CD28/CTLA－4在支气管哮喘疾病中的作用研究

薛亚妮，呼彩莲，马柏林

(延安大学附属医院呼吸内科，陕西延安716000)

近些年来，关于共刺激分子CD28/CTLA－4在支气管哮喘免疫中相关作用的研究越来越受到重视［1－5］。支气管哮喘是一种由多种细胞特别是以T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞为主参与的气道慢性非特异性炎症，T细胞在支气管哮喘免疫应答过程中发挥着重要作用［6］，Thl/Th2亚群数目和(或)功能比例失衡是其最重要的免疫学异常标识。而共刺激分子CD28/CTLA－4与B7分子的结合，能对T细胞增殖分别产生促进/抑制作用，影响Th1/Th2亚群数目和(或)功能比例，进而在支气管哮喘等变态反应性疾病的免疫反应中发挥着重要的作用。鉴于此，本文向读者全面系统的介绍了共刺激分子CD28/CTLA－4与支气管哮喘的免疫学关联，为今后有关该领域的研究做了很好的总结。文章的后续篇幅安排如下:首先介绍了支气管哮喘的免疫学机制，其次描述了CD28/CTLA－4的结构、功能及其作用机制，再次详细阐述了CD28/CTLA－4在支气管哮喘免疫反应中的作用;最后对全文进行了总结，并指出了今后的研究方向。

1 免疫学概述

支气管哮喘是由多种细胞(T淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞等)和细胞组分共同参与的气道慢性非特异性炎症性疾病，受遗传因素和环境因素的双重影响。个体变应性体质及环境中的致敏原是其发病的高危因素。哮喘的发病机制根据免疫病理学可分为以下三个阶段:

第一阶段为致敏阶段，过敏原与抗原递呈细胞(APC)结合激活T细胞，活化的T细胞(主要是Th2细胞)产生lL一4、IL－5、IL－6、IL一13和粒细胞一巨噬细胞集落刺激因子(granuloeyte macrophage colony stimulating actor，GM—CSF)等细胞因子，这些Th2因子通过激活B淋巴细胞使其合成特异性抗体IgE，IgE与分布于肥大细胞和嗜碱性粒细胞等表面的IgE受体结合，使效应细胞合成并释放多种炎症介质参与哮喘的免疫应答［7－11］。

第二阶段为慢性炎症阶段，气道的慢性炎症是哮喘的本质，由多种炎症细胞、炎症介质和细胞因子参与，主要表现为Th1/Th2亚群数目和(或)功能比例失衡。Th2细胞因子表达和释放增强，Th2细胞所分泌的lL－4和IL－5等细胞因子可促进B细胞增殖、分化和特异性抗体IgE的生成，从而增强哮喘患者B细胞介导的体液免疫应答。ThI细胞释放IL－2、IL－3、IL －12、IFN—r等细胞因子，参与哮喘患者的细胞免疫应答，对哮喘有保护作用。Th2因子的具体作用机制如下:1)IFN—r活化并增强巨噬细胞杀伤病原体的能力，还能够通过促进IgG的生成增强吞噬细胞的吞噬和杀伤能力。2)IL－2、IFN—r刺激CTL细胞的增殖和活化并使其发挥胞内杀灭受感染的靶细胞。3)IL－2、IL－12和IFN—r可增强NK细胞的杀伤能力。

第三阶段为长期炎症刺激导致的气道结构重塑阶段，此时周围肺组织对气道的支持作用减弱或消失。早期肉眼可见哮喘患者支气管及细支气管内含有粘稠痰及粘液栓，气管管壁增厚，粘膜充血肿胀，皱襞形成。显微镜下可见气道上皮下有肥大细胞、肺泡巨噬细胞、嗜酸性粒细胞等多种炎症细胞浸润，气道粘膜下组织肿胀，微血管通透性增加，气管内分泌物贮留。长期反复哮喘发作，致使哮喘患者支气管平滑肌增厚，气道上皮细胞下组织纤维化、基底膜增厚。

2 CD28/CTLA－4的结构与功能及作用机制

CD28和CTLA－4都是存在于T细胞表面的跨膜糖蛋白，均为免疫球蛋白超家族中的成员，两者氨基酸具有高度的同源性，且都定位于人类染色体2q33区［12］。CD28/CTLA－4协同刺激信号是可以传递T细胞活化信号的受体蛋白。CD28分布于大多数的T淋巴细胞，活化的T淋巴细胞CD28的表达增加。人外周血中CD4+T细胞和CD8+细胞均可以表达CD28。CTLA－4主要表达于T杀伤细胞表面，在同一类型的细胞表面CTLA－4的表达仅有CD28的2%一3%。在适应性免疫应答中CILA－4主要存在于细胞内，当疾病导致免疫失衡时细胞内储存的CTLA－4便聚集于细胞表面，发挥免疫调节作用［13－16］。

抗原递呈细胞(APC)上的B7分子是能与CD28/CTLA－4结合的配体，B7可分为B7－1(CD80)和B7－2(CD86)，它们有25%的氨基酸同源。B7－1和B7－2都能与CD28作用促进免疫反应，与CTLA－4结合下调免疫反应，产生免疫耐受。CD28在活化T细胞表面的表达与B7－2一致，CTLA－4在活化T细胞上的表达与B7－1的表达相一致。B7－1与B7－2相比在活化细胞表面的表达要少得多，但CTLA－4与B7－1的亲和力要高于CD28与B7－2亲和力的10－20倍。CD28主要与B7－2作用可上调免疫反应，促进变态反应性疾病的发生与发展。CTLA－4主要与B7－1结合形成特定信号复合体，在下调免疫反应及免疫耐受的维持中发挥作用。

CD28在免疫反应中可以促进T淋巴细胞增殖、分化，还可以通过调节Th0型淋巴细胞向Th1和Th2型淋巴细胞的分化，影响Thl/Th2细胞亚群的比例(主要导致Th2细胞占优势)，Th2细胞所分泌的lL一4和IL－5等细胞因子可促进B细胞增殖、分化和特异性抗体IgE的生成。而且CD28还可以介导释放特殊趋化因子使T细胞移行到炎症部位发挥作用。

CTLA－4下调免疫反应的作用机制有两个:1)CTLA－4可将负性信号传递给T淋巴细胞，2)CTLA－4可将B7分子扣留在APC上。CTLA－4在免疫反应中主要是抑制T淋巴细胞增殖、分化，它也是通过调节Th0型淋巴细胞向Th1和Th2型淋巴细胞的分化，影响Thl/Th2细胞亚群的比例(主要针对炎症反应时占优势的Th2细胞)，阻止Th2因子的产生及其受体的表达。CTLA－4还可以抑制细胞毒性T细胞的功能［17］。因此CTLA－4在T细胞稳态及免疫耐受的维持中发挥重要作用。

3 CD28/CTLA－4在支气管哮喘免疫中的作用

CD28与B7结合可增加哮喘患者外周血及肺部淋巴细胞尤其是T淋巴细胞的产生，影响Th0型淋巴细胞向Th1和Th2型淋巴细胞的分化，使Thl/Th2亚群数目和(或)功能比例失衡(Th2亚群占优势)，还可使哮喘患者支气管肺泡灌洗液中Th2细胞所产生的细胞因子(lL一4、IL－5、IL－6、IL一13和GM—CSF)增多。Th2细胞可增强B细胞介导的体液免疫应答，Th2细胞所产生的细胞因子可诱导IgE的生成和嗜酸性粒细胞的活化，从而参与哮喘的炎症反应。综上所述CD28与B7作用可引起或加重哮喘的气道炎症，气道高反应性，阻断此途径可以通过影响淋巴细胞及细胞因子的产生，纠正Thl/Th2亚群数目和(或)功能比例失衡，在哮喘的防治中发挥重要作用［18］。

CTLA－4与B7相互作用可以抑制哮喘患者淋巴细胞的扩增及活化，它通过限制CD4+T细胞的克隆增殖从而达到调节细胞内部平衡、发挥抑制哮喘患者的炎症反应。CTLA－4也可以通过对Thl/Th2亚群数目和(或)功能比例的调节，其中主要是对在哮喘变态反应中发挥重要作用的Th2细胞产生负性调节，抑制能够促进哮喘患者炎症反应的Th2因子的产生，从而在哮喘患者外周免疫耐受的维持中发挥重要作用。CTLA－4通过阻断IL－2的基因转录从而抑制CD3/CD28诱导IL－2mRNA聚集，影响细胞因子IL－2的生成及作用发挥，从而降低哮喘气道炎症及气道高反应性。CTLA－4也可通过阻止细胞周期蛋白cyclin D3和cyclin依赖激酶cdk4/cdk6的产生，使T细胞增殖停留在G1期［19］，抑制T细胞的克隆增殖，抑制哮喘的免疫应答。

正常人生理状态下Th1/Th2亚群处于一种总体上的平衡状态，CTLA－4负性共刺激信号更倾向作用于Th1类细胞亚群。而在哮喘病理状态下，Th2因子分泌亢进，作为机体的保护性反应，CTLA－4/B7抑制性信号主要对占优势的Th2类细胞亚群发挥作用［20］。

记忆T细胞与初始T细胞相似，亦处于细胞周期的G0期，但存活期长，与效应T细胞相似，可向外周炎症组织迁移，介导再次免疫应答。记忆T细胞接受抗原刺激后可迅速活化，并分化为记忆T细胞和效应T细胞，效应T细胞参与哮喘等疾病的免疫应答。CTLA－4可调节记忆T细胞反应，在抗原刺激阶段阻断CTLA－4参与，可成比例地扩增记忆T细胞池。因此，CTLA－4通过调节记忆性T细胞在哮喘的免疫反应中发挥着重要的作用。

谢正福［21］等人关于哮喘患者可溶性细胞毒性T淋巴细胞相关抗原－4的测定结果表明，小部分正常人的血清中可以检测到可溶性细胞毒性T淋巴细胞相关抗原－4(sCTLA－4)，而哮喘患者血清sCTLA－4水平显著增高。血清sCTLA－4浓度与外周血淋巴细胞数存在正相关，但与中性粒细胞，嗜酸性粒细胞或单核细胞数则无相关性。提示sCTLA－4可能在哮喘发病机制中发挥重要的调节作用，哮喘患者血清中sCTLA－4有可能来源于淋巴细胞。sCTLA－4可与CD28/CTLA－4竞争性地结合B7分子，干扰B7－CD28/CTLA－4协同刺激通路，从而在哮喘免疫调节中发挥重要作用［22－23］。

4 总结与展望

哮喘的病因复杂，受遗传因素和环境因素的双重影响，而哮喘的发病机制主要是免疫学异常。目前关于哮喘的免疫治疗有特异性和非特异性两种。特异性免疫疗法有脱敏疗法和季节前免疫法，但是哮喘的致敏原多且常常不是单一致敏原所致。非特异性免疫疗法主要是注射卡介苗、转移因子、疫苗等生物制剂抑制哮喘变态反应的过程，常有较为严重的不良反应。本文指出了哮喘的免疫学改变主要是致敏原与抗原递呈细胞结合激活T细胞，活化的T细胞产生多种细胞因子参与哮喘的炎症反应。介绍了CD28/CTLA－4的结构、功能及作用机制，并且系统地阐述了CD28/CTLA－4在哮喘免疫应答中的作用。指出通过对共刺激分子CD28/CTLA－4在哮喘免疫中作用的深入研究，可以通过干预B7－CD28/CTLA－4协同刺激通路，阻断免疫应答的激活信号，诱导免疫耐受的产生，影响T细胞的增值、活化，维持Th1/Th2亚群数目和(或)功能比例平衡，从而在哮喘发病早期阻止变态反应的发生与发展，为哮喘提供一种新的治疗方法。

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