近年來研究揭示免疫系統(tǒng)紊亂與2型糖尿病及并發(fā)癥的發(fā)生密切相關,多種炎性細胞及因子在疾病發(fā)生發(fā)展過程中起著重要作用。糖尿病腎病作為糖尿病常見的并發(fā)癥之一,已成為終末期腎病的主要病因[1],其病理學特點是早期系膜細胞肥大、系膜基質如纖維粘連蛋白(fibronectin,F(xiàn)N)等過度沉積,后期發(fā)展為腎小球硬化、腎小管間質纖維化及腎小球基底膜增厚,臨床上出現(xiàn)腎小球高濾過及微量白蛋白尿。目前認為糖脂代謝紊亂、微循環(huán)障礙、細胞因子、炎癥反應等多種病因均介導糖尿病腎病的腎臟損害。有研究表明,糖尿病腎病病人腎臟組織存在巨噬細胞浸潤、T細胞異常激活及腎臟內多種炎性因子聚集[2]。現(xiàn)就T淋巴細胞CD69抗原表達水平和1-磷酸鞘氨醇(S1P)、轉化生長因子-β1(TGF-β1)等細胞因子對糖尿病腎病腎臟組織損害機制的研究和進展綜述如下。
T淋巴細胞通過在腎組織異常浸潤及分泌多種促炎性細胞因子等途徑參與糖尿病腎病發(fā)病。有研究顯示,在糖尿病小鼠模型和2型糖尿病病人腎間質存在大量CD4+、CD8+T細胞浸潤,且CD4+T、CD20+T細胞水平與2型糖尿病腎病病人尿蛋白水平相關[3]。另一項研究表明糖尿病腎病病人體內淋巴細胞總數(shù)下降,且淋巴細胞亞群比例嚴重失調[4]。在炎癥反應中,不同細胞亞群發(fā)揮不同作用。CD8+T細胞通過細胞毒性作用介導腎小球肥大、系膜細胞增生及足細胞凋亡[5]。一項橫斷面研究顯示,2型糖尿病腎病尿蛋白陽性組外周血CD8+T細胞水平顯著高于尿蛋白陰性組,且CD8+T細胞水平與病人尿蛋白含量呈正相關[6]。CD4+T細胞作用機制較復雜,其中Th1細胞屬促炎性T細胞,在高糖狀態(tài)下,腎臟組織中Th1細胞基因表達上調,促進白介素(IL)-2、干擾素γ(IFN-γ)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等多種細胞因子分泌,介導腎臟慢性炎癥反應及腎間質纖維化,引起糖尿病早期腎損傷[7]。Th2細胞具有雙重作用,可直接或通過分泌IL-4、IL-13間接參與腎臟纖維化[8],也可通過抑制Th1細胞活性降低炎癥反應,延緩糖尿病腎病發(fā)展[9]。Th17細胞及分泌的IL-17可誘導足細胞凋亡[10],參與腎小球和腎小管損傷及腎間質纖維化進程[11],造成腎損傷。調節(jié)性T細胞(regulatory cell,Treg)在糖尿病腎病發(fā)病中起保護作用,通過抑制免疫效應細胞對胰島β細胞的免疫應答改善胰島素抵抗,并抑制Th1、Th2、Th17活化及CD8+T細胞在腎組織浸潤,延緩糖尿病腎病發(fā)展[12]。T淋巴細胞亞群之間相互協(xié)調共同維持免疫穩(wěn)態(tài),糖尿病病人在長期高糖狀態(tài)下出現(xiàn)各亞群比例失調,產(chǎn)生一系列炎癥反應,介導包括糖尿病腎病在內的多種并發(fā)癥發(fā)生發(fā)展。
CD69屬C-型凝集素受體家族,是T淋巴細胞活化后最早表達的表面抗原。除淋巴細胞外,CD69存在于除紅細胞外的多種血細胞中,受到各種刺激原誘導后表達,介導多種重要細胞生物學功能,如引發(fā)細胞外鈣離子內流、激活胞外信號調控激酶1/2(ERK1/2),參與細胞聚集和毒性反應,并作為共刺激信號進一步增強T細胞增殖,促進TNF-α、IFN-γ、IL-2、IL-10等細胞因子和炎性介質合成、分泌及表達?,F(xiàn)已證實CD69參與體內多種免疫相關疾病的發(fā)生發(fā)展。Lei等[13]發(fā)現(xiàn)2型糖尿病腎病病人中,蛋白尿組循環(huán)CD8+T細胞上CD25及CD69表達量顯著高于無蛋白尿組,提示糖尿病腎病病人存在CD8+T細胞異常激活。目前關于CD69在糖尿病腎病中的具體機制未明確,有研究發(fā)現(xiàn)CD69可通過Janus激酶3/信號轉導與轉錄激活因子5(JAK 3/STAT 5)信號蛋白通路阻斷IL-17合成及滅活孤獨核受體(RORgt)轉錄因子,從而抑制Th17細胞分化,削弱其介導的促炎應答,使機體表現(xiàn)出不同炎性疾病的低易感性,參與炎性反應的負向調節(jié)[14]。現(xiàn)已證實CD69這一負向調節(jié)作用可控制多種疾病病原學發(fā)生機制,如心肌炎和擴張型心肌病[15]、過敏性哮喘[16]、膠原性關節(jié)炎[17]及腫瘤[18]等。因此,推測CD69可能在糖尿病腎病中負向調節(jié)腎臟特異性Th17介導的應答,抑制濾過膜損傷、腎間質纖維化進展,從而起到保護性作用,但目前缺乏相關研究證實。有研究表明,CD69與S1P受體1(S1P1R)交聯(lián)形成免疫復合物,下調S1P1表達,誘導其結構退化[19],S1P1R激活可抑制腎小管上皮細胞凋亡,減輕腎損傷[20],提示CD69通過S1P/S1P1通路延緩糖尿病腎病進程,但二者相互作用的具體機制及對糖尿病腎病腎臟血管病變的影響仍需進一步研究明確。CD69參與轉化生長因子-β(TGF-β)生成與釋放[21],TGF-β參與糖尿病腎病發(fā)病的各個環(huán)節(jié)[22]。目前有關CD69在糖尿病腎病中的具體作用機制研究較少,但可以確定的是,CD69通過多種途徑參與糖尿病腎病的病理進程。
TGF-β是一類具有調節(jié)細胞生長及分化功能的細胞因子,通過自分泌、旁分泌等多種方式參與調控細胞增殖和分化。機體中TGF-β存在3種異構體,即TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3[23]。在腎臟中主要起作用的是TGF-β1,屬于促炎性細胞因子,分布于腎小球和腎小管上皮細胞,參與糖尿病腎病的病理進程。幾乎所有介導糖尿病腎損傷的分子介質及細胞內信號通路均可激活腎臟中TGF-β1,如高糖、糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGE)、氧化應激、腎素-血管緊張素系統(tǒng)活性增高、血流動力學改變、血栓素及內皮素等[21]。以往研究顯示TGF-β1可能通過以下途徑參與糖尿病腎病進程:①誘導腎小球系膜細胞合成和分泌系膜基質(extra cellular matrix,ECM),同時抑制ECM降解,加速其在腎小球系膜區(qū)聚積,促使腎小球硬化[24]。②TGF-β1作為細胞生長、分化的重要調控因子,抑制腎小球上皮細胞、內皮細胞、系膜細胞及近曲小管細胞的增殖、分化,增大細胞直徑造成腎小球肥大[25-26]。③TGF-β1通過其細胞內信號轉導通路即Smad蛋白促進腎間質纖維原細胞轉化為肌成纖維細胞,引起腎臟間質纖維化,加速糖尿病腎病進程[27];④TGF-β1介導高糖引起的血流動力學改變。糖尿病早期,血管管腔TGF-β1通過干擾細胞內正常的鈣調節(jié)引起平滑肌細胞收縮,導致血管細胞功能和血流動力學改變[28]。TGF-β1可誘導內皮細胞一氧化氮(NO)合成酶(eNOS)mRNA表達,促進NO合成,進而導致腎小球血管擴張,血流量增加[29]。⑤TGF-β1通過Smad7蛋白誘導足細胞凋亡,促進腎小球硬化[30]。TGF-β1可有效抑制T細胞早期活化因子CD69表達[31],但目前尚無研究表明這一效應是否在糖尿病腎病中發(fā)揮作用。動物實驗表明,抑制2型糖尿病小鼠腎臟TGF-β1水平,可部分逆轉腎小球基底膜(GBM)增厚及系膜基質擴張[32]。由此可見,TGF-β1參與糖尿病腎病發(fā)病機制的各個環(huán)節(jié),降低腎臟TGF-β1水平,可作為延緩糖尿病腎病腎損害的關鍵因素。血管緊張素轉化酶抑制劑(ACEI)類藥物通過抑制血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)生成,減少由AngⅡ介導的TGF-β1合成,并部分拮抗致纖維化作用[33]。因此,聯(lián)合使用抗TGF-β1抗體、ACEI類藥物可延緩腎小球硬化及腎間質纖維化進程,為糖尿病腎病的早期預防及治療帶來新的希望。
S1P是由神經(jīng)酰胺在神經(jīng)酰胺酶和鞘氨醇激酶(sphingosine kinase,SphK)作用下產(chǎn)生的神經(jīng)鞘脂信號分子,在細胞信號傳遞和調控細胞增殖、分化和凋亡中起重要作用[34]。循環(huán)中S1P主要來源于造血細胞及血管內皮細胞[35],經(jīng)SphK催化而成后與5種相關的G蛋白受體偶聯(lián),即S1PR1~5[36]。SphK/S1P信號通路參與調控細胞增殖、凋亡、誘導遷移及細胞骨架重排,并在炎癥調節(jié)、腫瘤代謝、血管形成等過程中發(fā)揮作用[37]。有研究表明,S1P參與糖尿病的生理病理進程,包括增加胰島素分泌、增強胰島素敏感性、減少胰島β細胞凋亡等[38]。循環(huán)中S1P主要由高密度脂蛋白上的載脂蛋白M(ApoM)攜帶,并作為高密度脂蛋白(HDL)某些保護作用的關鍵介質,如血管舒張和促屏障作用[39]。ApoM是血漿HDL中的一種脂鈣蛋白,作為體內HDL相關S1P的生理載體,參與HDL對血管內皮的保護作用。一項臨床研究顯示,糖尿病病人中,產(chǎn)生大量蛋白尿的病人血漿S1P水平較腎功能正常病人顯著降低,且血漿S1P水平與尿白蛋白排泄率呈負相關[40],提示S1P信號通路有助于維持腎小管上皮細胞功能完整性,血漿S1P水平降低可能增加糖尿病腎病風險。一項動物實驗表明,在鏈脲佐菌素(STZ)糖尿病小鼠血漿及腎臟S1P、ApoM水平均較對照組升高,給予STZ組及對照組小鼠胰島素治療后S1P、ApoM水平均降低。推測STZ小鼠腎臟S1P、ApoM水平升高可能是保護腎臟免受糖尿病損傷的代償途徑之一,且與胰島素缺乏有關[41]。有學者認為,S1P參與糖尿病腎病腎臟損傷,加速腎間質纖維化進程。有證據(jù)顯示,SphK/S1P信號通路參與腎小球系膜細胞(glomerular mesangial cells,GMC)增殖、遷移及EMC累積,促進腎臟纖維化。在長期高血糖條件下,晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)、氧化應激等均可激活SphK1,促進S1P生成,促進GMC增殖。SphK1信號通路激活可提高轉錄因子活化蛋白-1(activator protein1,AP-1)水平,AP-1與FN啟動子區(qū)域結合可上調FN表達[42]。Klawitter等[43]研究證實SphK1的激活及S1P的生成介導高糖環(huán)境下GMC中FN表達上調,同時外源性S1P刺激細胞可誘導GMC遷移,且在8 h內出現(xiàn)最大遷移效應。有研究顯示,低密度脂蛋白(LDL)通過結合LDL受體促進SphK1從胞質到質膜的活化和易位,激活S1P受體并通過G蛋白信號通路激活細胞外信號調節(jié)激酶1/2(ERK1/2)及C-Jun氨基末端激酶(JNK),最終引起系膜細胞內結締組織生長因子(connective tissue growth factor,CTGF)升高,引起系膜增殖,參與糖尿病腎病的發(fā)生發(fā)展[44]。有研究者發(fā)現(xiàn),外源性S1P與受體結合后,可模擬TGF-β生物學效應,交叉激活GMC中Smads信號級聯(lián)反應,引起CTGF升高[45]。由此可見,S1P在糖尿病腎病中介導不同的反應可延緩或促進糖尿病腎病的病理進程,造成這一差異的原因可能是血管內皮細胞表達兩種不同受體,即S1P1和S1P2。S1P1受體介導血管保護作用,S1P2受體引起血管損傷,二者之間平衡維持血管穩(wěn)態(tài)。血管內皮屏障破壞、血管通透性增加是糖尿病腎病病理進程的重要環(huán)節(jié)。有研究發(fā)現(xiàn),糖尿病小鼠腎小球S1P2染色強度高于S1P1,提示在糖尿病腎病S1P信號通路優(yōu)先通過S1P2受體轉導,而不是S1P1[46]。另一項動物研究證實這一推測,給予糖尿病腎病小鼠S1P1激動劑可保護腎小管上皮細胞的屏障功能和舒張功能,同時逆轉已受損的上皮細胞功能,改善腎臟微循環(huán),減少尿蛋白生成[47]。最初研究認為,S1P這一保護作用是由S1P1R的激活誘導淋巴細胞減少、減輕腎臟缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury,IRI)引起的[48]。有研究證明,S1P1R激動劑對腎臟IRI的保護作用與其誘導淋巴細胞隔離及減少外周淋巴細胞效應無關,而是通過參與Akt/ERK通路機制抑制腎近端小管上皮細胞凋亡,減輕腎臟IRI[20]。因此,選擇性S1P1R激動劑可能對糖尿病腎病的預防及治療帶來新希望。
綜上所述,免疫系統(tǒng)激活在糖尿病腎病病理進程中發(fā)揮重要作用,T淋巴細胞異常浸潤及多種促炎性細胞因子參與糖尿病腎病的各個環(huán)節(jié),且多種細胞因子在糖尿病腎病病理過程中相互作用。對T淋巴細胞CD69抗原表達水平和S1P、TGF-β1等細胞因子研究可為糖尿病腎病的診治提供新的科學理念和切入點。