嗜碱性粒细胞免疫应答机制及在SLE和RA发生发展中的调控作用机制研究进展

张娜，张泽明，王晓非

中国医科大学附属盛京医院风湿免疫科，辽宁沈阳110004

人体中血液中嗜碱性粒细胞含量较少，但临床对其生理功能仍缺乏了解。在脊柱动物中均存在嗜碱性粒细胞，提示嗜碱细胞在哺乳动物的生理过程中发挥重要作用。嗜碱性粒细胞主要由骨髓CD34+的造血祖细胞分化而来，在外周血循环中分化成熟，成熟后不再增殖，生存期较短（0～60 h）［1］。由于外周血中嗜碱性粒细胞的含量极少，用抗体体外大量纯化较难。因此，目前临床对嗜碱性粒细胞的认识一直停留在超敏反应的效应细胞。随着单克隆技术，高纯度分选技术及嗜碱性粒细胞缺陷的小鼠模型的快速发展，临床对嗜碱性粒细胞的功能和表型有了更深入的认知。人体免疫包括固有性免疫和适应性免疫。既往研究认为，嗜碱性粒细胞可作为IgE 介导反应中的受体细胞，过敏反应中FcεRI-IgE复合物可激活嗜碱性粒细胞的活化，释放白三烯和组胺，参与人体的固有性免疫应答。最新研究［2］发现，活化的嗜碱性粒细胞可释放大量白细胞介素4（IL-4）、IL-13 等细胞因子，可能参与人体的适应性免疫应答，但其具体作用机制目前尚不明确。现将嗜碱性粒细胞活化后在人体免疫应答中的作用机制，及其系统性红斑狼疮（SLE）、类风湿关节炎（RA）发病中的调控作用最新研究进展综述如下。

1 嗜碱性粒细胞的适应性免疫应答机制

嗜碱性粒细胞在活化后才能发挥其生物学功能。活化的嗜碱性粒细胞可能通过促进Th2 型应答、增强体液免疫应答等途径参与调控人体适应性免疫。

1.1 嗜碱性粒细胞的活化机制 碱性粒细胞可以通过多个途径介导其信号活化。嗜碱性粒细胞活化后，可产生各种效应分子，包括组胺、白三烯、IL-4、IL-5、IL-13，IL-6、TNF-α、多种趋化因子及相关膜标记物（如CD203c、CD63）等［3］，在适应性免疫应答中发挥调节作用。

嗜碱性粒细胞活化的经典途径是通过IgE 的介导与外源抗原形成免疫复合物，与IgE 高亲和力受体FcεR1结合，刺激嗜碱性粒细胞的活化，使其释放多种炎性介质，参与超敏反应的发生发展。

B 细胞分化早期所产生另一类免疫球蛋白IgD可介导嗜碱性粒细胞活化，人体上呼吸道感染时嗜碱性粒细胞高表达于上呼吸道组织中，活化的嗜碱性粒细胞可产生广谱的抗微生物肽［4］，在上呼吸道感染中发挥作用。活化的嗜碱性粒细胞通过分泌IL-4 和IL-6 细胞因子，协同Th 细胞促使B 淋巴细胞完成免疫球蛋白类别转换，分泌IgM、IgG和IgA等多种免疫球蛋白，参与调节人体的免疫过程。

很多细胞因子也可以介导嗜碱性粒细胞活化。研究发现用IL-3处理嗜碱性粒细胞可促进IL-4、IL-13等细胞因子的表达［5］，上调人嗜碱性粒细胞膜表面抗原的CD203c 的表达［6］。IL-1 家族成员IL-18 和IL-33 也能促进嗜碱细胞活化［7］。IL-33 同样可通过MyD88 信号通路诱导嗜碱性粒细胞分泌IL-4 和IL-13、IL-5、IL-6［8］。

模式识别受体TLR 可介导嗜碱性粒细胞的活化。嗜碱性粒细胞能够通过模式识别受体TLR 直接识别各种病原微生物，参与免疫炎症反应［9］，如TLR2 配体肽聚糖能在体外刺激嗜碱性粒细胞分泌IL-4 和IL-13。IL-4 能促进Th2 细胞的成熟和分化，参与到以Th2为主的免疫应答中。此外，依赖于IgE介导的嗜碱性粒细胞活化途径还包括补体受体，如CR1、CR2 和CR3 等，能诱导嗜碱性粒细胞释放组胺。

临床曾用CD63 指标检测嗜碱性粒细胞的活化程度，但后续研究发现，与CD63相比，CD203指标变化对于嗜碱性粒细胞的活化更敏感［10］。目前临床常应用流式细胞术定性检测CD203c阳性的细胞数量，而且同时可定量检测CD203c 的平均荧光强度来评价嗜碱性粒细胞的活化程度。

1.2 嗜碱性粒细胞的活化促进Th2 型应答 嗜碱性粒细胞活化后分泌多种细胞因子，参与免疫应答及免疫调节。研究证明嗜碱性粒细胞活化后能迅速释放IL-4 和IL-13［11］。已知多种细胞均可分泌Ⅱ-4，包括体液免疫中的Th2 细胞、嗜酸性粒细胞、肥大细胞和嗜碱性粒细胞，其中嗜碱性粒细胞分泌IL-4的功能逐渐受到关注。

IL-4 是启动和维持Th2 型细胞分化过程中最重要的细胞因子。IL-4 对Th2 细胞的稳定分化和记忆性Th2 细胞的形成有重要作用［12］。在体外CD4+T 细胞经抗原刺激后与嗜碱性粒细胞一起培养，然后测定Th2细胞因子，发现胞内IL-4和IFN-γ的细胞因子水平表达明显增加，这有助于促进CD4+T 细胞向Th2 型细胞分化［13］。在早期阶段再次接触抗原后嗜碱性粒细胞迅速分泌产生的大量IL-4 细胞因子，晚期以记忆性T细胞分泌IL-4为主。

各种外源凝集素可以导致嗜碱性粒细胞活化。TLR2 受体可以与细菌肽聚糖、病毒蛋白、真菌甘露聚糖等受体结合，促进嗜碱性粒细胞活化并产生IL-4，促进Th2 型免疫应答反应，这也说明嗜碱性粒细胞可以加重由于病毒和细菌感染导致的免疫反应［14］。所以早期来源于嗜碱性粒细胞释放的IL-4，在启动及维持Th2反应中发挥重要作用。

1.3 嗜碱性粒细胞的活化增强体液免疫应答 在人体中，嗜碱性粒细胞可以作为一个体液免疫反应的增强剂。外源性抗原通过IgD 与嗜碱性粒细胞表面的受体结合后，产生IL-4 和B 细胞活化刺激因子（BAFF），B 细胞在分化早期所产生免疫球蛋白IgD和IgM，活化的嗜碱性粒细胞通过IL-4和BAFF 促进B淋巴细胞免疫球蛋白类别转化，产生大量IgM、IgD和IgA，在获得性免疫反应中发挥作用［15］。

人体内以哪种免疫球蛋白增高为主，可能与具体感染的抗原的种类、数量有关。初次免疫后嗜碱性粒细胞表面产生大量的特异性IgE 抗体，再次接触抗原后，嗜碱性粒细胞可以通过CD40L 与B 细胞表面的CD40 结合促进B 细胞产生大量的免疫球蛋白，另一方面嗜碱性粒细胞活化，导致IL-4、IL-6 分泌增加，促进Th2 细胞的分化，而Th2 细胞活化后分泌IL-4、IL-5、IL-13、IL-10 等细胞因子，促进CD40L与B 细胞表面的CD40 结合，促进B 细胞的增殖活化，促进免疫球蛋白产生，增强人体的体液免疫应答［16］。

2 嗜碱粒细胞在SLE发病中的作用机制

SLE 是一种影响多种器官的复杂疾病。90%以上的SLE 患者会并发肾脏损伤，主要原因是大量包含IgM、IgG、IgA 等免疫球蛋白的免疫复合物沉积在肾组织中，引起免疫损伤。这些免疫复合物是由核成分（ANA）或核酸（ds-DNA）特异性自身抗体形成的。Th1、Th2、Th17 和调节T 细胞（Tregs）等细胞通过参与调解细胞免疫、介导细胞免疫应答、参与迟发型超敏反应等途径，在SLE 的发生发展中发挥重要作用［17-18］。

自身反应性的抗体可以靶向针对SLE患者的肾组织，自身反应性IgE 可以激活嗜碱性粒细胞，归巢至淋巴结，促进Th2 细胞分化，促进自身抗体的产生，导致肾功能衰竭甚至死亡。嗜碱性粒细胞的活化分为IgE 依赖和IgE 非依赖两种途径［19］。目前，临床熟知的是嗜碱性粒细胞可作为过敏反应的主要效应细胞，通过IgE 依赖途径介导超敏反应［20］。关于IgE 在非过敏性炎性疾病中的病理生理作用尚不清楚。

IgE 的缺失会通过降低自身抗体的产生延缓疾病的发展和严重程度，改善患者的脏器损伤程度。在SLE 小鼠模型中发现IgE 可以明显降低小鼠中自身抗体的产生，以及B 细胞浆细胞数量，IgE 的减少也显著降低免疫细胞在次级淋巴细胞中特别是单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞在脏器中的浸润程度，IgE 的缺陷导致狼疮小鼠的脾脏中嗜碱细胞活化程度明显下降［21］。IgE 的自身反应与嗜碱性粒细胞的活化密切相关，可以增加疾病的活动度。与IgE 阴性的患者比较，IgE 阳性的SLE患者疾病活动度明显增加，嗜碱性粒细胞活化标志物CD203c表达增加［22］。以上结果均表明，嗜碱性粒细胞可通过IgE 依赖途径促进自身免疫性炎症的放大。DEMA 等研究［23］发现，SLE 患者体内存在自身反应性IgE，且IgE 的水平与疾病活动度有关，嗜碱性粒细胞与Th2 环境可以促进病情进展，加重狼疮性肾炎的改变。蛋白酪氨酸激酶缺陷（Lyn-deficient）的狼疮样老年小鼠可通过自发的IgE 抗体与嗜碱性粒细胞表面FcεRI受体结合活化嗜碱性粒细胞，表现为持续Th2改变，IL-4水平明显增高，通过嗜碱性粒细胞高表达CD62L（粘附分子）［24］和MHC-Ⅱ分子HLA-DR（参与自身抗原递呈）［25］，产生大量ds-DNA 抗体和其他抗核抗体，可以明显看到肾脏免疫复合物沉积于肾小球，敲除嗜碱性粒细胞后，ANA 及ds-DNA 抗体明显下降，脾脏浆细胞比例下降，而且降低了肾脏的炎症环境。

虽然嗜碱性粒细胞和肥大细胞都表达高亲和力FcεRI。但进一步研究［26］发现，IL-4 或IgE 缺陷的小鼠中CD62L 的表达明显下降，淋巴结中和脾脏中嗜碱性粒细胞数量下降，而肥大细胞的数量没有改变说明这两种细胞在变应性炎症中的作用却完全不同。在淋巴结中的嗜碱性粒细胞表面检测到BAFF受体，也说明淋巴结中嗜碱性粒细胞可以影响B 细胞的存活和分化，嗜碱性粒细胞通过促进CD62L 和MHCⅡ的表达，使其从外周血迁移至淋巴结和脾脏，通过分泌细胞因子等调节B 细胞的功能参与免疫应答。通过检测临床标本发现SLE 患者中嗜碱性粒细胞与自身反应性IgE 水平高低是引起Th2 倾向的重要因素。

SLE 患者中嗜碱性粒细胞处于活化状态（高表达CD203c），嗜碱性粒细胞的活化可能是影响SLE疾病进展的重要反馈回路，所以如何降低血液循环中IgE 免疫复合物水平或通过减少嗜碱性粒细胞活化程度有望为SLE 的治疗提供新的手段。

在敲除嗜碱性粒细胞的狼疮小鼠中，血液IL-1β、IL-4、IL-6、IL-13 和IFN-γ 等炎症因子水平明显下降，说明敲除嗜碱细胞或降低嗜碱细胞活性可减轻肾脏的前炎症的环境状态，可能会成为SLE 的治疗新方法［27］。抗过敏药物如奥马珠单抗通过降低体内IgE水平和嗜碱性粒细胞表面的FcεRI受体，可能成为SLE的治疗方法之一［28］。

SLE 患者外周血嗜碱粒细胞数量减少可能出于多种原因，如炎症因子及趋化因子等介导嗜碱性粒细胞从外周血液循环中迁移到组织中。浸润到这些器官引起多系统受损，从而引起SLE 累及全身系统的发病，同时，SLE 在疾病活动期可见大量的T、B 淋巴细胞凋亡，产生大量的致病性自身抗体，嗜碱粒细胞作为一种可能参与SLE 疾病发生的效应细胞，也可能同样因过度凋亡而导致其数量减少。

细菌感染的SLE患者可诱发或加重尿蛋白量增加，嗜碱性粒细胞可能在其中发挥重要的作用。细菌的细胞壁成分是固有免疫和适应性免疫反应的有力诱因，在SLE 中，细菌性脂肪肽可以通过TLR，促进B 细胞增殖自身抗体的产生和促炎因子的释放。TLR2 可以介导嗜碱性粒细胞活化，RAHUL 等［29］研究发现，在狼疮肾炎的小鼠模型，当小鼠暴露于细菌细胞壁成分如肽聚糖或脂多糖后，小鼠的脾脏增大，ds-DNA 抗体、IL-6、IL-12 及TNF-α 等炎症因子分泌增加，加剧了狼疮肾炎的发展。但是这种情况在非肾脏损伤的狼疮小鼠中却没有出现，这与肾脏内肾素mRNA下调和在其正常定位足突部位再分配到核周区域有关。当机体受到外界抗原刺激后，细菌性脂肪肽激活TLR2，在该研究中发现，该受体表达于培养的足细胞和肾小球内皮细胞，TNF-α 和IFN 诱导TLR2 的mRNA 和受体在这两种细胞内表达，在细菌脂肽的刺激下，足细胞和肾小球内皮细胞的白蛋白渗透率显著增高，LPS 可诱导中度蛋白尿，细菌性脂肽和LPS通过TLR2介导的作用，通过调节肾小球滤过屏障内皮细胞和上皮细胞的功能可加重肾小球肾炎，说明细菌感染可能通过TLR2 介导嗜碱性粒细胞活化而加重SLE病情。

3 嗜碱粒细胞在类风湿性关节炎发病中的作用机制

类风湿性关节炎是一异质性疾病，发病机制仍不明确。不同亚型的患者病程、预后及治疗效果都不尽相同。免疫功能紊乱被认为是RA 的主要发病机制。RA患者体内存在多种细胞因子、炎症因子异常表达，而且在疾病的不同阶段主导的细胞因子也不相同。在早期的RA 患者滑膜和滑膜液中以Th2型细胞因子IL-4 和IL-13 为主，而长期慢性的RA 患者滑膜组织中Th1 型细胞因子IFN-γ 表达为主。近年来嗜碱性粒细胞在调节Th1/Th2平衡方面的生理作用受到大家的关注。嗜碱性粒细胞缺陷小鼠模型的建立，证实细胞因子IL-4 的产生主要细胞是嗜碱性粒细胞的活化［30］，IL-4 对于启动Th2 细胞早期分化，并可与DC 协同促进Th2 细胞分化，调节Th2 型免疫应答，参与以Th2免疫介导为主的相关疾病［31］。

活化的嗜碱性粒细胞可通过细胞表面表达的IgE 受体FcεRI，与抗原特异性结合，促进IL-4等Th2型细胞因子的表达水平，促进Th2细胞的分化，增强患者的体液免疫应答，削弱Th1 细胞应答，而影响Th1／Th2 细胞平衡，参与RA 的发病过程。唐培等［32］通过免疫印迹发现，RA患者外周血循环内存在高水平IgE 型免疫复合物（IgE-CIC），但本次研究中入选的主要是病程较长的老年患者（49.5 ± 1.5岁），多数患者处于疾病的中晚期，患者血清以IFN-γ水平升高为主，血清IL-4 水平在不同疾病活动度分组中的患者表达差异不明显，说明长期慢性RA 患者体内以Th1细胞免疫应答为主。

抗环胍多肽抗体（CCP）是类风湿关节炎患者较特异的一个指标。是由类风湿滑膜中的浆细胞产生。CCP 可与嗜碱性粒细胞表面表达高水平的IgE受体FcεRI 结合，形成IgE-CIC 免疫复合物，刺激嗜碱性粒细胞活化，释放TNF-α、IL-1等炎症因子，IgECIC 免疫复合物还可活化肥大细胞、中性粒细胞和单核细胞等，进一步加重RA 患者的病情。因此，通过影响Th1/Th2 细胞平衡，以嗜碱性粒细胞为靶点有望为RA的治疗提供新的思路。

综上所述，嗜碱性粒细胞是免疫反应中较关键的细胞类型，在人体固有和获得性免疫应答及免疫调节过程中发挥重要作用。活化的嗜碱性粒细胞可能通过促进Th2型应答、增强体液免疫应答等途径，参与适应性免疫应答及免疫调节。嗜碱性粒细胞的活化可作为过敏反应的主要效应细胞，降低细胞表面FcεRI 受体活性，抑制体内IgE 水平，抑制B 细胞的分化，参与SLE 的发生发展。嗜碱性粒细胞活化后可通过细胞表面IgE 受体FcεRI，与抗原特异交联，促进Th2 型细胞因子的表达水平，进一步促进Th2 细胞分化，导致Th1／Th2 细胞失衡，参与RA 的发病过程。