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编号:10505444
丙型肝炎病毒感染细胞模型的研究概况
http://www.100md.com 《第三军医大学学报》 1999年第0期
     作者:刘 志

    单位:(第三军医大学附属西南医院传染病专科中心) 重庆,400038

    关键词:丙型肝炎病毒;培养细胞

    第三军医大学学报990814 刘 志 综述 毛 青 审校

    中图法分类号 R373.2

    The establishment of cell model infected with hepatitis C virus: A revi ew

    丙型肝炎病毒(HCV)是输血后肝炎的重要病原体,近年来对HCV的研究日益受到重视。但 由于HCV是一种低复制病毒,实验动物及患者血清和组织中含量较少,直接研究HCV复制表达 的机制十分困难,因此迫切需要建立HCV的细胞模型。近年来,国外学者用阳性血清直接感 染、脂质体介导[1]、病毒载体介导[2]以及质粒介导[3]的HCV全 基因序列转染细胞模型,均取得一定进展。而用血清直接感染细胞更接近自然感染的状态, 可用于研究在自然条件下病毒吸附、穿入宿主细胞的机制,以及抗体的中和作用、抗病毒治 疗等,本文就此方面做一综述。
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    1 HCV复制的细胞模型研究

    1.1 肝细胞和肝细胞株用于HCV细胞模型

    1992年,Shimizu等尝试用肝细胞株建立支持HCV复制的体外模型,结果失败了。在此之后,Iacovacci等[4]也得出成年肝细胞及肝癌细胞株对HCV不敏感的结论,同时他 报道了用丙型肝炎病人血清感染人胎肝细胞的方法。1994年,Lanford等[5]用含多 种生长因子和激素的无血清培养基,体外长期培养成年黑猩猩的肝细胞,并用HCV阳性的病 人血清感染培养细胞获得成功。从感染后的第4天一直到实验结束的第25天,细胞内HCV RNA 正链、负链都能测到,HCV在黑猩猩肝细胞中的复制能够被α-干扰素(α-INF)所抑制。It o等[6]用慢性丙型肝炎病人的原代肝细胞建立复制HCV体外培养系统,肝细胞用 穿刺或外科手段获得,用竞争PCR对培养细胞及培养上清中HCV RNA正、负链进行定量检测 ,证明培养的慢性丙型肝炎病人肝细胞中HCV RNA滴度一直维持在一个较高水平,负链RNA 在4周以内均为阳性。而来自肝硬化病人的两个肝细胞标本中正链HCV RNA的滴度呈下降趋势 。用1例培养细胞的上清接种到两例肝癌病人肝细胞的培养液中(此两例病人HCV Ab、RNA均 阴性),培养3 d后正链RNA转为阳性,7 d后负链RNA转为阳性,细胞中正链HCV RNA的滴度从 1 02 copies/孔上升至103 copies/孔。由于释放到上清中的HCV颗粒具有感染性,证实了 原代肝细胞体外复制HCV成功。Ito等用基因测序的方法比较了培养前后HCV E2/NS1区的核 酸序列,在培养前的肝细胞中有3个主要型别和2个亚型,培养56 d内,相同的型别和同样的 比率被检测出。结果证实在体外细胞培养体系中,HCV的生物学特性没有改变。同时还用荧 光抗体方法证实了HCV主要在表达人白蛋白的肝细胞中复制。
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    由于原代肝细胞体外长期培养非常困难,细胞分化能力有限,不能多次传代,限制了其 在HCV体外复制模型中的应用和研究。而有关人肝细胞株培养HCV的报道甚少,直到1996年Ka to等[7]才报道应用非肿瘤形成的人肝细胞系PH5CH培养HCV获得成功。实验用2个 HCV RNA阳性的献血员血清(编号IB-1、IB-3)分别接种在PH5CH细胞培养液中,用半定量PC R方法检测细胞及上清中HCV RNA,结果在30 d内PH5CH细胞中HCV RNA呈增加趋势,证实了在 这 个培养系统中HCV能够复制。同时Kato等用基因测序的方法分别检测了接种血清和培养细胞 中HCV HVR1,在细胞中检测出有不同于IB-1的2个变异株;在IB-3中有6个相似株,而在其 接种的细胞中只检测到了其中1个。研究者认为这些实验结果都充分证实了HCV在细胞中的复制。

    1.2 淋巴细胞系用于HCV细胞模型

    1985年Helling等[8]首次报道了由于输注白细胞,使黑猩猩感染上丙型肝炎, 推测淋巴细胞可携带HCV。根据这一结论,部分学者开始转向淋巴细胞的筛选。1992年Shimi zu等[9]用鼠逆转录病毒感染人T细胞,得到MOLT-4细胞株,报道了当鼠逆转录病 毒和HCV共同感染人T细胞时,HCV在细胞中复制效率大大提高。用cDNA/PCR的方法检测HCV R NA,在接种3周后的培养细胞中HCV RNA仍为阳性;用32P标记的特异的RNA探针作杂交 实 验,证明培养细胞中负链HCV RNA的存在;同时通过免疫荧光的方法,用抗HCV Core和NS4的 特异抗体证实了感染7 d后培养细胞中有HCV抗原表达。Shimizu将这种用鼠逆转录白血病病 毒 感染的人T细胞株命名为MOLT4-M细胞株。这一实验的成功,为研究人T淋巴细胞作为HCV体 外复制的细胞模型奠定了基础。1993年Shimizu等[10]再次报道了用鼠逆转录病毒 感染人T细胞,获得了HPB-Ma细胞株,并用有限稀释法获得HPB Ma 10-2克隆,可有效支持 HCV复制。最长培养至76 d,细胞中仍能检测到负链HCV RNA;用免疫荧光法证实了HCV抗原 在 培养细胞中的表达。虽然HCV基因组在细胞中可存在10周以上,有力地证实了病毒的复制, 但不十分清楚这一系统是自然夭折还是能产生有感染性的病毒。为回答这一问题,Shimizu 等[11]构建了新霉素抗性和匀霉素抗性的受体细胞,分别命名为ADneo细胞株和Mah ygr细胞株。将用感染HCV的HPB-Ma 10-2细胞与耐药的受体细胞共同培养,然后用抗生素 选择培养受体细胞,通过此方法检测出HCV可从感染细胞多次转给受体细胞,证明HPB-Ma细 胞在体外可产生有感染性的病毒颗粒。Shimizu等在此模型的基础上,进行了大量有关HCV生 物学,免疫学方面的研究,得出了许多有价值的结论[11~14]。其中一个重要实验 是用一个含相似株(含6种不同的HVR1核酸序列)的丙型肝炎病人血浆,分别接种黑猩猩和HPB -Ma 10-2等人淋巴细胞株。感染结果显示,相同的2个相似株在体内、体外感染中均出现 ,而其余4株均未出现。Shimizu等认为接种物中存在与某些相似株结合的中和抗体,阻止了 这些相似株感染黑猩猩和细胞。除此之外还有一些学者应用不同的淋巴细胞系培养HCV,其 中有Kato等[15]报道的MT-2细胞株以及Nissen等[16]报道的H9细胞株, 均能在体外复制HCV达2周以上。以上所应用的细胞系均来自人的T细胞。
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    有关B淋巴细胞的应用,文献报道的较少,Bertolini等[17]和Valli等[ 18]有限的几篇报道,都是应用从正常人骨髓细胞中分离出来的B淋巴细胞株,这些B细胞 在体外能较长时间复制HCV。Bertolini等应用的CE细胞株,在培养长达65 d后仍能用PCR和 免疫荧光方法证实HCV的存在。而Valli-应用的TOFE细胞则可支持HCV复制长达6个月以上。 Shimizu等[13]用Daudi细胞株培养HCV,并用免疫电镜技术在培养15 d的Daudi细胞 浆中发现了直径大约50 nm的病毒颗粒和与HCV感染相关的细胞浆管型样结构。根据Nakajima 等[19]报道,HCV在HPB-Ma 10-2及Daudi细胞中系列转染可产生有感染性的HCV长 达1年,病毒复制的基因组浓度可达104/ml以上。在培养过程中,共产生13株突变株,其 中4个突变株的HVR序列与被同一接种物感染的黑猩猩外周血单个核细胞(PBMC)中的HCV HVR 序列一致,而该序列与黑猩猩肝组织和血清中HCV HVR序列不同,推测HCV变异可能在PBMC 中首先发生。
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    根据目前资料,淋巴细胞是建立HCV感染细胞模型的最佳选择,尤其是淋巴细胞株可在 体外长期培养,能有效地支持HCV的复制,并能产生有感染性的病毒颗粒。

    1.3 其它细胞用于HCV细胞模型

    除肝细胞和淋巴细胞外,用其他细胞培养HCV的报道少。1994年Zibert等[20] ,报道了用人纤维母细胞VH3细胞株建立HCV感染模型,VH3细胞支持HCV复制最长可达3周。Z ibet等在此模型基础上,建立了分析抗体中和作用的方法,认为抗HCV HVR1区的抗体具有中 和作用,并且不是所有HVR1的抗体是绝对结构特异的,不同相似株之间可以产生抗原-抗体 的交叉反应。

    2 存在的问题

    HCV体外细胞培养的研究虽然取得了较大进展,但仍然没有达到能够实际应用的目标, 具体分析可能有以下原因:①许多研究表明随着培养时间的延长,已感染HCV的细胞经 过几代后容易丢失,可能是HCV在细胞内的生长繁殖受到培养细胞内外环境的限制。②目前H CV长期培养在肝细胞及肝细胞株中并未获得成功,而在T、B淋巴细胞中长期培养的HCV,其 生物学特性是否已发生改变,尚需进一步研究。③虽然在HPB-Ma及Daudi细胞中找到了直径 为50 nm的病毒颗粒,其密度大大高于黑猩猩肝组织中的密度。为什么在非肝细胞中的病毒 颗粒比肝细胞中更多见,这些颗粒是否是成熟的HCV,这些问题尚需更深入的研究。
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    作者简介:刘 志,男,28岁,住院医师,硕士

    参考文献

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    4 Iacovacci S, Sargiacomo M, Parolini I, et al. Replication and multi plication of hepatitis C virus genome in human foetal liver cell. Res Virol,1993 ,144:275

    5 Lanford R E, Sureau C, James R, et al. Demonstration of in vitro in fection of chimpanzee hepatocytes with hepatitis C virus using strand-specitic RT-PCR. Virol,1994,202:606
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    (收稿:1998-07-10;修回:1999-05-21), 百拇医药