B调节细胞与自身免疫型1型糖尿病的关系



B调节细胞与自身免疫型1型糖尿病的关系

解丽然,刘煜*

(吉林大学第二医院 内分泌科,吉林 长春130041)

1型糖尿病(T1DM)分为2种亚型：自身免疫型(1A)和特发型(1B)。一直以来1A型糖尿病被认为是一种T，B淋巴细胞共同介导的胰岛β细胞选择性破坏的自身免疫性疾病。B淋巴细胞通过分泌抗体、提呈抗原、产生细胞因子以及与其他淋巴细胞相互作用等途径在1A型糖尿病的发生，发展中发挥重要作用。最近研究表明，自身免疫病小鼠的部分B淋巴细胞通过分泌白细胞介素10(IL-10)或其它细胞因子等对免疫应答和炎症反应有负向免疫调节作用，这部分B淋巴细胞被命名为调节性B淋巴细胞(Bregs)。目前有研究发现Bregs与糖尿病自身免疫性调节相关。Bregs的发现及作用机制的阐明，为IA型糖尿病发病机制及潜在治疗手段提供线索。本文主要综述了B淋巴细胞及Bregs与1A型糖尿病的关系。

1B淋巴细胞与1A型糖尿病

IA型糖尿病是一种主要由T淋巴细胞介导的胰岛β细胞破坏为主的自身免疫性疾病，是遗传易感的个体在饮食、化学物质及微生物感染等环境因素作用下触发自身免疫反应，引起自身抗原免疫耐受丧失、免疫调节失衡、胰岛自身反应性T淋巴细胞克隆活化及Th1、Th2 细胞及其产生的细胞因子失衡，启动、维持和加速自身免疫性胰岛炎，最终导致糖尿病的发生。B淋巴细胞参与1型糖尿病的发病机理首次是在NOD小鼠品系中发现的，通过诱导编码Igμ链的基因突变[1]或者用抗IgM抗体治疗在这类品系小鼠中表现出对1型糖尿病的保护作用[2]。B淋巴细胞在IA型糖尿病中的作用较为复杂，目前尚无定论。B淋巴细胞在1A型糖尿病的致病性作用

1.1产生自身抗体目前，自身抗体的检测已经成为预测及诊断T1DM的重要辅助手段。主要的T1DM自身抗体有胰岛素自身抗体(IAA)，谷氨酸脱羧酶抗体(GADA)，胰岛细胞抗体(ICA)，锌转运体-8抗体(ZnT8A)蛋白以及酪氨酸磷酸酶抗体(IA-2A)等。有研究发现自身抗体可通过潜在增强效应性T细胞的作用来促进胰岛β细胞的自身免疫反应，进而促进T1DM的发生[3]。2002年，Greeley等进行的研究表明自身抗体从NOD鼠母亲到后代的转移可以显著减少幼鼠自身免疫型糖尿病的发生[4]。在德国的一项研究中，对T1DM易感儿童疾病的发展进行多年追踪检测，发现自身抗体从糖尿病母亲转移给后代实际上减少了后代患T1DM的风险[5]。并且父亲患糖尿病的后代比母亲患糖尿病的后代更易发生T1DM[6]。自身抗体在T1DM中的致病机制比较复杂，目前尚未了解清楚。

1.2抗原加工呈递作用：大多数研究表明，B淋巴细胞的致病作用主要是在于它们作为抗原呈递细胞的能力[2]。B淋巴细胞表达抗原特异性受体(B cell receptors，BCR)，这赋予了B淋巴细胞高效率呈递特异性抗原表位的能力。研究表明B细胞只表达有限种类免疫球蛋白的小鼠糖尿病的发病率减少[7]，而当小鼠中大部分的B细胞表达抗胰岛素BCR时，糖尿病发病率增加并且病情较重[8]。对CD4+T细胞来说 B细胞是高效率的抗原提呈细胞。B细胞表达的抗原特异性受体，可以使其高效的从特异性抗原提呈多肽，成倍的增加其抗原提呈的能力[9]。因此从这个方面来讲，当抗原总数比较少时B淋巴细胞可能是极其重要的抗原提呈细胞[10]，它主要通过呈递自身抗原给T细胞来诱导炎性反应。Yang M[11]等发现，表达成熟B淋巴细胞的大鼠可自发产生Th1细胞自身免疫，而缺乏成熟B淋巴细胞的大鼠则不发生Th1细胞的自身免疫。对初诊T1DM患者进行尸检时发现其炎症胰岛内除了有CD8+T细胞、CD68+巨噬细胞和CD4+T细胞外还有B淋巴细胞的浸润[12]。在对缺乏B淋巴细胞的NOD鼠研究中，不仅发现CD4+T细胞浸润减少，同时也发现CD8+T细胞减少。这种现象是由于B淋巴细胞作用于CD4+T细胞进而导致了CD8+T细胞的减少还是B淋巴细胞直接作用于CD8+T细胞使其减少仍然不确定。最近的研究表明在脾中发现的边缘区B淋巴细胞(MZB)，包括CD21hiCD23loIgMhi，CD1dhiCD19hi在T1DM中可提呈胰岛自身抗原，可能在启动初始CD4+T细胞活化中有重要的作用[13]。除了在脾中预期位置，NOD小鼠的胰淋巴结和胰腺中也发现了MZB细胞。这些MZB细胞可以加工和提呈胰岛素，有证据显示它们可能是胰淋巴结中主要的自身抗原呈递细胞[2]。

1.3分泌细胞因子：研究表明，B淋巴细胞的致病作用与细胞因子的产生相关。B淋巴细胞可以产生多种细胞因子并且按功能可分为不同的种类。促炎性细胞因子的产生可以促进持续的免疫反应，活化的B淋巴细胞可以产生肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白细胞介素6(IL-6)等促进自身分化及增强免疫反应。目前还有一些证据表明有部分B淋巴细胞调节亚群可以产生转化生长因子β1(TGF-β1)和IL-10[14]，有研究表明IL-10有抑制自身免疫的作用。在胶原诱发性关节炎(CIA)动物模型中证实B淋巴细胞产生的IL-10可以预防关节炎；类似的，B淋巴细胞产生的IL-10在实验性自身免疫性脑脊髓膜炎(EAE)的恢复中起重要作用。最近的一个研究发现糖尿病患者体内的B淋巴细胞当被Toll样受体(Toll-like receptors,TLR)激动剂刺激时可产生更多的促炎性细胞因子和更少的IL-10[15]。目前多数研究着眼于调节性T细胞及其在自身免疫病中的作用，然而，对B淋巴细胞亚群的研究及其在自身免疫病中潜在的治疗能力逐步成为研究的热点。

因此，B淋巴细胞在糖尿病中的作用复杂并且不同B淋巴细胞亚群分工不同。一方面，效应性B淋巴细胞在自身免疫性糖尿病中的发病机理中起重要作用。而另一方面，调节性B淋巴细胞亚群可以反向调节，发挥免疫抑制作用。

2B调节细胞与T1DM

如上文所述，很多研究提出了B淋巴细胞是促进β细胞损伤和破坏的致病因素。然而，对小鼠炎症性肠病和胶原诱发性关节炎模型的可重复性及深入的研究表明，并不是所有的B淋巴细胞都致病，一些B淋巴细胞亚群与传统的B淋巴细胞的功能不同，可以作为免疫抑制细胞发挥免疫调节作用，这些B淋巴细胞亚群即Bregs。

2.1　Bregs的来源与活化

B淋巴细胞分为B1细胞和B2细胞两种亚群。B1细胞来源于肝脏，在胸膜、腹膜和肠粘膜组织中有较多表达。B1细胞可以分为B1a细胞(CD11b+CD5+)和B1b淋巴细胞(CD11b+CD5-)。B2细胞来源于骨髓，主要集中在次级淋巴器官。不成熟的B2细胞发育成过渡性的B淋巴细胞1型(CD24hiCD21-B220+)及2型(CD24hiCD21+B220+)，过渡性B淋巴细胞2型可以分化为脾脏和淋巴结中反复循环的成熟滤泡B淋巴细胞(FOB)和脾脏中无柄的的边缘区B淋巴细胞(MZB)。在获得性免疫介导的疾病中，FOB可以通过BCR与自身抗体和/或CD40/CD40L的相互作用分化形成“获得型”Bregs；在炎症性疾病中，MZB在脂多糖(LPS)和TLR激动剂的刺激下可以分化形成“固有型”Bregs。Mauri和他的同事们确定了人类外周血中存在可产生IL-10的未成熟B淋巴细胞亚群，有CD19+CD24hiCD38hi表型。Iwata近期的研究确定了在人类外周血中存在有免疫抑制作用的CD1d+CD5+IL-10+B淋巴细胞，但是它们存在的数量非常少[16]。Yanaba及同事的研究指出能分泌IL-10的B淋巴细胞亚群还包括CD1dhiCD5+CD19hi等表型[17]。这些通过产生IL-10来发挥免疫抑制作用的CD1dhiCD5+B淋巴细胞亚群被称为B10细胞，B10细胞在Bregs中被研究的最为广泛。

Bregs细胞主要源自脾脏过渡2型(T2-MZP)B淋巴细胞[18]。这些T2-MZP B细胞处于发展中的未成熟阶段，在与外界环境相互作用之后激发自身反应。TLRs识别病原体之后激活T2-MZP，分泌了第一波IL-10，炎症反应刺激自身反应性T细胞激活，来自CD40，BCR，CD80，CD86的激活信号将Bregs细胞完全激活，进而释放大量的IL-10，刺激CD4+T细胞转化为FoxP3+/CD4+/CD25+Treg细胞[18]。最终，Bregs释放入外周，表达不同的基因型[18]。

最近有研究表明小鼠和人类体内Bregs的发展是相似的。B10前体细胞在与CD40配体相互作用后或者在LPS和CpG寡核苷酸的刺激下，可以发展为Bregs[19]。小鼠Bregs发展的另外一个关键因素是BCR的特异性和亲和度，CD19敲除后导致BCR信号通路受损的小鼠Bregs的数量减少约70-80%，同时CD19高表达和CD40L信号通路增强的转基因小鼠B10细胞数量是增加的[19]。并且CD22表达减少也导致了B10细胞数量的减少。基质相互作用因子1(STM1)和2(STM2)是B10细胞产生IL-10的关键因素，Kalampokis的研究表明当缺乏这两种分子时即使在BCR刺激存在的情况下仍然导致了IL-10分泌的减少[19]。然而，CD1d，MHCⅠ类分子和MHCⅡ类分子对Bregs的发展却不是必需的。T细胞缺乏小鼠与野生型小鼠相比Bregs的数量增加了5倍，这有可能是因为T细胞抑制了Bregs的成熟[19]。另外，在小鼠多发性硬化症模型中研究发现B10细胞成熟为功能性IL-10分泌效应细胞从而抑制体内的自身免疫病需要IL-21和CD40依赖的T细胞同源交互反应[20]。B10前体细胞与TLR4或TLR9的相互作用可以促进IL-10的分泌。和T细胞一样，MyD88因子与Bregs的发展相关但并不重要，但是它在诱导Bregs产生大量IL-10细胞因子的过程中起了关键作用[19]。

2.2　Bregs的作用及机制

调节性B淋巴细胞可以通过分泌细胞因子来发挥免疫调节作用，主要有IL-10和TGF-β1。IL-10可以直接作用于T细胞，不依赖于其对抗原呈递细胞(APC)的抑制，IL-10抑制CD4+T细胞的增殖和细胞因子合成，抑制Th1细胞的分化，还可以抑制Th2细胞产生促炎性细胞因子，减少炎症因子的释放，减轻炎症反应[21]。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[22]。TGF-β1作为目前已知最强的一种免疫抑制因子，可以对多种免疫细胞及细胞因子的产生起到抑制作用[23]。把体外LPS刺激活化形成的产生TGF-β1的B淋巴细胞转移到NOD鼠体内，可诱导效应T细胞凋亡，抑制糖尿病的发展[24]。但是产生TGF-β1的Bregs在体内可能不进一步扩增。

Bregs还可以通过与其他细胞的直接作用来发挥其调控机制。如，有关于炎症性肠病的研究表明，活化的Bregs可以通过CD40和B7与活化的T细胞上的CD40L和CD28结合，抑制Th2细胞分化，减轻疾病的严重程度[25]。能与Bregs相互作用的细胞主要有抗原特异性自身反应性T淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞及T调节细胞(Treg)等[25]。在对T细胞的调节中，Bregs一方面可以诱导激活Treg，另一方面还可以抑制自身反应性T淋巴细胞的活化和Th细胞的分化。此外，Bregs还可以抑制其他细胞如APC、NKT淋巴细胞活性，并表达凋亡配体，介导自身反应性B、T细胞的凋亡等[26]。

2.3　Bregs与T1DM

有研究证明将NOD小鼠B淋巴细胞在体外用交联抗-IgM抗体激活后，在疾病的早期阶段注射回NOD鼠体内可以阻碍和抑制T1DM的发展[27]，但给小鼠输注活化的NOD-IL-10-/-B细胞则不能减少1型糖尿病的发生和胰岛炎，所以B淋巴细胞需要通过分泌IL-10对T1DM起预防作用。体外用脂多糖刺激后的B淋巴细胞可上调Fas配体及分泌TGF-β1来抑制免疫[24]。最近，有研究表明在体外和体内T1DM抑制性树突状细胞可以直接刺激这些在NOD和C57BL/6小鼠体内新型Bregs的增殖，机制为Bregs上的CD40与树突状细胞上的CD40L结合(N.Giannoukakis,M.Trucco)。树突状细胞的产物IL-12p40，可以通过增强免疫抑制性环境来增强Bregs的功能。研究表明TLR信号可以维持树突状细胞的免疫抑制活性，Giannoukakis等推测TLR信号可以促进CD40L和CD22配体在树突状细胞的高水平表达，并通过研究观察到其潜在的机制是树突状细胞可以直接增强Bregs的频率[28]。这些结果提示，树突状细胞对Bregs的作用可能会间接降低人类患T1DM的风险。综上所述，Bregs有可能是1型糖尿病诊断及治疗的新靶点。通过对Bregs表型和功能方面进展的了解，以及对它们个体发育、与其他细胞种群之间的应答及相互作用的研究，我们认为对Bregs免疫抑制功能的探索会促进炎症反应和自身免疫性疾病尤其是T1DM的靶向疗法的发展，从而寻找新的更安全更有效地生物疗法和细胞疗法。

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(收稿日期：2014-07-22)

作者简介：解丽然，女，吉林大学第二医院内分泌科硕士研究生；刘煜，女，教授，吉林大学第二医院内分泌科主任，指导教师，本文通讯联系人。

文章编号：1007-4287(2015)07-1240-04

*通讯作者