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负性共刺激分子:脓毒症免疫调理治疗新靶点

2011-08-15薄禄龙王嘉锋邓小明上海长海医院麻醉科

中国继续医学教育 2011年10期
关键词:免疫抑制负性脓毒症

薄禄龙 王嘉锋 邓小明上海长海医院麻醉科

脓毒症(sepsis)是临床危重患者死亡的重要原因之一,涉及感染、炎症、免疫、凝血及组织损伤的多病理过程,表现为复杂的免疫反应过程。随着危重病治疗技术的进展,大多脓毒症患者能度过促炎反应期,进入持久的免疫抑制期[1]。脓毒症导致的免疫抑制是当前脓毒症患者死亡的主要原因之一[2]。负性共刺激分子,作为免疫细胞表面一类负性调控细胞功能的蛋白,可能在脓毒症免疫抑制中发挥重要作用。因此,深入探索脓毒症免疫抑制的分子机制,特别是负性共刺激分子在其中扮演的角色,是当前脓毒症研究的热点问题之一,也将为脓毒症的免疫调理治疗提供新的方向[3]。

1 脓毒症免疫抑制

近十年来,逾25项脓毒症大规模临床药物试验以失败告终。2011年10月,期待已久的PROWESS研究表明,活化蛋白C并不显著降低脓毒症患者28天病死率,美国Eli Lilly公司随即宣布从市场撤除活化蛋白C(Xigris)[4]。这意味着,进入新世纪来首个被证实治疗脓毒症的有效药物已成明日黄花。基础研究者与临床医师不得不重新思考脓毒症这一棘手难题。首先,脓毒症病理生理机制错综复杂,在其机制研究上业已积累的累累硕果是否陷入某种误区?其次,现有诊断与指标评价体系应用于脓毒症药物试验是否恰当?最后,在审慎思考了前两个问题后,研究者接下来该走向何方[5]?

脓毒症早期以促炎反应为主,其反应强度与病原体种类、数量、毒力及患者并存疾病等密切相关。传统观点认为,炎症细胞过度激活和介质释放是脓毒症导致脏器损伤的主要原因。循证医学证据提示,可显著改善脓毒症预后的主要措施是早期目标化治疗、肺保护性通气策略、严格控制血糖、小剂量糖皮质激素等。上述措施可一定程度上降低脓毒症患者病死率,仍不能根本性改善脓毒症及其后续并发症的预后,且存在某些相关风险或并发症[6-7]。

近年研究认为,脓毒症的发生与病程进展,不单纯是病原体及其毒素导致的炎症损害,还存在免疫功能紊乱,主要表现免疫抑制。学界提出的假说认为,早期的炎症高反应期可诱导机体进入炎症低反应期,出现免疫抑制。换言之,随病情进展,脓毒症患者常由全身炎症免疫亢进期进入免疫抑制期,机体出现免疫功能低下、免疫抑制或免疫瘫痪,同时发生顽固性继发性细菌、病毒或真菌感染,且多为非条件致病微生物[8]。近期,一项近千例脓毒症患者回顾性分析结果认为,脓毒症患者极易感染条件性致病微生物,导致死亡率增加[9]。

2 脓毒症免疫调理治疗的现状

学界曾提出数项针对性的免疫疗法,旨在增强促炎反应或诱导自身免疫,以达到降低脓毒症病死率的目的。遗憾的是,部分在Ⅰ期或Ⅱ期临床研究中具有确证疗效的药物或疗法,均止步于Ⅲ期临床试验。其失败原因是多方面的,如脓毒症所致免疫抑制程度较重,单纯的增强机体免疫系统或诱导促炎反应很难奏效。其次,有学者认为,脓毒症的免疫调理治疗若未确切评估患者免疫抑制状态,进行选择性的个体化用药,将难以改变脓毒症治疗现状[10]。

单核巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)具有潜在免疫刺激效应,可促进单核巨噬细胞的存活、增殖分化与吞噬杀菌能力,改善中性粒细胞的迁移与黏附能力。2009年,Meisel等就GM-CSF对脓毒性休克患者免疫抑制状态的影响进行了一项多中心RCT研究[11]。结果表明,对于单核细胞HLA-DR水平连续两次低于8 000个单克隆抗体/细胞的患者,应用4 μg/(kg d)的GM-CSF治疗持续5 d,可显著改善脓毒性休克患者单核细胞HLA-DR恢复至正常水平。与生理盐水对照组相比,GM-CSF治疗组患者机械通气时间减少,APACHEⅡ评分降低,ICU住院天数、总住院天数有所减少(但无统计学差异)。该研究结论认为,GM-CSF具有改善脓毒性休克患者预后的趋势,其GM-CSF是否降低其病死率需要进一步大规模临床RCT予以验证。

为系统评价集落细胞刺激因子在脓毒症中的治疗价值,我们系统检索了PubMed、EMBASE、Cochrane Central Register of Controlled Trials数据库(截至2010年11月),最终纳入12项应用G-CSF或GM-CSF治疗脓毒症的RCT,共计2 380例患者。结果表明,G-CSF或GM-CSF可有效逆转脓毒症患者的感染状态,却不显著降低脓毒症患者14 d或28 d死亡率、住院死亡率。总之,现有循证医学证据尚不支持将G-CSF或GM-CSF常规应用于脓毒症患者治疗[12]。

不过,我们的研究不乏局限性,主要表现为纳入的各项RCT异质性较高,患者一般状况不统一,基线水平不一,研究质量参差不齐,G-CSF或GM-CSF应用时机与剂量也难以统一。更重要的是,既往此类研究多未事先确定患者免疫状态。因此,只有在确定脓毒症免疫抑制状态的基础上,再给予免疫调理治疗,或能有效地改善患者预后[13]。除前述提及的单核细胞HLA-DR可定量评估患者免疫状态外,近年来新发现并备受关注的负性共刺激分子也有助于脓毒症患者免疫状态的评价与分层。

3 脓毒症免疫抑制的可能原因与机制

显而易见,脓毒症犹如一场竞速赛,对垒双方为病原微生物与机体免疫系统。病原微生物通过多途径诱导免疫细胞凋亡,抑制MHC Ⅱ类分子表达,促进负性共刺激分子表达和抑炎细胞因子分泌,增加调节性T细胞(Treg)与骨髓源性抑制细胞(MDSC)的数量。

尽管针对脓毒症免疫抑制的研究为数甚多,但其确切机制仍未阐明。脓毒症免疫抑制时,固有免疫和获得性免疫系统反应均受损害,出现多种免疫细胞凋亡,T细胞增殖能力受抑制,T细胞分化由Th1向Th2转化,迟发型超敏反应能力降低,抗原递呈细胞功能减低等。

单核巨噬细胞功能发生显著改变,对细胞免疫功能产生广泛影响。巨噬细胞吞噬功能受损,其细胞因子谱分泌改变,表达MHCⅡ类分子及正性共刺激分子能力下降;单核细胞“钝化”,表现为细胞表面HLA-Ⅱ类抗原表达减少。

临床观察和动物研究均证实,脓毒症时存在T细胞反应性降低或无能。机体经历严重感染、创伤后,细胞因子分泌能力受抑,T细胞对特异性抗原刺激无增殖反应,外周血效应T细胞数目减少,其被认为与脓毒症患者死亡率增加有关。凋亡的T细胞进一步诱导免疫细胞无反应性,导致抑炎细胞因子分泌增加,严重损害免疫系统对病原的反应与清除能力。此外,抗原递呈细胞也发生凋亡,使机体无法对病原产生有效的免疫应答。

除此之外,免疫细胞上的负性共刺激分子表达上调,也可能参与了脓毒症的免疫抑制过程,如程序性死亡受体-1(PD-1)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4(CTLA-4)等。2011年12月,美国Hotchkiss RS研究组在JAMA发表一项临床研究[14]。研究者利用流式细胞术、免疫组织化学等技术通过尸检40例因重症脓毒症死亡患者的肺脏、脾脏等器官,系统地描述了这些患者的免疫抑制表现。与肺癌死亡患者或正常的器官供体相比,脓毒症患者多种负性共刺激分子(PD-1、PD-L1、CTLA-4、BTLA)表达水平上调,脾脏内皮细胞表面PD-L1表达水平显著上调,气道上皮细胞疱疹病毒进入介质(HVEM)显著增高,免疫抑制细胞数量增加。换言之,这些脓毒症患者死亡前呈现显著的免疫抑制状态,提示如果针对性免疫增强疗法,可能有助于改善脓毒症免疫抑制患者的预后。

4 负性共刺激分子在脓毒症中的研究进展

免疫应答过程中,充分活化T细胞需要双信号识别,除特异性抗原肽/TCR组成的第一信号外,还需要多种共刺激分子参与提供第二信号。第二信号的缺乏,会导致T细胞的无反应性或特异性免疫耐受;相反,若共刺激信号反应过度则可能导致免疫细胞异常激活,从而引发各种自身免疫性疾病。

第二信号无抗原特异性,但有正、负性之分。正性共刺激分子主要包括B7/CD28、OX40/OX40L、4-1BB/4-1BBL、HVEM/LIGHT等,负性共刺激分子主要包括PD-1、BTLA、CTLA-4、Tim-3、LAG-3及其相应配体。正性共刺激分子促进T细胞增殖与分化,分泌效应细胞因子;负性共刺激分子的表达则抑制T细胞活化,对外周免疫耐受的形成发挥关键性作用[15]。

共刺激分子参与免疫应答的调节,以使免疫系统适时开启或终止,抵抗外来病原入侵,防止自身免疫性疾病的发生。早期关于T细胞活化第二信号的研究,主要集中于正性共刺激分子对免疫系统活化的调控作用。越来越多的研究表明,免疫反应过程中任何一种信号通路均有正性和负性共刺激分子的参与,负性共刺激分子对免疫反应的调节机制日渐受到关注。

4.1 PD-1/PD-L1

程序性死亡受体1 (programmed death-1,PD-1,CD279) 属于B7-CD28超家族,于1992年由Ishida等首次分离并命名。PD-1是一个55kD的I型跨膜糖蛋白,其在胞浆区的尾部含有两个酪氨酸残基,N端酪氨酸残基参与构成一个免疫受体酪氨酸抑制基序(ITIM),C端参与构成一个免疫受体酪氨酸转换基序(ITSM)。人PD-1基因的染色体定位为2q37.3,编码288个氨基酸的蛋白质[16]。

PD-1可表达于人T细胞、B细胞、自然杀伤T细胞、树突状细胞(DC)及活化的单核细胞。通常,PD-1主要诱导性表达于活化的CD4+、CD8+T细胞,在静止期T细胞上不表达;小鼠胸腺、脾脏、淋巴结和骨髓等淋巴组织中,PD-1呈低水平表达,当T、B细胞受刺激后可诱导性表达PD-1。PD-1有两个配体,分别是PD-L1(B7-H1,CD274)和PD-L2(B7-DC,CD273)。PD-L1在人体又称为B7-H1,广泛表达于B细胞、DC、单核巨噬细胞及骨髓源性肥大细胞等。PD-L1也广泛表达于非淋巴组织中,如血管内皮细胞、胰岛细胞、星状细胞、角蛋白细胞等。PD-L2仅诱导性表达于DC、巨噬细胞和肥大细胞表面[17]。

当PD-1与其主要配体PD-L1结合时,ITSM发生去磷酸化,从而发挥负性调节作用。PD-1胞内区C端ITSM中的酪氨酸残基招募SHP-2,后者使TCR附近的信号分子去磷酸化而失活,从而减弱T细胞活化所需的TCR/CD28信号。换言之,PD-1/PD-L1通路可能在外周器官里也可调节免疫应答反应[18]。

PD-1/PD-L1通路的激活可抑制Th1细胞增殖,减少IFN-γ和Th1型细胞因子分泌,影响Th1/Th2分化。当活化的T细胞PD-1表达上调时,Treg的免疫抑制作用受PD-1调控,当给予抗PD-L1抗体后,Treg的免疫抑制作用终止。这意味着,PD-1/PD-L1通路对Treg发挥抑制作用必不可少。

PD-1/PD-L1通路在免疫逃逸、肿瘤免疫耐受和自身免疫性疾病中的作用有较多的研究。已有多项研究表明,PD-1/PD-L1在感染免疫特别是脓毒症中发挥着重要的作用。2009年,Huang等研究证实,PD-1-/-脓毒症小鼠生存率显著高于野生型小鼠,表现为腹腔细菌清除率升高,促炎细胞因子水平降低等。在野生型脓毒症小鼠模型,其腹腔巨噬细胞表面PD-1显著增高;当去除PD-1-/-脓毒症小鼠腹腔巨噬细胞后,小鼠清除细菌能力降低,小鼠炎症反应增强,对脓毒症抵抗力降低[19]。总之,PD-1不仅可作为单核巨噬细胞功能障碍的标志,还有望成为脓毒症治疗的新靶点。

2010年,Brahmamdam等的研究显示,抗PD-1抗体可提高脓毒症小鼠生存率,预防脓毒症诱导的T细胞与DC凋亡耗竭,并促进凋亡抑制基因(Bcl-xL)的表达[20]。我们课题组的动物的研究表明,脓毒症小鼠T细胞、B细胞及单核细胞上PD-1和PD-L1表达均上调,给予PD-L1阻断性抗体可降低脓毒症小鼠死亡率,提高脓毒症小鼠腹腔细菌清除率,抑制淋巴细胞凋亡,促进促炎细胞因子TNF-α与IL-6的分泌,减少抑炎细胞因子IL-10的分泌[21]。

2011年,我们课题组的临床研究发现,脓毒性休克患者(19例)外周血淋巴细胞显著凋亡,外周血T细胞PD-1和单核细胞PD-L1表达均上调。通过体外培养脓毒性休克患者外周血T细胞与单核细胞,并给予抗PD-L1抗体,结果表明阻断PD-1/PD-L1通路可抑制T细胞凋亡,促进单核细胞分泌IL-6而减少IL-10分泌[22]。随后,Guignant等研究则进一步验证了我们的研究结果[23]。他们的研究显示,脓毒性休克患者(64例)单核细胞PD-1、PD-L1及PD-L2表达水平升高,PD-1及PD-Ls的表达水平与脓毒性休克患者的继发性感染、病死率相关。

综合分析看,脓毒症患者和小鼠模型外周血单核细胞PD-L1表达水平显著上调,脓毒症小鼠腹腔巨噬细胞PD-1表达显著上调。上述研究提示,PD-1/PD-L1通路在脓毒症免疫抑制中发挥重要作用。无论是特异性阻断PD-1还是PD-L1,都可增强CD4+、CD8+T细胞增殖能力,抑制其凋亡。调控负性共刺激分子PD-1及其主要配体PD-L1的表达,将可能为脓毒症治疗提供新的靶点[24]。

4.2 CTLA-4

细胞毒T细胞相关抗原-4(cytotoxic T lymphocyteassociated antigen-4,CTLA-4,CD152)属于属于B7-CD28家族,与CD28 有70%的同源性。1987年,Brunet等在筛选小鼠杀伤性T细胞cDNA文库时发现了CTLA-4基因并命名[25]。

CTLA-4仅表达于活化T细胞表面,在T细胞活化后迅速上调,一般在T细胞活化后的48h达到高峰,表达量只有CD28的2%~3%。B7-1和 B7-2是 CTLA-4的天然配体,又分别称为CD80和CD86,均为免疫球蛋白家族成员的跨膜糖蛋白。CTLA-4在胞浆内含有ITIM功能区,与B7-1/B7-2结合后可抑制T细胞的活化,降低IL-2的产生,使T细胞增殖活化受到抑制,保持外周免疫平衡[26]。

CTLA-4的一大特点是,只需较少的量即可发挥强大的免疫抑制功能。其原因可能是,CTLA-4与B7的亲和力是正性共刺激分子CD28的数十倍。在T细胞活化后,CTLA-4与CD28竞争结合B7分子,易形成B7-CTLA-4抑制信号复合物,从而抑制T细胞活化,促进免疫抑制形成。这意味着,阻断CTLA-4发挥生物学功能,将可能在自身免疫疾病、肿瘤及感染性疾病的治疗中,具有重要价值[27]。

我们课题组的研究发现,CLP小鼠术后CTLA-4阳性CD4+、CD8+T细胞比例显著增高,CTLA-4阳性Treg比例及其平均荧光强度也增高。抗CTLA-4抗体可显著提高CLP脓毒症小鼠和CLP+白念珠菌感染脓毒症小鼠的生存率。抗CTLA-4抗体可显著降低CLP脓毒症小鼠Caspase-3阳性CD4+、CD8+T细胞比例,而对细胞因子表达以及T细胞亚群比例无显著影响。换句话说,抗CTLA-4抗体对脓毒症小鼠的治疗作用可能是通过抑制细胞凋亡途径实现的[28]。

值得关注的是,我们的研究发现抗CTLA-4抗体仅在小剂量时对脓毒症小鼠产生保护作用;当加大抗CTLA-4抗体剂量后,脓毒症小鼠死亡率反而升高。其可能原因是大剂量抗CTLA-4抗体可能导致淋巴细胞过度激活,进而导致小鼠死亡。这也从侧面说明,脓毒症时机体免疫系统的调节与平衡是一个动态过程,过犹不及,需适当调节。

Johanns 等的研究认为,高表达CTLA-4的Treg可抑制小鼠清除沙门氏菌的能力。此外,Treg表达CTLA-4的水平与其对机体的免疫抑制功能呈对应关系,清除此类Treg有助于小鼠提高对沙门氏菌的抵抗能力[29]。因此,CTLA-4介导Treg发挥免疫抑制功能,在机体清除特异病原过程中发挥重要作用。

此外,CTLA-4是Treg表面一类重要的介导接触抑制的膜分子蛋白。脓毒症时Treg的数量显著增加,并参与脓毒症的免疫抑制。Treg可介导Th1反应向Th2反应漂移,抑制Th1辅助的CD8+T 细胞分化与成熟。因此,脓毒症时CTLA-4对Treg表型及功能的调节作用,值得进一步研究。

4.3 BTLA

B、T淋巴细胞衰减因子(B and T lymphocyte attenuator,BTLA,CD272),是继CTLA-4和PD-1之后鉴定出的一个新的负性共刺激分子,于2003年由Murphy等首次鉴定并命名。BTLA具有一个IgV胞外功能区,胞浆区有ITIM和ITSM基序,当胞内功能区被磷酸化时可招募SHP-1和SHP-2,这可能是BTLA与其配体结合发挥免疫抑制作用的关键因素[30]。

BTLA主要表达在T和B淋巴细胞表面,在巨噬细胞、骨髓源性DC和NK细胞表面也有表达;在骨髓内,原B细胞及前B细胞阶段的B细胞上,BTLA呈低丰度表达,而在未成熟的B细胞上BTLA表达水平较高。在外周血,大部分CD4+T、CD8+T细胞均持续低水平表达BTLA。

最初认为,BTLA的配体应该是B7x新成员,后续研究发现BTLA并不与B7x直接结合,HVEM可能是BTLA唯一的配体。HVEM表达于静止期T细胞、巨噬细胞和未成熟的DC上。BTLA与HVEM结合可产生抑制信号,下调B、T淋巴细胞活性。大量实验表明,BTLA可抑制CD3+T细胞的活化与增值,抑制IL-2和IFN-γ的分泌,下调T细胞免疫应答[31]。

BTLA-/-或HVEM-/-小鼠抵抗李斯特菌感染能力增强,机体促炎细胞因子分泌增加,BTLA-HVEM激活可抑制李斯特菌感染的初始免疫反应,预防脓毒性休克和炎性风暴的发生[32]。BTLA-HVEM激活可减轻机体炎症反应和抑制排斥;BTLA在维持自身免疫系统中发挥重要作用[33]。

BTLA与PD-1、CTLA-4具有相似的结构,但其表达特点有所不同。PD-1、CTLA-4在静止期T细胞上不表达,T细胞活化后其表达逐步升高,而BTLA在静止期T细胞上呈组成性表达,活化后继续表达。我们的前期研究也发现,与假手术组小鼠相比,CLP脓毒症小鼠BTLA+ B细胞比例未见显著变化,脾脏内几乎全部的B细胞表面均有BTLA表达,但BTLA在B细胞上的平均荧光强度升高约1.5倍,抗BTLA抗体可抑制其表达;CLP脓毒症小鼠CD4+、CD8+T细胞表面BTLA表达水平升高,BTLA+CD4+T细胞数量未见显著变化,BTLA+CD8+T细胞数量显著增加。与野生型脓毒症小鼠相比,BTLA-/-脓毒症小鼠生存率未见改善,抗BTLA抗体亦未显著降低野生型脓毒症小鼠死亡率(未发表数据)。

美国Ayala A教授研究组,以58例中重度烧伤患者和10例健康成人为研究对象,发现烧伤患者外周血CD4+ T细胞表面BTLA表达水平升高(88.9% vs.37.7%;P<0.000 1)。研究者认为,烧创伤容易合并免疫抑制,监测BTLA表达水平与创伤患者病情严重程度、继发感染与并发症的关系,将有助于进一步揭示BTLA的作用。总之,BTLA在脓毒症中的作用值得更深入的研究。

4.4 Tim-3

Tim-3是T细胞免疫球蛋白黏蛋白分子(T cell immunoglobulin and mucin domain, Tim)家族成员。Tim是2001年Mclntire等在研究哮喘基因时发现的新基因家族。目前,已在啮齿类动物体内鉴别出8个Tim家族成员,包括Tim-1~Tim-8,人类Tim基因家族位于染色体5q33.3,包括Tim-1、Tim-3和Tim-4[34]。

Tim-3为I型跨膜蛋白,其细胞外区含有免疫球蛋白V区,由31%丝氨酸和丝氨酸残基组成的黏蛋白区,胞浆区含有6个酪氨酸,其中一个属于酪氨酸磷酸化基序(RSEENIY)。早期研究认为,Tim-3表达较为局限,仅特异性表达于分化终末期的Th1细胞上,在Th2细胞不表达。近来研究提示,Tim-3也表达于活化的CD8+T、Th17、Treg、单核巨噬细胞、DC与肥大细胞上。值得注意的是,Tim-3在不同的适应性免疫细胞和固有免疫细胞上,其表达水平与功能不尽相同[35]。

Tim-3的配体为半乳糖凝集素-9(Galectin-9),广泛表达于人及啮齿类动物脾脏与淋巴组织中,以巨噬细胞、Treg细胞为主。Tim-3与Galectin-9结合,向T细胞提供负性共刺激信号,抑制Th1免疫反应,导致Th1型细胞凋亡,抑制IFN-γ的分泌。Tim-3可诱导负性信号,调节巨噬细胞的活化与功能。目前,有关Tim-3的研究进展迅速,已基本阐明其基因、蛋白结构,初步明确了Tim-3与配体相互作用的途径与生物学效应。

Tim-3在固有免疫细胞上的表达,已被证实参与调控病毒性肝炎、肿瘤、移植排斥等疾病病理过程。Tim-3/Galectin-9通路可负性调控Th1免疫反应。动物模型和人类基因数据也提示,Tim-3位点的基因多态性与哮喘、糖尿病、多发性硬化及类风湿性关节炎等相关[36]。

随着Treg、Th17细胞在感染免疫中作用的凸显,Tim-3在此类细胞的表达与功能调控,及其在脓毒症中的作用有待进一步阐明。尽管Tim-3参与细胞凋亡,但其对凋亡的调控与脓毒症的关系尚不完全清楚,进一步深入研究Tim-3对脓毒症免疫抑制期免疫细胞凋的调控机制,将有助于进一步阐明脓毒症病理生理机制。

4.5 LAG-3

淋巴细胞活化基因3 (lymphocyte activation gene 3,LAG-3,CD223)是免疫球蛋白超家族成员之一。LAG-3是一种跨膜糖蛋白,由胞外区、跨膜区和胞浆区三个部分组成。成熟的LAG-3由470个氨基酸构成,1990年由Triebel等首次发现[37]。

LAG-3主要表达于活化的CD4+T、CD8+T细胞。新近研究发现,LAG-3还可表达与浆细胞样DC,其表达水平比活化T细胞高数倍。LAG-3与CD4分子具有较高的相似性,可与MHC-Ⅱ类分子结合,功能却截然相反。LAG-3是TCR的共受体组成部分之一,参与TCR激活反应,可增强Treg的抑制活性,对非Treg的增殖和功能发挥负性调节作用,从而在机体免疫调节中发挥重要作用[37]。

LAG-3可负性调节T细胞扩增,控制记忆性T细胞池。阻断LAG-3与MHC-Ⅱ类分子结合,可增加T细胞活化抗原CD69的表达,恢复细胞增殖和细胞因子分泌能力。LAG-3对Treg细胞的抑制功能具有直接调节作用,是Treg行使功能的必需分子。阻断LAG-3可消除Treg的抑制功能。这意味着,阻断LAG-3不但有可能显著改善脓毒症免疫抑制时T细胞功能,还可降低Treg的免疫抑制活性,纠正机体免疫抑制状态。

可溶性LAG-3(sLAG-3)蛋白,其有增强体液和细胞免疫应答的功能。业已明确,sLAG-3 Ig融合蛋白可诱导DC成熟活化,刺激T细胞应答,可作为有效的免疫促进剂。在肿瘤研究中,sLAG-3 Ig融合蛋白可作为疫苗佐剂,导致抗原或抗原特异性免疫应答能力增强,改善荷瘤动物存活率与生存时间。在小鼠自体抗原耐受模型上,无功能的CD8+T细胞既表达LAG-3又表达PD-1[38]。这很可能意味着,T细胞的无能或耗竭,极有很可能是几个负性共刺激分子同时发挥作用,且为协同作用。总之,LAG-3在免疫调节中发挥关键作用,为肿瘤、结核及自身免疫性疾病的免疫治疗提供了新的靶点[39]。

我们的前期研究发现,脓毒症患者和小鼠DC和CD4+T细胞LAG-3表达显著上调,且LAG3表达与PD-1水平线性相关。进一步研究显示,抗LAG-3抗体可减轻脓毒症小鼠淋巴细胞凋亡,增强细菌清除率,提高脓毒症小鼠存活率(未发表数据)。换言之,LAG3在脓毒症,特别是免疫细胞凋亡的调控中可能发挥重要作用。

5 总结

共抑制分子抑制免疫系统应答在脓毒症及肿瘤、自身免疫性疾病的发生发展过程中发挥着重要的作用。机体免疫系统错综复杂,负性共刺激分子无疑为人们管窥其中奥秘开启了一扇精巧的“侧门”。然而,阻断负性共刺激分子,寻找潜在有效的免疫调理治疗策略,并真正应用到临床依然有许多问题尚待解决。例如,尚需深入研究PD-1/PD-L1与B7-CD28家族其他成员(如BTLA、CTLA-4)是否产生协同作用。更重要的是,机体免疫稳态的调节十分复杂,各类细胞因子与表面受体的功能相互调控,对某一负性共刺激信号的阻断,其安全性与有效性尚待进一步评价。尤需注意的问题还包括,现有关于负性共刺激分子与脓毒症的研究多为动物或离体实验。用于制造脓毒症模型的动物,多处于青壮年期,亦无合并症;而临床脓毒症多好发于老年患者,常合并多种疾病,研究者应注意其中的差别。

总之,负性共刺激分子为脓毒症的治疗带来了新的曙光,并有望成为脓毒症免疫调理治疗的新靶点,负性共刺激分子调控脓毒症免疫抑制的具体机制有待于进一步深入研究。

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