孫超 李志軍
[摘要] 干燥綜合征(Sjogrens syndrome,SS)為一種主要侵犯外分泌腺體的自身免疫病,同時(shí)也是一種慢性炎癥性疾病。臨床上標(biāo)志性特點(diǎn)為外分泌腺和上皮細(xì)胞的淋巴細(xì)胞性浸潤(rùn)造成的典型眼干和口干癥狀,以及由外分泌腺功能障礙引起的干燥性角結(jié)膜炎、口腔干燥癥等其他一系列表現(xiàn)。SS好發(fā)于女性并給患者生活帶來極大的不便。盡管其發(fā)病原因并不清楚,目前的研究認(rèn)為SS的發(fā)生受到免疫、遺傳、細(xì)菌和病毒感染等因素的影響。目前,該病的治療主要是緩解干燥癥狀或控制疾病發(fā)展速度,臨床上尚無有效治療藥物。近年來不斷有報(bào)道發(fā)現(xiàn)SS患者體內(nèi)的Toll樣受體4(toll-like receptor 4,TLR4)表達(dá)較健康人群明顯增高,關(guān)于脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)介導(dǎo)的TLR4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在SS中的作用正受到越來越多的關(guān)注。本文就TLR4受體在SS中的作用進(jìn)展進(jìn)行綜述。
[關(guān)鍵詞] Toll樣受體4;干燥綜合征;自身免疫性疾病
[中圖分類號(hào)] R589 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701(2015)08-0153-04
[Abstract] Sjogren's syndrome(SS) is a chronic autoimmune disease affecting primarily the exocrine glands. In clinic, SS is characterized by infiltration of lymphocytes into glandular tissues, typically the salivary and lacrimal glands, leading to keratoconjunctivitis sicca(dry eye) andxerostomia(dry mouth). Morever, SS is associated with a high prevalence in women and brings great harm to the patient. Although the cause of SS is unknown, it is believed to be under the influence of immune, genetic, bacterial infections,viral infections,and several other factors. Currently, treatments for SS consist of therapies aimed at relieving specific symptoms, such as dry eyes or dry mouth, or targeted at trying to control the underlying disease process. There is no effective drug treatments. Recently, several studies have found that the blood serum level of toll-like receptor 4(TLR4) in patients with SS was significantly higher than healthy control group. The role of LPS-induced TLR4 signal transduction pathway played in SS has attracted more and more attention. In this paper, we reviewed the role of TLR4 in SS.
[Key words] Toll-like receptor 4;Sjogrens syndrome;Autoimmune disease
干燥綜合征(Sjogrens syndrome,SS)為一種主要侵犯外分泌腺體的自身免疫病,同時(shí)也是一種慢性炎癥性疾病。臨床上標(biāo)志性特點(diǎn)是由于外分泌腺和上皮細(xì)胞的淋巴細(xì)胞性浸潤(rùn)造成的典型眼干和口干癥狀,以及由外分泌腺功能障礙引起的干燥性角結(jié)膜炎、口腔干燥癥等其他一系列表現(xiàn)[1-4]。該病可分為原發(fā)性干燥綜合征(pSS)和繼發(fā)性干燥綜合征(sSS),其中pSS是指SS在患者無潛在自身免疫病的背景下單獨(dú)發(fā)生,而sSS是指與患者體內(nèi)潛在的其他自身免疫性疾病同時(shí)發(fā)生[2]。流行病學(xué)研究表明SS為全球性疾病且發(fā)病率高,約為0.2%~0.77%[4]。此外,該病具有明顯的性別差異,研究發(fā)現(xiàn)該病的男女發(fā)病比例從1∶9到1∶20不等,且女性患者發(fā)病多在40~50歲[1]。由于不同患者的體質(zhì)和癥狀差異大,該病在臨床上可表現(xiàn)為相對(duì)溫和的干燥性癥狀、關(guān)節(jié)痛到嚴(yán)重的全身癥狀,如血管炎、腎小球腎炎,因而時(shí)常導(dǎo)致診斷的延誤[1]。
Toll樣受體4(toll-like receptor 4,TLR4)隸屬于Toll樣受體家族,近年來,不斷有報(bào)道發(fā)現(xiàn)SS患者體內(nèi)的TLR4表達(dá)較健康人群明顯增高,關(guān)于脂多糖(Lipopolysaccharides,LPS)介導(dǎo)的TLR4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在SS中的作用正受到越來越多的關(guān)注。本文就TLR4受體在SS中的作用進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1 SS的病因?qū)W研究
目前為止,SS的發(fā)病機(jī)制仍未明了,與其他自身免疫性疾病一樣,SS的發(fā)生是由于正常的免疫機(jī)制受到外界病原體的破壞,從而導(dǎo)致自身免疫細(xì)胞對(duì)自身功能正常的分泌腺產(chǎn)生攻擊和破壞。研究者們嘗試從不同角度提出該病的免疫發(fā)病機(jī)制:①淋巴細(xì)胞是炎性浸潤(rùn)的主要誘導(dǎo)因子。免疫組化的相關(guān)研究表明,疾病早期的發(fā)生主要是由唾液腺中淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)所造成的,而其中T淋巴細(xì)胞占了近75%,輔助性T淋巴細(xì)胞(CD4+)約占2/3,CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞占了近1/3[5]。SS患者血清中產(chǎn)生的多種自身抗體均與T淋巴細(xì)胞異常有關(guān),Bakhshi等[6]通過研究pSS患者外周血中T淋巴細(xì)胞亞群發(fā)現(xiàn)能夠抗Leu-2a抗體反應(yīng)的細(xì)胞毒性/抑制性T淋巴細(xì)胞與能夠抗Leu-3a抗體反應(yīng)的誘導(dǎo)性/輔助性T淋巴細(xì)胞的比例均顯著低于正常對(duì)照組。此外,B淋巴細(xì)胞在T細(xì)胞的誘導(dǎo)作用下,功能發(fā)生紊亂,并分泌了多種免疫球蛋白及免疫復(fù)合物,從而促使腺體組織(如淚腺、唾液腺等)產(chǎn)生炎癥和遭到更嚴(yán)重的損傷;②相對(duì)特異性自身抗體的產(chǎn)生。pSS患者血清中可檢測(cè)出多種自身特異性抗體,其中以抗SSA抗體和抗SSB抗體為代表,陽性率可分別達(dá)57%和38%。二者中抗SSB抗體是SS更具特異性的抗體,當(dāng)其與抗SSA抗體同時(shí)出現(xiàn)時(shí)則被高度懷疑為pSS[7];③病毒感染。目前報(bào)道的與該病密切有關(guān)的病毒主要有EB病毒(Ep stein Barr Virus, EBV)、巨細(xì)胞病毒、丙型肝炎病毒、反轉(zhuǎn)錄病毒等。EBV感染人體后可寄生于唾液腺,并在B淋巴細(xì)胞和上皮細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制和刺激B淋巴細(xì)胞增生活化產(chǎn)生免疫球蛋白,從而使得T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)答,最終導(dǎo)致腺體腺管和腺泡細(xì)胞損傷[8];④細(xì)菌感染。細(xì)菌感染也是打破人體正常免疫耐受機(jī)制,誘導(dǎo)產(chǎn)生自身抗體的主要原因之一[9]。革蘭陰性菌感染(GNB)是人體最常見的感染,在感染性休克中約占50%,在其感染過程中可釋放脂多糖(LPS),即內(nèi)毒素進(jìn)入全身血液循環(huán),刺激各種炎癥細(xì)胞產(chǎn)生并釋放大量炎性因子,從而誘導(dǎo)多種炎癥反應(yīng)的發(fā)生。而TLR4正是革蘭陰性菌及LPS識(shí)別的主要受體。
2 Toll樣受體與SS的關(guān)系
Toll樣受體(Toll-like receptors, TLRs)是人們?cè)谘芯抗壈l(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)的由dToll 基因所編碼的一種跨膜蛋白[10],由于其在果蠅先天性免疫系統(tǒng)中表現(xiàn)出來的重要作用引發(fā)了人們對(duì)人類TLRs的探索。在人體內(nèi)TLRs為一個(gè)受體家族,主要表達(dá)于天然免疫細(xì)胞(如巨噬細(xì)胞、樹突細(xì)胞)和非免疫細(xì)胞(如上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞)上,在迅速識(shí)別和對(duì)抗外界致病性病原微生物引發(fā)的免疫應(yīng)答中扮演著重要的角色。人TLRs的亞型根據(jù)分布區(qū)域可分為兩大類:細(xì)胞表面TLRs和細(xì)胞內(nèi)TLRs。目前為止,已發(fā)現(xiàn)的TLRs家族成員包括細(xì)胞表面TLR1、TLR2、TLR4、TLR5、TLR6、TLR10和位于細(xì)胞內(nèi)內(nèi)涵體上的TLR3、TLR7、TLR8、TLR9、TLR11、TLR12、TLR13[11]。大量研究表明,SS患者中的這些TLRs亞型表達(dá)與健康人相比差異很大。其中TLR7和TLR9 mRNA在原發(fā)性干燥癥患者(pSS)的外周血單核細(xì)胞(PBMC)中的表達(dá)較正常對(duì)照組明顯升高,pSS患者的某些上皮細(xì)胞、腮腺的淋巴細(xì)胞和導(dǎo)管上皮細(xì)胞中TLR7、TLR9呈陽性,而健康對(duì)照組中導(dǎo)管上皮細(xì)胞極少呈TLR7或TLR9陽性[12]。此外,培養(yǎng)的唾液腺上皮細(xì)胞(SGECs)在給予配體治療后被發(fā)現(xiàn)表達(dá)功能性TLR2,TLR3和TLR4。在SS-SGECs中組成型表達(dá)TLR1、TLR2和TLR4 mRNA明顯高于對(duì)照組SGECs[13]。與培養(yǎng)的人唾液腺細(xì)胞結(jié)果相似,pSS患者的唇腺中的TLR2、TLR3、TLR4和MyD88與健康人群相比均過度表達(dá)。浸潤(rùn)性單核細(xì)胞、腺泡細(xì)胞和導(dǎo)管上皮細(xì)胞中也同樣發(fā)現(xiàn)了TLR2、TLR3、TLR4和MyD88的表達(dá)[14]。
3 TLR4與SS的關(guān)系
在13個(gè)TLRs亞型中,TLR4是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的人類TLRs,分布廣泛且在具有宿主防御功能的細(xì)胞上高表達(dá),如內(nèi)皮細(xì)胞、單核巨噬細(xì)胞等[15]。TLR4是天然免疫模式的識(shí)別受體,主要由胞外區(qū)、跨膜區(qū)及胞內(nèi)區(qū)組成,包含胞內(nèi)的TLR/IL-1受體(TIR)結(jié)構(gòu)域和富含亮氨酸重復(fù)序列的胞外域[16]。TIR是TLR4進(jìn)行下游信號(hào)傳導(dǎo)、促使炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵部位。TLR4主要識(shí)別病原微生物進(jìn)化中的保守分子,如LPS、酵母多糖、肽聚糖及微生物的核酸等[15]。TLR4 的信號(hào)傳導(dǎo)途徑主要包括兩條:一條為髓樣分化因子(MyD88)依賴性途徑導(dǎo)致產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,另一條為與刺激IFN-β和樹突狀細(xì)胞成熟相關(guān)的MyD88非依賴性途徑[11]。一旦被PAMP或DAMPS激活,Toll樣受體通過細(xì)胞內(nèi)的TIR結(jié)構(gòu)域自身或相互間發(fā)生二聚化從而引發(fā)轉(zhuǎn)接蛋白的補(bǔ)充。轉(zhuǎn)接蛋白包括含TRIF相關(guān)接頭分子(TRAM)、TIR結(jié)構(gòu)域的蛋白、MyD88、TIR相關(guān)蛋白(TIR-associated protein,TIRAP)、MyD88適配蛋白(MyD88 adaptor-like protein,Mal)和β干擾素TIR結(jié)構(gòu)域銜接蛋白(TRIF)。依賴性MyD88的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路:TLR4二聚化后,與MyD88 的TIR 結(jié)構(gòu)域相互作用以激活MyD88,募集的MyD88可反過來補(bǔ)充白介素-1受體相關(guān)激酶1(IRAK1)和4(IRAK4)。之后,IRAK1和IRAK4均離開MyD88-TLR復(fù)合物并暫時(shí)與腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6(TRAF6)結(jié)合以泛素化。Bcl10和MALT1形成寡聚體以結(jié)合TRAF6從而促進(jìn)TRAF6自身泛素化[17]。在泛素化后,TRAF6與TAB2/TAB3/TAK1形成一個(gè)復(fù)合物從而引發(fā)TAK1的激活[18]。TAK1結(jié)合和IKK復(fù)合物組合以引起IκB的磷酸化和隨后的NF-κB核定位。激活NF-κB將能夠觸發(fā)促炎性細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1和IL-12的產(chǎn)生。非依賴性MyD88信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路:該途徑為IRF3和NF-κB的遲發(fā)激活,TRIF在TLR4與TRAM橋接后與TRAF6結(jié)合。之后通過激活I(lǐng)KK使IκB發(fā)生泛素化降解,從而最終將NF-κB轉(zhuǎn)移至細(xì)胞核內(nèi)。這一過程可促進(jìn)糖皮質(zhì)激素衰減反應(yīng)基因-16、干擾素誘導(dǎo)蛋白-10、干擾素調(diào)節(jié)基因-1表達(dá)和樹突狀細(xì)胞成熟[19]。在SS中,王莉等[20]和楊家良[21]的研究均表明TLR4 在SS 疾病組外周血單核細(xì)胞上的表達(dá)明顯高于正常對(duì)照組,且TLR4 可迅速識(shí)別細(xì)胞損傷和修復(fù)過程中釋放的內(nèi)源性物質(zhì),這表明TLR4途徑是誘導(dǎo)SS 發(fā)生的一個(gè)重要原因。此外,TLR4介導(dǎo)的LPS信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路最終促使了多種炎癥因子的產(chǎn)生,如TNF-α、IL-1、IL-6和IL-12等,其中TNF-α還可激活巨噬細(xì)胞、白細(xì)胞,促進(jìn)NO、前列腺素和血小板激活因子的產(chǎn)生,而這些炎癥因子又可相互作用,從而進(jìn)一步引發(fā)炎性介質(zhì)釋放過度,加速 SS的發(fā)生。
值得一提的是,TLR4并不僅僅參與SS的發(fā)病過程,Van Lieshout等[22]認(rèn)為TLR4在系統(tǒng)性硬化癥中能夠通過LPS介導(dǎo)單核細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的激活。TLR4誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞提高分泌IL-10水平,從而增加血清中纖維化趨化因子CCL18,進(jìn)而促使T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生免疫反應(yīng)。因而,設(shè)計(jì)和研發(fā)出靶向TLR4的藥物分子將能夠有效治療包括SS在內(nèi)的許多自身免疫性疾病。目前,已設(shè)計(jì)出多種阻滯TLRs間及它們各自配體間相互作用的抗體,這些抗體能夠有效抑制下游的炎癥活動(dòng)[23]。其中針對(duì)TLR4的抗體已在體外被證明有效[24]。
4問題與展望
目前,人們對(duì)TLRs在自身免疫性疾病的分子作用機(jī)制研究已經(jīng)取得了重要進(jìn)展。這些研究成果推動(dòng)了SS治療藥物的研發(fā)進(jìn)展。但由于SS的臨床表現(xiàn)和獨(dú)特的遺傳規(guī)律,目前還沒有很好的治療方法。對(duì)TLR4上下游的研究揭示了幾個(gè)重要的治療靶點(diǎn),如TRIF。但是,單一的靶點(diǎn)治療并不能取得良好的治療效果,必須進(jìn)一步深入研究SS的病理機(jī)制以尋找更多的治療藥物。盡管已經(jīng)有研究報(bào)道TLR4與SS的密切關(guān)聯(lián),但是,TLR4如何影響SS的分子機(jī)制還有待于更深入的研究,TLR4假說還需要進(jìn)一步的完善。但從藥理學(xué)角度抑制TLR4無疑被認(rèn)為是SS的一個(gè)治療策略,已經(jīng)逐漸被人們接受。
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(收稿日期:2014-12-24)