劉云潔,張玲玲,魏偉(安徽醫(yī)科大學(xué)臨床藥理研究所/抗炎免疫藥理學(xué)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/抗炎免疫藥物安徽省工程技術(shù)研究中心,合肥市 230032)
類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一種可致殘的系統(tǒng)性自身免疫病,其主要特征是通過(guò)慢性炎癥過(guò)程導(dǎo)致人體多處活動(dòng)性小關(guān)節(jié)滑膜的破壞,從而降低患者的生活質(zhì)量,縮短患者的壽命。其發(fā)病機(jī)制目前尚不明確,許多研究證實(shí)[1],B淋巴細(xì)胞功能紊亂在RA發(fā)病機(jī)制中有著重要的作用。腫瘤壞死因子(Tumor necrosis factor,TNF)家族的成員及其受體是重要的免疫系統(tǒng)調(diào)節(jié)器,而B淋巴細(xì)胞刺激因子(B lymphocyte stimulator,BLyS)作為TNF家族的新成員在B淋巴細(xì)胞的成熟和存活過(guò)程中起到非常重要的作用[2]。大量研究[3]證實(shí),BLyS的過(guò)表達(dá)與RA等自身免疫病的發(fā)病機(jī)制和疾病進(jìn)程有密切聯(lián)系。因此,BLyS被認(rèn)為是非常理想的治療RA的作用靶點(diǎn)。本文就BLyS的生物學(xué)特性、參與RA的發(fā)病機(jī)制以及靶向于BLyS治療RA的新藥研究進(jìn)展綜述如下。
BLyS是一種Ⅱ型跨膜蛋白,由285個(gè)氨基酸組成。人的BLyS基因編碼定位于染色體13q34,而小鼠定位于8號(hào)染色體[4]。BLyS主要由骨髓來(lái)源的細(xì)胞產(chǎn)生,包括中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等[5]。BLyS既能以膜結(jié)合的形式發(fā)揮作用,也可以在弗林蛋白酶的作用下水解為可溶性的細(xì)胞因子[6]。一些細(xì)胞因子如干擾素γ(Interferon gamma,IFN-γ)和白細(xì)胞介素-10(Interleukin-10,IL-10),對(duì)弗林蛋白酶所介導(dǎo)的BLyS釋放具有正性調(diào)節(jié)作用[4]。弗林蛋白酶水解產(chǎn)生的可溶性三聚體形式是BLyS在體內(nèi)發(fā)揮功能的主要效應(yīng)器,但BLyS還能以60聚體的形式存在,這使BLyS與受體結(jié)合的能力增強(qiáng),尤其是與跨膜激活、鈣調(diào)節(jié)和親環(huán)素配體相互作用因子(Transmembrane activator and CAML-interactor,TACI)[7]。
能與BLyS結(jié)合的受體有3個(gè),分別是TACI受體、B細(xì)胞成熟抗原(B cell maturation antigen,BCMA)受體以及B細(xì)胞活化因子受體(B cell activating factor receptor,BAFF-R)。這3種受體都是Ⅰ型跨膜蛋白,屬于TNF家族受體。BCMA和BAFF-R主要表達(dá)在B淋巴細(xì)胞上,而TACI受體被發(fā)現(xiàn)表達(dá)于B淋巴細(xì)胞和活化的T淋巴細(xì)胞。BCMA和TACI還能與增殖誘導(dǎo)配體(A proliferation-inducing ligand,APRIL)結(jié)合,而BAFF-R為BLyS的特異性受體。BLyS就是與這3個(gè)特殊的細(xì)胞表面受體結(jié)合從而影響B(tài)淋巴細(xì)胞的增殖和激活[8]。
BLyS可介導(dǎo)外周未成熟B淋巴細(xì)胞(2型B淋巴細(xì)胞,即T2B淋巴細(xì)胞)的存活,使T2B淋巴細(xì)胞經(jīng)B細(xì)胞抗原受體分化為成熟B淋巴細(xì)胞,通過(guò)誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)促進(jìn)B淋巴細(xì)胞存活,并在生發(fā)中心形成,在自身抗體的產(chǎn)生和類型轉(zhuǎn)換中發(fā)揮重要作用[9]。
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[10]發(fā)現(xiàn),BAFF-R表達(dá)缺乏的小鼠表現(xiàn)為T2B淋巴細(xì)胞和成熟B2淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞依賴性細(xì)胞)數(shù)大量減少;而分別缺乏TACI和BCMA,或這2種受體聯(lián)合缺乏的小鼠,則擁有正常的甚至是增加的成熟B淋巴細(xì)胞群。這一遺傳學(xué)證據(jù)表明,BAFF-R受體介導(dǎo)了BLyS依賴的B淋巴細(xì)胞存活。BLyS/BAFF-R信號(hào)系統(tǒng)通過(guò)誘導(dǎo)核轉(zhuǎn)錄因子κB(Nuclear factor-κB,NF-κB)和Bcl-2,使其作用于B淋巴細(xì)胞發(fā)育過(guò)程的轉(zhuǎn)變期并誘導(dǎo)B淋巴細(xì)胞分化標(biāo)記CD21、CD23表達(dá),從而發(fā)揮抗凋亡作用[11]。
研究[12]發(fā)現(xiàn),BLyS的刺激作用能夠激活2條相互獨(dú)立的信號(hào)通路——Akt/mTOR和蛋白質(zhì)絲氨酸蘇氨酸激酶Pim-2,這2個(gè)蛋白都與細(xì)胞的生長(zhǎng)和存活有關(guān)。新鮮離體的B淋巴細(xì)胞在體外培養(yǎng)時(shí)通常會(huì)發(fā)生萎縮,但BLyS能阻斷細(xì)胞容積的丟失,同時(shí)還能增強(qiáng)糖酵解活動(dòng)度和全部的新陳代謝。BLyS依賴的細(xì)胞存活需要抗凋亡蛋白Mcl-1的參與。Mcl-1蛋白的水平會(huì)隨著BLyS的增加和停藥分別上升和下降,并且Mcl-1基因的條件性缺失會(huì)致使BLyS介導(dǎo)的B淋巴細(xì)胞保護(hù)作用無(wú)效。由于BLyS對(duì)于所有B淋巴細(xì)胞維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)是必需的,所以這些數(shù)據(jù)提示了一個(gè)治療策略,那就是同時(shí)抑制mTOR和Pim-2能靶向于病原性B淋巴細(xì)胞而發(fā)揮作用。
RA患者血清中出現(xiàn)自身抗體類風(fēng)濕因子(Rheumatoid factor,RF)使得B淋巴細(xì)胞成為非常明顯的治療靶點(diǎn)。BLyS的過(guò)量表達(dá)則可使B淋巴細(xì)胞異常增殖,分泌自身抗體,從而導(dǎo)致一系列自身免疫性疾病的發(fā)生。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[13]發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)基因小鼠BLyS過(guò)表達(dá)會(huì)導(dǎo)致外周B淋巴細(xì)胞的數(shù)量顯著增加,引起脾臟和淋巴結(jié)的腫大,血清中免疫球蛋白M(IgM)、IgG、IgA和IgE水平升高,并出現(xiàn)自身免疫病的癥狀。而阻斷狼瘡小鼠和膠原性關(guān)節(jié)炎(Collogen induced arthritis,CIA)小鼠體內(nèi)的BLyS能夠改善疾病癥狀。此外還發(fā)現(xiàn)BLyS表達(dá)的增加與CIA小鼠疾病的進(jìn)展有關(guān),在這一動(dòng)物模型中,脾臟巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞隨著RA的疾病發(fā)展表達(dá)高水平的BLyS[14]。
臨床研究[14,15]發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)性自身免疫性風(fēng)濕病患者,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus,SLE)和RA,其血清中的BLyS水平與正常人相比是升高的,并且與血清中的IgG水平和自身抗體的水平(包括RF)有關(guān)。RA患者的血清和關(guān)節(jié)滑液中都存在高表達(dá)的BLyS,但關(guān)節(jié)滑液中BLyS的水平高于血清。而且局部炎癥反應(yīng)的強(qiáng)度與RA患者關(guān)節(jié)腔內(nèi)的BLyS水平呈正相關(guān),這提示炎性滑膜組織也能產(chǎn)生BLyS。該實(shí)驗(yàn)證明,RA患者的成纖維樣滑膜細(xì)胞(Fibroblast-like synoviocytes,F(xiàn)LS)能夠表達(dá)BLyS,TNF-α和 IFN-γ的刺激作用能使其表達(dá)上調(diào)。另有研究[16]發(fā)現(xiàn),早期RA患者血清中的BLyS水平升高,并與自身抗體水平和滑膜炎癥有關(guān),利用甲氨蝶呤治療后,BLyS水平降低,并伴隨自身抗體滴度的下降和臨床活動(dòng)度的提高,這提示靶向于BLyS的藥物也可用于早期RA的治療。國(guó)外研究[15]顯示,用利妥昔單抗治療RA患者后,其血清中的BLyS水平很高并且在B淋巴細(xì)胞消融治療1~2個(gè)月后依然升高。BLyS表達(dá)的增加可能會(huì)促進(jìn)B淋巴細(xì)胞再度增殖,并導(dǎo)致RA復(fù)發(fā)。而運(yùn)用TNF對(duì)抗物治療RA,抑制BLyS表達(dá),降低血漿BLyS蛋白水平,在臨床上取得了不錯(cuò)的應(yīng)答反應(yīng)[17]。這些證據(jù)都顯示,BLyS在RA的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。
Belimumab(Lymphostat-B)是一種人化的BLyS單克隆抗體,它能夠抑制BLyS的活性,從而降低B淋巴細(xì)胞的增殖和活化。對(duì)小鼠的研究[3]發(fā)現(xiàn),Belimumab可以預(yù)防BLyS誘導(dǎo)的脾臟B淋巴細(xì)胞增殖及降低IgA抗體的滴度。此外,對(duì)妊娠短尾猴靜脈注射Belimumab進(jìn)行生殖毒性實(shí)驗(yàn)[3]發(fā)現(xiàn),該藥物安全性和耐受性良好。Belimumab治療RA患者的Ⅱ期雙盲安慰劑對(duì)照試驗(yàn)[3]結(jié)果表明,將283位RA患者隨機(jī)分為Belimumab 1、4、10 mg·kg-1共3個(gè)劑量組和安慰劑對(duì)照組(使用安慰劑),所有Belimumab治療組有29%的患者獲得了ACR20(美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)20%改善標(biāo)準(zhǔn))緩解,無(wú)明顯量效關(guān)系,而安慰劑組只有16%緩解(ACR20是指臨床研究中觀察的每項(xiàng)指標(biāo)在療程結(jié)束時(shí)均需比療程前的基數(shù)改善至少20%,達(dá)到70%則可判斷所研究的藥物為明顯有效,40%~69%為有效,20%~39%為改善,<20%為無(wú)效)。此外,Belimumab治療組RF和Ig水平降低,總B淋巴細(xì)胞減少,但記憶B淋巴細(xì)胞數(shù)量增加,漿細(xì)胞數(shù)量未受影響。Belimumab治療SLE患者的Ⅱ期雙盲安慰劑對(duì)照試驗(yàn)[18]結(jié)果也表明,Belimumab治療用藥能使患者血清中的IgM水平降低,總B淋巴細(xì)胞減少,但對(duì)記憶B淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞數(shù)量沒(méi)有影響。這些結(jié)果可能是由于BLyS與其系統(tǒng)內(nèi)的其他成員存在信號(hào)重疊,或是由于Belimumab未能阻斷BLyS/APRIL異質(zhì)三聯(lián)體。目前Belimumab治療SLE的Ⅲ期臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。
BR3-Fc是一種重組融合蛋白,其由二硫鍵連接的2條多肽鏈:人BAFF受體-BR3的胞外區(qū)序列和IgG131的Fc段連接而成??扇苄缘腂R3-Fc融合蛋白與BLyS結(jié)合,能夠阻斷BLyS與細(xì)胞表面的BR3受體結(jié)合,從而抑制B淋巴細(xì)胞激活導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。動(dòng)物研究[19]發(fā)現(xiàn),BR3-Fc能減少短尾猴外周血中的B淋巴細(xì)胞以及淋巴組織中的邊緣區(qū)B淋巴細(xì)胞和濾泡B淋巴細(xì)胞。RA患者的Ⅰ期臨床試驗(yàn)[19]結(jié)果顯示,BR3-Fc在降低外周血B淋巴細(xì)胞的同時(shí)沒(méi)有發(fā)生嚴(yán)重的毒性反應(yīng)。該藥物還處于早期研究階段。
TACI-Ig也是一種重組融合蛋白,由TACI受體的胞外部分和IgG1的Fc段連接而成,其能與BLyS、APRIL以及同型三聯(lián)體和異質(zhì)三聯(lián)體結(jié)合,從而抑制B淋巴細(xì)胞激活。TACI-Ig早期的藥名為Atacicept,目前該藥物還處于治療RA、SLE和慢性B型淋巴細(xì)胞性白血?。˙-cell chronic lymphatic leukemia,B-CLL)的臨床研究階段。動(dòng)物研究[19]發(fā)現(xiàn),TACI-Ig能使CIA小鼠外周血和淋巴器官中的成熟B淋巴細(xì)胞減少,并使循環(huán)系統(tǒng)中的Ig水平降低。在一項(xiàng)RA患者的Ⅰb期臨床試驗(yàn)[20]中,將73位患者隨機(jī)分為6個(gè)劑量遞增的治療組,1、3、5組單次皮下注射TACI-Ig(70、210、630 mg)或安慰劑,2、4、6組多次皮下注射TACI-Ig(70 mg×3,210 mg×3,420 mg×7)或安慰劑,給藥間隔為2周。給藥后,按照固定的時(shí)間間隔采集患者的血液和尿液樣本進(jìn)行檢測(cè)。第10周時(shí)進(jìn)行藥動(dòng)學(xué)與藥物安全性的初步評(píng)估,并在最后一次給藥后3個(gè)月再次評(píng)估。結(jié)果顯示,TACI-Ig具有良好的耐受性,能使患者體內(nèi)RF和抗環(huán)瓜氨酸肽抗體(Anti-CCP)水平降低,還能降低血清Ig的水平。單次給藥,約24 h后血漿中TACI-Ig達(dá)到峰濃度,t1/2在25~63 h之間。B淋巴細(xì)胞水平,尤其是記憶B淋巴細(xì)胞數(shù)目,在TACI-Ig治療后下降,但對(duì)T淋巴細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞或單核細(xì)胞沒(méi)有影響。該藥物能夠滲入炎癥關(guān)節(jié)發(fā)揮作用,使疾病活動(dòng)度出現(xiàn)增加的趨勢(shì),并顯示了良好的安全性。研究顯示,采用TACI-Ig治療可以改善RA患者28個(gè)關(guān)節(jié)的疾病活動(dòng)度評(píng)分(DAS 28,其是RA患者病情活動(dòng)的1個(gè)綜合評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)患者關(guān)節(jié)腫痛數(shù)和實(shí)驗(yàn)室指標(biāo),客觀評(píng)價(jià)疾病的活動(dòng)性,分值越高,說(shuō)明關(guān)節(jié)炎癥越嚴(yán)重),尤其是給藥420 mg×7次的患者,在治療3個(gè)月后,19個(gè)患者中有6個(gè)達(dá)到ACR20的改善標(biāo)準(zhǔn)。目前,TACI-Ig正處于治療RA的Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段。
B淋巴細(xì)胞通過(guò)促進(jìn)免疫復(fù)合物形成、抗原提呈和分泌自身抗體參與RA的發(fā)病,而先前抗B淋巴細(xì)胞抗體利妥昔單抗治療RA的成功事例告訴我們,抑制B淋巴細(xì)胞也許會(huì)成為RA的一個(gè)新的治療策略。作為B淋巴細(xì)胞的刺激因子,BLyS在調(diào)控機(jī)體免疫應(yīng)答,尤其是體液免疫應(yīng)答中具有重要作用,其參與了RA等自身免疫病的發(fā)病機(jī)制,是具有高度特異性的新靶點(diǎn)。因此,研制BLyS拮抗藥,以特異性抗體或其相關(guān)受體封閉BLyS信號(hào),阻斷BLyS對(duì)B、T淋巴細(xì)胞的過(guò)度活化,將成為RA等自身免疫病高效且安全的免疫治療方法。
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