CD40/CD40L与系统性红斑狼疮的相关性研究进展
2012-01-23赵俊芳李桂珍赵宏丽
赵俊芳,李桂珍,赵宏丽
(天津市中医药研究院附属医院,天津 300120)
系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是一种可累及多系统、多器官的典型的自身免疫性疾病。该病的发病率和致残率己成为一个全球性的健康问题。SLE以显著的T、B淋巴细胞异常活化,产生致病性自身抗体为特征,此过程中B细胞功能的改变具有重要意义。CD40/CD40L这对免疫细胞间的共刺激分子参与和介导了B细胞活化、增殖、抗体产生及免疫球蛋白类别转换等[1]。许多研究表明CD40/CD40L异常表达在SLE的发病中起到非常关键的作用,而抗CD40L对SLE的治疗也很有意义[2]。本文对CD40/CD40L的生物学特性,CD40/CD40L在SLE发病中的作用及免疫治疗研究进展进行综述。
1 CD40/CD40L的生物学特性
CD40是分子质量为48~50 ku的Ⅰ型跨膜糖蛋白,属于肿瘤坏死因子受体超家族。CD40几乎表达于B巴细胞分化与发育的全过程,除此之外还可存在于许多造血和非造血细胞,如表皮和滤泡树突状细胞、单核细胞、巨噬细胞等[1]。CD40的配体CD40L(也称gp39、肿瘤坏死因子相关激活蛋白)为分子质量39 ku的Ⅱ型跨膜糖蛋白,属于肿瘤坏死因子家族成员,主要存在于活化的CD4+T细胞表面,亦少量表达于CD8+T细胞、B细胞及血小板表面。CD40及其配体CD40L是一对互补的蛋白质分子,两者相互作用介导的信号是B细胞在抗原刺激后活化、增殖、免疫球蛋白产生、特型转换、生发中心形成和记忆性B细胞的关键[3]。表达在CD4+T细胞表面的CD40L与B细胞表面的CD40结合后,可以使B细胞避免Fas引起的凋亡;上调活化T细胞表面共刺激分子B7-1和B7-2的表达量;诱导免疫球蛋白的同型转换;诱导B细胞进行阴性选择[4]。CD40L与抗原递呈细胞(包括树突状细胞和单核/巨噬细胞)表面CD40结合,对细胞免疫不同时相的免疫应答起调控作用。CD40-CD40L的相互作用被喻为介导抗原递呈细胞和T细胞参与免疫应答的开启者。CD40分子的信号传导在不同的细胞可产生不同的效应,可为正性调节即导致细胞增殖或分化,也可为负性调节即导致细胞抑制或凋亡[1]。因此CD40分子介导的信号在细胞的生长、发育和分化,特别是在免疫反应的调节中有着极其重要的作用。目前,CD40/CD40L是自身免疫性疾病、血液系统疾病、肿瘤等研究领域的重要分子之一。
2CD40/CD40L与SLE
SLE是自身免疫介导的、以免疫性炎症为突出表现的弥漫性结缔组织病。SLE的发病机制复杂,至今仍未完全阐明,现普遍认为免疫调节在SLE发病中起重要作用,其中以T、B细胞的过度激活,产生T细胞依赖性自身抗体以对自身抗原的多重特异性反应为突出特征,特别是针对细胞浆内蛋白和核酸复合物以及细胞核内颗粒产生的抗体。在SLE,导致病理性免疫复合物形成的自身抗体的产生过程中,B细胞的激活及抗核抗体多克隆激活所针对的自身抗原和自身抗原特异性辅助性T细胞等起着重要作用。Th细胞是通过CD40/CD40L交联作用于B细胞,诱导其活化、增殖及抗体的产生,CD40/CD40L途径参与了狼疮中B-B细胞的自主相互作用,也参与了T-B细胞间的双向相互作用,其对生发中心的形成、生发中心B细胞增殖、分化成记忆B细胞、二级生发中心结构的形成都有着重要作用。
Oxer等[5]研究发现,SLE患者T细胞表达高水平的CD40L,且表达期明显延长,Ciferská等[6]发现SLE患者血清中有高水平的可溶性CD40L,其滴度与疾病严重程度相关,也有一些研究表明活动期SLE患者外周血B细胞CD40表达高于缓解期病人及正常对照[7]。狼疮性肾炎(lupus nephritis,LN)患者肾组织CD40/CD40L表达显著上调,而且与疾病活动性相关,从临床角度提示CD40信号在LN免疫及炎症发病机制中可能发挥作用。其机制可能为:CD40/CD40L表达的增高促进了T、B细胞的激活和生存,使自身抗体的产生增加,促进了SLE的发展[8]。弓娟琴等[9]采用反转录酶-聚合酶链反应(reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术对刚分离的、未经任何刺激的外周血单一核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中 CD40/CD40L信使核糖核酸(messenger ribonucleic acid,mRNA)的水平进行了检测。结果表明活动期SLE CD40L mRNA表达的阳性检出率和平均表达水平均明显高于正常对照组,其中4例活动期SLE患者经糖皮质激素治疗3~6个月后、在疾病的稳定期再次检测了PBMC中CD40/CD40L mRNA的表达水平,结果CD40配体表达水平明显降低或不表达,而CD40的表达水平则无明显变化。另外,有研究表明,活动期SLE患者B细胞表达CD40的比例及强度和患者血清抗dsDNA抗体浓度呈正相关,与SLE疾病活动指数(disease activity index,DAI)明显相关;而在缓解期SLE患者,B细胞表达CD40的比例和强度与血清抗dsDNA抗体水平无相关性[7],说明SLE患者CD40的表达水平可望成为临床判断病情活动性的一个指标。
国内外学者对SLE患者外周血B细胞CD40的表达是有争议的,Ciferská等[6]也通过流式细胞仪技术测定了SLE患者及正常人外周血B细胞CD40的表达,认为两者差异并无统计学意义,这可能与他们并没有把SLE患者根据活动性评分进行分组有关。
3 抗CD40L与SLE治疗
由于CD40/CD40L共刺激分子途径控制抗原依赖性抗体的产生,并且参与SLE的发生发展。因此,阻断CD40/CD40L间的相互作用,能够阻止T细胞的活化及依赖T细胞抗原的B细胞的应答,减少自身抗体的产生,同样有望成为一种免疫抑制疗法,且该方法与抗原特异性的治疗不同,其它可以阻止所有T细胞调节抗体的产生,在诸如SLE这些抗体特异性多样性疾病中应该是行之有效的。
有研究表明,活动期SLE患者PBMC与CD40L单克隆抗体一起孵育时,抗ds-DNA抗体和抗核小体抗体的产生明显下降。在3个月龄SNF1狼疮鼠,应用抗CD40L单抗治疗(250 μg,腹腔内注射共3次),6个月后仍未发生肾脏病变,而对照组多在6~12个月内发展为爆发性LN;其12个月时LN的发生率亦较低;进一步研究表明,此作用系由于抗CD40L单抗特异性阻断致病性的DNA特异性T细胞株对B细胞的激活,使其产生DNA抗体的能力明显减弱,且可持续长达 9个月[2]。Cordeiro等[10]应用抗 CD40L抗体 200 μg腹腔注射NZB/WF1狼疮鼠,每2周1次共6个月,实验鼠血清抗ds-DNA抗体滴度下降,蛋白尿减轻,肾小球大小和数目正常,未见IgG沉积,生存期延长。Kalled等[14]应用抗CD40L抗体进行持续治疗已发生狼疮性肾炎的5个月龄SNF1鼠,在7.5个月时,所有对照组小鼠(注射仓鼠免疫球蛋白)均死亡,治疗组全部存活,其蛋白尿水平低于对照组,同时肾小球病变不明显,说明长疗程抗CD40L治疗可延长生存期,减轻肾炎症状。国外研究者在狼疮性肾炎的小鼠模型中发现:这些小鼠在尚未出现自身免疫性疾病症状的前期,脾脏中有大量的CD40L+T细胞,这时应用抗CD40L抗体进行治疗可以推迟严重肾炎的发作[12]。Kalled等[11]在研究中揭示抗CD40L抗体的给药时机和剂量是至关重要的。如果在应用抗体治疗之前肾脏损害已经非常严重,则病变是不可逆的:如果在中期肾炎的小鼠中首先给予高剂量的抗体,然后再给予一有效的维持剂量,则肾脏功能能够完全恢复。他们认为这是因为抗CD40L可以抑制介导肾脏纤维化的关键调节因素,诸如胶原的沉积等。
由于动物实验中抗CD40L抗体治疗的有效性,目前已有相关研究进入临床试验。Amoura等[13]研究了抗CD40L的单克隆抗体IDEC-131在人SLE患者中的作用。IDEC-131由人IgG1的重链、κ轻链和小鼠的互补决定区组成。在一期临床研究中发现SLE患者对该种单克隆抗体具有良好的耐受性与安全性。5例SLE患者接受0.05、0.25、1.0、5.0或者15.0 mg/kg的静脉注射,随访3个月,所有患者都完成治疗,而且没有出现任何危及生命的不良反应。不良反应的绝大部分都是轻到中度,最常见的是恶心(43%)、头昏(39%)和头痛(26%)。在抗CD40L的单克隆抗体IDEC-131二期双盲临床试验中,在接受治疗的患者中未发现症状改善差异具有统计学意义。患者在16周中接受6次IDEC-131注射,剂量范围从2.5~10.0 mg,设立对照组,给予安慰剂。第20周根据SL EDAI评分进行效果评价,发现仅仅在接受最高剂量的患者中发现疾病有改善趋势,但是该趋势差异没有统计学意义。
抗CD40L单克隆抗体在动物试验中得到令人兴奋的结果,然而将动物实验的结果应用于人类,还有很漫长的路。
综上所述,CD40/CD40L系统在SLE的发生、发展中具有重要作用,对其深入研究有助于进一步了解SLE的发病机制,为免疫学治疗的临床应用提供指导作用。
[1]Urquizu-P adilla M,Balada E,Cortés F,et al.Serum levels of soluble CD40 ligand at flare and at remission in patients with systemic lupus erythematosus[J].J Rheumatol,2009,36:953-960.
[2]Wiesik-Szewczyk E,Lacki JK,Feleszko W,et al.Target therapies in systemic lupus erythematosus:current state of the art[J].Mini Rev Med Chem,2010,10:956-965.
[3]Ito D,Frantz AM,Williams C,et al.CD40 ligand is necessary and sufficient to support primary diffuse large B-cell lymphoma cells in culture:a tool for in vitro preclinical studies with primary B-cell malignancies[J].Leuk Lymphoma,2012,53:1 390-1 398.
[4]Kawabe T,Matsushima M,Hashimoto N,et al.CD40/CD40 ligand interactions in immune responses and pulmonary immunity[J].Nagoya J Med Sci,2011,73:69-78.
[5]Oxer DS,Godoy LC,Borba E,et al.PPARγ expression is increased in systemic lupus erythematosus patients and represses CD40/CD40L signaling pathway[J].Lupus,2011,20:575-587.
[6]Ciferská H,Horák P,Hermanová Z,et al.The levels of sCD30 and of sCD40L in a group of patients with systemic lupus erythematodes and their diagnostic value[J].Clin Rheumatol,2007,26:723-728.
[7]Néron S,Boire G,Dussault N,et al.CD40-activated B cells from patients with systemic lupus erythematosus can be modulated by therapeutic immunoglobulins in vitro[J].Arch Immunol Ther Exp(Warsz),2009,57:447-458.
[8]Schiffer L,Bethunaickan R,Ramanujam M,et al.Activated renal macrophages are markers of disease onset and disease remission in lupus nephritis[J].J Immunol,2008,180:1 938-1 947.
[9]弓娟琴,陈志强,贾国泉等.系统性红斑狼疮患者外周血单一核细胞CD40/CD40配体mRNA的表达[J].中华皮肤科杂志,2001,34(1):28-30.
[10]Cordeiro AC,Isenberg DA.Novel therapies in lupus-focus on nephritis[J].Acta Reumatol Port,2008,33:157-169.
[11]Kalled SL,Cutler AH,Ferrant JL.Long-term anti-CD154 dosing in nephritic mice is required to maintain survival and inhibit mediators of renal fibrosis[J].Lupus,2001,10:9-22.
[12]Yamada A.Lupus nephritis:Pathogenesis,pathophysiology,and therapy[J].Nihon Rinsho,2006,64:442-445.
[13]Amoura Z,Haroche J,Piette JC.Systemic lupus erythematosus:future therapeutic avenues[J].Rev Med Interne,2008,29:718-724.