一种当代型的呼吸道合胞病毒（RSV）在初次感染失败后仍能激活人体单核细胞

《Frontiers in Immunology》：A contemporary strain of RSV activates primary human monocytes after abortive infection

单核细胞对当代RSV A-ON1毒株的感染及免疫激活机制研究。原代单核细胞（PMs）较单核细胞系（THP-1）对RSV更易感，表现为病毒NP基因表达和eGFP荧光标记的细胞比例显著升高。感染后PMs分泌IP-10、IL-6、CCL2等促炎因子，同时上调CD80、CD86、HLA-DR等抗原呈递分子表达。与PMs相比，THP-1细胞病毒复制较低，且促炎/抗炎因子分泌谱差异显著。研究强调临床分离株与实验室适应株的免疫应答差异，提出单核细胞在RSV早期免疫应答中可能通过病毒旁分泌刺激激活，其过度炎症反应或与婴幼儿及老年患者严重感染相关。

　　呼吸道合胞病毒（RSV）是全球范围内导致下呼吸道感染的主要病原体之一，尤其对婴儿、老年人以及免疫功能受损的人群具有显著的致病性。了解RSV感染期间的细胞免疫反应对于开发有效的治疗策略和预防措施至关重要。本研究旨在探讨从人体血液中分离出的原始单核细胞以及THP-1单核细胞系对当前RSV A-ON1株的感染敏感性，并详细分析感染后细胞因子和趋化因子的分泌情况，以及与抗原呈递相关的表面标志物的表达变化。研究结果表明，原始单核细胞和THP-1细胞对RSV感染表现出一定的敏感性，导致促炎性细胞因子和趋化因子的表达增加，包括IP-10、IL-6和CCL2。此外，原始单核细胞在直接感染或通过旁分泌刺激后，会表达CD80、CD86和HLA-DR等关键的免疫激活相关分子。这些发现表明，RSV感染能够激活单核细胞，提示它们在感染初期免疫反应中的重要作用。

### RSV的特性与影响

RSV是一种包膜单链负义RNA病毒，属于Pneumoviridae科和Orthopneumovirus属。RSV分为A和B两个抗原亚型，其中ON-1（A亚型）和BA-CC（B亚型）是目前全球人群中占主导地位的基因型。RSV感染通常表现为无症状或轻微的流感样症状，如咳嗽、鼻塞、发热和疲劳。然而，对于婴儿、免疫功能低下的人群和老年人来说，感染可能导致严重的下呼吸道疾病，包括支气管炎、肺炎、喉炎、流涕、呼吸急促、呼吸困难和喘息性咳嗽。2019年，全球有超过3300万例与RSV相关的急性下呼吸道感染（ALRIs）报告，其中约520万例发生在老年人中，约10%需要住院治疗。老年人的严重感染通常与免疫系统功能下降和免疫衰老有关，而婴儿的严重感染则常与免疫反应失衡相关，表现为嗜酸性粒细胞增多、中性粒细胞增多和Th2型免疫反应。

### 免疫细胞的反应与RSV感染的关系

尽管RSV感染通常较轻微，但其对特定人群的免疫系统具有显著影响。免疫细胞如肺泡巨噬细胞、组织驻留树突状细胞（DCs）和循环单核细胞是RSV感染的早期反应者，并通过分泌细胞因子和趋化因子协调免疫反应。单核细胞在感染早期被招募，并响应由感染上皮细胞和先天免疫细胞分泌的MIP-1α、IL-6、IL-8、CCL2和CCL5等分子。在体外感染条件下，单核细胞会分泌I型干扰素（IFNs）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、粒细胞集落刺激因子（G-CSF）和IL-6，从而激活和招募先天免疫和适应性免疫细胞。在婴儿感染期间，单核细胞的激活会导致CD40、CD80和MHC I/II的上调，这些分子参与抗原呈递过程，因此单核细胞在清除病毒和启动适应性免疫反应中起着重要作用。

然而，免疫反应也可能导致免疫病理学的发生。已有研究表明RSV可以直接感染免疫细胞，如单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞或T细胞。由于单核细胞是感染的首批反应者，RSV感染可能改变其细胞因子和趋化因子的分泌模式，从而影响先天和适应性免疫细胞的招募和激活。来自健康供体的单核细胞在感染后表现出ICAM-1及其配体表达的减少，这可能影响单核细胞与其他免疫细胞的相互作用。此外，脐带血中的单核细胞比成人更容易被感染，这提示单核细胞可能在婴儿严重感染中扮演重要角色。在体外感染的新生儿肺泡巨噬细胞中，IFN-γ的产生受到抑制，导致免疫细胞招募减少。虽然单核细胞和肺泡巨噬细胞的感染会影响细胞因子和趋化因子反应，但感染小鼠骨髓来源的树突状细胞会损害其与T细胞形成免疫突触的能力。在体外感染的人类血液来源的树突状细胞中，I型干扰素的分泌减少，导致T细胞激活延迟和功能缺陷，最终形成Th2型免疫表型。这种Th2型免疫反应特征，包括IL-4、IL-5、IL-10和IL-13等细胞因子，也被观察到在RSV严重感染病例中存在，这可能归因于先天免疫反应的失衡。因此，单核细胞不仅是早期免疫反应的重要组成部分，也是启动保护性适应性免疫反应的关键细胞。

### 研究方法与实验设计

为了深入研究RSV对单核细胞的影响，本研究采用了多种实验方法。首先，使用来自健康供体的血液分离出原始单核细胞（PMs），并将其与THP-1细胞系进行比较。THP-1细胞是一种常见的单核细胞样细胞系，常用于模拟原始单核细胞的功能。然而，THP-1细胞在RSV感染后的免疫反应可能与原始单核细胞存在差异，因此需要谨慎解读实验结果。实验中使用了多种技术手段，包括流式细胞术、Luminex多重分析和Western blot等，以评估单核细胞对RSV感染的反应。此外，为了排除病毒蛋白在病毒制备过程中可能带来的干扰，实验还使用了紫外线灭活的病毒进行对照分析。

### 实验结果与分析

实验结果显示，原始单核细胞和THP-1细胞均对RSV感染表现出一定的敏感性，但感染后的病毒复制和免疫反应存在显著差异。在感染后的24小时和48小时内，原始单核细胞中观察到更高的病毒蛋白合成和促炎性细胞因子的表达，包括IP-10、IL-6和CCL2。然而，与原始单核细胞不同，THP-1细胞的感染并未导致显著的病毒复制，反而在72小时后出现病毒滴度的下降。这一现象表明，RSV在原始单核细胞中的感染可能是流产性的，即病毒进入细胞但无法有效复制和释放。这种流产性感染可能影响免疫细胞的激活状态，导致其在感染早期表现出较强的促炎反应，但缺乏持续的病毒传播能力。

在细胞因子和趋化因子的分泌方面，原始单核细胞在感染后表现出明显的促炎性反应，包括IP-10、IL-6和CCL2的显著升高。这些分子在RSV感染中起着关键作用，促进免疫细胞的招募和激活。相比之下，THP-1细胞虽然也表现出一定的细胞因子反应，但其分泌水平较低，且部分关键分子如CCL5、TNF-α、IL-10和IL-1β未被检测到。此外，THP-1细胞在感染后未表现出显著的细胞活性下降，而原始单核细胞则在感染后出现细胞活性的显著降低。这一结果进一步支持了原始单核细胞在RSV感染中可能具有更高的感染敏感性和免疫反应活性。

### 免疫细胞表面标志物的表达变化

除了细胞因子和趋化因子的分泌，本研究还分析了RSV感染对单核细胞表面标志物的影响。感染后，单核细胞的CD80、CD86和HLA-DR表达显著增加，这些分子在抗原呈递和T细胞激活中起着重要作用。使用eGFP标记的病毒进行感染，使得研究人员能够区分活跃感染的细胞（eGFP+）和未感染但可能受到间接刺激的细胞（eGFP-）。尽管活跃感染的细胞（eGFP+）表现出CD80和HLA-DR的表达降低，但CD86的表达显著升高。这可能意味着在RSV感染过程中，某些表面标志物的表达受到干扰，而其他标志物则可能作为补偿机制被上调。这些变化的具体机制尚不明确，需要进一步研究。

### 研究的意义与未来方向

本研究的结果表明，原始单核细胞对RSV感染具有较高的敏感性，并在感染后表现出明显的免疫激活特征。相比之下，THP-1细胞在RSV感染中的反应较为有限，这可能与其作为体外模型的局限性有关。使用当前临床分离的RSV株（如ON1基因型）而非实验室适应株（如Long和A2株）进行研究，有助于更准确地模拟RSV在真实感染环境中的行为。然而，目前的研究仍存在一定的局限性，例如体外培养条件可能无法完全反映体内复杂的微环境。因此，未来的研究需要结合更复杂的体外模型或体内实验，以进一步探讨单核细胞在RSV感染中的作用。此外，RSV不同基因型（如B型）对单核细胞的影响也值得进一步研究，以全面了解其在不同感染情况下的免疫反应。

### 结论

综上所述，本研究揭示了原始单核细胞对RSV感染的反应，以及其在感染初期免疫激活中的关键作用。RSV感染能够诱导单核细胞表达多种促炎和抗炎细胞因子，同时上调CD80、CD86和HLA-DR等表面标志物，这表明单核细胞在RSV感染中既参与免疫反应，也可能影响免疫病理学的发展。尽管THP-1细胞作为单核细胞的替代模型在某些方面具有相似性，但其在RSV感染中的反应存在显著差异，因此需要谨慎解读其实验结果。本研究为理解RSV感染的免疫机制提供了新的视角，并为开发针对婴儿和老年人的RSV疫苗和治疗方法奠定了基础。未来的研究应进一步探索单核细胞在RSV感染中的具体作用，并结合更复杂的模型来评估其在免疫调节和疾病进展中的潜在影响。