Reakce Toll-like receptoru na infekci virem hepatitidy B a potenciál agonistů TLR jako imunomodulátorů pro léčbu chronické hepatitidy B: Přehled Část 1

Abstraktní:

Chronická infekce virem hepatitidy B (HBV) zůstává hlavním globálním zdravotním problémem. Imunopatologie onemocnění, zejména souhra mezi HBV a vrozenou imunitou hostitele, není dostatečně pochopena. Navíc nejednotná literatura o HBV a vrozené imunitě hostitele vedla ke sporům. V poslední době však vzrostl počet studií, které zdůraznily souvislost mezi vrozenými imunitními reakcemi, včetně receptorů podobných Toll (TLR), a chronickou infekcí HBV.

TLR jsou klíčové snímací molekuly, které detekují molekulární vzorce spojené s patogeny a regulují indukci prozánětlivých a protizánětlivých cytokinů, čímž utvářejí adaptivní imunitu. Potlačení TLR odpovědi bylo hlášeno u pacientů s chronickou hepatitidou B (CHB), stejně jako v jiných modelech, včetně rejsků, což naznačuje asociaci TLR odpovědi v chronicitě HBV. Kromě toho bylo popsáno, že agonisté TLR zlepšují vrozenou imunitní odpověď hostitele proti infekci HBV, což zdůrazňuje potenciál těchto agonistů jako imunomodulátorů pro posílení léčby CHB. V této studii diskutujeme o současném chápání vrozených imunitních reakcí hostitele během infekce HBV, zejména se zaměřením na odpověď TLR a agonisty TLR jako imunomodulátory.

Chronická infekce virem hepatitidy B (HBV) může ovlivnit imunitní systém. Infekce HBV potlačuje reakci imunitního systému na virus, což vede k chronické infekci.

U pacientů s chronickou hepatitidou B je imunita potlačena. To je způsobeno útokem viru na imunitní buňky a zánětlivou reakcí způsobenou infekcí. Imunitní systém pacienta nemusí být schopen účinně reagovat na virus, což způsobí, že virus přetrvává v těle.

Pokud jde o léčbu, modifikátory imunity mohou posílit imunitu pacientů a pomoci jim zbavit se viru. Tyto léky však mohou také způsobit nadměrně aktivní imunitní systém, což může vést k autoimunitním onemocněním.

Závěrem lze říci, že existuje komplexní souhra mezi chronickou infekcí HBV a imunitou. Terapeutické strategie ke zpomalení replikace viru a posílení imunity by měly být kombinovány s individuální léčbou, aby se dosáhlo nejlepšího terapeutického účinku. Z tohoto pohledu musíme zlepšit imunitu. Cistanche má vliv na výrazné zlepšení imunity. Masový popel obsahuje různé biologicky aktivní složky, jako jsou polysacharidy, dvě houby, Huang Li atd. Tyto složky mohou stimulovat maso. Různé typy buněk imunitního systému zvyšují jejich imunitní aktivitu.

Click cistanche tubulosa výhody

Klíčová slova:

virus hepatitidy B; chronický; infekce; Toll-like receptor; agonisté TLR.

1. Úvod

Infekce virem hepatitidy B (HBV), který způsobuje chronickou hepatitidu, cirhózu jater a hepatocelulární karcinom (HCC), zůstává hlavním globálním zdravotním problémem navzdory dostupnosti účinné preventivní vakcíny proti HBV [1,2]. Podle nedávného odhadu bylo v roce 2019 chronickou infekcí HBV postiženo 296 milionů lidí, přičemž ročně přibude 1,5 milionu nových infekcí [3]. Současná léčba zahrnuje podávání pegylovaného interferonu alfa (Peg-IFN-) a nucleus (t)ide analogů (NA), včetně tří nukleosidových analogů (lamivudin, entekavir a telbivudin) a tří nukleotidových analogů (adefovir, tenofovir disoproxil a tenofovir-alafenamid). Tyto léky však mohou pouze potlačit replikaci HBV; nemohou eliminovat infekci HBV, většinou kvůli perzistentní povaze kovalentně uzavřené kruhové DNA (cccDNA) a/nebo integrované HBV DNA v hepatocytech [4].

HBV je obalený, cirkulární a částečně dvouvláknový relaxovaný cirkulární DNA virus (cDNA) [5]. HBV patří do čeledi Hepadnaviridae, která obsahuje genom o velikosti přibližně 3,2 kb se čtyřmi překrývajícími se otevřenými čtecími rámci, kódujícími sedm proteinů, včetně polymerázy, jádra, předjádra, tří obalových/povrchových proteinů (velký, střední a malý) a X protein [6–8]. Obalové a jádrové proteiny jsou strukturální proteiny, zatímco X a polymeráza jsou nestrukturální proteiny [8]. Polypeptid kotransportující taurocholát sodný (NTCP) byl prokázán jako vstupní receptor pro HBV [9] a interakce je specifická pro hostitele [10]. Mezi virem a imunitním systémem hostitele dochází ke komplexní sérii událostí, které určují výsledek infekce [11].

Podobně výsledek infekce HBV do značné míry závisí na interakcích mezi virem a hostitelem, kde u 95 procent imunokompetentních dospělých je infekce vyléčena, ale u více než 90 procent infikovaných novorozenců se to nepodaří a rozvine se u nich chronická infekce [12,13 ]. Chronická infekce HBV je detekována kontinuální expresí povrchového antigenu hepatitidy B (HBsAg) po dobu nejméně 6 měsíců po počáteční infekci. Existují nekonzistentní údaje o interakcích HBV s hostitelem, zejména o vrozených imunitních odpovědích. Například nedostatek vrozené imunitní odpovědi, včetně indukce interferonů (IFN) a genů stimulovaných IFN (ISG), u šimpanzů s akutní infekcí HBV [14], model infekce HBV ze svišťů [15] a pacientů s infekcí HBV [ 16] zdůrazňuje HBV jako stealth virus. Nedávná studie prokázala, že HBV zůstává neviditelný pro receptory rozpoznávající vzory (PRR) [17], což by mohlo být způsobeno schopností proteinů HBV inhibovat nebo se vyhýbat vrozenému imunitnímu systému hostitele [18–22]. V naší předchozí studii jsme pozorovali významnou supresi interferonového regulačního faktoru 7 (IRF-7) a ISG15, stejně jako žádné zvýšení produkce IFN- po 1- nebo 3- dnech postinfekce v modelu rejska obecného [23], což naznačovalo inhibici vrozené imunitní odpovědi v raném stadiu infekce v tomto modelu.

Obvykle je však obtížné identifikovat přesný časový bod počáteční infekce hostitele, což ztěžuje charakterizaci raných fází infekce HBV. Navíc rozdíly ve vrozené imunitní odpovědi, které mohou být způsobeny rozdíly v genotypu HBV, infekčním stavu nebo genetice hostitele, zůstávají do značné míry nedefinované. Nicméně četné nedávné studie ukázaly, že HBV je detekován PRR, včetně Toll-like receptorů (TLR) [24,25]. Vrozená imunitní odpověď hraje důležitou roli jako první linie imunitní obrany proti mnoha virovým infekcím [26]. TLR, receptory podobné genu I indukovatelnému kyselinou retinovou (RIG-I), receptory podobné nukleotidové oligomerizační doméně (NOD) a lektinové receptory typu C hrají zásadní roli při snímání invazních patogenů včetně virů a zahájení přirozené imunitní reakce. To vede k syntéze IFN a cytokinů prostřednictvím několika odlišných signálních drah, čímž se omezuje infekce a podporuje adaptivní imunitní reakce [27,28].

Ačkoli je úloha adaptivní imunity při kontrole infekce HBV dobře zdokumentována, úloha vrozené imunity v tomto ohledu musí být ještě do značné míry prozkoumána [18]. Kromě toho zbývá prozkoumat mechanismy imunitních odpovědí specifických pro HBV [29], což může připravit cestu pro vývoj nových strategií pro léčbu chronické infekce HBV. TLR jsou evolučně konzervované klíčové molekuly vrozené imunity, které se podílejí na včasné detekci invazních mikroorganismů snímáním molekulárních vzorů asociovaných s patogeny (PAMPs) [30–32]. TLR jsou transmembránové proteiny typu I obsahující tři domény: extracelulární repetitivní doménu bohatou na leucin, která rozpoznává specifické PAMP, jedinou transmembránovou doménu a intracelulární doménu receptoru Toll-interleukin 1 potřebnou pro downstream signální transdukci [33,34]. Signalizace TLR se podílí na regulaci prozánětlivých i protizánětlivých cytokinů a spojuje časnou vrozenou a adaptivní imunitu [35]. Několik studií naznačilo spojení signalizace zprostředkované TLR s antivirovými mechanismy a supresí replikace HBV [36,37], stejně jako suprese odpovědi TLR s perzistencí HBV [38].

Aktivace vrozené imunitní odpovědi agonisty TLR tedy může hrát významnou roli v modulaci výsledku chronické infekce HBV. Kromě toho jsou TLR důležité spouštěcí molekuly při aktivaci trénované imunity a lze je použít jako adjuvancia vakcín [39–42]. V předchozí studii byl popsán fenomén trénované imunity u novorozenců matek infikovaných HBV [43]. Použití agonistů TLR jako HBV-specifických terapeutik/vakcín by tedy mohlo být prozkoumáno pro posílení imunitní reakce proti chronickým infekcím. V této studii jsme diskutovali o našem současném chápání interakcí HBV-hostitel se zaměřením na interakce TLR-HBV během chronických infekcí na lidských a zvířecích modelech. Kromě toho jsme se také zabývali imunomodulačním potenciálem agonistů TLR pro zlepšení vrozených imunitních reakcí hostitele během chronické infekce HBV.

2. Reakce TLR na infekci HBV

Ačkoli je vrozená imunitní odpověď během časné fáze infekce HBV považována za zanedbatelnou, stále větší počet studií ukazuje, že infekce HBV moduluje vrozené imunitní odpovědi, včetně odpovědi TLR [38]. HBV má omezený rozsah hostitelů, přirozeně infikuje lidi a šimpanze a do určité míry i rejska obecného [44–46], což také omezuje studii časné imunitní odpovědi infekce HBV. V předchozí studii Isogawa et al. popsali indukci IFN-/ v játrech HBV transgenních myší během 24 hodin po jediné intravenózní injekci agonistů TLR3, 4, 5, 7 a 9, což inhibovalo replikaci HBV [37], což naznačuje anti-HBV roli tyto TLR. TLR zprostředkovaná kontrola replikace HBV pomocí TLR agonistů byla také prokázána u myších neparenchymálních jaterních buněk [47].

V mononukleárních buňkách periferní krve (PBMC) získaných od pacientů s chronickou hepatitidou B (CHB) byla pozorována výrazně nízká exprese transkriptů TLR, včetně TLR1, 2, 4 a 6. Buňky také vykazovaly zhoršenou cytokinovou odpověď po stimulaci agonisty TLR2 a TLR4, což korelovalo s hladinou HBsAg v plazmě pacientů [48], což naznačuje možnou interakci mezi signalizací HBsAg a TLR. Jiná studie ukázala, že po stimulaci ligandy pro TLR2, TLR3 a TLR9 na PBMC získaných od dětí s chronickou infekcí HBV došlo ke zvýšení produkce IL-6, CCL3 a CXCL10 [49], což naznačuje indukce zánětlivé reakce zprostředkované TLR.

Při stimulaci ligandy pro TLR2, TLR3 a TLR4 však PBMC od dětí s CHB vykazovaly významně nižší produkci IFN- než u zdravých dětí [49], což naznačuje potlačenou odpověď IFN. V PBMC pacientů s CHB byla nalezena významně snížená exprese signálních molekul TLR, včetně IRAK4, TRAF3 a IRF7, ve srovnání s expresí zdravých kontrol [50], což naznačuje zhoršenou imunitní odpověď u chronické infekce HBV. Bylo zjištěno, že genetické variace v genu TLR3 ovlivňují výsledek infekce HBV [51,52], což zdůrazňuje zapojení TLR3. Snížená exprese TLR7 mRNA i proteinu byla pozorována v PBMC získaných od pacientů s CHB ve srovnání se zdravými kontrolami; u pacientů s CHB však byla pozorována snížená exprese mRNA TLR9, ale zvýšená hladina proteinu TLR9, což korelovalo s jejich sérovou HBV DNA, což naznačuje možnou souvislost mezi expresí proteinu TLR9 a replikací HBV [53]. V jiné studii bylo zjištěno, že exprese mRNA i proteinu TLR9 je v PBMC pacientů s CHB snížena [54], což zdůrazňuje asociaci TLR9 s infekcí HBV.

Předchozí studie uváděla sníženou produkci IFN- prostřednictvím pDC u pacientů s CHB, což bylo reakcí na loxoribin, ligand pro TLR7, a CpG ODN, ligand pro TLR9 [55]. Kromě toho několik studií uvádí inverzní korelaci mezi počtem pDC a expresí TLR9 v pDC se sérovou zátěží HBV [55,56], což naznačuje antivirovou roli TLR9 při infekci HBV. Předchozí studie uváděla supresi produkce IFN-indukované TLR9- plazmacytoidními DC získanými od HBeAg-pozitivních pacientů s CHB [57]. Nedávná studie navíc naznačila prediktivní hodnotu pDC a TLR9 u HBeAg-pozitivních pacientů s CHB; po ošetření IFN- byla exprese krevního dendritického buněčného antigenu 2 (BDCA-2) zprostředkovaná pDC a exprese imunoglobulinu podobného transkriptu 7 (ILT7) a TLR9 mRNA významně zvýšena ve skupině s odpovědí ve srovnání s expresí ve skupině non-responders group [58].

Podobně jako u pacientů s CHB odhalila transkriptomická analýza modelu CHB lesního svišťa omezenou intrahepatální odpověď IFN typu I [59]. V modelu chronické hepatitidy svišťem lesním byl zaznamenán supresivní trend exprese TLR v hepatocytech ve srovnání s trendem u zdravých zvířat, což naznačuje narušení přirozené imunitní odpovědi u chronické infekce [60]. Nedávná studie však naznačila úlohu TLR2 při řešení infekce HBV u modelu hepatitidy svišťů [61]. V naší předchozí studii jsme zjistili významnou supresi odpovědi IFN- 31 týdnů po infekci u modelu rejska obecného [62], což mohlo přispět k chronicitě.

Navíc nebyl indukován TLR3 a TLR9 byl suprimován [62]. Je pozoruhodné, že předchozí studie také uvedla sníženou expresi TLR9 v periferních CD14 plus monocytech odebraných od pacientů s CHB [63]. Ačkoli mechanismus zůstává neznámý, předchozí studie uváděla, že pacienti reagující na pegylovaný IFN a pacienti podstupující léčbu ETV vykazovali obnovení exprese TLR9, což naznačuje roli TLR9 v inhibici HBV [63]. Podobně dřívější studie prokázala snížení exprese TLR3 v PBMC a jaterních buňkách pacientů s CHB ve srovnání se zdravými kontrolami, které bylo obnoveno terapií IFN, což naznačuje roli TLR3 v inhibici HBV [64]. TLR2 a 4 mohou inhibovat replikaci HBV způsobem nezávislým na IFN aktivací MAPK a PI-3 K/Akt drah v hepatocytech [36]. Nedávná studie zejména prokázala snímání HBV a indukci imunitní odpovědi proti HBV prostřednictvím signalizace TLR2 po infekci v primárních lidských hepatocytech (PHH) [25], což je ověřený in vitro model infekce HBV [65]. Potlačená exprese TLR2 byla pozorována u chronických infekcí HBV [66,67] s významně sníženou expresí produkce TNF- a IL-6 [66].

Nedávná studie navíc prokázala asociaci TLR2 v regulaci odpovědi T helper 17 (Th17) buněk při infekci HBV [68]. Použití HBV myšího modelu prokázaly další nedávné studie roli TLR signalizace při zesílení HBV-specifických odpovědí CD8 plus T-buněk, které kontrolují infekci [25,69]. Další studie uváděla sníženou expresi TLR7 v buňkách HepG2.2.15 replikujících HBV a ve vzorcích jaterní biopsie od pacientů s CHB; byl pozorován inverzní vztah mezi zátěží HBV DNA a expresí TLR7 ve vzorcích biopsie [70], což zdůrazňuje antivirovou úlohu TLR7 při infekci HBV, což bylo dále potvrzeno supresí replikace HBV v buňkách HepG2.2.15 agonistou TLR7, R837 [ 70]. U HBV-transgenních myší bylo prokázáno, že nasycené mastné kyseliny (SFA), potenciální ligandy pro TLR4, urychlují signalizaci TLR4, což inhibuje replikaci HBV při infekci CHB s nealkoholickým ztučněním jater [71], což naznačuje antivirovou roli TLR4 proti infekce HBV. Role vrozené imunitní odpovědi při inhibici replikace HBV byla také ukázána na hydrodynamickém myším modelu HBV, kde intraperitoneální inokulace agonisty STING, kyseliny 5,6-dimethylxanthenon-4-octové (DMXAA), IFNs typu I, které redukovaly meziprodukty replikace HBV DNA v myších játrech [72].

V myších hepatocytech podporujících replikaci HBV aktivace STING buď cGAMP nebo agonistou STING významně redukovala virovou DNA v závislosti na STING a Janus kináze -1- [73]. Celkově tato zjištění naznačují, že vrozená imunita hraje významnou roli v inhibici replikace HBV; k prozkoumání mechanismů jsou však zapotřebí další studie. Interakce TLR v různých modelech infekce HBV je znázorněna na obrázku 1 (obrázek 1A–F), který naznačuje klíčovou roli odpovědi TLR při inhibici infekce HBV. V tomto ohledu jsme také ukázali asociaci TLR s jinými molekulami, včetně IRAK4, TRAF3 a IRF7 při indukci IL-6, CCL3 a CXCL10 [36,49,74] (obrázek 1G). Proto je správné pochopení odpovědí TLR u infekce HBV rozhodující pro úspěšné terapeutické nebo preventivní intervence. Také potenciál agonistů TLR, zejména agonistů pro TLR7, 8 a 9, je zkoumán v několika klinických studiích, které se jeví jako slibné jako imunomodulátory pro posílení imunitní odpovědi hostitele [74], o čemž bude pojednáno v pozdější části studie.

Obrázek 1. Přehled odpovědi TLR v různých modelech infekce HBV. (A) Suprese TLR a jeho adaptérových komponent u pacientů s chronickou infekcí HBV. (B) Obnova a anti-HBV odpověď TLR u pacientů s chronickou infekcí HBV po terapii Peg-IFN nebo ETV. (C) Indukce TLR odpovědí použitím TLR agonistů a inhibice replikace HBV u HBV-transgenních myší. (D) Inhibice HBV pomocí TLR2 a downstream signalizačních složek v HBV-infikovaných primárních lidských hepatocytech (PHH). (E) Anti-HBV odpověď TLR2 a TLR3 po použití agonistů TLR1/2 a TLR3 u PHH infikovaných HBV. (F) Potlačení exprese TLR9 a downstream cytokinu během chronické infekce HBV v modelu rejska. (G) Kreslený film zobrazující vztah TLR s jinými signálními molekulami, včetně IRAK4, TRAF3 a IRF7 při indukci IL-6, TNF-, CCL3 a CXCL10. Po aktivaci TLR příslušnými ligandy TLR, adaptorové molekuly Obrázek 1.

Přehled odpovědi TLR v různých modelech infekce HBV. (A) Suprese TLR a jeho adaptérových komponent u pacientů s chronickou infekcí HBV. (B) Obnova a anti-HBV odpověď TLR u pacientů s chronickou infekcí HBV po terapii Peg-IFN nebo ETV. (C) Indukce TLR odpovědí použitím TLR agonistů a inhibice replikace HBV u HBV-transgenních myší. (D) Inhibice HBV pomocí TLR2 a downstream signalizačních složek v HBV-infikovaných primárních lidských hepatocytech (PHH). (E) Anti-HBV odpověď TLR2 a TLR3 po použití agonistů TLR1/2 a TLR3 u PHH infikovaných HBV. (F) Potlačení exprese TLR9 a downstream cytokinu během chronické infekce HBV v modelu rejska. (G) Kreslený film zobrazující vztah TLR s jinými signálními molekulami, včetně IRAK4, TRAF3 a IRF7 při indukci IL-6, TNF-, CCL3 a CXCL10. Po aktivaci TLR příslušnými TLR ligandy jsou rekrutovány adaptorové molekuly a prostřednictvím downstream signálních drah jsou aktivovány a produkovány prozánětlivé cytokiny, chemokiny, IFN a ISG.

For more information:1950477648nn@gmail.com