T细胞超抗原研究的进展

徐建名 陈素芬

[摘要] 为更新、更深刻及更全面认识T细胞超抗原（T-SAg）。本文查阅大量相关资料，并结合有关临床病例。对T-SAg特点、生物效应、发病机制及治疗走向重新作了全面综合性分析，其中加入了许多新观点，尤其是对T-SAg扰乱Th1/Th2平衡、CD28是超抗原产生效应的必须受体、嵌合超抗原受体可抑制其效应、修饰树突状细胞、免疫佐剂为SAgT细胞提供新表位等作详细阐述。这些为进一步研究与探讨T-SAg将起到重要作用。

[关键词] T-SAg；Th1/Th2；CD28；SAg抗体；树突状细胞；SAgT细胞表位

[中图分类号] R392[文献标识码] A[文章编号] 1673-9701（2012）32-0027-03

随着医学技术的发展，近年来T-SAg研究领域呈活跃的趋势，过去人们对T-SAg认识比较零散与浅显，有时即便对其某一方面有所研究，但也是孤立的，意义不大。故此，现在人们对T-SAg实质性特点、生物效应及致病机制还是不够全面深刻的理解。基于上述情况，本文更新、更深刻及更全面地对T-SAg进行综合性分析与研究。使人们对T-SAg有更好以及更深刻的认识，同时也为进一步研究与探讨T-SAg提供了一定的理论依据。现将综述扩展如下。

1 超抗原（SAg）概念

1989年，Marrack等人首次提出超抗原的概念；1996年，Sutkowski等在EB病毒中发现可以表达的超抗原成分[1]。随着医学发展以后超抗原（SAg）才被医学界认识。所谓超抗原（SAg）就是某些细菌或病毒产物具有强大的刺激（多克隆）T/B细胞活化的能力，故被称为超抗原（SAg）。现在我们谈的是T细胞超抗原，它的激活不需要提呈细胞的加工处理，其一端不与抗原肽结合槽结合而直接与APC膜上的MHCⅡ分子的非多态区外侧结合，另一端直接与TCR、BCR抗原结合凹槽外的部位（TCR的Vβ片段）结合，非特异性刺激T细胞克隆增殖。SAg也被认为是一类多克隆激剂。

2 分类

T细胞SAg分为TCRαβ 型和TCRγδ 型SAg。其中TCRαβ 型SAg又可分为外源性和内源性（医学免疫学 第二版 龚非力主编）。①TCRαβ 型SAg的外源性超抗源：主要是某些细菌毒素，包括金黄色葡萄球菌蛋白A（SPA）、肠毒素（SE）、A族链球菌M蛋白和致热外毒素M-C、关节炎支原体丝裂原（MAM）、小肠结肠类耶氏菌膜蛋白等。产生SAg已经扩大到革兰阴性细菌、支原体、病毒（内源性SAg）[2]。② TCRαβ 型SAg的内源性超抗源：病毒（主要是逆转录病毒）感染机体后，病毒DNA整合到宿主细胞DNA中可产生内源性SAg。如研究发现的小鼠乳腺病毒（MMTV）、EB病毒都发现了超抗原成分。

3 T-SAg的特性

T-SAg无须提呈细胞处理刺激大量T细胞激活，产生多种细胞因子，并使巨噬细胞及其他免疫细胞激活，同时也可诱导T细胞耐受，这些观点已知。以下所述是T-SAg一些新的特点。①T-SAg激活大量T细胞产生的细胞因子，主要是Th1T辅助细胞产生的如IL-2、TNF-α、IFN-γ[3]等。但也有些超抗原（如TESS）则诱导Th2细胞分化。②绝大多数超抗原有一个共同的架构，也被称为超抗原样蛋白（SSL）[4]③CD28是超抗原发挥生物效应必须受体[5]。④T-SAg有各自的方式结合到MHC和TCR，其约束力显著的多样性。如金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB）和C（SEC）的交联MHCⅡ类α链和T细胞受体β链，金黄色葡萄球菌肠毒素A（SEA）的两个α和β-MHCⅡ类结合位点结合，以交叉链接TCRβ链，葡萄球菌肠毒素H（SEH）唯一结合到TCRα链。因此他们以各自的方式结合到MHC和TCR，导致其约束力各异[6]。其实，就是人们常说的骤降，骤降更强烈激活T细胞，企图破坏免疫系统，保护超抗原。⑤选择性识别TCR链V区。对通常抗原肽-MHC分子复合物，T细胞特异性识别涉及TCR的Vα、Jα、Vβ、Jβ片段，而T-SAg仅选择与TCRβ链V片段结合，且一种T-SAg，常可与数种Vβ片段结合。⑥不同T细胞亚群对T-SAg 反应有差异，再次刺激反应不相同。如中毒性休克综合征毒素（TSST）激活表达Vβ2的T淋细胞，葡萄球菌外毒素B（SEB）激活表达Vβ3、Vβ12、Vβ14、Vβ15、Vβ17、Vβ20 的T淋巴细胞[1]，而人类T淋巴细胞总共表达大约24种主要Vβ成分。又如（SEA）单次刺激，则发现Vβ3+CD4+和Vβ3+CD8+T细胞亚群反应性相似，若再次刺激，则发现Vβ3+CD8+T细胞呈显著低反应[7]。⑦T-SAg与APC表MHCⅡ类分子结合，但不受MH CⅡ类型别限制。即不论APC与应答T细胞所表达的MHC是否同型，T细胞均能接受刺激而增殖。所以内源性SAg通过MHC对抗原交叉提呈实现生物效应。（即内源性抗原也能通过MHCⅡ类分子提呈；外源性抗原也能通过MHCI类分子提呈）。⑧新近发现MHCⅡ类分子并非超抗原体外激活T细胞所必要。在PMA和某些细胞因子辅助下， SAg无须MHCⅡ类分子参与即可以TCRVβ特异性方式激活T细胞，这一发现为人工合成多肽探寻SAgT细胞表位提供了理论依据[8]。⑨嵌合SAg抗体可瓦解SAg诱导T细胞活化和细胞因子的产生[9]。

4 T-SAg引发机体免疫效应

T-SAg除引发免疫反应（激活体内自身反应性T细胞，还可引起自身抗体免疫反应）、免疫损伤、自稳、耐受及抵制外，还有以下的新的效应特点：① 参与修饰树突状细胞增强抗肿瘤作用。T-SAg除刺激T细胞大量增殖、产生细胞因子（如TMF-α）杀肿瘤外，还参与肿瘤抗原一起修饰树突状细胞增强杀肿瘤作用[10]。②暴露自身隐蔽抗原。由于T-SAg引起机体免疫损伤，使自身隐蔽抗原暴露引起“抗原抗体类型”自身免疫性反应（非激活体内自身反应性T细胞诱发的自身免疫反应）。③能增强一般的免疫反应。即能增强外源性抗原与自身抗原有交叉反应的一般免疫反应，能增强外源抗原引发机体产生抗原抗体免疫复合物类免疫反应（如急性肾炎）。④可协同B细胞产生免疫反应。T-SAg可在T细胞TCR-Vβ与B细胞表面MHCⅡ类分子间发挥桥联作用，从而可激活多克隆B细胞，产生抗体或自身抗体[8]。⑤超抗原免疫逃避。T-SAg所诱导的T细胞应答，并非针对超抗原自身，而是通过分泌大量细胞因子参与某些病理过程的发生和发展[11]。T-SAg快速激活T细胞、NK细胞、LAK细胞和巨噬细胞，并分泌大量细胞因子虽不是对超抗原本身（甚至破坏免疫系统、企图保存超抗原），但对一般抗原（病原体）还是有杀灭作用，因特异性T细胞激活是通过CD28/B7分子启动第二信号增强细胞因子基因表达、促进IL-2合成来实现的，而T-SAg生物效应本来就增加了IL-2。⑥ 导致Th1/Th2失衡引起自身免疫性疾病。T细胞SAg刺激大量表达TCR-Vβ序列的T细胞增殖。得到响应是主要炎症，重点是Th1占优势（打破Th1/Th2平衡）产生IL-（1.2.6）、TNF-α、IFN-γ和单核细胞趋化蛋白（MCP1）等，这些过度不协调和释放因子引起免疫损伤[3]。

5 T-SAg引发临床疾病

5.1 川畸病

川畸病常见于5岁以下儿童的多脏器血管炎，是目前儿童后天性心血管疾病的原因。超抗原[2]如中毒性休克综合征毒素TSST、表皮剥脱性毒素ET、链球菌致热外毒素SPE、热休克蛋白65、细菌HSP65、支原体等 可刺激大量表达TCR-Vβ序列的T细胞增殖，（而αβ T细胞主要为CD4+或CD8+。辅助T细胞为CD4+细胞。其可分为Th1和Th2细胞），川畸病急性期外周血T细胞亚群失衡。CD4增高、CD8降低、CD4/CD8增高[12]。C D4+ T（Th2增高）分泌淋巴因子（IL-1、4、5、6、13）增多，促进B细胞多克隆活化产生IgM、IgA、IgG、IgE升高及自身抗体。CD4+ T（Th1）也分泌IL-2、IFN-γ、LT、TNF等。这些淋巴因子、活介素均可诱导内皮细胞表达和产生新抗原，故引起多脏器血管炎，又IL-1、IL-6、TNF增高尚可诱导肝细胞合成急性反应性蛋白质，如C反应蛋白，抗胰蛋白酶等，引起本病发起反应。最近研究显示川畸病外周血T细胞凋亡延缓（Th2细胞占优势）。

5.2 毒性弥慢性甲状腺肿（GD）

近年来提出GD是感染因子作为超抗原分子，诱导T淋巴细胞对甲状组织发生反应[13]。SAg刺激大量T细胞激活，产生多种细胞因子，产生针对甲状腺抗原抗体。具体CD4+ T细胞功能明显增强，导致B淋巴细胞产生大量抗甲状腺抗体；同时Th1细胞功能亢进，受到更多CD8+细胞毒性T细胞参与，再之T-SAg非特异性激活巨噬细胞分泌的IL-1β诱导甲状腺细胞表达FasL增高，与Fas结合，促使其凋亡。故本病有细胞免疫与体液免疫两方面受累。

5.3 幼年特发性关节炎（JIA）

JIA发病是各种感染性微生物的特殊成分作为外来抗原，作用于遗传背景的人群，引起免疫应答出现自身组织的损害和变性。尤其是某些细菌、病毒的特殊成分（如HSP）可作为超抗原，一方面直接与TCRVβ结合而激活T细胞，激发免疫损伤[14]，另一方面B细胞SAg介导的应答可扩大自身的抗体产生（T-SAg在T细胞TCR-Vβ与B细胞表面MHCⅡ类分子间桥联，激活B细胞产生抗体；Th1细胞帮助B细胞使免疫蛋白转为IgG）。当然自身组织变性成分（内源性抗原）如变性IgG或变性的胶原蛋白，也引起自身免疫反应，进一步加重免疫损伤。

5.4 中毒性休克综合征（TSS）

就是葡萄菌肠毒素类的中毒性休克综合征毒素（TSST）作为超抗原，大量刺激T细胞克隆增殖，出现免疫损伤，包括高热、呕吐、低血压、皮肤瘀斑以及多器官功能衰竭等。

5.5 其他自身免疫性疾病

近期研究表明，在条件合适的情况下，超抗原确定可以打破自身反应T淋巴细胞的免疫耐受或抑制状态，如上述已提到幼年特发性关节炎（略）。还有银屑病也是一种表皮炎性疾病，主要特征为表皮角质过度增生以及炎性渗漏。A族链球菌产生的多种超抗原刺激而大量增生的T淋巴细胞在银屑病的皮肤损伤中起重要的作用[15]，如SPEA、SPE2C刺激的Vβ+2 T淋巴细胞及SPE2C刺激的Vβ15 T淋巴细胞，这一发现表明，超抗原可能引起或恶化银屑病。胰岛素依赖性糖尿病（IDDM）是由于胰腺β细胞被自身免疫系统攻击而导致的。研究发现自身反应性Vβ+7T淋巴细胞参与了该过程，这一发现表明超抗原可能是这种疾病的病因之一。最近从胰岛素依赖性糖尿病患者中分离到一种内源性人类逆转录病毒，该病毒可以剌激Vβ+7T淋巴细胞增殖，因而推测这种病毒性来源的超抗原是IDD致病因素之一[1]。

6 治疗

6.1 针对SAg及其生物效应治疗

①抗SAg抗体可避免SAg生物效应引起强烈免疫损伤。国外究研证实，嵌合抗金黄色葡萄球肠毒素B和洛伐他汀协同作用，提供对SEB致死剂量的体内保护[9]。②阻止将与超抗原结合的CD28分子是阻止致命性休克的新措施[5]。另金黄色葡萄球菌超抗原诱导的炎症和中毒性休克的治疗下调制[16]，近来也引起人们重视。③消除产生SAg的微生物，即用抗生素[2]。④自然产生抗体，有些超抗原刺激B细胞产生这些抗体可增加这种效果[17]。⑤免疫球蛋白化解特异抗体和防止T细胞激活[18]。⑥免疫抑制剂防止T细胞的激活和细胞因子的释放，也可运用糖皮质激素减少炎症反应。

6.2 研究SAg生物效应机制，治疗相关疾病

①根据超抗原强大的作用机制，研制超抗原疫苗，将对由于超抗原引起的疾病的防治提供一种新思路。而研究治疗性疫苗的重点方向，即构建成分相似而具有不同分子结构的疫苗，或改变抗原的递呈途径，从而有可能终止耐受，重建对抗原的特异性免疫应答。由协合集团与国际专家联合研制的“用金黄色葡萄球菌的代谢产物（STAPHY-LOCOCCAL VENTEROTOXIN）治疗肿瘤的生产方法”1993年获得国家发明专利，1999年正式被批准为国家一类新药，是世界第一个用于临床的超抗原抗癌生物制剂，超级抗原BM口服液的问世给癌症患者带了新的希望。近来国外学者研究双特异性抗体增加杀肿瘤效果（即一种双特异性T细胞连接抗体，是以B细胞表面抗原CD19和T细胞受体复合物CD3的双重靶向特异的单链抗体为基础，在CD19阳性靶细胞存在的情况下，将细胞毒性T细胞定富集到肿瘤处，杀之[19，20]。）所谓双特异性抗体，其实很可能是与B细胞有一定联系的抗体-超抗原偶联物或其蛋白质，也可能为与T-SAg相联的双功能抗体，有待进一步探讨。② 研究超抗原免疫耐受机制，终止耐受。就是寻找阻止或逆转免疫耐受的方法，将为临床治疗感染性疾病、自身免疫性疾病和肿瘤提供新的干预靶点。抗原辅以佐剂易诱导免疫应答，去除负性调控细胞因子，改变抗原提呈。这些均可逆转免疫耐受。③ 国内学者胡伟纲等报道抗CD28抗体、佛波酯（PMA）和IL-2具有辅助超抗原活化T细胞及杀肿瘤作用，且临床研究有一定效果。

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（收稿日期：2012-10-26 ）