HLA-DR/DQ等位在慢性HBV感染免疫损伤中的作用及机制研究

Chronic hepatitis B virus (HBV) infection is the major human viral infection in China, immune injury is the key step for HBV pathogenesis. Recent studies show that HBV-specific CD4 T cell responses play an important role on the immune injury, however, the exact mechanism is not clear. Our preliminary genome-wide association study revealed the HLA-DR/DQ region was the only injury associated locus. We hypothesize the highly polymorphic HLA-DR/DQ alleles may select the CD4 T cell repertoire via epitope presentation, and restrict the epitope drift of viral quasispecies, breaking threshold of individual immune tolerance, and the bias of immune responses. In this project, we expect to dissect the mechanism involved in immune injury of chronic HBV infection based on four aspects: the viral variation pattern (full-length HBV genomic levels), viral antigen epitopes (epitope-mapping on S, C, P, X protein), CD4 T cell polarization (in vitro and ex vivo cell phenotypes, injury / protection effects, TCR repertoire) and interaction between epitopes / DR/DQ alleles (in vivo HLA-DR/DQ-HBV transgenic mice model).

慢性HBV感染是我国最主要的慢性病毒感染，机体免疫应答导致的肝损伤是其致病机制的关键问题，目前认为病毒特异性的CD4 T细胞应答是免疫损伤的关键环节，但具体启动机制并不清楚。我们前期GWAS研究发现，HLA- DR/DQ是决定乙型肝炎重度损伤的关键分子。我们推测，HLA-DR/DQ等位可能通过表位提呈选择CD4 T细胞repertoire，确定了病毒准种的表位漂移、个体患者免疫耐受打破的阈值和免疫应答的偏向性。本课题拟精细解析HLA-DR/DQ等位分子限制的病毒特征变异（HBV全长序列变异模式）、特征表位（S、C、P、X蛋白表位肽作图）、特征CD4 T细胞极化（in vitro、ex vivo亚群、损伤/保护效应、TCR repertoire）、限制表位的交叉/等位之间的交互作用（HLA-DR/DQ-HBV转基因小鼠in vivo模型）四个层次，揭示乙型肝炎免疫损伤的机制。

慢性HBV感染是我国最主要的慢性病毒感染，机体免疫应答导致的肝损伤是其致病机制的关键问题，目前认为病毒特异性的CD4 T细胞应答是免疫损伤的关键环节。我们推测，HLA-DR/DQ等位可能通过表位提呈选择CD4 T细胞repertoire，确定了病毒准种的表位漂移和免疫应答的偏向性。本课题围绕四个方面展开研究：前瞻性ACLF队列及HLA-DR/DQ限制的HBV准种研究；免疫损伤/保护等位限制性的高通量HBV表位肽作图；免疫损伤/保护等位-表位特异的CD4 T细胞应答研究；HLA-DR人源化小鼠模型的构建。通过五年的研究，取得了创新性成果：（1）通过对ACLF队列的GWAS研究，确认HLA-DRB1*1202是HBV感染患者发生ACLFs最易感等位，HLA-DRB1*0803是保护性等位；（2）发现ACLF患者的补体系统及凝血系统都处于活化状态，其Th1、Th2、Th17型细胞因子水平也明显上调，这三者之间可能存在正反馈效应从而加重了肝脏的损伤；（3）鉴定出12个HBV准种变异，既表现出HBV-ACLF风险等位HLA-DRB1*1202特异性和肝炎活化特异性，同时也是病毒发生正选择的热点氨基酸位置；（4）鉴定出HLA-DRB1*0803限制性CD4 T细胞表位肽9条，HLA-DRB1*1202限制性CD4 T细胞表位肽8条；（5）发现HBV特异性分泌TNFα的CD4 T细胞与CHB患者肝损伤相关，而HBV特异性分泌IFNγ的CD4 T细胞与肝内HBsAg清除相关。（6）成功构建了C57BL/6J背景HLA-DRA1-DRB1*1202和HLA-DRA1-DRB1*0803转基因小鼠。基于该小鼠研究发现HLA-DR转基因小鼠能更有效地清除HBV病毒，同时发现HLA-DR分子能显著改变肠道的特征菌群组成。通过本课题实施，我们创新性提出HBV特异性TNF-α/IFN-γ CD4+ T细胞免疫势能的概念，对于后续慢性HBV感染免疫损伤机制研究及治疗策略具有指导意义。建立了等位特异性BLCL提呈-CD4+ T细胞应答模型和HLA-DR*1202 / 0803转基因小鼠模型，为研究慢性HBV感染免疫损伤机制提供了重要研究工具。本课题成果已发表SCI论文8篇（10分以上2篇），中文论文5篇，获北京市科技进步一等奖1项，培养博士生2名，获2018年重庆市优秀博士学位论文。