CD74的免疫学功能及在系统性红斑狼疮中的研究进展

2021-12-03纪婷婷袁超黄琴

分子诊断与治疗杂志 2021年6期

纪婷婷袁超黄琴

作者单位：1.南方医科大学南方医院检验科，广东，广州510515

2.南方医科大学南方医院神经内科，广东，广州510515

3.南方医科大学南方医院风湿免疫科，广东，广州510515

CD74，又称作恒定链（invariant chain，Ii），是一种非多态性II 型跨膜糖蛋白，最初被认为是MHC II 类分子的分子伴侣，辅助MHC II 类分子递呈外源性抗原肽，后来的研究发现CD74 也参与了MHC I 类分子的内源性抗原的递呈［1⁃2］。CD74 还参与了免疫系统多种细胞的生理过程，介导许多疾病的发生发展，包括自身免疫性疾病、肿瘤、代谢性疾病等［3⁃4］。系统性红斑狼疮（Systemic Lupus Erythematosus，SLE）是一种病因不明的累及多系统的自身免疫性疾病，特征为自身抗体的产生、补体活化及免疫复合物的沉积，造成靶器官的炎症和损伤。SLE 的主要发病人群是育龄期女性，临床表现具有多样性，任何一个重要器官都可能受累［5］。近年来许多基础研究发现，CD74 在SLE 的发病机制中发挥作用，本研究就CD74 的免疫学功能及其在SLE 中的研究进展做一简要综述。

1 CD74 的结构和免疫学功能

CD74 的结构由N 端胞质区，短跨膜区和C 端长网腔区三个结构域组成，呈高度保守性。人类CD74 由5 号染色体编码，根据分子大小分为4 个亚型：p33、p35、p41、p43。CD74 主要存在于细胞内，与MHC II 类分子的α 和β 链在免疫细胞的内质网内聚合成三聚体或九聚体（αβIi）3，促进MHC II 类分子折叠与组装，促使MHC II 类复合物从内质网中排出［6］。约2%～5%的CD74 表达于细胞表面，如B 细胞系、上皮细胞、单核细胞等，然而这些细胞如何调控CD74 的表达尚不清楚。CD74 在损伤、炎症和肿瘤等不同疾病中的表达均升高，提示其在多种免疫应答、免疫调节中发挥重要作用［7⁃8］。

1.1 调节分子运输

CD74 的基本功能是辅助MHC II 类分子递呈外源性抗原肽。在上述九聚体中，CD74分子的MHC II相关恒定链肽（class II⁃associated invariant chain pep⁃tide，CLIP）占据II 类分子的肽结合区，阻止内源性肽与II类分子的结合。当外来抗原进入体内，含外来抗原多肽的内体⁃溶酶体可与CD74 融合，CD74 被蛋白酶降解，仅CLIP 残留，直至被待提呈的抗原肽取代，MHC II 类分子结合抗原肽并随后转运至细胞表面，被T 细胞表面的受体识别从而启动免疫应答［2，9］。MHC II类分子与CD74的结合是动态的，不同的II类分子表型与CD74的不同区段之间存在复杂的相互作用，进一步调控MHC II 类分子与抗原肽的结合［10］。CD74 也可以辅助MHC I 类分子递呈内源性抗原肽。已经证实小鼠CD74 介导MHC I 类分子在内体与外源性抗原的定位，参与MHC I类分子交叉递呈抗原肽，继而启动细胞毒T淋巴细胞应答［11］。

1.2 调节淋巴细胞发育

CD74 参与调节B、T 淋巴细胞的发育。在B 细胞成熟过程中，缺乏CD74 的B 细胞不能由过渡1型分化为过渡2 型。CD74 的N 端序列片段（N⁃ter⁃minal fragments，NTF）可以影响B 细胞的膜内蛋白酶类信号肽肽酶2A（signal peptide peptidase⁃like 2A，SPPL2A）缺失株的B 细胞受体信号的传导［12］。在SPPL2A 缺陷小鼠中，未加工的CD74 NTF 的积累干扰了外周B 细胞稳态［13］。人的B 细胞中若缺乏SPPL2a 也会造成CD74 NTF 的积累［14］。因此，SPPL2a 可以通过CD74 依赖性方式在小鼠和人体中调节B 细胞发育。体外实验也表明使用特异性抗体同时或单独抑制MIF 或CD74 可显著影响B 细胞增殖［15］。胸腺T 细胞缺乏CD74 会导致异常的T 细胞成熟。由B 细胞、巨噬细胞、树突状细胞和胸腺上皮细胞表达的MHC II 类分子，可以向辅助T 细胞提供抗原肽，并指导CD4+T 细胞的胸腺选择。Wong P 等人对CD74 缺陷小鼠进行研究发现在缺乏CD74 的情况下MHCⅡ类分子的改变对CD4+T 细胞的胸腺选择及外周表型有显著影响［16］。

1.3 MIF 的高亲和力受体

CD74 作为巨噬细胞迁移抑制因子（Macro⁃phage migration inhibitory factor，MIF）的高亲和力受体，可以介导其生物学效应的发挥［7］。MIF 是一种具有多效性的促炎因子，在固有免疫中发挥重要作用，比如抑制巨噬细胞迁移、促进白细胞在炎症部位募集等［17］。MIF 由多种细胞分泌，与各类细胞受体（如CD74、CXCR2 和CXCR4 等）相互作用，发挥不同的生物学功能。MIF 的过量表达与过度的炎症反应和免疫病理过程密切相关［18］。MIF与CD74 胞外段结合，造成细胞外信号调节激酶（extracellular signal⁃regulated kinase，ERK）通路活化，该过程需要通过CD74/CD44 复合受体共同介导。CD44 是一种单次跨膜蛋白，具有激酶活化特征。除了ERK 通路以外，MIF 还可以通过CD74/CD44 复合受体相互作用，激活磷脂酰肌醇⁃3 激酶/AKT（phosphatidylinositol 3⁃kinase/AKT，PI3K⁃AKT）转导级联，细胞核激活核转录因子⁃κB（nuclear factor⁃κB，NF⁃κB）和单磷酸腺苷激活的蛋白激酶（adenosine mono phosphate⁃activated protein kinase，AMPK）通路，启动B 细胞增殖。在T 细胞中，CD74和CXCR4 在细胞膜上形成信号复合物，参与MIF 激活AKT、JNK信号途径及上调CXCL8的表达［2］。

2 CD74 在SLE 中的研究进展

SLE 目前病因不明，病理机制涉及T 细胞和B细胞调节异常、功能受损，自身抗体的产生以及炎症细胞因子的参与，如TNF⁃α、IL⁃6、IFN⁃γ，IL⁃10等［5］。近年来有关CD74 在SLE 中的研究进展都是围绕着MIF⁃CD74 信号通路及其相关的免疫炎症细胞因子展开。

2.1 MIF⁃CD74 信号通路参与狼疮肾炎的发病

狼疮肾炎是SLE 最常见的临床表现之一［19］，MIF⁃CD74 信号通路参与狼疮肾炎的发病。肾小管上皮细胞表面表达CD74，也分泌低水平的MIF。出现急性肾损伤时，MIF 和CD74 的表达会增多以应对损伤部位的炎症反应需要［20］。一项针对SLE 病人体内MIF 表达水平的荟萃研究表明，SLE 病人血清MIF 过度表达，并且与狼疮疾病活动度、肾损伤的严重程度呈正相关［21］。此外，针对狼疮肾炎患者尿液靶向蛋白质组学的荟萃分析表明MIF 在狼疮肾炎患者尿液中也显著升高［22］。Hoi AY 等［23］人的研究发现MRL/lpr 狼疮小鼠的肾脏和皮肤的MIF 水平明显高于无疾病状态的MRL/MpJ 对照小鼠，MIF 基因缺乏的MRL/lpr 狼疮小鼠的肾小球肾炎和皮肤表现较MRL/lpr 小鼠均有所减轻，且存活时间更长。BWF1狼疮小鼠的B 细胞中CD74 蛋白及mRNA 水平较健康对照小鼠显著升高，其MIF 与CD44 的水平也显著升高［24］。在MRL/lpr 狼疮小鼠肾组织中，总体CD74 水平较正常对照组高，炎性浸润区的肾小球、肾小管间质CD74+细胞多于对照组，推测CD74 可能为狼疮肾炎病理表现与发展的直接因素［25］。Cai 等［26］发现β⁃ar⁃restin 2 敲除小鼠的狼疮肾炎更严重，而β⁃arrestin 2与Zbtb46 存在相互作用，这种相互作用可能是通过作用于CD74 等而抑制树突状细胞迁移。

2.2 与MIF⁃CD74 有关的靶向治疗

CD74 广泛表达于霍奇金淋巴瘤，B 细胞淋巴瘤，结外NK/T 细胞淋巴瘤，成熟T 细胞淋巴瘤及浆细胞骨髓瘤，此前以CD74 为靶点的人源化单克隆抗体Milatuzumab（又称hLL1 或IMMU⁃115）被应用于治疗多发性骨髓瘤、非霍奇金淋巴瘤和慢性淋巴细胞白血病等恶性血液系统疾病［27⁃28］。Milatuzumab 可以迅速结合肿瘤B 细胞分泌的大量的CD74，继而抑制B 细胞系的增殖并促进其凋亡，因此Milatuzumab可以作为拮抗剂阻断MIF⁃CD74 的信号传导。体外实验证明，Milatuzumab 具有抑制CD27⁃幼稚B 细胞增殖的能力，有望成为治疗自身免疫性疾病的单抗［29］。Leng L 等［30］人使用MIF 拮抗剂ISO⁃1 治疗MRL/lpr 小鼠和NZB/NZW F1 小鼠时发现，MRL/lpr小鼠的肾小球肾炎缓解，CD74+和CXCR4+诱导的白细胞聚集被抑制以及血浆TNF⁃α 的水平出现降低，并且NZB/NZW F1 小鼠的CCL2 水平也发生了降低；在用ISO⁃1 处理后，两种狼疮易感性小鼠的肾组织中TNF⁃α、IL⁃1β 和CCL2 的mRNA 表达均降低。然而，2012年有一项抗MIF 单克隆抗体在狼疮肾炎中应用的I 期临床研究（NCT01541670）由于招募人数有限被提前终止［31］。组织蛋白酶S 是一种在抗原提呈细胞中表达的半胱氨酸蛋白酶，参与CD74 的降解，Rupanagudi K V 等［32］人使用组织蛋白酶S 拮抗剂RO5461111 治疗MRL/lpr 小鼠发现，RO5461111在抑制组织蛋白酶S 的同时，可间接抑制CD74 的降解，缓解体液免疫和组织炎症，改善狼疮小鼠的系统损害。hCDR1 是一种基于人自身抗体互补决定区1（complementarity⁃determining region 1，CDR1）的耐受肽，可以减轻自发狼疮模型小鼠的临床症状。动物实验发现，接受hCDR1 治疗的BWF1狼疮小鼠脾细胞表面，脑部海马体与肾组织中CD74 与CD44 的表达显著下调，表明hCDR1 对狼疮小鼠的治疗作用至少有部分是通过影响MIF⁃CD74 信号通路来实现［21］。对急性肾损伤小鼠模型的研究表明MIF 基因敲除或使用MIF 抑制剂可使CD74⁃NFκB 信号通路失活而起治疗作用［33］，狼疮肾炎患者血液、尿液存在MIF 上升的现象，针对MIF的靶向治疗也可能通过该机制起治疗作用。