天疱疮患者皮损局部B淋巴细胞及其产生特异性抗体的功能研究
2018-05-15元慧杰周生儒刘芝翠朱海琴许人超郑捷潘萌
元慧杰 周生儒 刘芝翠 朱海琴 许人超 郑捷 潘萌
200025上海交通大学医学院附属瑞金医院皮肤科
天疱疮是一种以皮肤、黏膜为靶器官的自身免疫性大疱性皮肤病,通常认为外周血循环中的特异性抗桥粒芯糖蛋白1(desmoglein1,Dsg1)和(或)Dsg3抗体通过破坏角质形成细胞间的桥粒结构,导致局部棘层松解,形成表皮内水疱[1]。目前多数学者认为[2⁃3],天疱疮的致病性自身抗体来源于外周血循环中的B细胞,皮肤仅作为靶器官而发生疾病。因此,目前对于天疱疮免疫机制的研究多集中于外周血B淋巴细胞及其自身抗体的致病性[4⁃5],而皮损局部的免疫应答反应则未曾有报道。为明确天疱疮患者皮损局部是否存在抗原特异性B淋巴细胞的浸润,是否可以在局部产生特异性抗体,我们对寻常型天疱疮患者皮损局部B淋巴细胞的表型及其功能进行探讨。
一、对象与方法
(一)对象:2013年9月至2015年6月初诊、未经治疗并随访于上海交通大学医学院附属瑞金医院皮肤科的35例寻常型天疱疮患者(皮肤黏膜型),均根据临床表现、组织病理、免疫荧光和自身抗体检测确诊。健康对照皮肤组织来自皮肤科门诊手术室接受色素痣切除术的22例患者。本研究通过医院伦理委员会批准,患者均签署知情同意书。
(二)主要试剂和仪器:别藻蓝蛋白(APC)-抗人CD19、异硫氰酸荧光素(FITC)-抗人IgG流式抗体产自美国BD公司,Alexa⁃Fluor®647-抗人DYKDDDDK标签抗体、藻红蛋白(PE)-抗人His标签抗体产自美国CST公司,RPMI 1640培养液、胎牛血清、透明质酸酶、DNA酶及Ⅴ型胶原酶产自美国Sigma⁃Aldrich公司,抗人Dsg1、Dsg3抗体ELISA试剂盒产自日本MBL公司,LymphoprepTM淋巴细胞分离液产自挪威Axis⁃shield公司。FACS CantoⅡ及LSR Fortessa型流式细胞仪为美国BD公司产品。重组人Dsg1、Dsg3由清泓生物技术(上海)有限公司合成。
(三)方法:
1.皮损局部单个核细胞分离:取12例健康对照正常皮肤和20例寻常型天疱疮患者初发水疱或糜烂皮损组织各1 cm×1 cm,在含Ⅴ型胶原酶、DNA酶及透明质酸酶的消化液中37℃消化2 h,用淋巴细胞分离液通过密度梯度离心法(800×g,15 min)分离获得单个核细胞。
2.流式细胞仪检测CD19+B细胞、CD19+IgG+B细胞、CD19+CD27+记忆B细胞及CD19+IgD+初始B细胞:每2×105个皮损单个核细胞重悬于100 μl RPMI 1640培养液(含5%胎牛血清)中,根据不同流式抗体组合,按照抗体与培养液的体积比例1∶100分别加入荧光抗体,用FACS CantoⅡ流式细胞仪和FlowJo软件检测和分析。
3.流式细胞仪检测表面识别Dsg1、Dsg3的CD19+B细胞:每2×105个皮损单个核细胞重悬于100 μl RPMI 1640培养液(含5%胎牛血清)中,分别加入0.5 μg重组人Dsg1和Dsg3,室温孵育1 h,培养液洗涤1次,根据不同流式抗体组合,按照抗体与培养液的体积比例1∶100分别加入荧光抗体,用FACS CantoⅡ流式细胞仪和FlowJo软件检测和分析。
4.皮损局部单个核细胞的体外培养及上清液中抗Dsg1、抗Dsg3抗体检测:每2 × 105个细胞重悬于200 μl含10%胎牛血清、200 mg/L青霉素和200 U/ml链霉素的RPMI 1640培养基中,37℃培养6 d后收集上清液。
按照ELISA试剂盒的抗体检测说明,将上清液按1∶101稀释后加入微孔中,于室温孵育1 h后洗涤,加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的抗人IgG抗体,于室温孵育1 h,洗涤孔板后再加入底物四甲基联苯胺(TMB)于室温孵育0.5 h,加入终止液终止反应,采用全自动定量酶标仪在450 nm波长下读取吸光度(A值),并通过试剂盒说明中的公式(A样本-A阴参)×100%/(A阳参-A阴参)计算培养上清液中抗体的滴度值。
采用受试者工作特征曲线(ROC)判断皮损处单个核细胞产生特异性抗体的有效性[6],根据ROC统计分析输出的灵敏度与特异度,计算约登指数(灵敏度+特异度-1),约登指数最大值所对应的滴度值为临界值,抗体滴度大于临界值即为阳性。
5.统计学方法:用Graphpad 5.0统计软件进行统计分析,计量资料以±s表示;用非参数Mann⁃WhitneyU检验及Welch′sT检验比较两组间差异。以P<0.05为差异有统计学意义。
二、结果
(一)寻常型天疱疮患者皮损局部B淋巴细胞比例:流式细胞仪检测15例(分离的单个核细胞数≥2×105)寻常型天疱疮患者皮损及12例健康对照皮肤分离后的单个核细胞,患者组淋巴细胞比例为(17.95±3.85)%,健康对照组为(7.83±1.29)%(图1A),两组差异有统计学意义(t=2.49,P=0.023 4)。患者组CD19+B细胞比例为(4.27±1.13)%,健康对照组为(0.61± 0.31)%(图1B),差异亦有统计学意义(U=13.00,P=0.000 2)。
(二)患者皮损局部CD19+B细胞为Dsg特异性B细胞:15例天疱疮患者皮损局部CD19+B淋巴细胞中,表达IgG的细胞比例为(38.33±5.56)%,3例天疱疮患者皮损局部CD19+B淋巴细胞中表面特异性识别Dsg1与Dsg3的细胞比例分别为(12.87 ± 1.267)%、(10.42 ± 1.243)%。
(三)寻常型天疱疮患者皮损局部单个核细胞体外培养后产生抗Dsg1及抗Dsg3特异性抗体:将20例寻常型天疱疮患者皮损与10例健康对照皮肤局部单个核细胞分别体外培养6 d后,患者组培养上清液中抗Dsg1与Dsg3抗体滴度分别为(4.89 ± 1.56)、(35.45 ± 13.03)U/ml,健康对照组分别为(-0.36 ± 0.25)U/ml、(-0.29 ± 0.29)U/ml,两组间差异有统计学意义(U值为13.0、5.0,P<0.05)。培养上清液中抗Dsg1和Dsg3抗体的曲线下面积分别为0.938与0.975(图2),滴度临界值分别为0.64和0.92。患者皮损单个核细胞培养上清液抗Dsg1和Dsg3抗体分别有17例(85%)、19例(95%)为阳性。
三、讨论
我们在临床上观察到,一些复发天疱疮患者的皮损通常发生在与初发皮疹完全相同的部位,对复发患者不增加系统糖皮质激素用量,仅加强外用治疗,皮疹就能得到控制;而部分落叶型或红斑型天疱疮患者,仅外用糖皮质激素治疗,皮疹也可好转。这引起了我们对天疱疮患者皮损局部免疫环境研究的兴趣。
过去的研究认为,B淋巴细胞通常不在皮肤聚集[7]。但在炎症性皮肤病的动物模型及人类临床研究中发现,B细胞可发挥促炎及抗炎作用[8]。目前已在皮肤利什曼病[9]、弥漫性皮肤硬化[10]和特应性皮炎[11]等皮损真皮部位发现有B细胞浸润,B细胞与皮肤固有免疫细胞及T细胞相互作用共同参与皮肤炎症发生。本研究发现,B细胞浸润于天疱疮患者皮损局部,这可能是因为皮损部位基质细胞或T淋巴细胞表达趋化因子(CXCL13、CCL19等)与B细胞表面的趋化因子受体(CXCR5或CCR7)结合,趋化B细胞至患者皮损部位[12⁃14]。
图1 寻常型天疱疮患者皮损处与健康对照皮肤单个核细胞中淋巴细胞与CD19+B细胞的比例 1A:淋巴细胞比例;1B:CD19+B细胞比例
图2 体外培养局部单个核细胞产生抗桥粒芯糖蛋白1(Dsg1)、Dsg3抗体的受试者工作特征曲线 曲线下面积分别为0.938、0.975
皮肤局部的免疫过程可能受到机体整体免疫的影响,而Geherin等[15]在绵羊肉芽肿模型中发现,皮肤中聚集的B细胞表型不同于淋巴结中的B细胞,其表面MHCⅡ、CD1和CD80/86表达增加,有利于T细胞活化,同时皮损局部B细胞和抗体产生细胞的聚集增加了局部抗体的浓度,进而加重了自身免疫的发生。我们的研究也发现,寻常型天疱疮患者皮损局部浸润的B细胞表面高表达IgG,可与Dsg1与Dsg3特异性结合,可能是由于局部的T、B细胞容易被活化。Mahanonda等[16]发现,正常齿龈及齿龈炎组织有CD20+/27+记忆性B细胞浸润,表面表达IgG和IgA,在体外用Toll样受体7/8(R848)及白细胞介素2刺激后可分化为分泌IgG和IgA的抗体分泌细胞。本研究中,天疱疮患者皮损局部浸润的B细胞,体外培养6 d后产生抗Dsg1和Dsg3抗体,提示浸润的B细胞可分化成为抗体分泌细胞,可能参与天疱疮的发生。
综上,本研究发现,寻常型天疱疮患者皮损局部有大量淋巴细胞浸润,其中包括B淋巴细胞,这些B细胞表面表达IgG,并以记忆性B细胞为主,可与Dsg1、Dsg3特异性结合,在体外培养后,可产生抗Dsg1与Dsg3特异性抗体,在皮损形成过程中发挥重要作用。
参考文献
[1]Stanley JR.Autoantibodies against adhesion molecules and structures in blistering skin diseases[J].J Exp Med,1995,181(1):1⁃4.
[2]Hertl M,Veldman C.Pemphigus⁃⁃paradigm of auto⁃antibody⁃mediated autoimmunity[J].Skin Pharmacol Appl Skin Physiol,2001,14(6):408⁃418.doi:10.1159/000056375.
[3]Hertl M.Humoral and cellular autoimmunity in autoi⁃mmune bullous skin disorders[J].Int Arch Allergy Immunol,2000,122(2):91⁃100.doi:10.1159/000024364.
[4]Payne AS,Ishii K,Kacir S,et al.Genetic and functional characterization of human pemphigus vulgaris mono⁃clonal autoantibodies isolated by phage display[J].J Clin Invest,2005,115(4):888⁃899.doi:10.1172/JCI24185.
[5]Yamagami J,Takahashi H,Ota T,et al.Genetic characterization of human Dsg3⁃specific B cells isolated by flow cytometry from the peripheral blood of patients with pemphigus vulgaris[J].J Dermatol Sci,2008,52(2):98⁃107.doi:10.1016/j.jdermsci.2008.05.002.
[6]Messingham KA,Noe MH,Chapman MA,et al.A novel ELISA reveals high frequencies of BP180⁃specific IgE production in bullouspemphigoid[J].JImmunolMethods,2009,346(1⁃2):18⁃25.doi:10.1016/j.jim.2009.04.013.
[7]Gaspari AA,Tyring SK.Clinical and basic immunoderma⁃tology[M].London:Springer London,2008:17⁃29.
[8]Egbuniwe IU,Karagiannis SN,Nestle FO,et al.Revisiting the role of B cells in skin immune surveillance[J].Trends Immunol,2015,36(2):102⁃111.doi:10.1016/j.it.2014.12.006.
[9]Geiger B,Wenzel J,Hantschke M,et al.Resolving lesions in human cutaneous leishmaniasis predominantly harbour chemokine receptor CXCR3⁃positive T helper 1/T cytotoxic type 1 cells[J].Br J Dermatol,2010,162(4):870⁃874.doi:10.1111/j.1365⁃2133.2009.09573.x.
[10]Lafyatis R,Kissin E,York M,et al.B cell depletion with rituxi⁃mab in patients with diffuse cutaneous systemic sclerosis[J].Arthritis Rheum,2009,60(2):578⁃583.doi:10.1002/art.24249.
[11]Simon D,Hösli S,Kostylina G,et al.Anti⁃CD20(rituximab)treatment improves atopic eczema[J].J Allergy Clin Immunol,2008,121(1):122⁃128.doi:10.1016/j.jaci.2007.11.016.
[12]van de Pavert SA,Mebius RE.New insights into the development of lymphoid tissues[J].Nat Rev Immunol,2010,10(9):664⁃674.doi:10.1038/nri2832.
[13]Aloisi F,Pujol⁃Borrell R.Lymphoid neogenesis in chronic inflam⁃matory diseases[J].Nat Rev Immunol,2006,6(3):205⁃217.doi:10.1038/nri1786.
[14]Jones GW,Hill DG,Jones SA.Understanding immune cells in tertiary lymphoid organ development:it is all starting to come together[J].Front Immunol,2016,7:401.doi:10.3389/fimmu.2016.00401.
[15]Geherin SA,Fintushel SR,Lee MH,et al.The skin,a novel niche for recirculating B cells[J].J Immunol,2012,188(12):6027 ⁃6035.doi:10.4049/jimmunol.1102639.
[16]Mahanonda R,Champaiboon C,Subbalekha K,et al.Human memory B cells in healthy gingiva,gingivitis,and periodontitis[J].J Immunol,2016,197(3):715 ⁃725.doi:10.4049/jimmunol.1600540.