B细胞激活因子在慢性炎症性疾病中研究进展

张 颖 付 妤

BAFF家族是肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族的成员，包括B细胞激活因子(B cell activating factor，BAFF) 和增殖诱导配体 (a proliferation-inducing ligand，APRIL) ，BAFF又称肿瘤坏死因子与Apol相关的白细胞表达配基1(TNF and Apol related leukocyte expressed ligand-1，TALL-1)，可激活凋亡、核因子κB和c-Jun氨基末端激酶的肿瘤坏死因子同源体(TNF homologue that activates apoptosis,nuclear factor-κB and c-Jun NH2-terminal kinase ，THANK)，是285个氨基酸组成的Ⅱ型跨膜蛋白,主要维持B细胞存活和分化。鉴于BAFF在多种慢性炎症性疾病中均有重要的作用，本文就BAFF及其受体的特性、免疫调控以及临床疾病中的研究做简要综述。

一、B细胞激活因子表达、结构及调控

BAFF或者APRIL主要由髓系细胞如嗜中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞和滤泡细胞表达并分泌BAFF，近年来研究提示适应性免疫细胞，尤其B细胞和T细胞也能表达BAFF。另有研究表明非免疫细胞如上皮细胞(肠道、肺泡、呼吸道、唾液腺、肾脏、皮肤等)、癌细胞或星形胶质细胞在特定情况下也能检测到BAFF[1]。

生理状态下，多聚体形式的BAFF结合于细胞膜，弗林蛋白酶可将BAFF切割为17kDa大小、具有生物学活性的可溶性BAFF。在中性或碱性pH环境下，20个BAFF三聚体结合为一个60-mer多聚体，在酸性pH环境下不可逆地解离成三聚体，这种结合取决于TNF家族中人类BAFF所独有的“Flap”环，而鼠类BAFF基因存在外显子以阻止BAFF的60-mer多聚体形成。到目前为止60-mer多聚体的生理功能尚不完全清楚，一系列体内外实验表明BAFF 60-mer在膜结合性BAFF存在情况下可通过其下游受体发出生物学信号[2]。

人类 BAFF 基因定位于染色体 13q33.3，包含6个外显子、5个内含子和1个1020bp的启动子区。多种转录因子如活化T细胞核因子(nuclear factor of activating T cell，NFAT)成员的c1 和c2，核因子κB(nuclear factor kappa beta，NF-κB)成员的p50、p52、c-Rel和p65和CD40以及TNF受体家族的BAFF R均可作为BAFF启动子。P65协同转录共刺激因子p300上调鼠类BAFF的启动子活性。Sjöstrand等[3]研究表明干扰素(interferon，IFN)调节因子 (IFN regulatory factors，IRF)调控BAFF的表达。已有研究提示Ⅰ型干扰素可通过IRF1和IRF2信号直接诱导BAFF基因表达，而转录因子IRF4和IRF8可阻断BAFF的表达。此外，BAFF基因的表达水平以及活性受干扰素γ、白细胞介素10等细胞因子调控。

二、B细胞激活因子受体BAFF R、TACI和BCMA

BAFF作用于3种受体：B细胞成熟抗原(B-cell maturation antigen，BCMA)、转膜激活剂、该调节剂和亲环素配体相互作用物(TNFR homolog transmembrane activator and Ca2+modulator and CAML interactor，TACI)，BAFF受体(B cell-activating factor receptor，BAFF R)，3种受体均为Ⅲ型跨膜蛋白。

BAFF三聚体形式可与上述3种受体结合，但60-Mer BAFF仅结合BAFF R和TACI。BAFF/BAFF R作用于过渡性2型阶段B细胞，在B细胞阳性选择和幼稚B细胞的存活发挥关键作用。TACI与BAFF以及APRIL多聚体结合后通过NF-κB的经典途径、Mek和Jnk/p38途径促进TACI信号转导，抑制细胞凋亡，促进免疫球蛋白类别转换和成熟抗体的产生。TACI也能调节抗体类别转换和重组以及T细胞非依赖性抗体反应。BCMA表达于浆细胞并介导骨髓中长寿浆细胞的存活，亚细胞结构存在高尔基体，为清除BCMA引发的临床疾病提供较好的治疗靶标。小鼠中BCMA优先作用于APRIL，通过NF-κB经典途径介导下游的生物学过程[4]。

三、B细胞激活因子的免疫调控功能

BAFF在天然免疫中占有重要作用，树突状细胞和中性粒细胞中Ⅰ型干扰素可在内外炎症诱导下刺激BAFF表达以维持淋巴器官内BAFF水平。BAFF上调B细胞表面Toll样受体，协同BCR/TLR信号通路，促进T细胞非依赖性B细胞分化发育。BAFF与病毒感染相关研究提示BAFF在先天免疫与自身免疫之间存在一定联系。病毒感染后，人唾液腺上皮细胞、人呼吸道上皮细胞以及支气管上皮细胞系BAFF基因和蛋白水平表达升高[5,6]。用口腔上皮细胞提取的poly I:C(合成的dsRNA类似物)刺激后，表皮和肠上皮表达BAFF上调促进抗体类别转换，类别转换后的免疫球蛋白G和A由上皮细胞转运[7]。BAFF参与脂肪组织来源的间充质细胞(adipose tissue-derived mesenchymal cells，ADMCs)向脂肪细胞和内皮细胞分化，提示BAFF可能以自分泌和旁分泌方式起作用，通过多种通路调节免疫功能[8]。

四、B细胞激活因子在慢性炎症性疾病中的研究

1.系统性红斑狼疮：系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)主要由于T、B细胞过度反应，机体对自身抗原失去耐受性，导致循环免疫复合物在组织器官内沉积并造成损伤。多项研究证实BAFF在人类系统性红斑狼疮及其他自身免疫性疾病倾向小鼠中过表达并导致SLE样特征[8,9]。通过敲低/敲除BAFF基因或者拮抗BAFF蛋白能明显降低小鼠SLE易感性[9,10]。纵向研究证实SLE患者血清BAFF高水平和临床疾病活动性正相关，SLE患者血循环BAFF水平高者相比BAFF水平正常者更易发展为中重度SLE，且器官损伤更严重[11, 12]。同时，与血清BAFF水平比较，外周血中BAFF转录水平是预测疾病活动性和疾病发作特异性更高的生物学标志物。

2.动脉粥样硬化：动脉粥样硬化性心血管疾病(心脏病发作和脑卒中)是全球死亡主要原因，病理上主要改变为动脉壁中斑块的形成。已有研究检测到人类动脉粥样硬化斑块中BAFF蛋白显著升高[13]。小鼠模型研究表明BAFF R信号转导的破坏能诱导成熟B-2细胞耗竭，且与CD20单抗干预的小鼠模型表型相似，而BAFF R缺陷、拮抗BAFF R或拮抗CD20小鼠均显示改善动脉粥样硬化斑块，提示B-2细胞可能具有促动脉粥样硬化的作用以及靶向BAFF/BAFFR信号通路可能作为改善动脉粥样硬化性冠心病的潜在靶点[13]。

Dimitrios等用效果肯定的抗BAFF抗体干预Apoe-/-和Ldlr-/-小鼠，中和BAFF后仅促进Apoe-/-模型小鼠的病灶和循环中促炎性细胞因子如单核细胞趋化因子分泌，但不影响脂质代谢[14,15]。也有研究报道过表达可溶性和膜结合的BAFF小鼠能有效改善动脉粥样硬化、降低血浆总胆固醇水平(可达50%)[16]。研究显示BAFF R缺陷小鼠血循环中BAFF水平显著升高，综合上述因素，有理由推测在BAFF R缺陷、B细胞缺失小鼠模型中可溶性BAFF反而具有一定的抗动脉粥样硬化效应[17]。

3.自身免疫性肝炎：自身免疫性肝炎 (autoimmune hepatitis，AIH) 是一种罕见的肝实质炎症性疾病，与高丙种球蛋白血症、循环自身抗体、特定人类白细胞抗原DR(human leukocyte antigen DR，HLA-DR)等位基因和特征性组织学变化有关。日本研究者Migita 等[18]于2007年发现，AIH患者相比急性肝炎患者、慢性丙肝患者和健康对照组血清BAFF水平均显著升高，而且与天冬氨酸氨基转移酶(r=0.513,P=0.000)、丙氨酸氨基转移酶(r=0.435,P=0.000)、总胆红素(r=0.419,P<0.01)、可溶性CD30(r= 0.579，P=0.000)均呈正相关，表明BAFF有助于提示AIH患者的肝损伤和疾病的进展。

Nishikawa 等[19]在研究血清BAFF水平与自身免疫性肝炎患者血清干扰素-γ-诱导蛋白-10 (interferon-γ-inducible protein-10，IP-10) 水平之间的关系时发现，AIH患者血清中BAFF与IP-10水平显著相关(rs= 0.561,P=0.000)，与T细胞和树突状细胞中表达的BAFF增强T细胞、B细胞反应和B细胞的存活和成熟有关，血清IP-10协调BAFF募集AIH患者T细胞至肝脏病灶发挥作用，提示BAFF和IP-10协调或者相互作用可能与AIH的进展有关，但仍需要扩大样本量和进一步检测来确认上述结论。高丙种球蛋白血症和循环自身抗体与AIH和其他自身免疫性疾病的相关性表明靶向BAFF可能成为AIH的新的潜在靶点。

4.炎症性肠病：炎症性肠病(inflammatory bowel disease，IBD)是一种以肠道炎症为特征、免疫介导、反复发作、与遗传相关的慢性炎症性疾病，包括克罗恩病(crohn disease，CD)和溃疡性结肠炎(ulcerative colitis，UC)。IBD的发病机制至今尚未研究清楚，但普遍认为IBD是由遗传易感宿主肠道内共生细菌和免疫反应共同作用引发。

Zhang等[20]检测到IBD患者和葡聚糖硫酸钠(dextran sulphate sodium，DSS)诱导的结肠炎模型小鼠血清和结肠中BAFF表达增加，血清BAFF水平与UC患者的疾病活动度、红细胞沉降率(C-reactive protein，CRP)、TNF-α和白细胞介素1β(interleukin-1，IL-1β)相关。UC患者与肠易激综合征患者(irritable bowel syndrome，IBS)或健康对照组的敏感度、特异性和AUC分别为88%、100%和0.936，提示血清和粪便BAFF均可作为检测慢性炎症的敏感和特异标志物，与血清 BAFF比较，粪便BAFF的敏感度和特异性更高。Fu等[21]研究表明粪便BAFF是新型非侵入性生物学标志物，可用于区分UC 和IBS。与UC患者的粪便钙卫蛋白比较，粪便BAFF浓度与内镜炎症评分显示更强的相关性。Fodor等[22]在最新的研究中检测CD患儿、UC患儿、健康儿童和肠易激综合征儿童的血清和粪便中BAFF及粪便钙卫蛋白发现，IBD、IBS和健康组之间的血清BAFF比较，差异无统计学意义，但IBD组粪便BAFF浓度显著增加(P<0.05)，且与粪便钙卫蛋白有显著相关性。以上研究提示粪便BAFF可能成为监测IBD患者及其活动期的一种新型非侵入性生物学标志物，同时可能成为一种有效的生物靶点。

5.慢性阻塞性肺疾病：慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种以持续呼吸道症状和气流受限为特征的常见呼吸系统疾病，烟雾或其他有害颗粒物引起的肺部CD8+T细胞和CD4+T细胞以及B细胞等免疫细胞导致组织破坏和气道纤维化，形成无效腔和进行性气流受限。已有报道吸烟COPD患者肺小动脉内皮细胞、肺泡上皮细胞、肺泡巨噬细胞中BAFF及BAFF R表达相比对照吸烟者和非吸烟者明显增加，且BAFF+巨噬细胞与FEV1呈负相关，提示BAFF可能与肺功能受损、缺氧程度和COPD严重程度相关[23]。进一步研究发现GOLD Ⅳ期的COPD患者肺部淋巴滤泡、血液和肺泡灌洗液中BAFF阳性细胞含量明显高于GOLD Ⅰ～Ⅱ期患者，提示BAFF信号对早期COPD的识别至关重要，为研究BAFF在COPD患者发病机制作用提供又一重要依据[24]。

体外实验中将人或鼠重组BAFF添加到吸烟提取物(cigarette smoke extract，CSE)预处理后的人或小鼠B细胞，并干预COPD模型小鼠后发现BAFF能通过调控NF-κB通路减弱CSE诱导的B细胞凋亡并减轻COPD小鼠肺部炎症和肺泡破坏，而拮抗BAFF信号可能会降低COPD患者适应性免疫反应，反映BAFF的添加更有利于改善COPD的炎症状态。另有研究通过体内外实验阐明BAFF可能通过抑制COPD患者CD8+细胞凋亡，增加CD8+T细胞穿孔素和颗粒酶表达以及CD4+T细胞IFN-γ表达参与COPD的发病[25]。但也有研究显示在重度COPD患者中，BAFF与疾病严重程度相关，C57BL / 6J小鼠暴露于香烟烟雾后气道中性粒细胞BAFF表达升高，BAFF缺陷小鼠气道中性粒细胞募集趋化因子减少，外源性添加BAFF促进香烟烟雾诱导的中性粒细胞炎症，提示BAFF作为COPD的一种关键促炎因子和中性粒细胞来源可能在天然免疫早期发挥促炎作用[26]。上述结果均提示BAFF可能在 COPD 的炎性反应中发挥重要作用，血浆BAFF可能作为疾病严重程度的生物学标志物。

五、展 望

目前一系列研究结果强调BAFF是参与自身免疫和天然免疫炎症的关键因素，已在风湿性疾病、动脉粥样硬化、IBD、AIH和COPD等疾病中开展研究。BAFF 主要由骨髓细胞产生，也存在于非免疫细胞中，包括肾脏的小管上皮细胞、肺泡上皮细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞等。遗传因素以及病毒感染在炎症状态下增强BAFF的表达，导致自身反应性B细胞的增殖和存活增加，自身抗体过量产生并加重临床症状。BAFF在多种慢性炎症性疾病中的研究尚未阐明清楚，但已表明BAFF为炎症性疾病的疾病活动性和早期诊断提供有力的证据，BAFF信号通路的抑制剂如贝利单抗、利妥昔单抗均已投入临床使用，疗效明确。进一步了解BAFF在各类慢性炎症性疾病中的作用将为BAFF作为临床治疗靶点提供更有说服力的证据，也为全面了解BAFF信号通路在免疫调控方面的作用提供参考。