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淋巴细胞异常在SLE 发病机制中的作用研究进展①

2015-08-15唐超智刘晓利宿俊杰王文晟河南师范大学生命科学学院分子医学实验室新乡453007

中国免疫学杂志 2015年1期
关键词:狼疮信号转导亚群

唐超智 刘晓利 宿俊杰 王文晟 (河南师范大学生命科学学院分子医学实验室,新乡 453007)

系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一种累及性疾病,可诱发全身多系统和多器官的炎症损伤,包括皮肤、造血器官、淋巴器官、关节、肺脏、心血管、神经系统和肾脏等,这种多系统的紊乱可导致显著的发病率和死亡率。传统用于SLE治疗的药物包括抗炎药、抗疟药和多种免疫抑制剂[1],抗BLyS 抗体Belimumab 于2011 年3 月获得FDA 的批准用于SLE 的治疗。SLE 发病机制复杂,其中淋巴细胞(T 细胞、B 细胞)异常居重要地位。阐明这些细胞在SLE 发病机制中的作用对于探索新的治疗靶点及开发新的治疗药物具有重大意义。

1 T 细胞

1.1 信号转导异常

1.1.1 TCR/CD3 复合体结构畸变与信号转导异常CD3ζ 是TCR/CD3 复合体中的主要信号分子,其磷酸化后通过招募和活化ZAP-70(ζ-chain-associated protein kinase 70)转导T 细胞活化信号。与健康人相比,SLE 病人T 细胞中CD3ζ 的水平降低,同时正常不表达的CD3ζ 相似分子FcRγ(the common γ chain of the Fcεreceptor)异常表达并占据了CD3ζ 在免疫突触内的位置,通过活化SyK(spleen tyrosine kinase)传递异常增强活化信号。FcRγ-SyK 代替CD3ζ-ZAP-70 可导致钙离子流动异常升高,异常增高的钙离子流动通过影响胞内激酶(如CREM,cAMP response element modulator)和转录因子的功能导致CD40L、IL-2 表达紊乱[2]。超表达的CD40L通过诱导B 细胞产生自身抗体和活化树突状细胞最终加重SLE;表达减少的IL-2 引起CD8+T 细胞和调节性T 细胞功能缺陷,活化诱导细胞死亡失效[3]。CD8+T 细胞功能缺陷使SLE 患者并发感染而加重病情;调节性T 细胞功能缺陷导致自身反应性T 细胞失控和自身免疫反应的不断发生;AICD失效与持续自身反应性T 细胞存在及细胞坏死增加后炎症反应的发生有关。

1.1.2 脂筏聚集与信号转导异常 脂筏富集鞘类磷脂和胆固醇,是细胞膜上有序的脂类功能微区,它是一种动态的结构,是细胞行使质膜运输、信号转导和极化等功能的平台。SLE 病人新鲜分离的T 细胞在未进行体外处理之前可见明显的脂筏聚集,脂筏聚集可以促进SLE 病人T 细胞的信号转导[4]。有研究表明霍乱毒素(脂筏聚集剂)加快了狼疮模型鼠的疾病进程,而具有分离聚集脂筏作用的β-甲基-环糊精却延缓了疾病的进程[5]。因此,学界将调节SLE 疾病中T 细胞的脂筏聚集作为研究的新方向。

1.1.3 CD44 表达增加与信号转导异常 CD44 是一种参与细胞黏附、迁移和信号转导的细胞膜分子,其在SLE 病人T 细胞中的表达水平异常升高。而且,研究发现脂筏中含有CD44 及其信号伴侣ERM蛋白(ezrin,radixin and moesin)。SLE 有肾脏浸润的病人中磷酸化ERM 蛋白水平增加,表明CD44 高表达可促使SLE 疾病中T 细胞向炎性组织迁移[6]。SLE 病人中CD44 亚型CD44v3 和CD44v6 增加,且与肾炎和抗-DNA 抗体的出现及疾病活动相关[7]。因此,CD44v3 和CD44v6 可能作为器官损害和疾病活动的标记物。

1.2 转录因子与基因表达异常

1.2.1 CREB/CREM SLE 病人T 细胞中cAMP 反应元件结合蛋白(CREB)和cAMP 反应元件调节蛋白(CREM)调节失衡。CREB 和CREM 是两种核内转录因子,都与IL-2 基因启动子位点结合,pCREB诱导基因转录,pCREM 抑制基因转录,二者与IL-2启动子结合的比率决定了IL-2 的表达水平。CAMK4(calcium/calmodulin-dependentprotein kinaseⅣ)从胞质向核内的移位促进pCREM 与IL-2 启动子结合,抑制IL-2 的生成;PP2A(protein phosphatase 2)使pCREB 去磷酸化移出细胞核,从而抑制IL-2基因的表达[8]。两方面最终导致SLE T 细胞IL-2水平降低,而IL-2 是调节性T 细胞发育和存活的必需因子,其缺乏会诱使自身免疫反应发生。

1.2.2 NFAT NFAT(Nuclear factor activated T cells)受到细胞内Ca2+水平的调节。TCR 介导的Ca2+内流引起胞质内非活化的pNFAT 去磷酸化并移位到胞核,促进基因表达。SLE 病人活化的T 细胞中胞核内NFAT 水平异常升高,进而引起CD40L过表达[9],超表达的CD40L 通过诱导B 细胞产生自身抗体和活化树突状细胞而加重SLE。另外,AP1(Transcription factor activator protein 1)的水平并未伴随NFAT 活性的增加而升高,且AP-1 本身活性下降可使IL-2 转录过程中出现缺陷,NFAT 和AP-1 活化不平衡可以改变NFAT 对多种基因的影响,引起基因转录的复杂性变化[10]。同时导致AICD 失效,T 细胞发生坏死增加和触发炎症反应。

1.2.3 DNA 甲基化 DNA 甲基化是参与基因表达抑制的重要表观遗传分子机制。在SLE 病人T 细胞中DNA 甲基化降低,导致PP2A 和CD40L 等相关蛋白的过表达[11],而后者在加重SLE 疾病进程中发挥作用。

1.2.4 NF-κB NF-κB 是一个转录因子蛋白家族,包括5 个亚单位。NF-κB 可通过不同的二聚体形式对不同基因的表达进行精细调节。最常见的NF-κB二聚体是p65 和p50 组成的异二聚体,其可与IL-2启动子结合后上调IL-2 表达。在SLE 患者T 细胞中,caspase-8 的活化可引起p65 缺乏,NF-κB 组份减少,活性下降[12]。而p50 组成的NF-κB 同源二聚体对IL-2 的表达产生抑制作用。因此,SLE 病人T 细胞中NF-κB 的变化减少了IL-2 的表达。

1.3 T 细胞亚群

1.3.1 Treg 研究发现Treg 是一类具有免疫抑制作用的CD4+T 细胞亚群,有助于自身免疫耐受,缺失可引起自发的和致死性自身免疫性疾病。SLE 病人中Treg 细胞不仅在数量上减少,而且其免疫抑制功能也降低。有文献报道,在SLE 环境里,效应T细胞对Treg 产生的抑制作用具有耐受性[13]。Treg数量的减少受多种因素的影响,其中可能与IL-2 生成减少和IL-6 等促炎因子的水平增加有关[14],前者有益于Treg 的发育和存活,而后者则抑制Treg 的功能。Treg 的缺失可导致对其他T 细胞调控的失利和自身抗体的生成,进而影响SLE 的疾病进程。

1.3.2 滤泡辅助性T 细胞(Follicular helper T cells,TFH) TFH 属于CD4+T 细胞亚群,有证据表明其参与SLE 的疾病进程。TFH 存在于生发中心,通过产生IL-21 及表达CD40L 刺激B 细胞产生抗体、同行转换和体细胞高频突变。此外,狼疮小鼠模型中可见疾病进程伴随TFH 细胞数量的增加,而且TFH细胞发育的遗传缺陷可起到疾病保护作用[15]。同样,IL-21 受体的遗传缺陷对狼疮小鼠模型起到保护作用[16]。

1.3.3 TH17 细胞 TH17(Type 17 helper T)细胞属于CD4+T 细胞亚型,其表达转录因子RORγt 和RORα,并生成IL-17A、IL-17F、IL-21 和IL-22,参与慢性炎症、自身免疫性疾病和变态反应等。其中IL-17 是中性粒细胞强烈的诱导因子,导致强烈的炎症应答。有研究显示,SLE 病人和狼疮鼠模型中TH17细胞的数量和IL-17 的血清水平均增加;同时SLE病人炎性浸润肾脏可见TH17 细胞出现[17]。因此,TH17 的数量及IL-17 的水平均与SLE 疾病活动表现出相关性。

1.3.4 CD8+T 细胞和DN 细胞 CD8+T 细胞在SLE 中的作用并未确定。SLE 活动的病人中CD8+T 细胞的数量增加,且狼疮肾炎患者肾脏中可见CD8+T 细胞出现[18]。另外,有文献报道SLE 疾病中CD8+T 细胞的细胞毒作用缺失[19]。SLE 患者中可见DN T 细胞数量增加和靶器官的DN T 细胞浸润(如肾脏),产生促炎性细胞因子(IL-1β 和IL-17),并促进B 细胞产生抗体[20]。

1.4 靶向T 细胞治疗途径 目前正在探索中的靶向T 细胞治疗途径包括细胞治疗(自体造血肝细胞移植和Treg 细胞治疗)和针对同源细胞间相互作用(CTLA4-Ig 融合分子、抗CD40L 抗体和抗B7RP1 抗体等)、细胞因子(IL-6、IL-17、IL-21 和IL-23 等)、转导信号(SyK 抑制剂和抑制CREM 和CAMK4 表达的基因治疗)的治疗。另外,SLE T 细胞通过表面黏附分子上调和细胞骨架重排侵袭组织,降低SLE T细胞的黏附和迁移能力也成为值得探索的靶向T细胞治疗途径。

2 B 细胞

尽管SLE 的发病机理尚不明确,但近年来的研究认为B 细胞发挥中心作用。B 细胞发育过程中的中枢和外周耐受的检查点都有不同程度的缺陷,B细胞耐受性的缺失和自身反应性B 细胞增加导致大量自身抗体的产生,导致自身免疫反应。

2.1 B 细胞内源性信号转导异常 许多研究表明,SLE 患者外周血B 细胞中存在细胞内信号传导分子的异常表达及细胞生存和活化相关的异常,提示B细胞内源性因子的异常可能参与到SLE 的疾病发生和发展过程中。到目前为止,已报道的SLE 患者外周血中B 细胞相关异常有抗IgM 抗体BCR 刺激Ca2+内流增加,JNK/p38MAPK 磷酸化增强,PI3K、Rac 和Rho 表达增加,Lyn 表达降低,Lyn 的SNP、BLK 和BANK1 的功能多态性,记忆性B 细胞FcγRIIb 表达降低和多态性,CD72 下调和B 细胞表面IgG 的增加,TLR9 高表达,Lyn 抑制CD45 的上调等[21]。因此,针对B 细胞内源性信号转导异常的治疗值得期待。

2.2 B 细胞亚群 SLE 病人外周血中可见B 细胞亚群的改变,包括未成熟过渡性B 细胞、记忆性B细胞、浆母细胞和循环浆细胞的增加,促进自身抗体的生成。自身抗体的生成导致免疫复合物的生成及其在内脏器官的沉积,诱发炎症和器官损伤[22]。

调节性B 细胞(Bregs)是指来源于B 细胞且此种B 细胞亚群可通过产生IL-10 和转化生长因子β、次级抗原递呈,直接地或通过分泌抗体与其他免疫细胞相互作用,从而抑制获得性免疫介导炎症反应或加快炎症恢复的一类B 细胞。尽管尚未确证Bregs 在人体免疫调节中发挥重要作用,在小鼠中Bregs 可被抗原依赖的活化诱导,其被视为记忆细胞亚群。在小鼠中,可见调节性CD1dhiCD5+CD19hiB细胞亚群产生IL-10,调控T 细胞依赖性免疫应答[23]。而且,抗CD20 介导的特异性CD4+B 细胞(而非CD8+B 细胞)清除和T 细胞针对外源性和自身抗原的应答显示鼠源性IL-10 生成B 细胞在病理性T 细胞应答中发挥重要调节作用[24]。人SLE 中Bregs 的确切作用尚需进一步确证。

2.3 细胞因子异常 细胞因子异常主要是B 细胞激活因子(BAFF),又称B 淋巴细胞刺激因子(BLyS)异常。BLyS 是肿瘤坏死因子超家族的新成员,其可通过与效应细胞膜表面的相应受体结合后启动一系列信号转导途径而发挥对机体的生理效应,是B 细胞存活和选择的关键因子,对B 细胞的自身免疫有调节作用。BAFF 可抑制凋亡和诱导抗体生成,是过渡性B 细胞和成熟B 细胞基本的成熟和存活因子。目前已发现有3 个表达于B 细胞膜上的受体,分别是B 细胞成熟蛋白(BCMA)、跨膜激活与CAML 作用因子和BAFF-R,其中BAFF-R 可能是仅存在于B 细胞上的特异性受体,而TACI 和BCMA 还是TNF 超家族的另一成员APRIL 的受体。能够过度表达BLyS 的小鼠可产生高免疫球蛋白血症,且还可出现循环中的多种自身抗体(如抗dsDNA 抗体)和免疫复合物的水平升高,及免疫复合物在肾脏的沉积等现象,与SLE 发病机制相似[25]。有研究表明,SLE 患者血清中的BLyS 浓度与抗dsDNA抗体的水平有正相关性,提示BLyS 的过度升高可能参与了SLE 的疾病进程,且淋巴细胞表达的BLyS mRNA 水平比血中BLyS 蛋白水平更能准确反映狼疮活动[26]。

2.4 靶向B 细胞治疗途径 目前正在探索中的靶向B 细胞治疗途径包括以B 细胞内转导信号为靶标的治疗途径(Syk 和Btk 抑制剂);以B 细胞表面抗原为靶标的治疗:B 细胞清除(抗CD20 和抗CD22 抗体);B 细胞的活化调节(TACI-Ig 融合蛋白和抗BLyS 抗体),其中Belimumab 是完全人源化单克隆抗体,可与BLyS 结合并抑制其生物学活性,临床试验显示其与临床标准治疗联用可以显著改善SLE 病人的应答率[27,28],并于2011 年3 月获得FDA的批准用于治疗活动性、自身抗体阳性且正在接受标准治疗的狼疮患者。

3 结语

SLE 是一种累及全身多系统的慢性进行性自身免疫性疾病,其发病机制涉及多个方面,其中淋巴细胞为重要影响因素。传统用于SLE 治疗的抗炎药和免疫抑制剂因针对性不强,均对机体有不良影响。目前,各种新的治疗方法不断涌现,多种特异性靶向药物正在积极地开发过程中,其中FDA 对Belimumab 的批准使其成为第一个特异性治疗SLE 的生物靶向疗法。针对多靶点的联合用药可能会成为未来治疗SLE 的发展趋势。对SLE 发病机制的深入研究,将使更多的SLE 患者从中获益。

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