稳定自然杀伤T细胞相关的哮喘发病机制及iNKT细胞为靶向的哮喘治疗进展
2012-01-24李浩嫙
辛 琪 李浩嫙
(中国医科大学,辽宁 沈阳 110000)
过敏性哮喘是一种由吸入外源性过敏原导致呼吸道黏膜过度免疫反应的复杂炎症性疾病。其炎症状态的特点是由气道高反应导致的呼吸道黏膜大量的嗜酸粒细胞、淋巴细胞以及肥大细胞浸润,并伴随着Th2细胞因子(IL-4、IL-5、IL-13)参与的T细胞、B细胞、嗜酸粒细胞及肥大细胞的募集和激活过程。
稳定自然杀伤T细胞(iNKT)已经被证明在过敏性气道炎症的动物模型及哮喘患者的体内起到加强Th2反应的作用。本篇综述将概述iNKT细胞在哮喘病理生理方面作用的研究进展,提出利用糖脂配体及CD1d结合性脂质拮抗剂作用于iNKT细胞来治疗哮喘这一可能途径。
1 iNKT细胞——多潜能免疫调节因子
iNKT细胞是一种独特的具有进化保守性的T淋巴细胞,同时表达T细胞受体(TCR)和NK细胞受体(即鼠NK1.1、Ly49NK、人类CD161)。iNKT细胞通过稳定的TCR-α链(小鼠Vα14-Jα18,人类Vα24-Jα18)识别糖脂抗原,与TCR-β链通过一组限制性的Vβ基因相关联。
2 iNKT细胞与糖脂抗原
iNKT细胞内存在内源性和外源性两种糖脂配体,分别为内源性的iGb3和外源性病原微生物。iNKT细胞在体内连续暴露于内源性的脂质抗原(溶酶体糖脂鞘磷脂和iGb3)而被预激活,并一直保持这一状态,通过如IL-12和Toll样受体配体等环境刺激而快速产生调节性细胞因子,在MHCⅠ样分子及CD1d的辅助下直接识别外源性糖脂抗原,特异性的激活传统T细胞以控制整个免疫应答。
3 iNKT细胞与AHR相关哮喘通路的建立
目前针对小鼠哮喘模型NKT细胞的研究已经获得显著进展,Matangkasombut[1]等对猕猴这种非人灵长类动物模型进行的实验也为活化的NKT细胞直接引起AHR提供了证据,NKT细胞在哮喘患者体内的研究也证明了其与哮喘发生的必然关系。至今,已有充足研究证明哮喘患者的肺泡灌洗液和支气管内膜活检显示了NKT细胞的存在,哮喘患者肺内NKT细胞的水平升高而正常个体肺内NKT细胞保持在不可检测的低水平。
iNKT细胞以外源性过敏原依赖与非依赖的两种方式调节细胞因子大量分泌,导致Th1/Th2失衡而诱发AHR等于哮喘发生具有密切关系的病理变化。
Vα24-iNKT细胞在过敏性哮喘CCR9高度表达的同时经外周血产生。CCR9通常表达在黏膜上,并定植于淋巴细胞。在无症状或类固醇治疗有效的情况下,CCR9-iNKT在外周血中呈低水平或明显的降低趋势,而哮喘患者支气管黏膜可检测到CCR9-iNKT细胞的大量聚集。CCR9的配体CCL25可以促进过敏性哮喘患者肺内CCR9表达iNKT细胞。CCL25/CCR9相互作用,诱导表达在iNKT细胞上CD226的磷酸化,活化iNKT细胞发挥生物学功能。
Akbari[2]等人指出,在经αGC加载的CD1d四聚体的识别下,中重度持续性哮喘患者体内60%的T细胞是具有稳定的T细胞受体的Vα24-iNKT细胞。支气管活检样本检测揭示所有哮喘患者的固有层淋巴细胞均有CD4和Vα24稳定T细胞受体的表达,肺泡灌洗液中大部分则是细胞。支气管哮喘患者肺内通过iNKT细胞循环中CCR9的选择性诱导效应来选择性的招募细胞产生的Th2细胞因子IL-4和IL-13。
CD4+-iNKT细胞与传统的CD4+T细胞表达一部分相同的表型,在某种程度上是不易区分的。利用辐照后的抗原提呈细胞在外源性抗原缺乏及IL-2存在的环境下对人类iNKT克隆株进行培养,iNKT细胞发挥了选择性产生IL-5的现象,这揭示了iNKT在引发嗜酸粒细胞浸润过程中的直接作用。
4 iNKT细胞靶向过敏性哮喘的治疗
4.1 α-半乳糖酰基羟胺醇(αGC)
αGC是目前发现的对iNKT细胞最有效的外源性糖脂抗原,其免疫调节活性已经被应用于基于免疫的治疗性干预。另外,由于保守TCR的存在,及其在个体中广泛的分布、提供多种细胞因子的巨大能力,如果对αGC结构进行修饰,正确处理iNKT细胞的多效性,iNKT细胞很有可能成为自身免疫性疾病、肿瘤及感染性疾病免疫疗法的新靶点。
在致敏小鼠第一次抗原激发前单独应用静脉或鼻腔αGC注射可以阻止气道高反应和气道嗜酸细胞聚集,减少肺泡灌洗液中IL-4和IL-5的水平以及血清中卵白蛋白特异性IgE的水平[3]。通过αGC腹腔内注射的方法使IL-13及杯状细胞增生的现象也得到了抑制[4]。αGC的这种治疗作用与肺泡灌洗液中细胞因子从Th2向Th1的转变相关,在抗原激发前应用αGC治疗可以对典型哮喘症状的发生起到预防性保护作用。
然而,鼻腔注射αGC同时也具有促进AHR产生的副作用。αGC重复暴露的小鼠可以通过降低IFN-γ的水平诱导Th2极化,在过敏原致敏条件下连续应用αGC事实上提高了血清中抗原特异性IgE的水平,恶化了嗜酸细胞的肺部浸润。另外,在鼻腔使用αGC本身也可刺激诱发AHR,促进嗜酸细胞浸润,提高IgE的水平并且促进Th2细胞因子的产生。
4.2 CD1d结合性脂质拮抗剂(DPPE-PEG)
DPPE-PEG是一种CD1d结合性脂质拮抗剂,对iNKT细胞依赖的AHR具有明显的抑制作用。DPPE-PEG不仅是αGC有效地抑制剂,还可以与αGC竞争性的结合CD1d,直接阻断αGC诱导的细胞外调节激酶的磷酸化,抑制TCR的信号转导和iNKT细胞活化。
Vincent Lombardi[5]等人对卵白蛋白致敏的过敏性哮喘动物模型进行DPPE-PEG治疗性研究得到,单独应用DPPE-PEG有效抑制了气道嗜酸细胞性炎症的形成,降低了嗜酸粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞的水平;αGC刺激iNKT细胞分泌细胞因子这一过程明显受到不同浓度DPPE-PEG的抑制;iNKT细胞对卵白蛋白特异性MHCⅡ依赖的Th2反应作用微弱。
在关注iNKT为靶向的哮喘治疗所存在的潜在风险的同时,我们应着力探索更多如DPPE-PEG等疗效更好,副作用更少的αGC替代物,iNKT细胞糖脂抗原所具备的多效性将为过敏性哮喘提供更多可行的治疗方法。
[1]Matangkasombut P,Pichavant M,Yasumi T.Direct activation of natural killer T cells induces airway hyperreactivity in nonhuman primates[J].J Allergy Clin Immunol,2008,121(5):1287-1289.
[2]Akbari O,Faul JL,Hoyte EG,et al.CD4+ invariant T-cell-receptor+natural killer T cells in bronchial asthma[J].N Engl J Med,2006,354(11):1117-1129.
[3]Hachem P,Lisbonne M.αGC-induced iNKT cells suppress experimental allergic asthma in sensitized mice: role of IFN-gamma[J].Eur J Immunol,2005,35(10):2793-2802.
[4]Matsuda H,Suda T,Sato J,et al.alpha-Galactosylceramide,a ligand of natural killer T cells,inhibits allergic airway inflammation[J].Am J Respir Cell Mol Biol,2005,33(1):22-31.
[5]Lombardi V,Stock P,Singh AK.A CD1d-Dependent Antagonist Inhibits the Activation of Invariant NKT Cells and Prevents Development of Allergen-Induced Airway Hyperreactivity[J].J Immunol,2010,184(4):2107-2115.