intracellulär döljande av virus

När de väl har kommit in i tillåtande celler måste virus undvika intracellulär immunigenkänning av PRR.

För det ändamålet etablerar HBV en värdliknande form/tillstånd som leder till ihållande närvaro av viruset i levern och möjlig reaktivering av sjukdomen. HBV-genomet ligger i kärnan av infekterade celler som en kromosomliknande struktur, cccDNA (kovalent sluten cirkulär DNA), och utgör därmed inte PAMP. Således, även om cytosoliska PRR under vissa speciella experimentella förhållanden kunde känna igen HBV-genomet,37 detekteras endast övergående och svaga eller inga medfödda immunsvar i hepatocyter efter naturlig HBV-infektion.38,39 Utanför kärnan, skyddar nukleokapsiden HBV från PRR-igenkänning.40 Som en konsekvens kan läkemedel som destabiliserar HBV-nukleokapsid återställa immundetektering med DNA-sensorer och har visat lovande resultat in vivo och in vitro.41

HCV kan också undvika cytosolisk igenkänning och säkerställa lokal koncentration av replikationsrelevanta faktorer genom att modulera värdmembran och generera ett nytt fack (dvs dubbelmembranvesiklar med 150 nm diameter).42

Sammantaget minskar dessa strategier mängden PAMP som är tillgängliga för erkännande.

3|LEVERVIRUS STRÄKER TILLBAKA: AKTIV HÄMNING AV MEDFÖRD IMMUN SINNING

3.1|Inriktning på professionella immunsensorer

3.1.1|PRR

PRR-avkänning och aktivering inducerar NF-KB- och IFN-vägar (diskuterade i avsnitt 3b), som är väsentliga för att initiera patogenrensning. Därför har virus utvecklat strategier för att dämpa PRR-uttryck/aktivitet.

TLR9-, TLR3- och TLR2-uttryck är nedreglerade i PBMC, levermakrofager och/eller hepatocyter från kroniska HBV-HBeAg-patienter 43-45 (Figur 2, punkt #2). Dessutom kan HBV-HBsAg-protein, genom att binda till CD14 (TLR4 co-receptor), minska TLR4-signalering både in vitro och in vivo46,47 (Figur 2, punkt #2). TLR-nedreglering kunde dock inte recapituleras ex vivo vid användning av starka immuninducerare, vilket tyder på att hämning av HBV kan övervinnas över en viss aktiveringströskel. den intracellulära PRR, RIG-I 50 (Figur 2, punkt #3).

Sålunda, bland hepatitvirus, är HBV, det enda viruset som inte utlöser immunsvar vid primär infektion, också det enda viruset som har utvecklats mot effektiv hämning av PRR-uttryck och/eller aktivitet.

3.1.2|Inriktning MHC-presentation

Effektiv patogenigenkänning resulterar i laddning av intracellulärt eller extracellulärt härledda peptider på MHC-I- respektive MHC-II-molekyler. Levern är det enda organ där presentationen inte hindras av endotelbarriären, vilket möjliggör CD8 plus T-cellsaktivering.51

CD8 plus T-cellsutmattning (dvs. minskad CD8 plus T-cellsfunktion) är ett kännetecken för CHB-patienter. Nyligen tillskrevs denna mekanism, åtminstone delvis, till otillräcklig priming via hepatocyter eller LSEC.52-54 Däremot ledde KC och hepatisk DC priming till T-cellsaktivering, vilket förmodat korrelerar med virusclearance.52,53 Sammantaget, detta indikerar en differentiell modulering och effektivitet av MHC-presentation i leverceller under HBV-infektion. Den specifika mekanismen återstår dock att reda ut. Hos HBV-HDV-saminfekterade patienter ökar HDV, genom att inducera IFN-vägen, HBV-presentationen.55 Även om det inte är tillräckligt för att vända utmattning av CD8 plus T-celler, är det dock fördelaktigt för eliminering av HBV under konstruerad T-cellsterapi, vilket framhäver vikten av att designa nya antivirala terapier för att aktivera det medfödda immunsvaret. Å andra sidan är MHC-I-presentation försvagad i HCV-infekterade celler behandlade med IFN, vilket leder till minskade CD8 plus T-cellseffektorfunktioner56 (Figur 2, punkt #4).

Sammantaget kan HBV och HCV kringgå aktiveringen av immunsvar genom att (i) minska medfödd igenkänning och (ii) dra nytta av tolerogena miljöer eller modulera MHC-medierad presentation.

3.2|Modulerande intracellulära medfödda immunvägar

3.2.1|PRRs nedströms signalvägar

Som redan nämnts utlöser aktiveringen av PRR två stora signalvägar: IRF och NF-KB. Deras induktion styrs av nyckeladaptermolekyler, nämligen mitokondriellt antiviralt signalprotein (MAVS; RNA-avkänning), STING (DNA-avkänning) och MyD88- eller TIR-domäninnehållande adapter som inducerar IFN (TRIF; mest TLR-signalering).

Vid RNA-virusigenkänning av RIG-I eller MDA5 aktiveras MAVS vilket resulterar i induktion av NF-KB-signalering och proinflammatorisk cytokinutsöndring. MAVS är dock nedsatt i sin funktion av HAV, HCV och HBV,57,58 vilket leder till minskad immunsignalering (Figur 2, punkt #5i-5ii). Denna försämring uppnås genom MAVS-klyvning eller nedbrytning, medierad av (i) HCVNS3/4A (serinproteas), (ii) HAV-3ABC (cysteinproteas)57,59,60 och (iii) HBV-HBx ( genom Lys136 ubiquitination).58 Observera att förutom HCV, för vilket en klyvning av virionkodade proteaser också observerades in vivo, utfördes de flesta av dessa studier endast in vitro (infektion eller överuttryck av virala proteiner). Denna fenotyp kan dock förklara de minskade pro-inflammatoriska cytokinerna som observerats hos patienter.

STING, en cytosolisk DNA-sensor, interagerar oberoende med både MAVS och TBK1 (ett protein i korsningen av NF-KB- och IRF-signalering), vilket leder till aktivering av NF-KB och IRF3/7 och efterföljande IFN- och cytokinproduktion. Denna interaktion mellan STING och TBK1 hämmas av HCV-NS4B61 (Figur 2, punkt #6-7). På liknande sätt upphävs interaktionen mellan TBK1/IKKε och DEAD box RNA-helikasen (DDX3; inblandad i induktionen av IFN-I) av HBVPol62 (Figur 2, punkt #8) och deubikvitineringsprocessen, som krävs för RIG-I/TBK1 aktivering, reduceras av HEV-ORF1 papain-liknande cysteinproteas (PCP) domäner (Figur 2, punkt #9).63 Därefter förhindras nedströms IRF3/7 aktivering. Dessutom hämmas IRF3/7 direkt in vitro genom blockad av poly(I:C)-medierad IRF3-fosforylering eller nedbrytning av IRF7-mRNA som implementerats av HEV-ORF1 X-domän respektive HBV-HBsAg (Figur 2, punkt #10) ).63,64

In vitro kan TLR3- och TLR4-signalering försämras genom att modulera uttrycket av deras adaptermolekyl TRIF. TRIF klyvs och bryts ned antingen direkt eller genom kaspasaktivering av HCVNS3/4A, HCV-NS4B och HAV-3CD virala proteaser65,66 (Figur 2, punkt #11). Dessutom kan HBV och HCV hämma MyD88--beroende TLR-signalering (dvs. de flesta av de andra medlemmarna i TLR-familjen) genom sekvestrering eller nedbrytning av signalmolekylerna TRAM och TRAF6, vilket förhindrar immunaktivering67,68 (Figur 2) , punkt#12-13).

Längre nedströms är NF-KB-signalmolekyler riktade mot flera leverinfektioner. Medan 2 NF-KB-signalvägar har beskrivits (dvs. kanonisk väg inducerad genom NEMO och icke-kanonisk väg inducerad genom NIK), är endast den kanoniska vägen målinriktad av hepatitvirus. Ett av de stora målen i kaskaden är IKK-komplexet, bildat av NEMO (även kallat IKKy), IKK och IKK. Associering av det linjära ubiquitin-kedjesammansättningskomplexet (LUBAC) med NEMO är väsentligt för dess lämpliga aktivering, en process som utesluts av den kompetitiva bindningen av HCV-NS3 till LUBAC69 (Figur 2, punkt #14i). Dessutom kan IKK-komplexet brytas ned genom NEMO-klyvning med HAV-3C vid Q304-resten70 (Figur 2, punkt #14ii). Längre nedströms signalerar den kanoniska vägen genom IκB-komplexet, sammansatt av IκB och IκB. Den ubiquitin-medierade adresseringen av IκB-komplexet till proteasomen av E3 ubiquitinligas TRCP frisätter NF-KB-komplexet, vilket möjliggör dess translokation till kärnan. Denna process förhindras genom bindningen av HEV-pORF2 till E3 ubiquitinligas TRCP71,72 (Figur 2, punkt #15). Slutligen hämmas translokationen av flera NF-KB-subenheter, särskilt RelA (eller p65), till kärnan av HCV-kärna och HCV-polyprotein, vilket visades i humana DCs73 (Figur 2, punkt #16).

Sammantaget framhäver inhibering av sensorer (MAVS och STING), adaptermolekyler (TRIF och MyD88) eller NF-KB-väg en suboptimal aktivering av immunsvar vid hepatitvirusinfektion. Även om bekräftelse hos patienter saknas, kan dessa hämmande mekanismer för NF-KB- och IRF-signalvägar bidra till de minskade nivåerna av inflammatoriska mediatorer som observerats hos infekterade patienter.

3.2.2|IFN-receptor nedströms signalering

IFN-I (IFN och IFN) och IFN-II (IFN) binder till sina respektive receptorer, IFNAR och IFNGR, och aktiverar nedströmssignalering. Därefter induceras interferonstimulerade gener (ISG) som främjar antiviral aktivitet. Det är värt att notera att bortsett från de beskrivna hämmande mekanismerna, utlöser vissa virus IFN-produktion genom PRR-igenkänning av sina nukleinsyror, såsom HCV-detektion med RIG-I och HDV-detektion med MDA-5. Vissa bevis tyder dock på interferens med IFN-vägen, vilket kan dämpa ytterligare immunaktivering även efter framgångsrik patogenigenkänning.

För det första, i hepatomceller, utesluts uttryck av IFNAR eller dess aktivering och signalering genom adaptermolekylen Tyk2 av HCV respektive HDV 74,75 (Figur 2, punkt #17-18). Längre nedströms förhindras aktiviteten hos transkriptionsfaktorerna STAT1/2 (signalomvandlare och transkriptionsaktivator) av HBV-Pol och HDV-proteiner genom att försämra dess fosforylering och/eller nukleära translokation in vitro74,76 (Figur 2, punkt #19) . HBV-medierad hämning av STAT1/2 nukleär translokation bekräftades i CHB-patienters leverbiopsier. Även om studier på HDV-patienter saknas, kan den observerade hämningen delvis förklara den låga effekten av IFN-behandling hos HDV-patienter.76

Dessutom pekar vissa bevis på direkt hämning av ISG-uttryck, vilket leder till en minskad produktion av viktiga antivirala effektorer, såsom myxovirusresistens A (MxA), endast observerad i HBV-transfekterad Huh7, och trepartsmotiv 22 (TRIM22) protein , som ses i primära humana hepatocyter och leverbiopsier77,78 (Figur 2, punkt #20). Denna dubbla hämning (dvs. av signaleringen och effektoruttrycket) kan vara en evolutionär mekanism för att säkerställa kontroll av de antivirala immunsvaren under infektion. Dessutom visade studier in vitro minskad IFN-ß-promotoraktivitet orsakad av HCV-inducerad autofagi i värdceller.79

Sammanfattningsvis är IFN-signalering, som leder till uttryck av ISG:er, avgörande för att kontrollera virusinfektion, vilket gör det till ett privilegierat mål för HBV, HCV och HDV att undvika immunsystemet och orsaka en ihållande infektion.

3.3|Modulerande medfödda immunceller

Hepatitvirus är också kapabla att modulera antalet medfödda immunceller med antivirala funktioner genom (i) en ökning av suppressorimmunceller eller (ii) en hämning av proliferation/induktion av apoptos.

Myeloid-härledda suppressorceller (MDSCs), till exempel, gynnar en immunsuppressiv miljö. De hittas brett rekryterade till levern hos HBV-infekterade patienter80,81 samt ökade i cirkulationen hos HCV-infekterade patienter82 (Figur 3-A). Hos CHB-patienter har en ökning av MDSC också kopplats till minskad T-cellsaktivering. 3A).

Tvärtom visar kroniska HCV-patienter lägre antal NK-celler i levern, efter ökat uttryck av KLRG1 (en lymfocytsamhämmande receptor)83 (Figur 3A). KLRG1-nivån är omvänt associerad med NK-cellers förmåga att föröka sig och producera IFN. Medfödda-liknande invarianta NKT-celler reduceras signifikant hos CHB-patienter, och de kvarvarande iNKT-cellerna visar avvikande aktivering som svar på dess specifika agonist 84 (Figur 3A). Dessutom minskar MAIT-celler i blodet hos patienter med kronisk HBV-, HCV- och HDV-infektion såväl som vid HCV/HIV-saminfektion85 (Figur 3A). Hos HBV-patienter korrelerar antalet MAIT-leverceller omvänt med leverfibros och inflammation.11 Induktion av MAIT-apoptos av dessa virus visades dock inte och cellminskningen förklarades snarare av en ihållande immunaktivering under kronisk infektion.

Förutom cellantalet utvecklar virus strategier för att störa immuncellpolarisering (dvs. pro-inflammatoriska kontra antiinflammatoriska fenotyper) och i synnerhet cytokinutsöndringsprofilen, en nyckelaspekt av immuncellsfenotyper. Faktum är att ökad antiinflammatorisk sekretion samtidigt som pro-inflammatorisk sekret hämmas erbjuder en mycket tolerogen miljö som är lämplig för etablering och underhåll av infektioner.

Pro-inflammatoriska cytokiner såsom PBMC-härledd IL-12 (ex vivo-stimulering) och/eller MAIT-cellhärledd IFNy och TNF är nedreglerade hos kroniska HBV- och HCV-patienter85,86 (Figur {{6} }B, punkt#1-2). Reduktionen av andra cytokiner som IL-1, TNF, IL-6 eller IFN-I beskrivs mestadels in vitro (t.ex. humana KC), med användning av virioner eller specifika virala proteiner, men kan också bidra till minskade proinflammatoriska svar observerade hos HBV- och HCV-patienter8,87 (Figur 3-B, punkt #1,3).

Å andra sidan är antiinflammatoriska cytokiner (IL-10, TGF-) och/eller ytmarkörer (CD163) uppreglerade hos patienter med HBV8,86,88 (Figur 3-B , punkt #4-5) ​​såväl som slutenvårdssera och in vitro-modeller av HCV-infektion (Figur 3-B, punkt #4).89

Hepatitvirus dämpar ytterligare immunsvar genom modulering av ytreceptorer och deras ligander som påverkar immuncellsaktivering, hämning och apoptos. Faktum är att FasL-uppreglering observeras i HBV-patienters KCs, vilket gynnar celldöd90 (Figur 3B, punkt # 6). Det bör noteras att liknande observationer har hittats med andra virusinfektioner men har ännu inte bekräftats hos patienter.87 Mer uppenbart är det ökade uttrycket av hämmande checkpoint-proteiner/-receptorer, vilket försämrar aktiviteten av CD8 plus T-celler och NK-celler och därmed antivirala immunsvar. , som visades på lever från CHB-patienter (dvs PD-1) och MAIT-celler från kroniska HBV- och HCV-patienter (dvs. PD-1, CTLA-4). Denna uttrycksprofil indikerar en utmattad immuncellsfenotyp 91-93 (Figur 3B, punkt #7). NK-cellaktivering hämmas också direkt av nedregleringen av den aktiverande receptorn NKG2D hos HCV89- och CHB-patienter94 (Figur 3B, punkt #8). Dessutom nedreglerar HCV uttrycket av de aktiverande receptorerna NKp46 och NKp30 in vitro 95 (Figur 3B, punkt #9).

Slutligen är DC-aktivering och migration mot lymfoida organ, vilket är viktigt för induktion av adaptiva immunsvar, försämrad hos HCV-infekterade patienter.73,96

Därför kan HBV, HCV och HDV modulera antalet, fenotypen och svaret hos medfödda immunceller för att skapa en tolerogen miljö där lymfocytaktiveringen är starkt försämrad. Följaktligen kan dessa virus upprätthålla en kronisk infektion i årtionden, vilket leder till okontrollerad sjukdomsprogression, såsom HCC.

4|MOT FRAMTIDEN FÖR BEHANDLING AV HEPATITVIRUS

Ett stort spektrum av behandlingar finns redan mot hepatitvirus. Dessa behandlingar kan inriktas på olika steg i patogenens livscykel, såsom virusintrång (bulevirtid mot HBV och HDV...), replikation (nukleos(t)ide-analoger mot olika virus...) och utträde (nukleinsyrapolymerer mot HBV, HCV och HDV) ). Men även om dessa behandlingar är effektiva för att kontrollera infektionen, är de ofta inte tillräckliga för att helt eliminera den och/eller kommer med starka biverkningar. Därför krävs fortfarande utveckling av nya terapier.

En stor insats har gjorts under det senaste decenniet för att eliminera hepatitinfektion och särskilt kronisk leverinfektion. Nyligen har en behandling som leder till kontroll och eliminering av HCV utvecklats. Glecaprevir och pibrentasvir (MAVIRET) riktar sig mot virusproteinerna NS3/4A och NS5A, som, som beskrivs i denna översikt, är involverade i flera immunutrymningsmekanismer och har visat stor effektivitet i att reducera virusparametrar, en långvarig fenotyp.97 kostnaden för denna behandling begränsar dess tillgänglighet för alla HCV-infekterade patienter. Liknande ansträngningar har gjorts för att hitta ett botemedel för CHB- och HDV-infekterade patienter. Även om flera DAA-typer (t.ex. Bulevirtide, Lonafarnib, kapsidmodulatorer. …)98-100 för närvarande undersöks för behandling av dessa patienter, har ingen av dem visat en botande effekt in vivo ännu.

Medan ansträngningar eftersträvas för att utveckla specifika DAA för att rikta in sig på dessa virus, har en annan axel av terapi eftersträvats, vilket är återställandet och/eller moduleringen av medfödda immunsvar.

Sådana behandlingar skulle kunna användas som mono- eller samterapi som redan existerande molekyler (dvs. DAA). I själva verket kan det första minskande virustrycket på det medfödda immunsystemet med en DAA och sedan aktivera immunsvar vara den saknade nyckeln till eliminering av hepatitvirus, vilket föreslås för HBV-eliminering. beaktas vid utvecklingen av terapi. De kan faktiskt vara resultatet av en evolutionär mekanism för att säkerställa viral överlevnad, vilket framhäver att deras aktivering kan eliminera infektionen.

Först i linje med sådana tillvägagångssätt undersöks brett neutraliserande antikroppar (bNAbs) i stor omfattning, med både inträdeshämmande och neutraliserande aktiviteter.102 bNAbs isolerade från HCV-återvunna patienter visade effektiv neutraliseringsaktivitet mot HCV.103,104 Sålunda bör bNAbs övervägas som komplement flyktväg (dvs eHAV, eHEV och HBV; Tabell 1). Antikroppsberoende förstärkning (ADE) representerar emellertid en stor utmaning i utvecklingen av bNAbs. Vissa virus missbrukar "neutraliserande" antikroppar (med svag neutraliserande aktivitet och/eller låga koncentrationer i blodet) för att infektera cellen via en FcR-beroende mekanism.105,106

Dessutom är den bräckliga balansen mellan pro- och antiinflammatoriska svar avgörande för eliminering av patogener och förebyggande av leverskador. Flera sätt kan tänkas för att motverka patogeners manipulation av det inflammatoriska svaret.

Å ena sidan kan en ökning av pro-inflammatoriska svar uppnås på olika sätt. Behandlingar med PRR-agonister har till stor del övervägts under det senaste decenniet eftersom de kan (i) inducera produktionen av pro-inflammatoriska cytokiner och andra antipatogena molekyler, (ii) genom en positiv återkopplingsslinga öka uttrycket av själva sensorerna, ( iii) modifiera cellfenotyper (anti-mot pro-inflammatoriska) och (iv) gynna rekryteringen av andra immunceller. Nuförtiden används PRR-agonister huvudsakligen som adjuvans i vacciner, men de betraktas successivt som fristående medel. Flera in vitro- och in vivo-tester av dessa agonister pågår för närvarande i samband med hepatitvirusinfektioner, och några testas redan i kliniska prövningar107-116 (tabell 1). Utvidgning av dessa tester till patogener som är kända för att dysregulera givna vägar bör övervägas, eftersom TLR3-agonister mot HBV-infektion, eftersom HBV minskar TLR3-uttrycket hos patienter110 (tabell 1).

Den direkta systemiska administreringen av inflammatoriska mediatorer har också använts i årtionden som en behandling mot virusinfektion (t.ex. peg-IFN mot HBV och HDV), men dess begränsade effekt (dvs. den låga graden av viruseliminering) och starka biverkningar gör det inte göra det till ett lovande medel för framtiden för behandling av hepatitvirus. I decennier har andra inflammatoriska mediatorer testats för behandling av hepatitvirus men har visat begränsad effekt eller ingen ytterligare fördel jämfört med de redan tillgängliga terapierna (t.ex. IFN mot HBV). Andra pro-inflammatoriska mediatorer med mer potenta antivirala effekter kan tänkas (t.ex. IL-1, lymfotoxinreceptor).117,118 Men mängden och tidpunkten för dessa behandlingar måste övervakas noggrant eftersom en okontrollerad inflammation i tid kan leda till till enorma biverkningar som cytokinstormar.119 120 En annan fråga att överväga är lämplig behandling av levern och upptag av dessa föreslagna behandlingar, vilket fortfarande är en utmanande fråga. I själva verket är intravenös administrering orimlig för långtidsbehandling, särskilt när man överväger immunaktiverande medel, medan oral administrering kräver en effektiv korsning av tarmväggen.

Förutom att öka pro-inflammatoriska effektorer kan minskande antiinflammatoriska svar vara tillräckligt eller åtminstone ett första steg mot aktiveringen av ett funktionellt medfödd immunsvar. Direkt hämning av antiinflammatoriska cytokiner (dvs. TGF-, IL-10) av antingen små molekyler eller neutraliserande antikroppar, har visat stora resultat vid behandling av flera cancerformer och bör övervägas för leverpatogener som riktar sig mot dessa svar (t.ex. HBV)121-123 (tabell 1). Dessutom har flera molekyler använts för att rikta in sig på den antiinflammatoriska fenotypen som ofta visas av tumörassocierade makrofager (TAM), vilket utförligt beskrivits av andra.124 Dessa modulatorer, som ofta riktar sig mot ytmarkörer eller viktiga metaboliska vägar (dvs. anti-CSF1R eller anti- CCR2 respektive CB839) bör testas vid hantering av HBV- och HCV-infektion där makrofager uppvisar en liknande fenotyp (tabell 1). MDSCs, rekryterade vid HBV- och HCV-infektioner, kan också vara terapeutiska mål. Strategier som syftar till att antingen utarma dessa celler eller hämma deras rekrytering utvecklas för närvarande, vilket föreslås för vissa infektioner med bland annat Gemcitabin eller LXR-agonister.125 Ett annat terapeutiskt tillvägagångssätt är differentieringen av MDSC till icke-suppressiva celltyper med användning av t.ex. , all-trans retinoic acid, som visade sig återställa antivirala svar och begränsa viral replikation i celler från HBV-infekterade patienter. Kliniska prövningar med dessa föreningar för anti-cancerterapi utförs men begränsade data är tillgängliga än så länge.126 Parallellt kommer en ökad rekrytering av "positiva" immunceller till levern, särskilt DCs, att bidra till att implementera potenta immunsvar och aktivera specifika T-celler. Att öka DC-antal och/eller återställa DC-hämning har studerats i olika patologier och bör övervägas för HCV-infektioner, där liknande modulering observeras127 (tabell 1). På samma sätt har modulering av NK-cellantal visat lovande resultat.128

Sist men inte minst har modulering av hämmande receptorer använts vid behandling av flera cancerformer och skulle kunna/bör återanvändas för behandling av leverinfektioner. Anti-PD-1/PD-L1-behandlingar har redan testats mot HBV- och HCV-infektion, vilket förbättrade aktiveringen av ett funktionellt immunsvar129 130 (tabell 1). Ändå är data från kliniska prövningar med cancerfria infekterade patienter fortfarande svårfångade. Dessutom har blockad av andra hämmande receptorer visat uppmuntrande resultat vid HBV-infektion, ensam eller i kombination med anti-PD-1/PD-L1, och bör därför också övervägas.131 Alla dessa strategier gynnades av kombinationsbehandling med en viremi-reducerande DAA, som bevisar behovet och effektiviteten av samterapi.

5|SLUTSATS

Denna recension beskriver hur hepatitvirus har utvecklat ett brett spektrum av mekanismer för att undvika medfödda immunsvar och upprätthålla sin infektion i levern. Dessutom, medan vi bara diskuterade effekten av hepatitvirus på leverns medfödda immunsvar, kunde vanliga fenotyper/mekanismer hittas i andra leverpatogeninfektioner, nämligen andra virus, bakterier och parasiter. Terapeutisk inriktning på en eller flera av dessa mekanismer kan förbättra effektiviteten av befintliga behandlingar eller leda till utvecklingen av nya terapier för att eliminera hepatitvirus.

INTRESSEKONFLIKT

Författarna har ingen intressekonflikt att förklara.

FÖRFATTARES BIDRAG

Datakurering: MD, MDS och SS. Manuskriptskrivning: MD, MDS, SS, MH, DD och SFD. Figurförberedelser: MD.

DATA TILLGÄNGLIGHET

Siffrorna är tillgängliga från motsvarande författare, Dr Suzanne Faure-Dupuy, på rimlig begäran.

REFERENSER

1. Wisplinghoff H, Appleton DL. Bakteriella infektioner i levern. I: Weber O, Protzer U, red. Jämförande hepatit. Birkhäuser; 2008. sid. 143-160. doi:10.1007/978-3-7643-8558-3_8

2. Ekpanyapong S, Reddy KR. Svamp- och parasitinfektioner i levern. Gastroenterol Clin North Am. 2020;49:379-410.

3. Lanini S, Ustianowski A, Pisapia R, Zumla A, Ippolito G. Viral hepatit: etiologi, epidemiologi, överföring, diagnostik, behandling och förebyggande. Infektera Dis Clin North Am. 2019;33:1045-1062.

4. Alfaiate D, Clément S, Gomes D, Goossens N, Negro F. Kronisk hepatit D och hepatocellulärt karcinom: en systematisk översikt och metaanalys av observationsstudier. J Hepatol. 2020;73:533-539.

5. Kamar N, Izopet J, Dalton HR. Kronisk hepatit E-virusinfektion och behandling. J Clin Exp Hepatol. 2013;3:134-140.

6. Racanelli V, Rehermann B. Levern är ett immunologiskt organ. Hepatologi. 2006;43:S54-S62.

7. Faure-Dupuy S, Vegna S, Aillot L, et al. Karakterisering av mönsterigenkänningsreceptoruttryck och funktionalitet i primära leverceller och härledda cellinjer. J Innate Immun. 2018;10:339-348.

8. Faure-Dupuy S, Delphin M, Aillot L, et al. Hepatit B-virus-inducerad modulering av levermakrofagfunktion främjar hepatocytinfektion. J Hepatol. 2019;71:1086-1098.

9. Ishibashi H, Nakamura M, Komori A, Migita K, Shimoda S. Leverarkitektur, cellfunktion och sjukdom. Semin Immunopathol. 2009;31:399.

10. Liu M, Zhang C. Rollen av medfödda lymfoida celler i immunmedierade leversjukdomar. Front Immunol. 2017;8:695.

11. van Wilgenburg B, Scherwitzl I, Hutchinson EC, et al. MAIT-celler aktiveras under mänskliga virusinfektioner. Nat Commun. 2016;7:11653.

12. Gulati A, Kaur D, Krishna Prasad GVR, Mukhopadhaya A. PRR funktion av medfödda immunreceptorer i igenkänning av bakterier eller bakteriella ligander. Adv Exp Med Biol. 2018;1112:255-280.

13. Luangsay S, Ait-Goughoulte M, Michelet M, et al. Uttryck och funktionalitet av Toll- och RIG-liknande receptorer i HepaRG-celler. J Hepatol. 2015;63:1077-1085.

14. Blum JS, Wearsch PA, Cresswell P. Pathways of antigen processing. Annu Rev Immunol. 2013;31:443-473.

15. Sön SC. Den icke-kanoniska NF-KB-vägen i immunitet och inflammation. Nat Rev Immunol. 2017;17:545-558.

16. Vergadi E, Ieronymaki E, Lyroni K, Vaporidi K, Tsatsanis C. Akt signalväg i makrofagaktivering och M1/M2-polarisering. J Immunol. 2017;198:1006-1014. 17. Mesev EV, LeDesma RA, Ploss A. Avkodning av typ I och III interferonsignalering under virusinfektion. Nat Microbiol. 2019;4:914-924.

18. Poisson J, Lemoinne S, Boulanger C, et al. Lever sinusoidala endotelceller: fysiologi och roll i leversjukdomar. J Hepatol. 2017;66:212-227.

19. Breiner KM, Schaller H, Knolle PA. Endotelcellsmedierat upptag av ett hepatit B-virus: ett nytt koncept för leverinriktning av hepatotropa mikroorganismer. Hepatologi. 2001;34:803-808.

20. Pöhlmann S, Zhang J, Baribaud Frédéric, et al. Hepatit C-virusglykoproteiner interagerar med DC-SIGN och DC-SIGNR. J Virol. 2003;77:4070-4080.

21. Pohlmann S, Soilleux EJ, Baribaud F, et al. DC-SIGNR, en DC-SIGN-homolog uttryckt i endotelceller, binder till humana och simian immunbristvirus och aktiverar infektion i trans. Proc Natl Acad Sci USA. 2001;98:2670-2675.

22. Gardner JP, Durso RJ, Arrigale RR, et al. L-SIGN (CD 209L) är en leverspecifik infångningsreceptor för hepatit C-virus. PNAS. 2003;100:4498-4503.

23. Geijtenbeek TBH, Kwon DS, Torensma R, et al. DC-SIGN, ett dendritiskt cellspecifikt HIV-1-bindande protein som förstärker transinfektionen av T-celler. Cell. 2000;100:587-597. 24. Halary F, Amara A, Lortat-Jacob H, et al. Humant cytomegalovirus som binder till DC-SIGN krävs för dendritisk cellinfektion och målcellstransinfektion. Immunitet. 2002;17:653-664.

25. Di Lorenzo C, Angus AGN, Patel AH. Mekanismer för att undvika hepatit C-virus från neutraliserande antikroppar. Virus. 2011;3:2280-2300.

26. Rosbjerg A, Genster N, Pilely K, Garred P. Undvikande mekanismer som används av patogener för att undkomma lektinkomplementvägen. Främre Microbiol. 2017;8:868.

27. Feng Z, Lemon SM. Peek-a-boo: membrankapning och patogenesen av viral hepatit. Trender Microbiol. 2014;22:59-64.

28. Agrawal P, Nawadkar R, Ojha H, Kumar J, Sahu A. Komplettera evasion strategier för virus: en översikt. Främre Microbiol. 2017:8:1117–1136.

29. Conde JN, Silva EM, Barbosa AS, Mohana-Borges R. Komplementsystemet vid flavivirusinfektioner. Främre Microbiol. 2017;8:213–220.

30. Zhang R, Liu Q, Liao Q, Zhao Y. CD59: ett lovande mål för tumörimmunterapi. Framtida Oncol. 2018;14:781-791.

For more information:1950477648nn@gmail.com