树突状细胞参与免疫性血小板减少症发病机制的研究进展①
2016-01-30赵淑敏李建平冯建明李文倩
赵淑敏 李建平 冯建明 李文倩
(青海大学医学院,西宁810000)
树突状细胞参与免疫性血小板减少症发病机制的研究进展①
赵淑敏李建平②冯建明②李文倩②
(青海大学医学院,西宁810000)
免疫性血小板减少症(Immune thrombocytopenia,ITP)是一种免疫异常介导的出血性疾病,主要表现为外周血中血小板减少,皮肤、黏膜及内脏出血,其发病机制复杂,尚未完全明了。ITP是临床上最常见的自身免疫性出血性疾病,故有必要对其发病机制深入研究,以便指导临床治疗。目前ITP的发病机制主要涉及:(1)经典的体液免疫机制即ITP患者体内产生了针对血小板膜表面糖蛋白的自身抗体,介导血小板在网状内皮系统中被巨噬细胞破坏,导致血小板减少;(2)ITP患者细胞免疫方面亦存在诸多异常,如细胞毒性T细胞(Cytotoxic T lymphocyte,CTL)直接介导血小板破坏,T辅助细胞(T helper cells,Th)中Th1细胞极化、Thl/Th2比例增高,Th17细胞(T helper cells 17,Th17)过度增殖活化,调节性T细胞(Regulatory T cells,Treg)数量异常及功能障碍等均参与了ITP的发病;(3)树突状细胞(Dendritic cells,DCs)作为强有效的抗原呈递细胞(Antigen presenting cells,APC)发挥抗原提呈功能,依次活化T、B细胞,再依赖单核巨噬细胞及释放的细胞因子共同破坏血小板和巨核细胞,导致血小板破坏增多和生成减少,参与了ITP的发病。尽管DCs数量不足外周血单个核细胞的1%,但DCs是连接固有免疫应答和获得性免疫应答的纽带,在调控机体免疫应答中起着十分重要的作用。近年来ITP发病机制中有关DCs的研究越来越多,本文拟从DCs在ITP发病机制中的作用做一综述。
1DCs的分类
1973年Steinman最先在小鼠脾脏中发现了DCs,后来Vanoohis在人类外周血中也发现了这种细胞。DCs是目前已知功能最强大的专职APC,可摄取、加工抗原,激活初始T细胞,激发抗原特异性的免疫应答和免疫耐受。近几年,DCs生物学方面最大的发现是,它并不是单一的细胞类型,而是骨髓造血谱系及细胞来源等多种细胞的混合。DCs分为髓样DC(Myeloid dendritic cells,MDC),即DCl;浆细胞样DC(Plasmacytoid dendritic cells,PDC),也称为DC2[1,2]。DC1来源于髓系祖细胞,表面具有CD11b、CD11c、BDCA1(也称DC1c+DC)、 BDCA3(也称DC141+DC)等表位分子,是人体主要的APC,以未成熟DCs形式存在,可分泌白介素-12(Interleukin-12,IL-12),分泌的IL-12能促进T细胞向Th1细胞转化并激活CTL介导的免疫反应。DC2来源于淋系祖细胞,具有CD123、BDCA2 和CD2等表位分子,其中根据CD2表达含量分为CD2highPDC和CD2lowPDC两个亚群[3],DC2形态类似于浆细胞,具有较弱的APC功能,而在病毒及细菌感染时通过Toll样受体7(Toll-like receptor 7,TLR7)及TLR9介导,产生大量的干扰素(Interferons,IFNs),因此也被称为I型IFNs生成细胞[4],其分泌的IFNs具有较强的免疫调节作用,可促进T细胞向Th2细胞转化。
2ITP中DCs对T细胞的作用
2.1T细胞亚群比例失常和功能异常在ITP中的作用T细胞亚群比例失常和功能异常是导致ITP发病的重要因素。近年来,T细胞异常在ITP发病机制中所起的作用愈发受到重视。T细胞异常大致可分为T细胞亚群平衡失调及细胞因子异常与CTL直接溶解血小板。
根据细胞因子产生和生物学功能的不同,将T细胞分为Th1、Th2、Th17 和Treg这4个细胞亚群,它们均属于CD4+T细胞。Th1和Th2是维持免疫稳态的主要亚群,Th1细胞主要分泌IFN-γ、IL-2 和TNF-α等细胞因子,可以活化巨噬细胞、NK细胞和CTL,促进细胞免疫和迟发型超敏反应。Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-10和IL-13等细胞因子,可以促进B细胞分化、成熟和增殖,并诱导B细胞产生抗体[5],且可抵抗细胞外抗原,引起速发型超敏反应,介导体液免疫。Thl和Th2亚群互有抑制作用,一般认为ITP是一种Th1优势疾病,郭新红等[6]研究证实ITP患者Th1亚群明显升高,Th2亚群降低,治疗后Th2亚群升高,血小板计数增加。此外,这些异常的免疫细胞通过分泌不同的细胞因子发挥作用,细胞因子异常在ITP中同样起着非常重要的作用,在ITP患者中Th1类细胞因子(IL-2、IFN-γ)分泌增高,Th2类细胞因子(IL-4、IL-5)分泌减少。Treg是一种高表达表面标记CD25和转录因子叉头框蛋白的细胞亚群,在外周免疫耐受的维持中发挥重要作用,它具有免疫抑制和免疫无能两大特性,该细胞活化后可抑制CD4+T细胞和CD8+T细胞的活化、增殖和免疫功能[7,8]。研究表明,在ITP患者中存在Treg数量和功能的异常,与健康对照组相比,慢性ITP患者Treg免疫抑制活性受损[9,10]。Th17细胞是一个以产生IL-17为特征的新型CD4+T细胞亚群,Zhang等[11]研究发现,与健康对照组比较,ITP患者Th17细胞数量升高。RORγt是影响Th17细胞分化发育的特异性转录因子,其过度表达与血小板自身抗体的产生相关。郭宁红等[12]研究表明,Treg和Th17细胞在细胞分化和生物学效应方面都存在着相互拮抗的动态平衡关系,这种平衡对维持正常免疫应答,防止自身免疫疾病具有非常重要意义。
自Olsson等[13]首次提出CTL介导的血小板破坏参与ITP发病以来,CTL介导的细胞毒作用在ITP发病机制中的作用研究越来越多。Zhao等[14]研究发现,在没有可识别抗血小板抗体存在的患者中,其CTL介导的血小板溶解高于健康对照组,缓解期患者CTL介导的血小板溶解与正常对照组无显著差别。Zhang等[15]用ITP患者纯化的CD8+T细胞与自体血小板共同培养,证实了CD8+T细胞通过细胞毒途径介导血小板的破坏这一作用。
2.2ITP中DCs对T细胞的作用T细胞肩负着细胞免疫功能,其中包括激活T、B细胞的辅助功能、直接杀伤靶细胞的细胞毒作用、释放各种细胞因子激活周围细胞发挥免疫效应的迟发型超敏反应以及免疫调节功能等。T细胞在发挥上述免疫功能之前要经过一个在胸腺组织内的分化成熟过程和抗原与辅助分子的激活过程。而T细胞的激活至少需要两个信号,第一信号由T细胞受体(T-cell receptor,TCR)识别位于自身APC表面的主要组织相容性复合体Ⅱ(Major histocompatibility complex Ⅱ,MHCⅡ) -抗原肽复合体,上调CD154的信号激活,从而与APC表面的CD40作用,引起更多的共刺激分子产生;第二信号为共刺激信号,主要为APC表面的B7配体家族成员(CD80与CD86)与T细胞表面的受体CD28和CTLA-4(Cytotoxic T lymphocyte associated antigen 4)分子结合。由此可见,T细胞的激活需要APC的参与,DCs作为强有效的APC更是参与了此过程。而DCs的成熟是免疫起始的关键[16],体内多数DCs处于不成熟状态,低水平表达共刺激分子(CD40、CD54、CD80和CD86),激活初始型CD4+T细胞反应的能力弱。为了激活T细胞,DCs需要经历从成熟然后迁移至脾脏和淋巴结的T细胞区域,在此接受抗原刺激信号将抗原呈递给T细胞的过程,通过这个过程,DCs从抗原捕获细胞转向抗原呈递细胞。且在细胞成熟过程中,抗原捕获能力下降,细胞表面共刺激分子(CD40、CD80、CD86)及MHC表达增加,因此成熟的DCs能表达丰富的MHC分子,上调共刺激分子的表达,分泌趋化因子和类炎症因子(IL-6 、TNF-α),这些均可以决定T细胞极化的类型[17]。由上可推断,阻断共刺激信号的传递可抑制T细胞的激活,或成为治疗ITP的新思路。Mehling等[18]研究发现在ITP患者外周血中初治组PDC的数量较治疗组及正常对照组均升高,PDC可促进Th0向Th2分化,致Thl/Th2比例失衡。研究表明ITP患者外周血DCs高水平表达CD80、CD86[18-21],CD80 主要诱导Th1 细胞分化,对Th2 细胞分化也有影响,CD86 是促使Th0 细胞向Th2 细胞分化的协同刺激因子。综上可知,CD80、CD86的高表达可使DCs呈递抗原功能增强、T 细胞过度活化、启动强烈的自身免疫反应,在ITP的发病机制中起重要作用。此外,研究发现,ITP患者中DCs将T细胞转化为Treg的能力降低[21],Treg数量的减少,致使细胞免疫抑制功能下降,从而免疫耐受平衡被打破,使T细胞激活,加之B细胞活化、增殖产生自身抗体,引起机体的细胞免疫和体液免疫功能紊乱,使血小板破坏加速,参与了 ITP 的发生。
3ITP中DCs对B细胞的影响
3.1B细胞异常在ITP中的作用B细胞是来源于骨髓的多能干细胞,成熟B细胞可在周围淋巴器官接受抗原刺激,在Th细胞、APC及其产生的细胞因子的作用下活化、增殖并分化为合成和分泌抗体的浆细胞。因此,B细胞稳态的改变导致过多抗自身抗体的产生是自身免疫性疾病发生的主要体液免疫机制。目前认为,B细胞异常产生的抗血小板抗体是ITP发病的主要因素之一。B细胞异常时产生针对血小板膜糖蛋白(如GPⅡb/Ⅲa)的自身抗体增多,巨噬细胞破坏血小板增加,引起血小板减少[23]。研究表明,ITP患者B细胞分泌的抗GPⅡb/Ⅲa水平增高及B细胞活化因子(B-cell activating factor,BAFF)增加,BAFF是新近发现的TNF超家族成员,其可促进B细胞存活、维持生发中心反应和T细胞的活化,参与自身免疫耐受及免疫应答的破坏,进而引起血小板数量减少,在ITP发病机制中发挥重要作用。
3.2ITP中DCs对B细胞的影响DCs既可以间接通过T细胞的调节也可直接促进B细胞增殖产生抗血小板抗体[24]。Dubois 等[25]发现B细胞生发中心内可检测到CD40+DCs,这与DCs可以调节B细胞的分化与免疫球蛋白的分泌结论一致;进一步研究发现DCs也能与B细胞形成细胞簇,通过CD40-CD40L耦联、上调B7分子等途径直接刺激B细胞产生大量免疫球蛋白M(Immunoglobulin M,IgM)及IgG。另外,DCs可通过Toll样受体刺激BAFF过度表达,参与ITP的发病。目前已经发现人类有11种TLRs,它们是天然免疫系统必不可缺的组成部分,TLR4和TLR7已被证明参与ITP的发病[26-29],TLR4存在于多种类型的细胞中,可以激活多种蛋白,脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)是它的天然配体[30-32];TLR7可通过B淋巴细胞刺激因子(B-lymphocyte stimulator,BlyS)调节DCs依赖的B细胞的反应,经过DCs与R848(TLR7的配基)结合分泌大量的BIyS,促使B细胞存活、分化和增殖,使血小板抗体产生增加[27]。DCs可以通过分泌BAFF、家族因子增殖诱导配体(Aproliferation-inducing ligand,APRIL)等TNF家族因子与B细胞表面受体BAFF-R、TACI作用而促进B细胞成熟,引起B细胞亢进,导致ITP中抗体的产生[33]。因此,进一步阐明BAFF在ITP发生发展中的作用,研究通过基因敲除或拮抗BAFF受体等方式调控BAFF水平,可为为ITP的治疗提供新思路。
4ITP中DCs的其他作用
此外,DCs还可通过产生大量的细胞因子发挥免疫调节功能,例如可产生IL-1、IL-6、IL-12、IL-15、IL-17、巨噬细胞炎性蛋白(Macrophage inflammatory protein,MIP)、肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)等,这些细胞因子对诱发固有免疫应答起重要作用,其中TNF-α有利于Th2型细胞的产生[34,35]。周振海等[36]研究发现初治组、难治组DCs上清中IL-12明显高于对照组及有效组,表明ITP患者DCs有可能通过增加分泌IL-12参与ITP的发病。IL-12是T细胞分化的免疫调节因子,它可以使T细胞分化为Thl型T细胞增多, Th2型T细胞减少,造成机体内Th细胞亚群失衡,从而导致ITP的发生。
5结语
虽然 ITP 不是恶性疾病,但可出现危及生命的严重出血。目前糖皮质激素仍为成人 ITP 治疗的一线药物,但激素治疗 ITP 的反应率约为 60%-90%,且其副作用大。近年来,尽管出现了利妥昔单抗、TPO受体激动剂等新的治疗方法,但仍有约1/3的患者治疗无效或短期内复发,迁延不愈。研究ITP的发病机制能为其治疗提供理论依据,以取得更好的治疗效果,因此,迫切需要深入了解ITP的发病机制,发展新的治疗策略。而DCs已成为ITP机制研究的热点,其在ITP发病机制中的作用受到越来越多的重视,它既是T细胞重要的调控者,同时又对B细胞产生影响,因此针对ITP发病机制研发特异性靶向药物,通过选择性抑制DCs,抑制其对自身反应性T细胞的活化,减少自身抗体的产生,有望为患者带来新的希望。
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[收稿2015-05-20修回2015-07-28]
(编辑许四平)
doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.05.033
作者简介:赵淑敏(1990年-),女,在读硕士,主要从事血液病方面的研究。
中图分类号R558
文献标志码A
文章编号1000-484X(2016)05-0744-04
①本文受青海省基础研究计划项目(2012-Z-704)、国家临床重点专科建设项目(2011年)、青海省人才小高地项目(2014年)资助。
②青海省人民医院,西宁810000。
通讯作者及指导教师:李文倩(1968年-),女,主任医师,硕士生导师,主要从事血液病与风湿免疫病方面的研究。