程序性细胞死亡-1与系统性红斑狼疮的相关性研究

窦莹莹 李英楠

哈尔滨医科大学附属第二医院风湿免疫科，黑龙江哈尔滨 150086

程序性细胞死亡-1与系统性红斑狼疮的相关性研究

窦莹莹 李英楠

哈尔滨医科大学附属第二医院风湿免疫科，黑龙江哈尔滨 150086

程序性细胞死亡-1（programmed cell death-1，PDCD-1）分子是一种重要的下调型共刺激因子，通过与其配体的作用而发挥免疫抑制功能，主要参与细胞的中枢及外周免疫耐受，在自身免疫性疾病中起重要作用。系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是自身免疫疾病的原型，是机体丧失了正常的免疫耐受平衡，淋巴细胞异常活化，不能正确识别自身组织导致疾病发生。近年来众多研究发现PDCD-1的多态性与SLE的发展有关，因此，本文就近年来关于PDCD-1与SLE相关性的研究进展作一综述。

程序性细胞死亡-1；系统性红斑狼疮；自身免疫病；免疫调节异常

系统性红斑狼疮（systemic lupus erythematosus，SLE）是一种弥漫性、全身性非器官特异性自身免疫疾病，以T、B淋巴细胞异常活化，机体产生大量致病性自身抗体为主要特征。患者体内丧失了正常的免疫耐受平衡，淋巴细胞异常活化，不能正确识别自身组织导致免疫病理损伤而引起组织器官功能障碍，最终因一个或多个器官衰竭而死亡。

程序性细胞死亡-1（programmed cell death-1，PDCD-1）是一种新近发现的CD28免疫球蛋白超家族新成员，相对分子质量为55 000的Ⅰ型跨膜糖蛋白，与CTLA-4（cytotoxic T-lymphocyte antigen-4）有23%的相同氨基酸序列[1]，是一种重要的下调型共刺激因子。PDCD-1基因是一种非人类白细胞抗原基因，位于染色体2q37.3，并在自身免疫性疾病中起重要作用[2]。

1 SLE的免疫发病机制

SLE被公认为自身免疫病的原型，其病因及发病机制至今尚未完全阐明。一般认为细胞免疫调节功能的紊乱在SLE疾病的发生、发展中占主导地位，大多数研究已显示SLE患者T淋巴细胞各功能亚群存在失衡现象[3]。近年来，对SLE患者的免疫病理机制研究多集中在免疫机制的异常反应探讨，特别是细胞免疫功能在参与调控机体免疫自稳和免疫病理损伤中的作用、T淋巴细胞及其亚群在以上免疫效应过程中的角色和效应路径。

T淋巴细胞的活化为双信号依赖性，即TCR/CD3复合物与MHC/多肽识别的第一信号与共刺激分子对提供的第二信号共同活化T淋巴细胞，任一信号的缺乏或传导异常均可致T淋巴细胞克隆无能或发生凋亡。因此，T淋巴细胞表面共刺激分子表达和信号传导在自身免疫性疾病的免疫紊乱和免疫损伤中有着重要作用。根据共刺激分子的分子结构，现对参与T淋巴细胞活化的表面共刺激分子分为重要的三大家族：①免疫球蛋白超家族：如促进T淋巴细胞活化的正性调节分子 CD28，可诱导共刺激分子（inducible costimulators，ICOS），CD28为T淋巴细胞上构成性表达，而ICOS为活化后诱导性表达；抑制T淋巴细胞活化的负性调节分子CTLA-4、PD-1（programmed death-1），该两种分子均为活化后诱导性表达。该家族成员的配体均属B7分子家族成员，包括B7.1（CD80） 或 B7.2 （CD86），B7RP-1 （B7-related protein-1）和PD-L1或PD-L2分子[4]。②肿瘤坏死因子超家族：如促进T淋巴细胞和 B淋巴细胞共同活化 CD40L（CD154）、TRANCE、BAFF、CD70 和 CD30L（CD153），可构成性或活化后诱导性表达于APC或T淋巴细胞[5]。③肿瘤坏死因子受体超家族：如促进 T 淋巴细胞活化的 OX40 （CD134）、4-1BB（CD137）、CD30和CD27分子，均为细胞活化后诱导性表达，其配体分别为表达于APC或活化T、B淋巴细胞上的OX40L、4-1BBL、CD30L（CD153）和 CD70[5]。

2 PDCD-1的生物学功能

2.1 PDCD-1的结构及表达

PDCD-1分子是Ⅰ型跨膜糖蛋白，其相对分子质量为55 000，与CTLA-4同属于CD28免疫球蛋白超家族，二者的氨基酸序列有23%为相同序列[1]。其之所以命名为程序性死亡-1是因为被认为与细胞凋亡有关，最早的发现是通过削减杂交技术从小鼠处于凋亡状态的杂交瘤及造血祖细胞系克隆而得到[6]。PDCD-1基因是一种非人类白细胞抗原基因，位于染色体2q37.3，并在自身免疫性疾病中起重要作用[2]。PDCD-1的配体包括PD-L1和PD-L2两种，两者基因都位于染色体9q24[2]。PDCD-1及其配体都属于CD28：B7家族，PDCD-1包含免疫受体酪氨酸抑制基序（ITIM）和免疫受体酪氨酸转化基序（ITSM），它们表达于激活的T细胞、B细胞和髓样细胞[2]。PD-L1表达于T细胞、B细胞、巨噬细胞和非淋巴细胞；而PD-L2表达于激活的巨噬细胞、树突状细胞和髓源性肥大细胞[2]。PD-1/PD-L共刺激信号视机体的炎症程度、免疫状态和遗传背景不同而激活或抑制，主要参与T细胞的中枢及外周免疫耐受。与其他CD28超家族成员相比，PD-1信号通路发挥着更广泛和复杂的免疫调节作用，与自身免疫病、肿瘤、慢性感染及炎症密切相关。PDCD-1与其配体结合后能抑制活化T细胞的增殖及细胞因子的产生（INF-γ、IL-10、IL-2 等）[2-7]。

2.2 PDCD-1与免疫调节

PDCD-1诱导性表达在被激活的T、B淋巴细胞上，与配体PD-L1和PD-L2相互作用后，导致T细胞停留于G0/G1期，这是通过向活化的T细胞传导抑制信号引起的，但不增加T细胞死亡率[8]。研究表明，PD-L1/PD-1信号途径在T细胞调节与保持耐受性方面起重要作用。PD-L-PD-1信号对机体免疫自稳的维持起重要作用，可防止免疫损伤的过度发生及自身免疫性疾病的发生，这些作用是通过负性调控淋巴细胞的增殖而实现的，可双重抑制免疫反应（即抑制免疫反应的起始部位及效应部位）。

在动物模型中显示PDCD-1基因的缺乏将导致狼疮样疾病或扩张性心肌病的发生[9-10]。在有免疫豁免的小鼠的眼前房，笔者发现PDCD-1、PD-L1和PD-L2的mRNA和蛋白质的表达都升高，而CD+PD-1+T细胞表面的特异性抗原活性受限制[11]。这些结果表明，PDCD-1及其配体参与免疫应答的调控。PD-1和PD-L信号途径既影响中枢耐受机制，也影响外周耐受。PD-1表达在胸腺细胞上，无论在阴性选择的中枢耐受及阳性选择的中枢耐受中PD-1都有着十分重要的作用[12]。

NOD小鼠模型中，当PD-1或PD-L1缺陷，而PD-L2正常时，可发生自身免疫性糖尿病（快速进展型），以及更多的CD4+T细胞和CD8+T细胞产生IFN-γ和TNF[13]。因此，PD-1配体（即PD-L1及PD-L2），特别是PD-L1发挥的作用，主要由发生炎症的状态及T细胞活化的阶段而决定是发挥协同刺激作用还是发挥协同抑制作用；PD-L特别是PD-L1在自身免疫反应的初始阶段，可对淋巴结中的天然自身反应性T细胞提供正信号，此信号途径并不是通过PD-1受体传递，而可能是通过天然T细胞表达的受体传递。总之，PD-L-PD-1信号途径，既调节外周耐受的诱导，又调节外周耐受的维持。

3 PDCD-1与SLE的相关性

PDCD-1分子在外周耐受的维持中发挥了重要的作用，因而PDCD-1可作为一个负性调控免疫反应的分于而参与自身免疫性疾病的发病过程。这一点已通过在有不同遗传背景的PD-1基因敲除小鼠中得到证实。研究表明，PDCD-1基因的多态性与多种自身免疫性疾病有关，包括SLE[14]、类风湿关节炎（RA）[15]、Ⅰ型糖尿病[16]、多发性硬化症[17]、强直性脊柱炎（AS）[18]和 Graves病（GD）等[19]。

Nishimura等[20]首先研究发现了PD-/-小鼠与SLE关系。该研究中心发现C57BL/6PD-/-小鼠可以发展为狼疮样肾小球肾炎（其特征表现为肾小球内IgG3和C3沉积）和狼疮样关节炎。以后随着研究的深入，逐渐发现了PD-1基因多态性与SLE易感性有关，以及PD-1在SLE的发病机制中发挥着重要作用。

PDCD-1是一种重要的负调节型共刺激因子，在瑞典和冰岛的SLE个体和家族中发现其基因的7个单核苷酸多肽性 （SNP），其中一个 SNP PDCD-1.3A可能使转录因子PUNX-1与DNA的结合位点发生了改变，从而使PDCD-1的转录发生了改变，PDCD-1的表达下调使自身耐受丧失，从而使淋巴细胞长期处于超敏感而发生SLE[17]。有研究证明，PDCD-1在SLE患者外周血单个核细胞的表达较正常人明显减少，导致PDCD-1-PD-L1/PD-L2途径缺陷，对CD8+T细胞、B淋巴细胞的活化缺乏抑制效应，导致自身免疫耐受丧失，产生自身抗体和炎性细胞因子。Liu等[21]研究发现，在SLE患者外周血中，CD3+PD-1+T细胞和CD19+PD-1+B细胞的百分数都明显高于对照组，并且CD19+PD-L1+B细胞和CD14+PD-L2+单核细胞的百分数也同样高于对照组。但该研究也发现在体外经培养的外周血单个核细胞（SLE患者和正常对照组），用PD-1单抗或抗PD-L单抗拮抗后，外周血单个核细胞分泌的细胞因子如IL-2、IFN-γ和IL-10等无差别[21]。

PDCD-1的多态性与SLE的相关性有各种不同的报道，Lee等[22]对PDCD-1多态性与SLE种族人群的相关性进行了Meta分析。在这个分析中有15个个体，其中有9个欧洲人，2个拉丁美洲人，2个非洲人，1个亚洲人及1个国籍未知的参与者。分组讨论分析，PDCD-1.3A等位基因与拉丁美洲人的SLE显著相关，与欧洲人和北非人的SLE无关。PDCD-1.5C等位基因是欧洲人SLE患者的危险因素。总之，这个分析显示，PDCD-1.3A等位基因与欧洲人的LN及拉丁美洲人的SLE有关，PDCD-1.5C等位基因与欧洲人SLE有关。

虽然早在1999年就发现PD-1在SLE的发病机制中可能有十分重要的作用，但至今也未弄清PD-1在SLE中的生物学作用。CD4+PD-1+T细胞可能在SLE患者病情进展中起着重要作用，但需要更多研究来发现PD-1和PD-L信号途径在SLE发病机制中的作用，从而为SLE的治疗提供新思路。美国Medarex公司已研发出重组人类PD-1抗体，已被FDA批准用于早期临床试验，用于治疗癌症、丙型肝炎和HIV患者[23]，随着研究PD-L-PD-1途径的深入，更有助于了解自身免疫性疾病和肿瘤的发病机制，并为其治疗提供新的策略。因此，PDCD-1及其配体的研究对多种自身免疫性疾病的防治提供了新的发展前景。

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Correlational research between programmed cell death-1 and systemic lupus erythematosus

DOU Yingying LI Yingnan
Department of Rheumatology,the Second Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Heilongjiang Province,Harbin 150086,China

Programmed cell death-1 (PDCD-1)molecule is an important down-regulated costimulatory molecule,which plays a role of immuno-suppressive function through its ligand.It mainly involves in the central and peripheral immune tolerance of T lymphocyte,and it plays an important role in autoimmune disease.Systemic lupus erythematosus(SLE)is a kind of autoimmune disease,it will develop when the body loses normal immune tolerance balance,and lymphocyte which is activated abnormally cannot recognize autologous tissue correctly.In recent years,many studies have found that the polymorphism of PDCD-1 is related to the development of SLE,therefore,this article reviews a recent research progress about the relationship between the PDCD-1 and SLE.

Programmed cell death-1;Systemic lupus erythematosus;Autoimmune disease;Immune dysregulation

R593.24

A

1673-7210（2012）08（b）-0019-03

窦莹莹（1985-），女，山东青岛人，2009级在读硕士研究生；研究方向：系统性红斑狼疮发病机制。李英楠（1973-），女，黑龙江绥化人，博士，副教授，副主任医师；研究方向：内科学风湿病。

2012-04-17 本文编辑：卫 轲）