抗原特异性免疫耐受治疗自身免疫疾病的新进展

郭轶先(综述),夏长青(审校)

(首都医科大学宣武医院血液科,北京100053)

抗原特异性免疫耐受治疗自身免疫疾病的新进展

郭轶先(综述),夏长青※(审校)

(首都医科大学宣武医院血液科,北京100053)

免疫系统的一个重要功能是能区分自身抗原与外源抗原或者是“有害抗原”与“无害抗原”。自身免疫耐受是指机体内的T、B淋巴细胞不能对自身抗原产生免疫应答，这一过程基于一个复杂的免疫调节网络，包括中枢免疫耐受和外周免疫耐受。抗原特异性免疫耐受治疗是指在自身免疫性疾病选择性的诱导机体自身免疫耐受，同时保留对病毒、真菌和肿瘤抗原的免疫应答[1]。现对抗原特异性免疫耐受治疗自身免得疫疾病的主要方法以及近期在临床试验中的进展进行综述。

1抗原特异性免疫耐受治疗的主要方法

1.1针对自身抗原的免疫耐受诱导方法

1.1.1黏膜免疫耐受黏膜免疫耐受是指经口服或经鼻吸入途径摄入某种外源抗原以诱导机体T 和B淋巴细胞对此种外源抗原产生免疫耐受，而对其他外源抗原仍能维持正常免疫应答的诱导方法[2]，黏膜免疫耐受的优点包括抗原特异性、几乎没有毒性、便于操作和不良反应少。黏膜免疫耐受在动物模型中可成功地诱导抗原特异性免疫耐受[2]，然而，目前为止，黏膜免疫耐受在一些自身免疫性疾病的临床试验中未能显示出类似于动物模型的疗效[3-7]。

1.1.2可溶性肽免疫耐受可溶性肽免疫耐受是指重复多次注射较大剂量的可溶性肽可诱导肽特异性T细胞无能或死亡，表现为机体再次接触抗原肽后抗原肽特异性T细胞不能增殖和分泌白细胞介素2，机体对该可溶性肽产生免疫耐受[8-9]。可溶性肽诱导抗原特异性免疫耐受的另一个机制是可诱导调节T细胞产生，特别是运用低剂量可溶性肽进行免疫[10]。由于可溶性肽本身具有免疫原性，注射可溶性肽有加重疾病或诱发过敏反应的风险[11-12]。此外，在自身免疫性疾病发生过程中存在表位扩展现象。所以在临床上，单独应用一种可溶性的肽来诱导免疫耐受效果并不是很理想[13-15]。为了解决这个问题，有研究者使用混合了多个可溶性肽的方式来诱导耐受[16]。

1.1.3变异性肽配体变异性肽配体也称修饰性肽配体是一种变异抗原，与自然肽配体相比，在与主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC),或T细胞受体(T cell receptor,TCR)结合位置有一个或数个氨基酸被其他氨基酸替换[17]。变异性肽配体作为拮抗剂或半激动剂与自身抗原天然肽配体竞争性结合抗原呈递细胞(antigen presenting cell,APC)上的MHC或TCR，使T细胞不能完全激活，继而引起T细胞分化信号改变，T细胞由辅助性T细胞(helper T cell，Th)1/Th17向Th2/Th3方向转化[18-19]或者诱导调节T细胞生成来发挥特异性免疫调节作用[20]。理论上，变异性肽配体本身不具有免疫原性，与直接应用表位肽诱导免疫耐受相比更为安全。但是在两个多发性硬化症(multiple sclerosis，MS)临床试验中，其中1个试验包括142例MS患者，由于9%的患者产生了超敏反应而暂停了[21]；另1个试验包括25例患者也中断了，因为在3例患者中观察到疾病的恶化[22]。

1.2针对自身反应性淋巴细胞的免疫耐受诱导方法

1.2.1T细胞疫苗(T cell vaccine,TCV)TCV是指用灭活后的自身反应性T细胞作为疫苗对自身免疫性疾病进行防治[23]。TCV的概念在一定程度上类似于传染病疫苗接种，只不过TCV要清除的是自身反应性T细胞。TCV靶抗原包括全减毒T细胞(通常是通过照射制备)、TCR或TCR的一部分或者是编码TCR的DNA。TCV使用安全，耐受性好。更为突出的是，TCV在部分患者中可获得满意的治疗效果。但是，仍有一些环节需要深入研究[24]。目前，针对多个不同自身抗原制备不同的T细胞克隆还存在一定难度。另外TCV免疫的途径、使用剂量、免疫的次数、T细胞的活化、灭活、免疫原性增强等与免疫效应有关的指标有待全面考查。

1.2.2DNA疫苗DNA疫苗又称核酸疫苗或基因疫苗，是编码免疫原或与免疫原相关的真核表达质粒DNA(有时也可是RNA)[25]。DNA疫苗经一定途径进入动物体内，被宿主细胞摄取后转录和翻译表达出抗原蛋白，此抗原蛋白能刺激机体产生非特异性和特异性两种免疫应答反应，从而起到免疫保护作用。DNA疫苗在很多方面优于传统疫苗[26]。DNA疫苗在体内表达抗原的更接近于正常的真核结构，抗原可与MHC Ⅰ类和Ⅱ类分子一并呈递并可引起更广泛的免疫应答，诱导T细胞反应向Th1或Th2方向分化。DNA疫苗可在体内持续表达免疫原从而能诱导长期免疫应答。相对于合成肽段，DNA疫苗的优点是制备方法稳定和造价低，并且储存和运输方便。但是，目前DNA疫苗尚缺乏规范的监管，并且理论上还存在一些安全风险，包括插入突变的危险、原癌基因激活或抑癌基因失活、诱导抗体产生抗DNA抗体等。

1.3以抗原呈递细胞为基础的免疫耐受诱导方法

1.3.1致耐受树突状细胞(dendritic cell，DC)疫苗致耐受DC或半成熟DC是指可高表达MHC-Ⅰ类和MHC-Ⅱ类分子和共刺激分子但是不能分泌炎性因子的DC。致耐受DC可有效地诱导调节T细胞产生而不能诱导Th1/Th17反应。虽然未成熟DC和致耐受DC均可诱导调节T细胞产生，但是致耐受DC诱导调节T细胞产生有更多的优势。例如，在炎症环境下，致耐受DC比未成熟DC稳定[27]。致耐受DC还可通过使自身反应T细胞失活或凋亡、诱导T细胞向Th2方向发展来诱导免疫耐受[28]。使用体外诱导的致耐受DC偶联自身抗原治疗自身免疫性疾病，使机体复对该自身抗原的免疫耐受已经成为一个有效的治疗手段，并在许多动物模型上得到证实[29]。但是致耐受DC应用到临床上还存在一系列的问题，包括DC的来源和诱导方案、抗原的选择、最佳的治疗方案等。

1.3.2抗原肽偶联到1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(1ethyl3(3dimethyllaminopropyl)carbodiie，EDCI)固定的细胞EDCI是一种水溶性碳二亚胺，可用于抗原肽和细胞的偶联[30]。在缺乏共刺激信号的条件下，经过ECDI固定的抗原肽偶联凋亡细胞被机体未成熟/致耐受APC细胞处理后呈递给抗原肽特异性T细胞，诱导抗原肽特异性T细胞对该抗原免疫耐受。免疫耐受的诱导和维持可能与调节性T细胞表达叉头框蛋白3或分泌抗炎性细胞因子如白细胞介素10/转化生长因子β增多相关[31]。与可溶性肽相比，这种方法可降低过敏的风险[12]。在最近的研究中，7种髓鞘抗原肽与患者外周白细胞偶联后应用于MS的治疗取得了令人鼓舞的结果[32]。然而，收集和制备足够数目的细胞是广泛利用此技术的一个障碍。另外这一治疗价格昂贵，且必须在严密监控条件下由熟练的操作人员进行，要求严格的质量控制，所以限制了该方法不能在更多的医疗机构广泛开展。

2抗原特异性免疫耐受治疗与自身免疫性疾病

2.1MSMS是以中枢神经系统白质脱髓鞘病变为特点的自身免疫性疾病，它是中枢神经系统脱髓鞘疾病中最常见、最主要的疾病。患者以青、中年多见，其临床特征为发作性视神经、脊髓和脑部的局灶性障碍。因病变累及的部位和髓鞘脱失灶的范围不同而临床表现多样。MS根据病程主要分为4种亚型：复发缓解型，继发进展型，原发进展型和进展复发型[33]。表1主要介绍了最近开展的MS抗原特异性免疫耐受治疗的临床研究。

表1　各种抗原特异性免疫耐受方法在MS的临床研究

MS：多发性硬化症；TCV：T细胞疫苗；TCR： T细胞受体；DC：树突状细胞

2.21型糖尿病1型糖尿病是糖尿病的一种类型，它与2型糖尿病的发病机制完全不同，属于自体免疫性疾病[44]。1型糖尿病是由于遗传和环境等外界因素共同作用于遗传易感性的个体，激活T淋巴细胞介导的自身抗原耐受破坏而导致的一种器官特异性的自身免疫性疾病，从而引起选择性胰岛细胞破坏和功能衰竭，体内胰岛素分泌不足进行性加重而导致糖尿病。患者必须注射胰岛素治疗。表2主要介绍了最近开展的1型糖尿病抗原特异性免疫耐受治疗的临床研究。

表2　各抗原特异性免疫耐受方法在1型糖尿病的临床研究

DC：树突状细胞

2.3类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)RA是一种由自身免疫障碍引致免疫系统攻击关节的致残性关节病变。病理特征主要表现为滑膜细胞异常增殖和炎性细胞浸润，累及周身关节滑膜炎及血管翳形成，严重时可侵蚀软骨与骨导致关节破坏，造成关节变形直至残废，并会因关节痛楚及磨损而失去部分活动能力。这种病症亦会引起关节外的病变，包括皮肤、血管、心脏、肺部及肌肉等。本病具体的病理机制至今未明，尚缺乏有效的治疗策略[47]。表3主要介绍了最近开展的RA抗原特异性免疫耐受治疗的临床研究。

表3　各抗原特异性免疫耐受方法在RA的临床研究

RA：类风湿关节炎；TCV：T细胞疫苗；TCR：T细胞受体

3结语

以抗原为基础的免疫耐受诱导治疗在多种自身免疫性疾病动物模型中成功应用，但是应用到临床试验中还存在一定的困难，目前的研究趋势是使用多种变异自身抗原混合进行免疫耐受治疗。以自身反应性T细胞为基础的免疫耐受治疗在自身免疫病的临床试验中取得了令人鼓舞的研究结果，但是如何确定并获得自身反应性T细胞是这一治疗的关键。DC在维持免疫耐受和免疫应答平衡的重要作用已得到共识，以致耐受DC为基础的免疫耐受诱导治疗已在动物实验中取得了很好的效果，并且开展了Ⅰ期临床试验。抗原偶联细胞的免疫耐受诱导治疗同样在动物模型中取得了很好的效果，但是转化到临床上还存在很多技术挑战，尚不能大规模开展。

参考文献

[1]Li L,Boussiotis VA.Physiologic regulation of central and peripheral T cell tolerance:lessons for therapeutic applications[J].J Mol Med (Berl),2006,84(11):887-899.

[2]Ilan Y.Oral tolerance:can we make it work? [J].Hum Immunol,2009,70(10):768-776.

[3]Fourlanos S,Perry C,Gellert SA,etal.Evidence that nasal insulin induces immune tolerance to insulin in adults with autoimmune diabetes[J].Diabetes,2011,60(4):1237-1245.

[4]Landewe RB,Houbiers JG,Van den Bosch F,etal.Intranasal administration of recombinant human cartilage glycoprotein-39 as a treatment for rheumatoid arthritis:a phase II,multicentre,double-blind,randomised,placebo-controlled,parallel-group,dose-finding trial[J].Ann Rheum Dis,2010,69(9):1655-1659.

[5]Zandbelt MM,Houbiers JG,van den Hoogen FH,etal.Intranasal administration of recombinant human cartilage glycoprotein-39.A phase I escalating cohort study in patients with rheumatoid arth-ritis[J].J Rheumatol,2006,33(9):1726-1733.

[6]Harrison LC,Honeyman MC,Steele CE,etal.Pancreatic beta-cell function and immune responses to insulin after administration of intranasal insulin to humans at risk for type 1 diabetes[J].Diabetes Care,2004,27(10):2348-2355.

[7]Hauselmann HJ,Caravatti M,Seifert B,etal.Can collagen type II sustain a methotrexate-induced therapeutic effect in patients with long-standing rheumatoid arthritis? A double-blind,randomized trial[J].Br J Rheumatol,1998,37(10):1110-1117.

[8]Zonneveld-Huijssoon E,Albani S,Prakken BJ,etal.Heat shock protein bystander antigens for peptide immunotherapy in autoimmune disease[J].Clin Exp Immunol,2013,171(1):20-29.

[9]Racke MK,Critchfield JM,Quigley L,etal.Intravenous antigen administration as a therapy for autoimmune demyelinating disease[J].Ann Neurol,1996,39(1):46-56.

[10]Massey EJ,Sundstedt A,Day MJ,etal.Intranasal peptide-induced peripheral tolerance:the role of IL-10 in regulatory T cell function within the context of experimental autoimmune encephalomyelitis[J].Vet Immunol Immunopathol,2002,87(3/4):357-372.

[11]Genain CP,Abel K,Belmar N,etal.Late complications of immune deviation therapy in a nonhuman primate[J].Science,1996,274(5295):2054-2057.

[12]Smith CE,Eagar TN,Strominger JL,etal.Differential induction of IgE-mediated anaphylaxis after soluble vs.cell-bound tolerogenic peptide therapy of autoimmune encephalomyelitis[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2005,102(27):9595-9600.

[13]Koffeman EC,Genovese M,Amox D,etal.Epitope-specific immunotherapy of rheumatoid arthritis:clinical responsiveness occurs with immune deviation and relies on the expression of a cluster of molecules associated with T cell tolerance in a double-blind,placebo-controlled,pilot phase Ⅱ trial[J].Arthritis Rheum,2009,60(11):3207-3216.

[14]Huurman VA,van der Meide PE,Duinkerken G,etal.Immunological efficacy of heat shock protein 60 peptide DiaPep277 therapy in clinical type Ⅰ diabetes[J].Clin Exp Immunol，2008,152(3):488-497.

[15]Goodkin DE,Shulman M,Winkelhake J,etal.A phase Ⅰ trial of solubilized DR2:MBP84-102 (AG284) in multiple sclerosis[J].Neurology,2000,54(7):1414-1420.

[16]Dolgin E.The inverse of immunity[J].Nat Med,2010,16(7):740-743.

[17]Bielekova B,Martin R.Antigen-specific immunomodulation via altered peptide ligands[J].J Mol Med (Berl),2001,79(10):552-565.

[18]Singh RA,Zhang JZ.Differential activation of ERK,p38,and JNK required for Th1 and Th2 deviation in myelin-reactive T cells induced by altered peptide ligand[J].J Immunol,2004,173(12):7299-7307.

[19]Uhlin M,Masucci M,Levitsky V.Is the activity of partially agonistic MHC:peptide ligands dependent on the quality of immunological help?[J].Scand J Immunol,2006,64(6):581-587.

[20]Fischer FR,Santambrogio L,Luo Y,etal.Modulation of experimental autoimmune encephalomyelitis:effect of altered peptide ligand on chemokine and chemokine receptor expression[J].J Neuroimmunol,2000,110(1/2):195-208.

[21]Kappos L,Comi G,Panitch H,etal.Induction of a non-encephalitogenic type 2 T helper-cell autoimmune response in multiple sclerosis after administration of an altered peptide ligand in a placebo-controlled,randomized phase II trial.The Altered Peptide Ligand in Relapsing MS Study Group[J].Nat Med,2000,6(10):1176-1182.

[22]Bielekova B,Goodwin B,Richert N,etal.Encephalitogenic potential of the myelin basic protein peptide (amino acids 83-99) in multiple sclerosis:results of a phase II clinical trial with an altered peptide ligand[J].Nat Med,2000,6(10):1167-1175.

[23]Ben-Nun A,Wekerle H,Cohen IR.Vaccination against autoimmune encephalomyelitis with T-lymphocyte line cells reactive against myelin basic protein[J].Nature,1981,292(5818):60-61.

[24]Hellings N,Raus J,Stinissen P.T-cell vaccination in multiple sclerosis:update on clinical application and mode of action[J].Autoimmun Rev,2004,3(4):267-275.

[25]Fissolo N,Montalban X,Comabella M.DNA-based vaccines for multiple sclerosis:current status and future directions[J].Clin Immunol,2012,142(1):76-83.

[26]Saha R,Killian S,Donofrio RS.DNA vaccines:a mini review[J].Recent Pat DNA Gene Seq,2011,5(2):92-96.

[27]Lutz MB.Therapeutic potential of semi-mature dendritic cells for tolerance induction[J].Front Immunol,2012,3:123.

[28]Gross CC,Jonuleit H,Wiendl H.Fulfilling the dream:tolerogenic dendritic cells to treat multiple sclerosis[J].Eur J Immunol,2012,42(3):569-572.

[29]Van Brussel I,Lee WP,Rombouts M,etal.Tolerogenic dendritic cell vaccines to treat autoimmune diseases:can the unattainable dream turn into reality?[J].Autoimmun Rev,2014,13(2):138-150.

[30]Miller SD,Wetzig RP,Claman HN.The induction of cell-mediated immunity and tolerance with protein antigens coupled to syngeneic lymphoid cells[J].J Exp Med,1979,149(3):758-773.

[31]Smith CE,Miller SD.Multi-peptide coupled-cell tolerance ameliorates ongoing relapsing EAE associated with multiple pathogenic autoreactivities[J].J Autoimmun,2006,27(4):218-231.

[32]Lutterotti A,Yousef S,Sputtek A,etal.Antigen-specific tolerance by autologous myelin peptide-coupled cells:a phase 1 trial in multiple sclerosis[J].Sci Transl Med,2013,5(8):175-188r.

[33]Nakahara J,Maeda M,Aiso S,etal.Current concepts in multiple sclerosis:autoimmunity versus oligodendrogliopathy[J].Clin Rev Allergy Immunol,2012,42(1):26-34.

[34]Hafler DA,Kent SC,Pietrusewicz MJ,etal.Oral administration of myelin induces antigen-specific TGF-beta 1 secreting T cells in patients with multiple sclerosis[J].Ann N Y Acad Sci,1997,19(835):120-131.

[35]Warren KG,Catz I,Wucherpfennig KW.Tolerance induction to myelin basic protein by intravenous synthetic peptides containing epitope P85 VVHFFKNIVTP96 in chronic progressive multiple sclerosis[J].J Neurol Sci,1997,152(1):31-38.

[36]Khan O,Rieckmann P,Boyko A,etal.Three times weekly glatiramer acetate in relapsing-remitting multiple sclerosis[J].Ann Neurol,2013,73(6):705-713.

[37]Jokubaitis VG,Spelman T,Lechner-Scott J,etal.The Australian Multiple Sclerosis (MS) immunotherapy study:a prospective,multicentre study of drug utilisation using the MSBase platform[J].PLoS One,2013,8(3):e59694.

[38]Arnold DL,Narayanan S,Antel S.Neuroprotection with glatiramer acetate:evidence from the PreCISe trial[J].J Neurol,2013,260(7):1901-1906.

[39]Karussis D,Shor H,Yachnin J,etal.T cell vaccination benefits relapsing progressive multiple sclerosis patients:a randomized,double-blind clinical trial[J].PLoS One,2012,7(12):e50478.

[40]Fox E,Wynn D,Cohan S,etal.A randomized clinical trial of autologous T-cell therapy in multiple sclerosis:subset analysis and implications for trial design[J].Mult Scler,2012,18(6):843-852.

[41]Vandenbark AA,Culbertson NE,Bartholomew RM,etal.Therapeutic vaccination with a trivalent T-cell receptor (TCR) peptide vaccine restores deficient FoxP3 expression and TCR recognition in subjects with multiple sclerosis[J].Immunology,2008,123(1):66-78.

[42]Garren H,Robinson WH,Krasulova E,etal.Phase 2 trial of a DNA vaccine encoding myelin basic protein for multiple sclerosis[J].Ann Neurol,2008,63(5):611-620.

[43]Raiotach-Regue D,Grau-Lopez L,Naranjo-Gomez M,etal.Stable antigen-specific T-cell hyporesponsiveness induced by tolerogenic dendritic cells from multiple sclerosis patients[J].Eur J Immunol,2012,42(3):771-782.

[44]Eisenbarth GS.Type I diabetes mellitus.A chronic autoimmune disease[J].N Engl J Med,1986,314(21):1360-1368.

[45]Walter M,Philotheou A,Bonnici F,etal.No effect of the altered peptide ligand NBI-6024 on beta-cell residual function and insulin needs in new-onset type 1 diabetes[J].Diabetes Care,2009,32(11):2036-2040.

[46]Giannoukakis N,Phillips B,Finegold D,etal.Phase Ⅰ (safety) study of autologous tolerogenic dendritic cells in type 1 diabetic patients[J].Diabetes Care,2011,34(9):2026-2032.

[47]Macfarlane GJ,El-Metwally A,De Silva V,etal.Evidence for the efficacy of complementary and alternative medicines in the management of rheumatoid arthritis:a systematic review[J].Rheumatology(Oxford),2011,50(9):1672-1683.

[48]Ivanova IP,Seledtsov VI,Seledtsov DV,etal.Characterization of immunogenic properties of polyclonal T cell vaccine intended for the treatment of rheumatoid arthritis[J].Bull Exp Biol Med,2007,144(4):630-634.

[49]Moreland LW,Morgan EE,Adamson TR,etal.T cell receptor peptide vaccination in rheumatoid arthritis:a placebo-controlled trial using a combination of Vbeta3,Vbeta14,and Vbeta17 peptides[J].Arthritis Rheum,1998,41(11):1919-1929.

摘要：自身免疫性疾病是机体对自身抗原的免疫耐受机制破坏，导致一个或多个器官的免疫性损伤。目前，大多数自身免疫性疾病的治疗策略仍是长期使用免疫抑制药物，其主要问题是缺乏免疫抑制的特异性，长期使用可抑制正常免疫效应细胞的功能，导致严重的甚至危及患者生命的不良反应，因此，临床上需要特异性的、低毒性和更加长效的治疗手段以治疗自身免疫性疾病。

关键词：自身免疫性疾病;免疫耐受;抗原特异;树突状细胞

Progress in the Treatment of Antigen Specific Immune Tolerance for Autoimmune DiseasesGUOYi-xian,XIAChang-qing.(DepartmentofHematology,CapitalMedicalUniversityXuanwuHospital,Beijing100053,China)

Abstract:Autoimmune diseases can cause immune damages of one or more organs as a result of breaking the balance of body′s immune tolerance to auto-antigen.At present,the strategy of most autoimmune diseases treatment is still based on long-term use of immunosuppressive drugs which lack of antigen-specificity and inhibit the normal function of the immune effector cells and cause severe and sometimes life-threatening side effects.Therefore,antigen-specific lower toxic and longer effective treatments are needed for autoimmune diseases in clinical.

Key words:Autoimmune diseases; Immune tolerance; Antigen specific; Dendritic cells

收稿日期：2014-09-29修回日期：2015-01-12编辑：相丹峰

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.16.010

中图分类号:R593.2

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)16-2906-04