調(diào)節(jié)性B淋巴細(xì)胞在消化系統(tǒng)自身免疫性疾病中的作用

2020-07-07 03:15霍佳慧王小云

世界華人消化雜志 2020年12期

霍佳慧,王小云,龔鐳,顧馨

霍佳慧,王小云,龔鐳,顧馨,南京醫(yī)科大學(xué)附屬無(wú)錫市第二人民醫(yī)院消化內(nèi)科江蘇省無(wú)錫市 214000

0 引言

B淋巴細(xì)胞來(lái)源于造血干細(xì)胞,在骨髓中成熟,能夠分化成漿細(xì)胞,合成并且分泌抗體,介導(dǎo)體液免疫[1-3].B細(xì)胞能夠產(chǎn)生細(xì)胞因子、參與抗原呈遞從而參與疾病的調(diào)節(jié)[4-6].調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(regulatory B cells,Breg)作為一類較為特別的B細(xì)胞亞群在許多免疫炎癥反應(yīng)中起到負(fù)性調(diào)節(jié)作用[7,8].大多研究提示,調(diào)節(jié)性B細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用是依靠分泌白介素(interleukin,IL) -10參與免疫調(diào)節(jié),所以分泌IL-10的調(diào)節(jié)性B細(xì)胞也被稱為B10細(xì)胞[9].調(diào)節(jié)性B細(xì)胞不僅僅分泌IL-10,它也能夠分泌IL-35、腺苷酸、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β (Transforming growth factor-β,TGF-β)等細(xì)胞因子[10].然而調(diào)節(jié)性B細(xì)胞,并不像調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Treg)為大家所熟知,調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分型包括了天然生成的,為抗原非特異性的自然調(diào)節(jié)性T細(xì)胞,以及需要特定的免疫環(huán)境抗原刺激才能分化,為抗原特異性適應(yīng)性調(diào)節(jié)T細(xì)胞.Foxp3作為轉(zhuǎn)錄因子是調(diào)節(jié)性T細(xì)胞特異性標(biāo)志性分子,目前調(diào)節(jié)性B細(xì)胞的表型沒有明顯的特異性,于是將這組具有免疫抑制作用的B細(xì)胞都?xì)w為Breg[11].Breg在鼠和人類中有多種亞型,比如在鼠中較為常見的有CD19+CD21hiCD23+CD24hiT2-MZPB細(xì)胞、CD19+CD21hiCD23-CD24hiMZB細(xì)胞、Tim-1+B細(xì)胞、CD5+CD1dhiB細(xì)胞、CD138+漿細(xì)胞、漿母細(xì)胞等.人類Breg表型有CD19+CD24hiCD28hi未成熟B細(xì)胞、CD19+CD24hiCD27+B細(xì)胞等[12,13].到目前為止,Breg的來(lái)源被認(rèn)為有兩種,一種類似于胸腺來(lái)源的Treg,是B細(xì)胞的一個(gè)專門譜系,有特定的基因負(fù)責(zé)其抑制免疫的性質(zhì); 另一種是B細(xì)胞在受到一定的刺激后,表現(xiàn)出調(diào)控表型,從而抑制局部炎癥反應(yīng).Toll樣受體(Tolllike receptor,TLR)和/或CD40的激活是誘導(dǎo)B細(xì)胞分化成Breg的最典型的信號(hào)[13].盡管Breg數(shù)量不多,但在實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、橋本氏甲狀腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)等自身免疫性疾病中都起到了免疫調(diào)節(jié)的作用[14-17].在EAE中,Wolf等[7]人發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞缺乏的小鼠無(wú)法從EAE中恢復(fù).Matsumoto等[18]人發(fā)現(xiàn)在引流淋巴結(jié)中的CD138+漿母細(xì)胞作為Breg在EAE中主要產(chǎn)生IL-10,抑制自身免疫反應(yīng).研究發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)期中度活動(dòng)或活動(dòng)性的RA患者血液樣本中CD19+CD27+B細(xì)胞的數(shù)量明顯低于健康對(duì)照組,與健康對(duì)照組相比,RA中Breg抑制CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生干擾素γ的能力顯著降低,提示Breg的功能缺陷與RA的發(fā)病機(jī)制有關(guān)[19-21].Breg在以上自身免疫性疾病的發(fā)生及發(fā)展過程中均有參與,本文將就Breg在消化系統(tǒng)自身免疫性疾病中的作用進(jìn)行綜述.

1 Breg與炎癥性腸病

1.1 Breg與克羅恩病克羅恩病(Crohn’s disease,CD)是一種慢性胃腸道炎癥性疾病,多見于回腸末端及結(jié)腸,可累及全消化道,表現(xiàn)為反復(fù)發(fā)作的非特異性的節(jié)段性、非對(duì)稱性、透壁性炎癥,大多數(shù)患者在診斷時(shí)表現(xiàn)為腸道炎癥,隨著時(shí)間推移,半數(shù)的患者出現(xiàn)狹窄、瘺管形成、膿腫等并發(fā)癥,了解CD的發(fā)病機(jī)制對(duì)于緩解疾病進(jìn)展、預(yù)防和阻止并發(fā)癥的發(fā)生至關(guān)重要[22].目前認(rèn)為遺傳易感性、環(huán)境因素、腸道微生態(tài)等多因素導(dǎo)致的黏膜免疫應(yīng)答異常和上皮屏障功能受損是CD主要發(fā)病機(jī)制[22].腸道黏膜上皮細(xì)胞作為黏膜免疫的第一道防線,在CD中,上皮細(xì)胞間緊密連接松散,黏膜通透性增加,腸黏膜屏障受損,使腸腔內(nèi)抗原進(jìn)入固有層[23].潘氏細(xì)胞作為高度特化的上皮細(xì)胞,分泌抗微生物肽、α-防御素等保護(hù)腸黏膜屏障,潘氏細(xì)胞正常的自噬功能能維持腸道內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,CD患者自噬基因位點(diǎn)突變,導(dǎo)致其自噬功能受損,誘發(fā)進(jìn)一步炎癥反應(yīng)[24].當(dāng)微生物進(jìn)入上皮內(nèi)及固有層后,由不同的模式識(shí)別受體如TLR、NOD樣受體識(shí)別,啟動(dòng)信號(hào)傳導(dǎo)途徑,與抗原接觸后的樹突狀細(xì)胞成熟,將抗原提呈給T細(xì)胞及B細(xì)胞,導(dǎo)致一系列免疫應(yīng)答.輔助性T細(xì)胞1 (T helper 1 cell,Th1)、輔助性T細(xì)胞17 (T helper 17 cell,Th17)、Treg在CD適應(yīng)性免疫中發(fā)揮重要的免疫調(diào)節(jié)功能,Th1、Th17作為效應(yīng)T細(xì)胞,分泌IL-17、IL-22、干擾素(interferons-γ,IFN-γ),腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor α,TNF-α)等促炎細(xì)胞因子,Treg分泌IL-10、TGF-β、IL-35等調(diào)節(jié)免疫,抑制炎癥反應(yīng)[25].

Th1、Th17、Treg的免疫失衡是CD發(fā)病機(jī)制中的重要環(huán)節(jié),研究表明,Breg能負(fù)向調(diào)節(jié)T細(xì)胞免疫反應(yīng),通過產(chǎn)生IL-10抑制Th1和Th17細(xì)胞,減少炎癥因子的產(chǎn)生[26].SAMP1/Yit小鼠作為CD的小鼠模型可自發(fā)形成回腸和盲腸腸道炎癥,Olson等[27]人提出SAMP1/Yit小鼠中B細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和功能可能存在異常.Mishima等[28]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)SAMP1/Yit小鼠的腸系膜淋巴結(jié)B細(xì)胞的產(chǎn)生的IL-10和TGF-β明顯減少,并且實(shí)驗(yàn)還表明產(chǎn)生IL-10以及TGF-β的B細(xì)胞的表面抗原以CD1d為主.IL-10可以通過調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡及Th17,以及抑制包括IL-1和TNF-α在內(nèi)的促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生來(lái)抑制免疫反應(yīng),TGF-β則通過誘導(dǎo)效應(yīng)T細(xì)胞的凋亡抑制疾病嚴(yán)重程度[29,30].SAMP1/Yit小鼠的腸系膜淋巴結(jié)B細(xì)胞分別與巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞共同培養(yǎng),與對(duì)照組相比IL-1β、IFN-γ明顯增加,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果是第一次提示Breg功能缺陷參與CD的小鼠模型的發(fā)病機(jī)制.

Oka等[31]的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)了18位CD人、24位潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)的病人以及26名健康人外周血中IL-10及Breg的表達(dá),患者外周血B細(xì)胞產(chǎn)生的IL-10、外周血中的CD19hiCD1dhiBreg及CD24hiCD38hiBreg較健康對(duì)照組明顯減少.通過分別將SAMP1小鼠腸系膜淋巴結(jié)中的整體CD4+T細(xì)胞和去除Treg的T細(xì)胞轉(zhuǎn)移到嚴(yán)重免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,SCID)小鼠中,構(gòu)建兩種結(jié)腸炎模型,缺少Treg的SCID小鼠腸道炎癥更為嚴(yán)重.然后分別將整體B細(xì)胞和去除CD19hiCD1dhiBreg的B細(xì)胞再注入兩種結(jié)腸炎小鼠中,缺少CD19hiCD1dhiBreg的小鼠炎癥指標(biāo)明顯高于對(duì)照組及注入整體B細(xì)胞的小鼠.腸道炎癥的加重可能依賴于CD19hiCD1dhiBreg的減少,且無(wú)論是否存在Treg,Breg都能夠緩解腸道炎癥.因此,Breg的減少和缺乏從而加重腸道炎癥可能與CD的發(fā)病機(jī)制有關(guān).

另一項(xiàng)自發(fā)性結(jié)腸炎的小鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn),通過過繼轉(zhuǎn)移腹膜腔B10細(xì)胞,結(jié)腸炎的病理特征減弱,杯狀細(xì)胞數(shù)量保留,隱窩扭曲變形減輕,顯著減少外周及淋巴結(jié)中CD4+T細(xì)胞的數(shù)量,并調(diào)節(jié)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),并且發(fā)現(xiàn)腹膜腔B10細(xì)胞是脾臟、腸道或腸系膜淋巴結(jié)中的10倍,腹膜腔B10細(xì)胞能夠下調(diào)腸道組織內(nèi)T細(xì)胞的活化,并可能抑制T細(xì)胞的募集進(jìn)入腸道[32].將正常人外周血CD19+CD25hiBreg與CD4+T細(xì)胞在體外共同培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)Breg通過細(xì)胞間接觸及分泌細(xì)胞因子,主要通過分泌TGF-β促進(jìn)Treg增加,減少Th17細(xì)胞的數(shù)量[33].上述實(shí)驗(yàn)表明Breg與CD4+T細(xì)胞的相互作用,能夠參與到Th1、Th17、Treg間的平衡,可能與CD的發(fā)病機(jī)制有關(guān),但仍需進(jìn)一步研究.

進(jìn)一步研究Breg在CD功能障礙研究中的作用機(jī)制,Oka等[34]人構(gòu)建磷酸肌醇-3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K) δ突變小鼠模型,探究PI3Kδ信號(hào)在Breg參與腸道炎癥免疫調(diào)節(jié)中的作用.PI3Kδ基因定位于人炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)易感位點(diǎn),PI3Kδ信號(hào)的基因缺失可導(dǎo)致小鼠自發(fā)性結(jié)腸炎,PI3KAkt信號(hào)通路是B細(xì)胞產(chǎn)生IL-10的重要途徑,來(lái)自PI3Kδ突變小鼠的B細(xì)胞或用PI3K特異性抑制劑處理的野生型B細(xì)胞在細(xì)菌刺激下分泌的IL-10明顯減少,IL-12p40增加,這些B細(xì)胞與巨噬細(xì)胞或CD4+T細(xì)胞共培養(yǎng)未能抑制其產(chǎn)生細(xì)胞因子從而抑制炎癥.在體內(nèi),過繼轉(zhuǎn)移的野生型B細(xì)胞改善了T細(xì)胞介導(dǎo)的結(jié)腸炎,PI3Kδ突變B細(xì)胞則沒有對(duì)黏膜炎癥提供保護(hù).這些結(jié)果表明,PI3Kδ信號(hào)介導(dǎo)Breg免疫分化,對(duì)產(chǎn)生Breg在腸道穩(wěn)態(tài)和炎癥中的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)功能至關(guān)重要(圖1).

1.2 Breg與UC UC作為IBD的一種,病變常累及直腸及結(jié)腸,主要局限于黏膜及黏膜下層.其發(fā)病機(jī)制與遺傳、免疫、感染等因素相關(guān),固有免疫及適應(yīng)性免疫同樣也是疾病發(fā)病環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié),CD主要由Th1介導(dǎo),而UC主要由輔助性T細(xì)胞2 (T helper 2 cell,Th2)介導(dǎo),Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-13等引起免疫應(yīng)答[35].在Breg與CD4+T細(xì)胞的共同培養(yǎng)后,IL-4、IL-6和IL-10的顯著增加,但I(xiàn)L-2、IFN-γ和TNF的變化不明顯,提示Th1與Th2中,Th2分泌細(xì)胞因子增多[33].通過檢測(cè)UC患者外周血及腸組織中的CD24hiCD38hiBreg以及CD5+Breg較正常對(duì)照組顯著下降,Mayo評(píng)分、C反應(yīng)蛋白、血沉等均與Breg及IL-10呈反比,提示Breg可能參與UC的發(fā)病機(jī)制[36].

Yanaba等[37]通過葡聚糖硫酸鈉溶液(dextran sulfate sodium,DSS)誘發(fā)小鼠腸道損傷,構(gòu)建UC模型.使用CD19-/-小鼠和野生型小鼠分別給予3% DSS 7 d,同時(shí)記錄體重和疾病活動(dòng)指數(shù)來(lái)評(píng)估腸道損傷的嚴(yán)重程度.相比野生型小鼠,使用DSS誘導(dǎo)的CD19-/-小鼠出現(xiàn)了更明顯的體重降低以及更高的疾病活動(dòng)指數(shù).將野生型小鼠脾臟中的CD1d+CD5+B細(xì)胞傳輸后,可以顯著的發(fā)現(xiàn)DSS誘導(dǎo)腸道損傷的緩解,然而IL-10-/-小鼠脾臟中CD1d+CD5+B細(xì)胞或者是野生型小鼠的非CD1d+CD5+B細(xì)胞都不能起到緩解腸道炎癥的效果.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Breg產(chǎn)生的IL-10能夠調(diào)節(jié)DSS誘導(dǎo)的腸道損傷.TCR基因敲除小鼠產(chǎn)生由Th2途徑介導(dǎo)的腸道炎癥反應(yīng),與UC相似,在該小鼠模型中腸道相關(guān)淋巴組織的Breg中CD1d上調(diào),產(chǎn)生IL-10,通過下調(diào)與IL-1上調(diào)和STAT3激活相關(guān)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)抑制腸道炎癥的進(jìn)展[38].

IL-35能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生Breg,并且促進(jìn)Breg分泌IL-35及IL-10,IL-35具有抗炎和對(duì)自身免疫性炎癥疾病的保護(hù)作用[39,40].在UC患者中,通過IL-35預(yù)處理的外周單個(gè)核細(xì)胞提高了Breg分泌IL-10,IL-35抑制了CD4+CD25-T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞的增生,但是不影響B(tài)細(xì)胞增生.通過IL-35處理后的B細(xì)胞表現(xiàn)出明顯的調(diào)節(jié)功能,其特征是抑制細(xì)胞增殖和CD4+T細(xì)胞及CD8+T分泌的IFN-γ、IL-17、TNF-α.在UC患者炎癥及非炎癥組織中,IL-35均明顯減少,考慮與抑制p35轉(zhuǎn)錄有關(guān),在IL-35分泌較高的組織中IL-10分泌也較多[41].也有實(shí)驗(yàn)表明Breg分泌的IL-35在UC活動(dòng)期較非活動(dòng)及健康對(duì)照組均有顯著增加,增加分泌IL-35的Breg的表達(dá)能夠下調(diào)炎癥反應(yīng)[42].然而,要將這些發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于UC的治療策略,還需要進(jìn)一步研究.

圖1 調(diào)節(jié)性B細(xì)胞在腸道穩(wěn)態(tài)和炎癥中的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)功能.微生物進(jìn)入上皮內(nèi)及固有層,樹突狀細(xì)胞成熟將抗原提呈給T細(xì)胞,Breg負(fù)調(diào)節(jié)T細(xì)胞免疫反應(yīng),通過產(chǎn)生IL-10抑制Th1和Th17細(xì)胞,減少炎癥因子TNF-α、IFN-γ、IL-17、IL-22的產(chǎn)生,通過產(chǎn)生TGF-β促進(jìn)Treg增加,緩解腸道炎癥.在CD中,免疫平衡失調(diào),PI3Kδ缺陷使分泌的IL-10減少,Breg功能缺陷,Breg的數(shù)量減少和功能缺乏進(jìn)一步加重腸道炎癥反應(yīng),炎癥因子增加.DC:樹突狀細(xì)胞; Th0:輔助性T細(xì)胞前體細(xì)胞; Th1:輔助性T細(xì)胞1; Th17:輔助性T細(xì)胞17; Treg:調(diào)節(jié)性T細(xì)胞; Breg:調(diào)節(jié)性B細(xì)胞; IL:白介素; IFN-γ:干擾素-γ; TNF-α:腫瘤壞死因子-α; TGF-β:轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β; PI3Kδ:磷酸肌醇-3激酶δ.

2 Breg與自身免疫性肝病

自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)、原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis,PBC)及原發(fā)性硬化性膽管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC)等,AIH中自身免疫損傷影響肝細(xì)胞,導(dǎo)致界面性肝炎,PBC損傷小葉間膽管,導(dǎo)致非化膿性膽管炎,PSC損傷肝內(nèi)及肝外膽管,導(dǎo)致同心圓形纖維化,進(jìn)行性閉塞,導(dǎo)致多灶性膽管狹窄[43,44].目前認(rèn)為發(fā)病機(jī)制與遺傳易感性、環(huán)境因素等相關(guān).

AIH免疫反應(yīng)由抗原提呈細(xì)胞提呈自身抗原后啟動(dòng),幼稚CD4+Th細(xì)胞被激活,分化成Th1和Th2,Th1細(xì)胞產(chǎn)生IL-2和IFN-γ,并同時(shí)激活細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞,產(chǎn)生IFN-γ和TNF,肝細(xì)胞暴露于干擾素γ導(dǎo)致MHC類分子上調(diào),MHC Ⅱ類分子異常表達(dá),從而導(dǎo)致進(jìn)一步的T細(xì)胞活化和肝損傷.分化為TH2細(xì)胞導(dǎo)致分泌IL-4、IL-10和IL-13,使B細(xì)胞成為分泌自身抗體的漿細(xì)胞,通過抗體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性和補(bǔ)體激活誘導(dǎo)損傷[45].研究顯示在新發(fā)AIH患者中,CD19+CD5+Breg、CD19+CD5+CD1d+Breg和CD19+CD5+CD1d+IL-10+Breg較正常對(duì)照組均明顯減少,IL-10也同樣下降,提示Breg與IL-10的減少可能與早期AIH有關(guān)[46].通過建立小鼠實(shí)驗(yàn)性自身免疫性肝炎(experimental autoimmune hepatitis,EAH)模型模擬人AIH,B細(xì)胞缺陷導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞增殖和IFN-γ的增加,增加了EAH嚴(yán)重性,過繼轉(zhuǎn)移B細(xì)胞后通過影響TCR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和下調(diào)TCR表達(dá)改善EAH,CD11b在所有B細(xì)胞中的表達(dá)和CD19+CD1dhiCD5+B細(xì)胞數(shù)量也顯著增加,IL-10可能通過上調(diào)CD11b的表達(dá)而影響B(tài)細(xì)胞的調(diào)節(jié)功能[47].

PBC的膽道損傷是免疫循環(huán)失調(diào)和肝內(nèi)免疫反應(yīng)的結(jié)果,促炎效應(yīng)T細(xì)胞包括CD4+、CD8+T細(xì)胞等被上調(diào)并促進(jìn)膽道損傷,自然殺傷細(xì)胞(natural killer,NK)介導(dǎo)自身抗原釋放和T細(xì)胞自身反應(yīng),Treg和濾泡調(diào)節(jié)細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用未能充分抑制損傷反應(yīng),最終導(dǎo)致進(jìn)行性炎癥、膽汁淤積和膽道纖維化[48].以dnTGF-βRⅡ鼠為PBC模型,并與缺乏B細(xì)胞小鼠雜交生成Ig-/-dnTGF-βRⅡ小鼠,Ig-/-dnTGF-βRⅡ小鼠較dnTGF-βRⅡ鼠發(fā)生了更嚴(yán)重的膽管炎,并且激活CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞更多,降低了肝臟CD4+T細(xì)胞中Foxp3+Treg和NK細(xì)胞,促炎細(xì)胞因子包括TNF-α和IL-6水平升高,并導(dǎo)致了比對(duì)照組更嚴(yán)重的結(jié)腸炎,提示了B細(xì)胞在PBC中的抑制作用[49].

3 Breg與自身免疫性胰腺炎

自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis,AIP)包含有兩種亞型,其臨床特征是梗阻性黃疸,組織學(xué)特征為淋巴漿細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維化[50].1型AIP又稱IgG4相關(guān)胰腺炎,可以同時(shí)或先后出現(xiàn)其他器官受累的表現(xiàn),2型AIP較為少見,與小葉內(nèi)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和粒細(xì)胞上皮病變有關(guān)[51-53].既往研究報(bào)道CD24+CD25hiTreg增加與IgG4的產(chǎn)生有關(guān),而幼稚Treg的減少可能參與了1型AIP的發(fā)病機(jī)制[54].Sumimoto等[55]人招募了21例未接受皮質(zhì)類固醇治療的1型AIP患者、14例慢性胰腺炎患者、20例胰腺癌患者和25名健康受試者作為對(duì)照,以闡明Breg在1型AIP中的作用.1型AIP患者外周血中CD19+CD24hiCD38hiBreg較其他組明顯升高,而CD19+CD24hiCD27+Breg有降低的趨勢(shì),但不顯著,通過增加CD19+CD24hiCD38hiBreg可能抑制疾病活動(dòng),從而參與1型AIP的發(fā)病機(jī)制.

4 結(jié)論