免疫调节机制在免疫性血小板减少症中的研究进展

徐小凡,李一鸣,徐小虎,代义龙 综述,金呈强 审校

1.济宁医学院临床学院,山东济宁272000;2.济宁医学院附属医院检验科,山东济宁 272007

免疫性血小板减少症(ITP)又名特发性血小板减少性紫癜,在成人中每年发病率为3.3/10万～3.9/10万,在儿童时期发病率为1.9/10万～6.4/10万[1],是儿童最常见的出血性疾病。ITP的实验室检查主要以单纯性血小板减少、出血时间延长、血块收缩不良、产板型巨核细胞减少为特征,主要病因为机体免疫功能紊乱引起血小板破坏增加及生成受损,临床常表现为反复的皮肤黏膜出血,外伤后出血不止,严重者可出现颅内出血,危及生命。成年ITP患者中大约30%会复发或进展为难治性疾病[2],儿童ITP患者发病多呈现急性、自限性的特点,据统计,有20%患儿会发展为慢性ITP[3],最近有研究发现,ITP的发病机制与自身抗体、T淋巴细胞亚群和B淋巴细胞亚群等多因素引起的免疫紊乱有关[4-6],但目前ITP的具体发病机制尚不明确,本文就近年来ITP发病机制的研究进展进行论述。

1 自身抗血小板抗体

有研究认为ITP患者机体免疫紊乱产生的自身抗血小板抗体破坏血小板生成是ITP发病的核心机制[6],通常以病毒感染、疫苗接种为主要诱因,免疫系统被激活,刺激自身反应性B淋巴细胞产生大量自身抗血小板抗体,自身抗血小板抗体与巨核细胞结合可导致巨核细胞成熟障碍和血小板生成减少。有研究证实自身抗体为血小板膜表面糖蛋白(GP)抗体,此类自身抗体主要分为以下两类：抗GPⅡb/Ⅲa抗体及抗GPⅠb/Ⅸ抗体[7]。GPⅡb/Ⅲa和GPⅠb/Ⅸ介导血小板聚集和黏附,在止血中发挥重要作用。

GPⅡb/Ⅲa是血小板膜上数量最多的糖蛋白,是一种整合素复合物,通过与二价纤维蛋白原或血管性血友病因子(vWF)结合来介导血小板的黏附和聚集[8]。抗 GPⅡb/Ⅲa 抗体依赖于Fc受体清除途径,抗GPⅡb/Ⅲa 抗体与血小板结合,通过Fcγ受体介导被网状内皮系统的脾和/或肝巨噬细胞吞噬,实现血小板的清除[9]。

GPⅠb/Ⅸ是一种膜受体复合物,通过与其最重要的配体vWF结合来促进活化的血小板与受损血管壁的内皮细胞和内皮下结构的黏附[8]。抗GPⅠb/Ⅸ抗体是二价抗体,不依赖于 Fc 受体的清除途径。有研究发现抗GPⅠb/Ⅸ抗体可诱导血小板和巨核细胞的去唾液酸化,进而损伤细胞外蛋白和血小板的生成和黏附[10]。在ITP小鼠模型中,抗 GPⅠb/Ⅸ 抗体通过神经氨酸酶-1(一种唾液酸酶)向血小板表面的易位,触发血小板去唾液酸化,即其膜聚糖的唾液酸丢失,导致半乳糖暴露,该半乳糖被 Ashwell-Morell 受体识别,从而以 Fcγ受体独立途径清除血小板[11]。奥司他韦是一种神经氨酸酶-1 抑制剂,可抑制该模型中血小板的减少[11],进一步证实了这一机制参与ITP的发病。

研究发现抗血小板抗体对ITP有一定诊断价值,但阴性试验不能排除ITP的诊断[12]。AL-SAMKARI等[13]研究发现,自身膜糖蛋白抗体阳性数量的增加可以预测ITP疾病严重程度。

上述研究证实自身抗血小板抗体可能参与ITP的发病机制,有助于ITP的诊断,并为其治疗提供了潜在靶点。

2 T淋巴细胞亚群

CD4+T初始细胞在不同细胞因子诱导微环境下可分化为Th1细胞、Th2细胞、Th17细胞、调节性T(Treg)细胞和滤泡辅助性T(Tfh)细胞等细胞亚群,这些Th细胞亚群的分化高度依赖于谱系特异性转录因子和细胞因子微环境[14]。T淋巴细胞亚群及相关细胞因子的改变在ITP发病机制中发挥重要作用。

促炎与抗炎之间的失衡存在于大多数自身免疫性疾病中,包括ITP。多种T淋巴细胞亚群参与ITP的发病进程。核心机制是Th1/Th2细胞比例失衡,向Th1增多转变[15],促使ITP中的自身反应性B淋巴细胞分化产生更多自身抗体,增强血小板的破坏作用,并且导致细胞毒性T淋巴细胞(CTL)数量增加及过度活跃,从而加速血小板清除速度[16]。有研究发现ITP患者的T淋巴细胞相关细胞因子,如干扰素(IFN)-γ、白细胞介素(IL)-6、IL-12、IL-23水平升高,Th1细胞比例升高[17],T淋巴细胞相关调节性细胞因子,包括IL-10、IL-27、IL-33、IL-35、IL-37和转化生长因子β(TGF-β)的水平显著降低[18]。 LIU等[19]通过采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血浆CXCL11、CCL5(Th1细胞相关)及CCL11(Th2细胞相关)水平,采用实时定量反转录聚合酶链反应技术检测外周血单核细胞(PBMCs)中上述趋化因子及其受体CCR5、CXCR3和CCR3的基因表达,结果发现Th1/Th2细胞相关趋化因子和趋化因子受体极化可能参与ITP的发病进程,这项研究中通过脉冲大剂量地塞米松治疗调节Th1细胞极化可能为治疗ITP提供了新视角。

Treg细胞可接触CD8+和CD4+T淋巴细胞表面并抑制其增殖和活化,也可抑制B淋巴细胞的分化和抗体的产生,可以抑制自身免疫抗体介导的疾病的发生,并通过与树突状细胞(DC)相互作用诱导耐受性表型,Treg细胞在维持免疫耐受中发挥至关重要的作用[3]。Treg细胞通过分泌IL-10和TGF-β抑制IL-17的表达,进而发挥免疫抑制作用[20]。YU等[21]研究发现,与健康对照组相比,ITP组Th17细胞数量增加,IL-17水平升高,Treg细胞数量和功能下降,表明炎症反应增强及免疫抑制功能减弱、Treg/Th17细胞比例失衡可能参与了ITP的发病进程,证明过表达长链非编码RNA(lncRNA)浆细胞瘤变异易位1(PVT1)可抑制Th17细胞的分化,有研究证明在ITP患者中Treg细胞减少的数量与疾病的严重程度相关[22]。上述研究结果可能为预测疾病严重程度及治疗提供新策略。

Tfh细胞属于CD4+T淋巴细胞亚群,Tfh细胞的主要转录因子是B细胞淋巴瘤6(Bcl6),IL-21是其主要分泌的细胞因子[23]。Tfh细胞表面有 CD40配体(CD40L),CD40L能识别B淋巴细胞表面的CD40并与之结合,从而参与B淋巴细胞的活化、增殖和分化、产生抗血小板抗体,并发挥重要作用[24]。Tfh细胞可以通过分泌IL-21和调节B淋巴细胞产生抗体参与ITP的发病进程[23]。阻断CD40/CD40L信号传导可能是治疗ITP的新靶点。SUN等[23]研究显示,ITP组与对照组相比,治疗前滤泡调节性T(Tfr)细胞比例、Tfr细胞/Tfh细胞比值、叉头转录因子3(FoxP3)信使RNA(mRNA)和IL-10水平均显著降低,Tfh细胞比例、Bcl-6 mRNA和IL-21水平均升高,而治疗后Tfr细胞比例、Tfr细胞/Tfh细胞比值、FoxP3 mRNA和IL-10水平均升高,Tfh细胞比例、Bcl-6 mRNA和IL-21水平均降低。LIN等[25]研究发现ITP患者高度表达趋化因子CXCL13主要由Tfh细胞产生,可促进B淋巴细胞分化为浆细胞产生抗体,且ITP组的CXCL13水平显著高于对照组。上述研究结果提示,Tfr细胞和Tfh细胞参与ITP发病进程,可能是治疗ITP的潜在治疗靶点。

Tfr细胞是Treg细胞的亚群,Tfr细胞活化后表达FoxP3和CTL相关抗原4等,分泌IL-10,抑制Tfh细胞介导的B淋巴细胞的免疫反应[26]。

SINGH等[16]研究发现,CTL介导损害巨核细胞和血小板生成作用也是ITP很重要的发病机制。CTL在ITP患者中表现为高增殖和低凋亡,通过产生IFN-γ、IL-2和IL-10 造成Treg 细胞数量减少[27]。CD8+T淋巴细胞对巨核细胞有直接杀伤作用[6]。ITP患者的CD8+T淋巴细胞与自体血小板形成聚集体,释放IFN-g,通过T淋巴细胞抗原受体介导,释放细胞毒性颗粒,触发血小板的活化和凋亡[28]。CD8+T淋巴细胞通过穿孔素、颗粒酶A/颗粒酶B和细胞因子IFN-γ来启动自身血小板溶解,ITP患者中这些细胞毒性蛋白的水平升高[15]。MALIK等[28]研究发现,与健康对照组相比,ITP组有更多的终末分化效应记忆CD8+T淋巴细胞(CD45RA+CD62L-)表达细胞内IFN-g、肿瘤坏死因子-a和颗粒酶B,将其定义为终末分化效应记忆T细胞(TEMRA),慢性ITP患者中更显著。因此TEMRA可能成为治疗难治性ITP的潜在靶点。HAN等[29]研究发现,程序性细胞死亡蛋白1(PD-1)及其PD-1配体(PD-L1)在ITP患者CD8+T淋巴细胞上的表达水平降低,低剂量去甲基化地西他滨可以恢复CD8+T淋巴细胞上PD-1的甲基化水平,达到降低CTL介导的血小板破坏作用。由此得出,异常的PD-1/PD-L1通路可能在ITP发挥重要作用,增强该信号通路传导可能成为治疗ITP新靶点。

3 调节性B淋巴细胞(Breg)

B淋巴细胞除了产生抗体还可以调节免疫系统,Breg是B淋巴细胞的一个亚群,CD19+/CD24hi/CD38hiBreg产生IL-10从而激活Treg细胞,降低自身反应性Th细胞的功能,诱导免疫耐受[15]。AREF等[30]研究发现,与对照组相比,急性ITP患儿组Breg数量显著降低,血清IL-10水平显著升高,急性ITP患儿Breg数量的降低程度和血清IL-10水平的升高程度可以预测急性ITP患儿是否会进入慢性期,因此Breg可能参与ITP的发病机制并对ITP发病起负调节作用。间充质干细胞(MSC)具有诱导免疫抑制的功能,基质细胞衍生因子-1α (SDF-1α)在MSC的存活和迁移中发挥关键作用。CHEN等[31]研究证明在适当水平下,SDF-1α可能通过控制外泌体中微小RNA(miRNA)-133的表达,提高脐带源性间充质干细胞(UC-MSCs)的存活和增殖能力,并增加ITP中通过UC-MSCs诱导的Breg比例。这可能为ITP治疗提供新途径。

4 细胞凋亡

近年来,细胞凋亡在ITP发病机制中发挥的作用越来越受关注。现有研究发现自身抗体和CD8+T淋巴细胞可能通过脾巨噬细胞、DC的吞噬和诱导巨核细胞及血小板凋亡来促进血小板清除[10]。LIU等[32]研究发现,与对照组相比,ITP患者组凋亡相关蛋白(HSPA6、HSPA8、ITGB3、YWHAH和PRDX6)显著减少,凋亡相关蛋白与PI3K-Akt信号通路密切相关。GOELZ等[33]研究发现血小板凋亡增加涉及线粒体膜电位丧失、caspase-3激活和磷脂酰丝氨酸外化。XU等[34]的一研究结果表明,与健康对照组相比,慢性ITP患者的血小板表现出促凋亡基因表达表型,p38-MAPK、EGR-1、p53、Bak、Bax和ROS的表达增强,Bcl-xL的表达减弱,促进血小板凋亡。LEI等[35]研究显示,幽门螺杆菌可促进ITP小鼠模型中的血小板破坏,其机制可能与激活NF-κB/IL-17途径促进巨核细胞凋亡有关。以上研究均进一步佐证了细胞凋亡在ITP发病机制中的重要作用,为治疗难治性ITP提供了新角度。

5 遗 传

越来越多的研究显示遗传因素参与ITP的发病机制,其中miRNA和lncRNA的异常表达已被证明在ITP的发病机制中发挥重要作用。miRNA是由22个核苷酸组成的单链非编码RNA,lncRNA是长度>200个核苷酸的高度结构化RNA转录物。miRNA可诱导Th17/Treg细胞比例和Th1/Th2细胞比例失衡,还可改变Th9细胞和Th22细胞的细胞反应,并激活Tfh细胞依赖的自身反应性B细胞,进而影响巨核细胞的生成[36]。NAGUIB等[37]研究发现,ITP患者血清miR-125a-5p水平显著降低,CXCL13、NF-kB、lncRNA-MEG3水平显著升高,并与疾病严重程度呈相关性。目前认为lncRNA-MEG3、miR-125a-5P、CXCL13和NF-kB可以作为ITP生物标志物,可能参与了ITP的发病机制。

ABDEL等[38]研究结果显示,自身免疫调节因子(AIRE)rs2075876遗传变异(AA基因型和A等位基因)及A-A单倍型与埃及人群血清AIRE水平降低和 ITP 风险增加相关,而rs760426A/G单核苷酸多态性与此无关。自身免疫调节基因的多态性可能与ITP的发病机制息息相关。以上研究均为ITP的治疗提供许多潜在靶点。

6 细胞自噬

细胞自噬是真核细胞中的一种高度保守的分解代谢过程。自噬参与细胞发育、先天免疫、细胞内质量控制、肿瘤抑制、饥饿、适应、衰老等过程[39]。王琦等[40]研究发现细胞自噬的增强是儿童ITP血小板形成不良的重要因素。SUN等[41]研究发现ITP患者中自噬相关蛋白CSF1R的表达水平高于健康对照组,但其他自噬相关蛋白PARK7、HSPA8、ITGB3、YWHAH的表达水平低于健康对照组,且上述自噬相关蛋白与PI3K/Akt/mTOR信号通路息息相关。KAMAL等[42]研究发现ITP患者的自噬相关蛋白Beclin-1 比对照组显著上调,Beclin-1 mRNA 水平与 ITP 患者出血严重程度呈正相关。以上研究成果证明自噬及相关信号通路的破坏可能参与ITP的发病进展,并为未来预测ITP患者出血严重程度、ITP的诊断和治疗提供更多新的有前景的靶点及生物标志物。

综上所述,ITP的特点为血小板生成减少及清除增多,多种复杂免疫机制参与疾病的发生发展,但ITP的病因尚不确切,部分患者会发展为难治性ITP,目前尚没有明确有效的规范化治疗方法,从而造成患者生活质量下降,给其家庭带来较大经济负担和精神压力,所以对于ITP发病机制的研究迫在眉睫,近年来关于其发病机制的研究越来越受重视,也取得很大进展,但ITP的具体发病机制尚未明确,还需进一步的研究为其治疗提供更多思路。