自噬在系统性红斑狼疮发病机制中的作用①

徐卫东

(江西中医药大学附属医院风湿病科，南昌330006)

自噬在系统性红斑狼疮发病机制中的作用①

徐卫东

(江西中医药大学附属医院风湿病科，南昌330006)

自噬是一种溶酶体介导的代谢过程，通过细胞质成分和细胞器的降解和再循环，可以维持细胞内环境的稳定。在免疫系统内，自噬参与了通过去除细胞内的病原体和提供抗原对宿主进行保护与免疫识别的过程。自噬极为重要地塑造了免疫细胞干扰胸腺发育过程中淋巴细胞阴性和阳性选择的全部技能。作为先天性免疫的核心，自噬活动促进死亡细胞的清除和处理细胞内的废物和核酸。最近有研究表明自噬级联基因是系统性红斑狼疮潜在危险因素。因此，了解自噬与这个分解过程的失调已成为一个重要的研究目标，有利于弄清楚系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematous,SLE)的问题所在。

1 自噬的基本原理

哺乳动物细胞采用三个基本的自噬途径来“自食”：巨自噬、小自噬和分子伴侣介导自噬(CMA)[1-3]。一般规则是，自噬体是在内质网和线粒体之间的接触点形成的。两种泛素类似物共轭系统(ATG12 Atg81.3.2LC3)把双层膜自噬体扩展成与细胞质隔离的一部分，然后通过微管轨道与溶酶体相遇并融合。一旦与溶酶体融合之后，管腔水解酶能降解任何物质[4-6]。在巨自噬过程中，自噬相关基因(ATG)依次参与组装能被锚定在双层膜上的受体识别的吞噬复合物。这最终导致吞噬复合物与细胞液隔离。到目前为止，在酵母中已有36个ATG蛋白质被确定，并被逐级组织安排在功能复合物中来调节自噬泡(自噬小体)萌生、形成和成熟。在哺乳动物中，多数这种蛋白质是有多个同分异构体的，潜在高度的复杂性[7]。当物质被随机隔离，或是通过物质识别受体与自噬体结构组件之间的相互作用而被识别的选择性隔离时，巨自噬可以大量产生[8，9]。选择性自噬的例子包括线粒体自噬(线粒体)、脂肪分解(脂滴)、核糖体、或细胞外病原体，这些都是处理特殊类型物质。

囊泡的物质封存(溶酶体或晚期包内体)是小自噬的第一步，且在这种情况下，囊泡是自噬小体包膜内陷形成的。这些带有物质的小泡，接着被夹断进入溶酶体管腔内被降解[10]。在CMA中，目标蛋白被胞浆伴侣选择性的识别，然后送他们到溶酶体膜。一旦连接到溶酶体膜蛋白(LAMP-2A)，蛋白质通过LAMP-2A复杂易位而展开并到达管腔，随后在自噬性溶酶体中降解[11]。

2 自噬与免疫系统

许多免疫过程高度依赖于细胞自噬，包括病原体的识别和破坏、抗原提呈、淋巴细胞发育和效应功能、炎症调节[12,13]。选择性自噬作用在抗原呈递过程中起着举足轻重的作用。通常，MHCⅠ类分子提呈细胞内抗原给CD8+T细胞，MHCⅡ类分子提呈细胞外抗原给CD4+T细胞。在MHCⅡ类分子提呈抗原给CD4+T细胞中，自噬可以介导细胞外及非传统的细胞内抗原的提呈[14]。细胞外的抗原被抗原提呈细胞吞噬，在内溶酶体进行加工，然后处理并和MHCⅡ类分子结合。通过MHCⅡ类分子的隔间和自噬体而不是溶酶体融合，MHCⅡ类分子也可以结合细胞内抗原。事实上，在原始单核细胞来源的树突状细胞中，自噬体频繁地与MHCⅡ类隔间融合[15]。总的来说，这些数据表明自噬可能是MHCⅡ类分子结合抗原的一个重要来源，它来源于细胞内物质的溶酶体转运过程中。自噬体与适当的隔间融合的调节异常(即MHCⅡ类分子与溶酶体)可能在自身免疫性疾病的发展中发挥作用。

最近的资料把自噬和T细胞的分化和谱系定向联系在一起，后者是防御性和致病性免疫应答的中心过程。在慢性病毒感染的模型系统中，T细胞自噬动态调节抗病毒免疫过程。而Atg5、Atg7缺失并不影响CD8效应细胞增殖或功能，这样的自噬缺陷的效应细胞存在生存缺陷，当其离开宿主时伴随着T细胞记忆的减弱[16]。

3 自噬在SLE中的作用

SLE是一种与自身抗体的产生有关的全身性自身免疫性疾病，包括免疫复合物的形成和基本上可以针对每一个器官系统的持续的炎症反应。SLE中主要威胁生命的临床表现是肾脏、肺、血管系统及中枢神经系统的组织炎症损伤。自噬现在被认为是SLE的免疫异常的一个核心的致病因素，对先天免疫及后天适应性免疫都有影响[17,18]。自噬与SLE的多方面障碍都有关：包括死亡细胞的清除，细胞内的DNA 和RNA的清理，Ⅰ型干扰素(IFN)的应答的调节，B细胞和T细胞的长期存活的控制。

3.1 SLE中的自噬相关基因组学 全基因组关联研究已经把自噬相关基因单核苷酸多态性与SLE易感性联系起来。至少有五个与Atg5位点相邻的单核苷酸多态性(SNP)位点与SLE的发生和/或发展有关。具体来说，在prdm1-atg5基因间隔区的SNPs(rs548234，rs6937876和rs6568431)，在内含子1(rs573775 Atg5)和Atg5的内含子6(rs2245214)中已经全部表现出潜在疾病的危险因素[19]。且根据Zhou等[20]报道，在中国人群中，内含子prdm1-atg5的单核苷酸多态性与SLE有关。目前还不清楚，内含子的单核苷酸多态性是如何调节Atg5表达且Atg5基因在SLE疾病发展中的全部机制也不清楚。Atg7和IRGM也是可能的SLE易感基因。Atg5、Atg7和IRGM之间存在确定的基因相互作用，暗示着整个通路的异常[21]。这些数据确定了Atg5可以作为SLE一个潜在的治疗靶点，并且为揭示SLE的致病机制提供了较大的可能[22]。

3.2 SLE中的自噬相关免疫细胞 在SLE中除了先天免疫的异常， T细胞和B细胞不适当的激活和生存也是驱动多器官炎症和维持自身抗体产生的关键因素。通过在SLE小鼠模型中的研究已经对ATG7在SLE病理机制中的调节作用有所认识。Atg7-/-B细胞培养存活率降低，不能有效地分化成浆细胞，这表明Atg7能促进B细胞的存活并有助于其自身免疫性疾病的持续性。此外，在ATG7-/-B细胞中新鲜分离的线粒体密度明显高于对照组，这支持线粒体的清除调节B细胞的存活和B细胞依赖自身反应的观点。有报道在SLE患者中B细胞自噬作用有所增加，可能导致增加浆细胞形成的动员。B细胞和T细胞有更多的自噬泡，而单核细胞则与对照组情况相似，不受其影响。B细胞自噬泡的数量检测作为LC3阳性斑块，自噬泡数量与SELENA-SLEDAI 疾病活动性评分呈正相关[23]。

SLE患者T细胞有多种异常，包括T细胞的异常活化和T细胞存活率延长。最近的一项研究分析了LC3转换率作为狼疮小鼠模型和人类狼疮患者T细胞自噬活性的一个检测指标[24]。目前的共识是，在SLE中自噬更有可能发生。这似乎不是由于抑制了自噬通量，而因为信号通路被激活。在狼疮小鼠的T细胞中，与对照组相比，PMA1.3.2离子霉素刺激足以诱发较高的自噬活性，表明至少有一个能引发高自噬表型的触发点涉及T细胞激活[25]。

3.3 SLE中的自噬相关分子免疫学 SLE患者的经典的异常包括：对DNA和RNA的自身免疫反应，Ⅰ型IFN产生过多和对免疫复合物和死细胞的处理困难，以上这些都可以作为一个自身抗原的永久来源。自噬过程的缺陷可能涉及所有的上述这些病理过程。无效的自噬据推测可以导致受损的线粒体和死细胞的积累[26，27]。无论是直接或在抗原抗体复合物形成之后，过多的死亡细胞的DNA/RNA蛋白质复合物都可以激活先天免疫系统导致炎性细胞因子的生产。具体来说，含有抗DNA或RNA抗体的免疫复合物激活Toll样受体(TLR)7或9，导致持续的细胞活化[28，29]。树突状细胞一旦吞噬含有DNA免疫复合物[30，31]，即通过活化TLR7和TLR9产生大量的IFN-α。相应的，自噬缺陷的树突状细胞TLR7和TLR9活化减少且IFN-γ、α产生也减少。Atg5或其他自噬相关分子干扰IFN-α诱导反应的精确的分子机制还未见报道，细胞内DNA-抗体复合物处理障碍以及凋亡小体的清除失败是自身耐受破坏和自身免疫反应的启动中的关键步骤。

3.4 自噬在SLE临床发病中可能的前瞻意义 虽然导致狼疮自噬活性升高的确切机制仍不清楚，但与其相关的并参与促进自身免疫性T细胞和B细胞生存的信号通路的失调已经确定。有趣的是关于自噬与SLE之间的关联源自于观察药物对自噬的调节，包括羟氯喹、雷帕霉素和P140肽，在狼疮小鼠模型中以及在SLE患者身上都显示出有益的效果，这点强调了复位自噬通量可能是SLE的一个重要的治疗目标[32-34]。同时应重新审视自噬基因与SLE结合促使细胞死亡在其发病机制中作用。SLE患者通常会产生针对细胞核抗原的自身抗体。自噬障碍已被怀疑与诸如细胞质传感器对DNA监测过程，对自身DNA产生抗体的诱导及免疫复合物沉积所致的组织损伤作用有关系。

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[收稿2016-09-17 修回2016-11-08]

(编辑 张晓舟)

10.3969/j.issn.1000-484X.2017.07.034

徐卫东(1975年-)，男，医学博士，副主任中医师，讲师，硕士生导师，主要从事中西医结合防治风湿免疫性疾病的基础与临床研究，E-mail:jindadong169@163.com。

R593.24

A

1000-484X(2017)07-1115-03

①本文为江西省自然科学基金面上项目(No.20161BAB205273)。