OX40/OX40L在免疫调节及相关疾病中的研究进展①

米执中 王勇 李莹莹（大理大学基础医学院，大理671000）

OX40L为肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）超家族中的协同刺激分子，在机体免疫应答过程中，OX40L可特异性结合其受体OX40，这一对重要的协同刺激分子的相互作用涉及淋巴细胞与淋巴细胞及淋巴细胞与非淋巴细胞的多种生理学反应，尤其为T细胞和B细胞激活提供重要共刺激信号。OX40/OX40L相互作用可为T细胞活化后期提供共刺激信号，促进T细胞增殖和分化，调节CD4+T、CD8+T细胞活化、增殖和迁移，在疾病发生发展过程中对免疫应答进行有效启动、适度效应和适时终止。随着OX40/OX40L研究深入，发现其表达于多种疾病病变部位的吞噬细胞、B细胞、树突状细胞（dendritic cells，DCs）等抗原提呈细胞（antigen presenting cell，APC）表面，对疾病发生发展起重要作用。本文结合国内外最新研究进展，从OX40/OX40L免疫调节特性及其在炎症性疾病、肿瘤及自身免疫性疾病中的相关作用进行综述。

1 OX40/OX40L的免疫调节特性

1.1 OX40/OX40L结构OX40L基因位于人和小鼠1号染色体，编码1种Ⅱ型跨膜糖蛋白，相对分子质量为34 kD，由156个氨基酸构成。其最初被鉴定为人T细胞白血病病毒1型（human T-cell leukemia virus type-1，HTLV-Ⅰ）转化细胞上的gp34 a蛋白，后来发现可与OX40结合［1］。OX40L可在APC上表达，其他细胞，如郎格罕细胞、内皮细胞、平滑肌细胞、肥大细胞和NK细胞也可诱导其表达［2］。

OX40基因位于人1号染色体（小鼠4号染色体），编码1种Ⅰ型跨膜糖蛋白，其相对分子质量约为50 kD，由277个氨基酸组成，主要表达于活化的CD4+T和CD8+T细胞表面、NK细胞、自然杀伤T细胞（natural killer T cell，NKT）和嗜中性粒细胞［3］。

目前尚无证据证明OX40L有除OX40以外的其他配对受体，人类的1个OX40L单体和3个OX40单体的三聚体构成四级结构复合体，该结构更易与其他细胞连接发挥免疫通讯作用，参与T细胞与淋巴和非淋巴细胞的多种生理及免疫反应，从而参与免疫调控的诸多环节［4］。

1.2 OX40/OX40L信号 转导OX40表 达需3个 信号：①较强的T细胞受体（T cell receptor，TCR）配体；②CD28参与；③IL-2/IL-2受体信号［5］。抗原刺激后，OX40被瞬时诱导至活化的初代CD4+T和CD8+T细胞，但在激活后的第1 h内几乎看不到OX40表达，因为OX40并不表达于初始T细胞表面，另外，无论在体内还是体外，需要其活化0.5~6 d才可高表达并达到峰值，而对于记忆T细胞，只需要活化1~4 h即可高表达OX40［6］。研究表明，受到CD40和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激后，APC表达OX40L，并在2~3 d达到高峰［7］。

OX40/OX40L存在逆向信号转导，其逆向信号可通过调节胞内游离钙离子水平参与内皮细胞中基质金属蛋白酶9（matrix metalloprotein 9，MMP-9）表达调控［8］。此外，OX40/OX40L的逆向信号则能促进DCs成熟及B细胞活化，并促进生发中心（Ger‐minal centers，GCs）形成和DCs分化成熟，使B细胞产生高效价抗体及抗体类别转换。

研究表明，OX40/OX40L信号可通过PI3K-PKB/AKT、活化T细胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）和NF-κB等途径启动下游系列信号途径，OX40/OX40L信号对这些途径的持续激活导致部分抗凋亡B淋巴细胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）家族成员（如Bcl-xL、Bcl-2和Bfl-1）及调节细胞分裂分子上调，从而介导细胞因子及T细胞活化和增殖［9-12］。

1.3 OX40/OX40L促进T细胞增殖OX40L通过促进细胞内抗凋亡因子Bcl-2生成抑制凋亡相关蛋白因子（factor associated suicide，Fas）或FasL表达或功能，并与T淋巴细胞表面OX40特异性结合，提供共刺激信号给幼稚T细胞，以调节CD4+T细胞活化和增殖，且可持续活化、增殖、迁移T细胞至反应部位及产生细胞因子，并通过抑制T细胞凋亡延长T淋巴细胞存活时间，从而增强和延长T细胞介导的免疫应答效应［13］。采用OX40基因敲除动物进行抗原刺激实验发现，OX40/OX40L信号可调控调节性T细胞（regulatory cells，Tregs）增加或IL-4缺陷，导致效应CD4+T细胞显著减少，而采用OX40抗体激动剂可显著加强抗原刺激效果，产生大量免疫细胞并大幅度减少T细胞免疫耐受［14］。

OX40/OX40L信号也可直接促进抗原刺激后的CD8+T细胞增殖和存活，但该信号对CD8+T细胞的作用呈效应环境特异性，多个病毒感染过程中的免疫应答不依赖OX40/OX40L信号，如流感病毒、疱疹性口炎病毒，而CD8+T细胞对牛痘病毒的免疫应答则强烈依赖该信号［15-17］。

1.4 OX40/OX40L促进记忆T细胞增殖研究表明，CD4+CD3-淋巴组织诱导细胞、B细胞和正在反应的T细胞表达OX40L，支持T细胞在效应后期的存活，初次免疫启动阶段的OX40/OX40L相互作用可控制效应T细胞在免疫应答高峰时积累，从而使部分效应T细胞转化为记忆T细胞［18-19］。OX40缺陷小鼠模型研究证实，OX40/OX40L的共刺激信号参与加强初始CD4+T细胞克隆化膨胀、分化和存活过程，经抗原刺激后且在初始免疫反应后期正向调控记忆CD4+T细胞增殖，促进再次免疫应答［20］。OX40/OX40L同样也可影响记忆CD8+T细胞增殖。研究发现，阻断OX40/OX40L相互作用可下调细胞因子受体，如IL-7R或IL-15R持续表达，从而显著抑制记忆CD8+T细胞产生［21］。因此，OX40L是参与持久性和记忆性免疫反应的重要分子之一。

2 OX40/OX40L与炎症性疾病

2.1 OX40/OX40L与支气管哮喘研究发现，OX40L可表达于人呼吸道平滑肌，OX40-Fc作用于哮喘患者平滑肌细胞后，IL-6分泌显著增加，而IL-6是一种重要的前炎症介质，可加重哮喘严重程度［22］。OX40L还可诱导激活T细胞表达IL-4，激活B细胞产生IgE，激发分布于中、小支气管黏膜内的肥大细胞脱颗粒，释放多种炎症介质，导致支气管痉挛和阻塞。IL-4还可引起辅助型T细胞2（T helper 2 cell，Th2）分化，而Th1/Th2亚群数目比例和（或）功能比例失衡亦是哮喘最重要的免疫学异常标志。OX40基因敲除小鼠模型的卵清蛋白致敏和激发实验有力证明这一观点［23］。大量临床数据证明急性发作支气管哮喘患者外周血淋巴细胞表面CD4+OX40和OX40L表达水平均显著高于对照组［24］。目前，用于哮喘治疗的OX40L中和抗体已进入临床试验阶段，前景广阔。

2.2 OX40/OX40L与炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）IBD为累及回肠、直肠和结肠的一种特发性肠道炎症性疾病，主要病理表现为肠黏膜固有层CD4+T细胞分泌大量炎症因子，导致炎症持续发生，而OX40/OX40L分子可促进T细胞活化，对IBD发生发展起重要作用。慢性肠炎小鼠模型中可明显发现OX40+CD4+T细胞浸润于病变部位［25］。溃疡性结肠炎和克罗恩病患者病例资料研究发现，患者肠炎部分黏膜固有层OX40+细胞和OX40L+细胞较对照组患者显著增高［26］。OX40基因缺陷小鼠模型中阻断OX40/OX40L的相互作用可显著抑制结肠炎发展，为IBD治疗提供重要思路［27］。

2.3 OX40/OX40L与变应性鼻炎（allergic rhinitis，AR）AR又称过敏性鼻炎，属于Ⅰ型变态反应性炎症，是多种信号通路和细胞因子共同参与的鼻腔黏膜炎症性疾病。AR患者上皮细胞中的胸腺基质淋巴细胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）与受体结合后活化DCs，从而产生OX40L，进而刺激CD4+T细胞分化为Th2细胞，最终促进炎症反应，是AR的重要致病机制。研究表明，Toll样受体-4（Tolllike receptor4，TLR-4）依赖性TSLP/OX40L信号通路可能在AR发生发展中发挥作用［28］。小鼠AR模型实验中，采用siRNA-OX40L干扰OX40/OX40L信号通路可抑制小鼠AR过敏反应并缓解相关症状［29］。人体病例资料分析发现，患者B淋巴细胞上的OX40L表达明显高于对照组，且与CD4+T淋巴细胞产生的血清总IgE和IL-4呈正相关［30］。目前，通过抑制TSLP-OX40L信号通路治疗AR取得一定成果，为AR治疗提供指导。

3 OX40/OX40L与自身免疫性疾病

3.1 OX40/OX40L与系统性红斑狼疮（systemic lu‐pus erythematosus，SLE）SLE是一种累及全身多脏器的系统性自身免疫性疾病，患者免疫系统中免疫细胞包括T细胞和APC异常活化是导致免疫紊乱的基础，其中OX40-OX40L相互作用在SLE发生发展中发挥作用，其基因多态现象可能是SLE的高危因素［31］。OX40+CD4+T在淋巴细胞中的百分比可作为SLE疾病活动的指标［32］。此外，OX40在CD4+T淋巴细胞上的表达和血清中OX40L表达水平可作为狼疮性肾炎的标志物，狼疮小鼠模型实验发现，OX40-OX40L相互作用可导致狼疮性肾炎加剧［33］。流式细胞术检测SLE患者外周血发现，患者CD4+T细胞OX40表达水平及单核细胞OX40L表达异常上调，阻断OX40-OX40L相互作用或OX40L生物抑制剂可成为SLE新的治疗选择［34］。

3.2 OX40/OX40L与类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis，RA）RA是一种病因未明的慢性、以炎症性滑膜炎为主的系统性疾病，主要由T细胞介导，而T细胞活化需共刺激分子提供第二信号，OX40/OX40L属于TNF/TNFR家族的共刺激信号分子，虽与RA的具体免疫反应作用机制尚不明确，但其通过增强Th1型自身免疫应答在关节炎发展中起关键作用，RA滑液和滑膜组织细胞中亦可发现OX40L高表达［35］。荧光免疫实验及流式细胞术检测RA患者外周血发现，OX40/OX40L在T细胞、B细胞及单核细胞表面表达显著升高［36］。此外，OX40L及其受体的相互作用可使活化的CD4+T细胞转化为滤泡辅助性T（T follicular helper，Tfh）细胞，Tfh细胞通过调节自身抗体酸化促进RA发展［37］。

4 OX40/OX40L与肿瘤

4.1 OX40/OX40L与乳腺癌人体正常乳腺组织不表达OX40L，但机体免疫系统紊乱时，细胞OX40L表达上调，与T细胞上的OX40结合，为T细胞参与抗肿瘤免疫提供信号。研究表明，肿瘤大小与OX40表达呈正相关，与OX40L表达呈负相关，提示肿瘤体积大的组织OX40L阳性率降低，不利于机体激发T细胞消除肿瘤［38］。OX40/OX40L相互作用可导致细胞间黏附，将OX40L融合蛋白（OX40LFP）与痘病毒为基础的肿瘤疫苗（MVATwist-Tricom）结合共免疫小鼠乳腺癌模型，可显著减少肿瘤肺部转移和提高总生存率，可能与OX40L-FP可诱导T细胞增殖和记忆T细胞形成有关，阻止肿瘤转移［39］。Tregs在抑制肿瘤免疫监视方面具有重要作用，是制约肿瘤免疫治疗成功的主要因素，OX40通过下调叉状头转录因子3（Forkhead box P3，FOXP3）降低Tregs的免疫抑制功能，病例研究发现，乳腺癌患者外周血中OX40L分子表达水平下降时FOXP3转录水平升高，是乳腺癌发生的可能机制之一［40］。

4.2 OX40/OX40L与胃癌胃黏膜组织中OX40L主要表达于固有层腺上皮细胞，但OX40L在胃癌组织细胞中的表达低于胃黏膜上皮不典型增生和慢性非萎缩性胃炎表达，可能与恶性肿瘤局部免疫受抑制有关［41］。研究发现，OX40L在胃黏膜上皮不典型增生组织上皮细胞中表达较高，可能因为胃黏膜上不典型增生组织较正常组织存在明显组织异型性，可产生具有抗原性的蛋白和肽类等，引发局部免疫反应，OX40L表达增加，使T细胞活化以参与机体抗肿瘤免疫反应［42］。胃癌患者外周血分析发现，患者T细胞、单核细胞和中性粒细胞OX40L表达增高，且与胃癌病情分期相关［43］。

4.3 OX40/OX40L与白血病OX40/OX40L与多种血液病发生发展密切相关，OX40L最初被鉴定为HTLV-Ⅰ转化细胞gp34 a蛋白，后来逐渐认识到OX40L在包括DCs在内的多种细胞上均有表达。研究证明，HTLV-1感染的T细胞株在其细胞表面可同时表达OX40和OX40L，与HTLV-1编码的致癌蛋白TAX作用相关［43］。OX40还可在成人T细胞白血病（adult T-cell leukemia，ATL）上表达，OX40和OX40L的相互作用直接介导表达OX40的细胞与表达OX40L的血管内皮细胞发生黏附［44］。检测ATL患者血浆发现，可溶性OX40水平显著增高，且与血浆可溶性CD25呈正相关，可作为ALT新的诊断标志物［45］。急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）患者白血病细胞上也表达OX40，受OX40刺激后，可介导白血病细胞生长和生存的细胞因子增殖和释放。但OX40L信号可促进NK细胞活化、细胞因子产生和细胞毒作用，破坏OX40-OX40L相互作用，以降低NK细胞对原代AML细胞的反应性［46］。急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leuke‐mia，ALL）患者体内，白血病细胞上OX40表达与风险因子BCR-ABL酪氨酸激酶阳性表达显著相关，通过OX40信号通路增强原代ALL细胞代谢活性，并导致参与疾病病理生理的细胞因子释放。此外，ALL表达的OX40与其同源配体在NK细胞上的相互作用可刺激ALL细胞裂解，从而影响疾病发生发展［47］。

5 结语与展望

随着OX40/OX40L研究不断进展，其作为机体内TNFR/TNF超家族中的协同共刺激分子，在机体生理及免疫应答方面发挥重要作用。OX40/OX40L信号转导及表达与多种疾病发生与发展有关，并逐渐成为某些疾病的诊断标志物。目前，以其为靶点的治疗方法正成为免疫治疗和基因治疗的发展方向，为临床个体化治疗提供新思路并逐渐成为研究热点。