调节性B细胞在慢性炎症疾病及自身免疫疾病的作用机制
2011-12-08中国医科大学110001李翠英
中国医科大学(110001) 孙 雪 曾 浪 孙 卓 李翠英
B细胞具有分泌抗体、抗原提呈、分泌免疫调节因子等作用,在免疫应答中主要产生正向调节作用。近期研究发现,自身免疫病小鼠部分B细胞通过分泌白细胞介素10(IL-10)等细胞因子,发挥负向免疫调节作用。这部分B细胞已被命名为调节性B细胞,下面对调节性B细胞在慢性炎症疾病和自身免疫疾病中的作用及可能机制做以初步探讨。
1 调节性B细胞的发现与来源
1996 年,Wolf等人在实验性自身免疫性脑脊髓膜炎(EAE)的模型中最先提出了B细胞的调节性功能的存在[1]。2006年,Mizoguchi等首次使用调节性B细胞的概念来定义这些具有负向调控功能的B细胞群体[2]。2008年,Yanaba等在研究小鼠 CHS模型时鉴定了一群CD5+CDldhi的调节性B细胞,发现这些B细胞能够抑制T细胞增殖和T细胞介导的炎症反应并具有抗原特异性[3]。
B细胞主要分为B1和B2两种细胞。B1细胞来源于胎儿的肝脏,在肠黏膜组织、胸膜和腹膜中表达丰富。B1细胞可分为Bla细胞(CD11b+CD5+)和B1b细胞(CD11b+CD5-)。B2细胞来源于骨髓,主要集中于次级淋巴器官。不成熟B2细胞(IgM+B220+)发育为过渡性B细胞1型(CD24hiCD21-B220+)和2型(CD24hiCD21+B220+),过渡性B细胞2型可分化为脾脏与淋巴结中的成熟滤泡性B细胞(CD24+CD21+B220+)和脾脏中的边缘性B细胞(MZB,CD1dhiCD21hi)。
调节性B细胞的来源和调控机制目前不是十分清楚。大部分研究者认为,调节性B细胞来源于边缘区B细胞(MZB)或B1细胞。Lenert和Watanabe等在系统性红斑狼疮(SLE)及CHS模型小鼠体内实验中认为调节性B细胞是来源于脾的MZB细胞(CD21hiCD23-)[4-5]。而 Mizoguchi等在炎症性肠炎模型中发现调节性B细胞与肠系膜淋巴结B细胞(CDl9+CD21hiCD24hiCD23+)的表型有类似之处[6]。另一种观点认为,正常小鼠体内的B细胞可抑制树突细胞对IL-10的分泌,同时抑制Thl细胞的活性。有研究认为,B1细胞也可能是调节性B细胞的来源之一[7]。还有研究也认为,脾 B10细胞与CD5+CD19+B220+Bla细胞表型有相似之处。因此,调节性B细胞很可能是上述两种细胞的活化形式。
2 调节性B细胞的调节机制
调节性B细胞通过分泌细胞因子或者与其他细胞直接作用等发挥其调控机制。在炎症疾病中,调节性B细胞通过分泌IL-10对机体起到保护性作用[8]。IL-10通过抑制T细胞向Th1细胞分化,影响树突状细胞分泌IL-6、IL-12等,从而影响Th1和Th17细胞的发育。调节性B细胞还能通过产生IL-10或CXCL13等降低专职APC的活性,抑制抗原提呈细胞的迁移。IL-10作为免疫抑制因子可以减少细胞表面MHCⅡ类分子的表达,下调肿瘤坏死因子从而抑制免疫应答[9]。此外,调节性B细胞还通过直接抑制病理性细胞(自身反应性T细胞和固有免疫细胞)的活性与功能进而抑制炎症。如果没有这些调节性B细胞的限制,病理状态下的T细胞很可能会过度扩增,进一步加重病情。
3 调节性B细胞在不同疾病中的调节作用及可能机制
3.1 调节性B细胞与炎症性肠病(IBD)IBD是一种器官特异性自身免疫性疾病,主要特点是肠道炎症和肠黏膜损伤。IBD的免疫功能紊乱包括两方面:一是克罗恩病(CD),由Th1途径介导,由Tregs调节;另一种是溃疡性结肠炎(UC),是由Th2途径介导形成组织破坏和炎性病变。
Mizoguchi等在炎症性肠炎模型小鼠体内发现,CD1dhi的肠系膜淋巴结B细胞可通过产生IL-10抑制肠道炎症反应[6]。在免疫缺陷(SCID)小鼠体内移植Gαi2KO(自发性IBD模型)小鼠的骨髓后会产生肠炎症状,并检测到 MZP、MZ、B1a细胞大量减少,表明在Gαi2KO肠炎小鼠体内MZ等发挥抑制效应的 B细胞的减少是致病的重要原因[10]。在IBD中,存在于肠系膜淋巴结(MLN)中的MZB细胞多克隆非特异性地分化为固有性调节性B细胞,发挥调节功能,在细菌特异性的刺激下,通过CD28-B7之间的介导,可产生调节功能更加强大的特异性调节性 B 细胞[11]。
调节性B细胞在小鼠炎症性肠病模型中表现出明显的调节作用,用体外移植成熟调节性B细胞治疗IBD,为以后炎症性肠病的治疗提供了新思路。
3.2 调节性B细胞与SLE SLE由B细胞介导的非器官特异性自身免疫性疾病,该病累及皮肤、关节、肾脏、肺、浆膜、心血管等多种器官系统,表现为B细胞过度增殖活化、产生多种自身抗体(以抗双链DNA抗体最为主要)。SLE模型中小鼠体内的调节性B细胞主要通过分泌IL-10来发挥免疫抑制作用,大量的IL-10可以抑制巨噬细胞和树突状细胞分泌IL-12,还可以抑制T细胞的增殖与分化,从而抑制正向免疫应答[4]。Blair等将由竞争性抗CD40抗体活化后的T2调节性B细胞转移到MRL/pr(SLE动物模型)小鼠体内,发现T2调节性B细胞可明显改善小鼠体内的肾病,提高小鼠的存活率[12]。
有学者通过对B细胞活化因子(BAFF)与SLE联系的探讨,发现BAFF基因表达的异常增多可以导致SLE,血浆中高浓度的BAFF蛋白能刺激B细胞分泌IL-10,进而参与免疫应答[13]。还有学者在研究SLE患者血清IL-10变化后推测,由于SLE患者相关DNA的低甲基化导致IL-10超表达[14],这为基因治疗SLE提供更多可能性。
3.3 调节性B细胞与感染 调节性B细胞在寄生虫感染过程中具有明显的抗炎作用[15]。与野生型小鼠相比,曼氏血吸虫感染的μMT小鼠显示出更强烈的Thl型反应。还有学者经研究发现,小鼠受寄生虫感染后,体内产生的调节性B细胞可以减少过敏气道炎症的发生[16]。
微生物感染后,B淋巴细胞可以促进机体的免疫应答由Th1型向Th2型转变,防止过强的Th1型反应对自身的危害。多种 TLR激剂,如 TLR2、TLR4、TLR5、TLR7、TLR8 和 TLR9 可刺激调节性 B细胞产生IL-10,抑制DC和巨噬细胞产生lL-12和TNF-α等促炎细胞因子,从而避免幼年鼠产生过度炎症[17]。在新生期小鼠天然免疫系统的研究中,有学者发现,体内的Ⅰ型干扰素通过增强B细胞分泌IL-10来控制新生小鼠的炎症反应[18]。多种研究表明,在抗病毒抗细菌及寄生虫感染的免疫应答中均存在抑制机体免疫反应的调节性B细胞。需要注意的是,在某些条件下,调节性B细胞可能通过抑制免疫反应反而延长感染时间。因此,调节性B细胞在病毒、细菌等感染过程中的调节作用还有待进一步研究。
3.4 调节性B细胞与肿瘤 调节性B细胞既可以通过抑制自身反应性T细胞活性来抑制自身免疫反应,又可以抑制细胞毒性T细胞的活性,进而下调抗肿瘤免疫。将肿瘤细胞与B淋巴细胞缺陷小鼠的脾细胞共同培养,CD8+T淋巴细胞和NK细胞会分泌IFN-γ,但如果在共培养时加入纯化的正常小鼠B淋巴细胞或者IL-10,则可以减少IFN-γ的分泌。肿瘤细胞可通过CD40/CD40L诱导调节性B细胞产生 IL-10,抑制 CD8+T细胞的活性,降低CD8+T细胞和NK细胞产生 IFN-γ的水平[19]。调节性B细胞还可以通过CD40/CD40L作用于T细胞,抑制T细胞增殖。
目前,B细胞消除可为肿瘤免疫治疗提供有益作用,但如果能特异性去除调节性B细胞可能会更有效地增强抗肿瘤免疫反应,在肿瘤治疗方面有广阔前景。
3.5 调节性B细胞与其他疾病 除上述疾病,调节性B细胞还参与很多其他自身免疫性疾病及炎症性疾病过程,Matsushita等的细胞转移实验已经证实,多发性硬化症(MS)小鼠模型中分泌IL-10的调节性B细胞细胞对小鼠体内的炎症反应具有抑制作用[20]。将胶原诱导性关节炎 (CIA)小鼠本身的调节性B细胞直接分选后输入关节炎小鼠体内能产生显著的抑制疾病效果[21]。Rowe等发现,骨髓移植后的MT小鼠比野生型小鼠的早期移植物抗宿主反应增强,说明调节性B细胞可在移植物抗宿主病(GVHD)中发挥负性调节功能[20]。同种疾病模型下,B细胞的缺失与长期免疫缺陷导致的后期感染有关,对后来的慢性GVHD影响较大[22]。
4 研究前景
调节性B细胞在自身免疫与慢性炎症性疾病、抗微生物寄生虫感染、抗肿瘤、移植排斥等方面均表现出一定的调节作用。目前临床上主要通过药物或者抗体以减少幼稚B细胞的数量来降低引起排斥反应的抗体浓度,以达到抑制排斥反应产生和诱导免疫耐受的目的[23]。利用调节性B细胞治疗疾病,主要应用于免疫过度状态下,如过敏反应、自身免疫病、移植物抗宿主病等。增强或抑制调节性B细胞的作用,可抑制有害的免疫反应,增强机体免疫力。
虽然我们在调节性B细胞的研究中取得了很大的成就,但还有很多问题仍待解决,如调节性B细胞如何调控IL-10的生成?调节性B细胞发挥调控作用是否具有抗原特异性?调节性B细胞是否有特异的转录因子?类似的很多问题值得我们进一步思考和探究。
目前对调节性B细胞的研究主要集中在动物模型方面,而且由于调节性B细胞的比例极小,其纯化与扩增是将来应用方面的主要问题之一。通过对LSP或李斯特菌体内感染的B细胞分泌细胞因子表达水平的分析,发现转录因子Foxp1的表达抑制了B细胞炎性因子的分泌,但促进B细胞对IL-10的分泌,对B细胞负向免疫调控功能具有潜在的诱导作用。由此可以考虑利用Foxp1或其它因子刺激调节性B细胞分泌IL-10或直接利用IL-10抑制免疫过度等相关疾病[24]。
随着调节性B细胞研究的不断深入,对其机制、特性、作用的不断掌握,将使调节性B细胞在未来的临床诊治中起到重要的推动作用。
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