DOI:10.20047/j.issn1673-7210.2025.26.37
中图分类号:R575.1
徐天宇, 陈尹, 丁钰仁, 罗新华, 洪国祜
| 【作者机构】 | 贵州医科大学临床医学院; 贵州医科大学临床医学院感染病学教研室; 贵州省人民医院肝病感染科 | 
| 【分 类 号】 | R575.1 | 
| 【基 金】 | 
由乙型肝炎病毒(hepatitis B virus,HBV)持续感染引起的慢性乙型肝炎(chronic hepatitis B,CHB)是中国常见的公共卫生问题[1]。其病理过程涉及病毒复制、宿主免疫应答失调、肝细胞损伤和肝纤维化等环节[2]。CHB功能性治愈现阶段仍面临挑战,部分患者可进展为终末期肝病[3]。胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)是一类由细胞分泌的具有膜结构的纳米级颗粒,可携带生物活性分子介导细胞间通信[4]。HBV感染可改变细胞来源EV的分泌谱和货物组成,这些EV在HBV传播、免疫逃逸、炎症反应和纤维化中具有潜在调控作用[5]。因此EV在CHB中的潜在功能和临床应用值得深入探究。本文旨在综述EV在CHB发展中的作用机制研究进展,并探讨其临床应用潜力。
EV是由细胞分泌的具有脂质膜包裹的颗粒,分布于各种体液中,所具有的膜结构可保护其所携带的生物活性分子免遭破坏。根据生物发生机制的差异,主要分为外泌体-和微囊泡-两类亚群。外泌体直径50~150 nm,由细胞内吞作用形成的多泡体通过内体系统与细胞膜融合后释放产生;微囊泡直径50~1 000 nm,由细胞膜直接出芽脱落产生[6]。EV的组成及功能具有异质性,源于细胞类型、状态及生物发生途径差异[7]。
EV的生物发生和分子分选机制复杂,主要机制如下。①运输所需内体分选复合物(endosomal sorting complex required for transport,ESCRT)依赖途径:由ESCRT-0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及辅助蛋白协同作用,识别泛素化蛋白,驱动多泡体膜内陷形成腔内囊泡,最终释放为外泌体[8];②ESCRT非依赖途径:依赖脂筏和四跨膜蛋白促进腔内囊泡形成及特定分子货物的装载[9];③Rab GTP酶调控:Rab家族蛋白精确调控多泡体的运输、锚定及与质膜的融合过程,决定外泌体的释放[10]。这些机制共同决定EV的亚群特性、分子组成及其功能特异性。
1.3.1 作为生物活性分子的递送载体EV的核心功能在于能选择性装载并递送多种生物活性分子至靶细胞,从而调控靶细胞的基因表达。具体机制:①EV内部包含的微RNA(microRNA,miRNA)、信使RNA、DNA等核酸分子,在被靶细胞内化后,可调控靶细胞的转录和翻译,如EV递送促癌miRNA至受体细胞,抑制抑癌基因表达[9];②EV携带的功能性蛋白质可在靶细胞内直接发挥作用或激活下游信号通路,如EV可递送具有修复功能的蛋白质至损伤组织,促进组织再生[11];③EV膜表面分子介导与靶细胞受体的识别和特异性摄取,如癌细胞源性的EV通过该机制将促转移信号分子递送至受体癌细胞[12]。这些机制是EV实现细胞间信息传递的基础。
1.3.2 介导细胞间受体/配体相互作用与信号传导EV膜表面及腔内蛋白可作为信号分子或配体,与靶细胞相互作用触发信号传导。EV膜蛋白可直接与靶细胞表面相应受体结合,调控凋亡或炎症信号通路,如EV膜Fas配体结合靶细胞Fas受体诱导凋亡[13]。此外,EV携带的主要组织相容性复合体-肽复合物可调节T淋巴细胞应答[14]。除膜蛋白外,EV腔内配体还可与靶细胞内受体结合,激活相关信号通路,如腔内β-连环蛋白可激活靶细胞Wnt信号通路[15]。
1.3.3 参与细胞微环境的重塑EV通过递送分子货物和信号传导,重塑组织微环境。具体机制:①降解细胞外基质,促进细胞迁移、侵袭和转移,如肿瘤源性EV促进转移前微环境的形成[16];②激活成纤维细胞,促进组织纤维化[17];③传递促血管生成因子,促进血管新生[18]。
HBV依赖其共价闭合环状DNA作为持久性复制模板的特性是其难以根治的关键[3]。HBV精密调控肝细胞囊泡系统,改变EV生物发生、分选和分泌,以维持慢性感染、促进传播、逃避免疫,并重塑微环境。目前已揭示HBV通过以下机制调控EV。见图1。
 
    图1 HBV通过劫持肝细胞EV生物发生途径(由BioRender软件绘制)
HBV:乙型肝炎病毒;ESCRT:运输所需内体分选复合物;EV:胞外囊泡;NTCP:钠牛磺胆酸钠共转运多肽。
HBV核心蛋白在特定位点的泛素化修饰被宿主因子肿瘤易感基因101表达产物识别,通过ESCRT依赖途径,将核心蛋白及病毒核酸靶向分装至多泡体,最终随外泌体释放到细胞外[19]。该过程起始于ESCRT-0复合物对内体膜泛素化宿主蛋白的识别与分选,随后由ESCRT-Ⅰ复合物捕获泛素化修饰的HBV核心蛋白,开始介导内体膜内陷形成腔内囊泡,进一步则由ESCRT-Ⅱ复合物募集ESCRT-Ⅲ多聚体并扭曲膜结构以驱动腔内囊泡剪切释放,最终随外泌体释放[20]。该机制使病毒成分得以通过EV传播。
HBV可通过ESCRT非依赖途径选择性将其DNA包装入EV。HBV感染激活中性鞘磷脂酶2,促使神经酰胺在多泡体膜脂筏累积,进而诱导腔内囊泡生成[21]。同时,HBV组分被分选进入这些神经酰胺依赖形成的腔内囊泡,最终携带HBV组分的腔内囊泡随多泡体成熟并与质膜融合,以外泌体形式释放至胞外,介导病毒传播。研究显示,该机制产生的EV膜表面缺乏HBV表面抗原,使其无法被相关中和抗体识别,从而实现“隐蔽”传播[22]。该机制是HBV在宿主免疫压力下维持感染的重要策略。
HBV感染可改变肝细胞源性EV中miRNA的组成谱。研究显示,HBV通过干预肝细胞内miRNA分选机制,具有抗病毒功能的内源性miRNA被选择性装载到EV中并外排,导致肝细胞内关键抗病毒miRNA水平降低,进而削弱肝细胞自身的固有抗病毒状态[23]。此外,这些被排出的miRNA被免疫细胞摄取后可能削弱免疫系统抗病毒免疫应答[24]。该策略通过重塑宿主miRNA网络,为病毒复制及传播创造更有利的胞内及胞外微环境。
HBV基因组编码的HBV X蛋白能显著促进肝细胞外泌体分泌。HBV X蛋白通过双重机制协同增强外泌体分泌效率:一方面,其上调中性鞘磷脂酶2的表达,并增强酶活性,增加神经酰胺生成,驱动ESCRT非依赖性多泡体形成;另一方面,HBV X蛋白上调Rab GTP酶Rab27a和Rab27b的表达,促进多泡体的胞内运输及与质膜融合,从而显著提升外泌体分泌效率[25]。由此增加分泌的EV携带更多病毒成分和免疫调节分子,协同促进病毒扩散和免疫耐受微环境形成。
EV作为重要的细胞间通信媒介,在CHB中的主要功能体现在双向传递HBV组分和宿主因子,进而调控免疫应答与疾病进程。
3.1.1 协助HBV通过钠牛磺胆酸钠共转运多肽(sodium taurocholate cotransporting polypept -ide,NTCP)受体非依赖途径感染靶细胞 靶细胞膜受体是HBV进入宿主细胞的关键决定因素,现有共识认为HBV主要依赖其包膜蛋白与肝细胞膜表面NTCP受体结合侵入肝细胞[26]。除依赖NTCP受体途径外,HBV感染肝细胞来源的EV携带病毒颗粒、蛋白及核酸,利用宿主膜蛋白介导内化,形成NTCP受体非依赖性感染[27-28]。这一机制可能是病毒持续存在的关键,其使HBV感染细胞突破NTCP受体限制,扩展HBV的细胞嗜性,有效逃避体液中和抗体识别,并使病毒核酸及蛋白直接进入靶细胞胞质启动复制或维持潜伏感染,巩固宿主病毒储存库,并维持慢性感染状态。深入解析EV膜表面介导内化的宿主膜蛋白,可为阻断病毒储藏库提供新靶点。
3.1.2 激活肝星状细胞启动肝纤维化 肝星状细胞持续激活是CHB肝纤维化的核心。HBV感染肝细胞来源的EV在激活肝星状细胞过程中起重要作用[25]。研究显示,EV激活肝星状细胞的MAPK等信号通路后纤维化标志物表达上调,促进细胞外基质沉积[29]。活化的肝星状细胞释放富含转化生长因子-β 等促纤维化因子的EV,进一步维持自身活化并作用于肝细胞、内皮细胞及免疫细胞,形成促纤维化微环境恶性循环[30]。阻断EV介导以肝星状细胞为核心的多细胞共同参与下肝脏微环境的塑造或靶向调控关键信号通路,可能为中断或逆转CHB肝纤维化进程提供新策略。
3.1.3 抑制免疫细胞功能CHB中EV是HBV介导免疫抑制的关键媒介。在自然杀伤细胞功能调控中,EV携带病毒核酸和病毒蛋白通过抑制维甲酸诱导基因I表达,抑制MAPK和NF-κB信号通路活化,进而减少自然杀伤细胞的干扰素分泌及细胞毒性[31]。在T淋巴细胞功能的调控中,HBV感染肝细胞来源的EV可上调单核细胞程序性死亡配体1的表达,通过与T淋巴细胞程序性死亡受体1结合直接抑制其活化和增殖[32]。除单核细胞外,树突状细胞在摄入受HBV感染肝细胞来源的EV后,其程序性死亡配体1表达上调,进一步抑制T淋巴细胞功能[33]。在巨噬细胞方面,HBV通过EV传递的免疫抑制信号能有效抑制高度活化的M1型巨噬细胞,提示病毒已进化出削弱宿主高强度免疫应答的机制[34]。此外,EV通过其含有的宿主功能性miRNA抑制树突状细胞和巨噬细胞的白细胞介素分泌以抑制后续免疫反应[35]。这种多层次抑制促进免疫耐受和耗竭,是HBV维持慢性感染的重要策略。靶向EV相关免疫检查点可能是恢复抗病毒免疫的新策略。
与HBV利用EV相反,宿主可利用其防御。干扰素诱导巨噬细胞产生含抗HBV miRNA的EV,被HBV感染肝细胞内化后,释放的miRNA抑制病毒RNA,有效抑制复制[36]。这为利用工程化EV递送抗病毒分子提供思路。
血小板源性EV在CHB中起“双刃剑”作用。HBV组分或损伤信号激活血小板释放大量血小板源性EV。血小板源性EV膜表面黏附分子通过结合免疫细胞相应受体,使免疫细胞聚集到受损的肝实质中,协助清除病毒时导致肝实质免疫损伤[37]。除参与免疫反应外,血小板源性EV还可通过其携带的组织因子激活外源性凝血途径,促进局部微血栓形成及肝脏微循环障碍,导致缺血缺氧性损伤[38]。
尽管EV在CHB发病机制中的研究取得进展,但仍面临诸多挑战。首先,EV的高度异质性构成主要瓶颈。来源、生物发生途径、宿主状态及疾病阶段的差异导致EV亚群在分子货物和功能上存在显著异质性。现有标准分离技术难以有效区分这些功能各异的亚群,阻碍精确的机制解析[39]。未来发展更精细的分离与单囊泡分析技术至关重要,以明确不同EV亚群在CHB各阶段的作用及调控网络。其次,现有研究模型存在显著局限性。目前对EV在CHB中作用机制的认知,很大程度上依赖于体外细胞共培养模型。这些模型虽然可控性强,但难以完全模拟体内复杂的肝脏微环境、免疫细胞互作及动态病理生理过程。未来必须加强在更贴近临床体内模型中的研究,系统验证EV在活体内的真实功能、动态转运规律及其介导的细胞间通信网络,提升研究结果的生理和病理相关性。最后,临床转化面临瓶颈。一方面,诊断应用依赖于发现并验证具有高特异度和灵敏度的EV来源标志物,用于无创评估肝纤维化分期、预测疾病进展或治疗应答,需要大规模、多中心的临床队列研究进行严格验证;另一方面,治疗应用受限于高效靶向递送系统的缺乏。如何实现对特定细胞类型或EV亚群的特异性靶向,以及如何高效、稳定地装载治疗性分子并确保其生物活性,是亟待解决的难题。未来需大力开发新型的EV工程化改造策略和基于纳米技术的精准递送载体。综上所述,尽管EV在CHB研究中仍存在异质性解析、体内验证和临床转化等方面的严峻挑战,但通过发展尖端分离分析技术、深化体内机制研究、整合多组学与先进成像手段、并着力突破工程化与递送瓶颈,EV研究有望为CHB的精准诊断、新型治疗靶点发现及创新治疗策略的开发带来突破性进展,最终推动其临床应用转化。
EV在CHB的疾病进展中起“双刃剑”作用。一方面,HBV通过精密调控肝细胞的EV生物发生系统,劫持ESCRT依赖与非依赖途径,实现病毒成分的“隐蔽”包装与释放。HBV主动重塑EV的货物组成并显著促进其分泌。这些被病毒改造的EV作为重要媒介,介导NTCP受体非依赖性感染途径的建立,扩展病毒的细胞嗜性;构建多维免疫抑制网络,通过抑制自然杀伤细胞、T淋巴细胞功能,以及调控巨噬细胞、树突状细胞活性,促进免疫耐受与耗竭;驱动以肝星状细胞持续活化为核心的促纤维化信号环路,加速肝纤维化进程。另一方面,宿主可利用EV进行防御。宿主血小板源性EV则呈现复杂的免疫调节与损伤效应。深入解析HBV与宿主对EV系统的“争夺”机制,不仅为阐明CHB的发病机制提供新视角,而且为开发基于EV的新型诊断标志物、治疗靶点及工程化治疗载体奠定重要基础。尽管在EV亚群精细分离、体内功能动态验证及临床转化应用方面仍面临挑战,技术的进步有望推动EV研究为CHB的功能性治愈带来突破性进展。
利益冲突声明:本文所有作者均声明不存在利益冲突。
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