鐘 威,姜振宇,黎 原,于海洋,孟思彤,馮樂恒,肖健齊,宮笑微 (.齊齊哈爾市第一醫(yī)院,黑龍江
齊齊哈爾 161005;2.吉林大學第一醫(yī)院, 吉林 長春 130000)
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(Systemic lupus erythematosus,SLE)是一種慢性、累及多系統(tǒng)多器官的自身免疫性疾病,通常好發(fā)于青春期和更年期之間的女性,臨床表現多樣,具有顯著的異質性。疾病可致重要臟器損害,診斷不及時或治療不當可危及患者生命[1]。多種因素綜合作用,包括遺傳、環(huán)境、雌激素、免疫耐受的破壞等導致B細胞功能亢進、多種自身抗體生成、炎性細胞因子及免疫調節(jié)功能失衡等,引起免疫系統(tǒng)的紊亂,引發(fā)了SLE的發(fā)病。
SLE是一種全球性疾病并伴隨著患者過早死亡風險的增加。不同國家之間,SLE患者數、發(fā)病年齡以及死亡風險存在差異。我國人群SLE患病率為0.03%~0.07%,超過了高加索人,但低于非洲裔美國人,而根據我國估計的人口數13億計算,我國狼瘡患者可達52萬~91萬人,是世界上最大的SLE患者群體[2],可見SLE給我國人民帶來了巨大的經濟和健康負擔,嚴重影響了我國整體的人口健康水平。SLE的發(fā)病與固有免疫系統(tǒng)和適應性免疫系統(tǒng)介導的針對含核酸細胞碎片的異常免疫應答有關。此外,研究發(fā)現,針對這些核酸的抗體即抗核抗體(Anti-nuclearantibodies,ANAs)有時也會在少部分正常人群中出現,而具有ANA的人群并不都會罹患SLE,這提示還存在其他促進自身免疫進展而引發(fā)SLE的機制,如基因易感性、性激素、以及影響機體對內源性或外源性疾病觸發(fā)元反應的隨機因素[1]。
SLE的發(fā)病與適應性免疫應答的T細胞免疫的關系密切。機體正常狀態(tài)下的中樞免疫耐受及外周免疫耐受可以清除自身反應性T細胞。但是若自身反應性T細胞在某些狀態(tài)下逃避了上述兩種清除作用,進入外周,便會在相應的自身抗原的作用刺激下發(fā)生免疫應答,出現自身免疫反應。T細胞,尤其是CD4+T細胞,即輔助性T(T helper,Th)細胞可啟動、維持以及調節(jié)自身免疫反應,其發(fā)生異常,則可引起 SLE 等自身免疫性疾病[1-3]。Th細胞包括多個Th細胞亞群,分為 Th1亞群、Th2亞群、Th17亞群、調節(jié)性T細胞(T-regulatorycells,Treg cells)亞群等。之前研究結果認為Th1與Th2細胞的失衡造成了SLE疾病發(fā)生發(fā)展[4-5]。但學者們并非都認為如此,隨著深入研究發(fā)現Th1/Th2并不能全面揭示SLE的發(fā)生機制。近年來研究認為SLE中Th17亞群比例升高,同時Treg亞群比例降低,推測SLE 的發(fā)病與Th17和Treg細胞亞群的平衡失調有關[6-7]。而最近研究表明,Th22細胞,作為一種新近發(fā)現的Th細胞亞群,具有重要的生理和病理功能,可能參與到SLE的疾病的發(fā)生發(fā)展過程中[8-10]。
總之,SLE作為一種典型的自身免疫性疾病,固有及適應性免疫系統(tǒng)介導的自身免疫反應在其發(fā)生、發(fā)展的機制中以及治療和預后中都起到了至關重要的作用。本文對近期SLE與自身免疫反應以及與Th22細胞的相關研究進展作一綜述。
新近研究表明,在SLE疾病過程中,固有免疫系統(tǒng)不僅可以啟動炎性反應級聯反應而引起疾病復發(fā)加重,還可以促進適應性免疫應答,在 SLE的發(fā)生發(fā)展中具有重要的意義。
感染是引起SLE發(fā)生的重要因素。感染可以使免疫系統(tǒng)暴露于病原體相關分子模式(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs),并激活固有免疫系統(tǒng)的模式識別受體(Pattern-recognitionreceptors,PRR),在共刺激因素的環(huán)境下進一步呈遞抗原,而驅動適應性免疫反應和致病性的自身免疫反應[11]。引起SLE活動的另外一種因素為創(chuàng)傷或日光照射相關的細胞死亡,死亡細胞的細胞碎片暴露給固有免疫系統(tǒng),促進了ANAs或其他細胞核成分自身抗原的生成,該致病性作用對于具有細胞核物質以及細胞碎片清除障礙遺傳背景的個體更為明顯[11]。
1.1SLE與固有免疫細胞:中性粒細胞:中性粒細胞是SLE發(fā)病中的關鍵細胞。全基因轉錄譜分析顯示,中性粒細胞的轉錄水平與SLE疾病活動程度明顯相關[12]。在炎性反應狀態(tài)下,中性粒細胞通過一種被稱為NETosis方式死亡,并且釋放出一種中性粒細胞胞外陷阱(neutrophil extracellular traps,NETs)的結構[13]。該細胞外的陷阱內包含線粒體以及脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)成分,二者皆可作為抗原引起SLE疾病中自身抗體的產生。同時胞外陷阱內的中性粒細胞來源的線粒體DNA具有很強的激活pDC細胞的能力,而產生IFN-α[13]。而自身抗體也可進一步促進pDC細胞生成IFN-α,其機制是因為在pDC細胞表面的可結晶片段γ受體2(Fragment crystallizable γ receptor 2,FcγR2)/CD32可運載線粒體DNA/α-線粒體DNA的免疫復合物至內體膜上的toll樣受體9(Toll like receptor,TLR9),而引起IFN-α表達增加。中性粒細胞和NETs還可通過增加溶細胞的線粒體活性氧(Reactive oxygenspecies,ROS),進一步促進NETs的形成而引起干擾素產生增加[14]。
pDC細胞:pDC細胞作為一種固有的IFN生成細胞,與SLE的發(fā)病機制有密切聯系。最初研究發(fā)現,pDC細胞在SLE外周血中的水平降低[14],但在病變組織發(fā)現pDC的聚集,并且通過TLR3、7、9識別免疫復合物。除發(fā)揮固有免疫功能,pDC細胞還可以表達腫瘤壞死因子超家族(Tumour necrosis factor superfamily,TNFSF)4,也被稱為OX40、CD134L,可調節(jié)SLE的T細胞的功能異常,因此pDC細胞連通了固有免疫系統(tǒng)與適應性免疫系統(tǒng)[15]。
1.2SLE與固有免疫系統(tǒng)中體液成分:I型干擾素:研究證實,I型干擾素水平與SLE疾病活動情況密切相關。I型干擾素通過與靶細胞表面的I型干擾素受體結合后發(fā)揮生物學作用。I型干擾素受體由兩個亞基構成:干擾素α/β受體(interferon-α/β receptor,IFNAR)1和IFNAR2,通過Janus活化激酶(Janus-activated kinases,JAKs),分別是酪氨酸激酶(Tyrosine kinase,TYK)2和JAK1轉導活化信號[11]。IFN通路通過誘導IFN誘導基因參與和SLE相關的多種生物學功能,如誘導B細胞分化成熟為分泌抗體的漿細胞、通過上調髓樣DC(Myeloid dendritic cells,mDCs)的表面的TNF家族的B細胞活化因子(B-cell activating factor of the TNF family,BAFF)和增殖誘導配體(A proliferation-inducingligand,APIRL)維持B細胞生存、提高主要組織相容性復合物(Major histocompatibility complex,MHC)Ⅱ類分子表達、CD86和CD80表達、激活CD8+T細胞,抑制Treg細胞等。此外,IFN靶向作用于CXC-趨化因子配體(CXC-chemokine ligand,CXCL)10,該分子與LN病情密切相關。1-磷酸鞘氨醇可減少IFN在pDC細胞的合成,和血中樹突細胞抗原-2(blood dendritic cellsantigen 2,BDCA-2)可抑制TLR-9信號通路和pDC細胞[16],最終調節(jié)參與SLE發(fā)病的pDC細胞功能。
補體系統(tǒng):眾所眾知,補體系統(tǒng)參與SLE的發(fā)病機制。補體在免疫復合物的清除中具有關鍵作用,因此補體C1q、C2和C4的突變可引起單基因形式的SLE的發(fā)生[17]。一項SLE的隊列研究發(fā)現免疫復合物含有內源性核酸,補體突變可引起內源性核酸過量[18],而引起SLE發(fā)病。
1.3SLE與模式識別受體:固有免疫反應是微生物侵襲的第一道防線。固有免疫細胞對微生物的識別,是通過細胞表面或細胞內部的特定受體與微生物源性的、保守的配體分子相結合而實現的,這類受體即PRRs。TLR為PRRs的一種,表達于免疫細胞(如pDC細胞等)的內體上,通過Fc受體和Fc片段相互作用而被吸收至胞質內部的免疫復合物可激活TLR7(配體為單鏈RNA)和TLR9(配體為未甲基化的富含CpG的DNA)[19]。SLE的動物模型證實了TLR的激活與某些自身抗體的關聯,如TLR7的激活與抗Sm抗體的生成相關。上述研究指出含RNA的免疫復合物與TLR7在固有免疫的激活、IFN的生成以及SLE的發(fā)病機制中具有重要作用[20]。新近尚有研究表明,在其他固有免疫細胞如上皮細胞中,由胞質核酸及其感受器[如維甲酸誘導基因(Retinoicacid-inducible gene 1,RIG-I)、黑色素瘤分化相關蛋白5等]所驅動,依賴TLR通路的固有免疫系統(tǒng)激活也可能在SLE疾病過程扮演重要作用[21]。
2.1SLE與T細胞:T細胞亞群眾多,功能復雜,包括了不同種類的效應、記憶以及調節(jié)性亞群。機體內眾多細胞的相互作用構成了機體的免疫系統(tǒng),其中T細胞可被分為兩種:促炎性以及抗炎性T細胞。根據不同T細胞所占的比例以及其信號通路功能,T細胞可引發(fā)免疫抑制、炎性反應以及抗體的產生。T細胞亞群不同個體之間變化較大,但SLE患者卻持續(xù)表現為某些T細胞亞群的比率差異以及細胞功能異常。
2.1.1CD8+T細胞:CD8+T細胞可釋放細胞毒性蛋白,如穿孔素和顆粒酶,發(fā)揮抗感染、抗腫瘤以及自身免疫反應功能。研究發(fā)現,SLE患者CD8+T細胞細胞毒作用降低,導致感染風險增加,也可引發(fā)自身免疫反應[22]。近期兩項研究報道了CD8+T細胞對病毒抗原行使免疫功能缺陷,并推測其原因可能是與淋巴細胞性信號激活分子家族成員4(Signaling lymphocyticactivation molecule family member 4,SLAMF4)陽性的效應記憶性CD8+T減少而促使CD8轉換為雙陰性(Double negative,DN)T細胞所致[23];或者因為具有抑制功能的程序死亡受體1(Programmed death receptor 1,PD-1)表達增加所導致[24]。另外,PD-1可促使自體反應性T細胞生成DNT細胞,在SLE疾病過程中發(fā)揮致病作用[25]。CD8+T細胞向DNT細胞的轉變以及PD-1的表達可解釋SLE中CD8+T細胞的細胞毒作用的降低。
2.1.2DNT細胞:表型為TCRαβ+CD4-CD8-的T細胞被定義為雙陰性的DNT細胞,產生于失活狀態(tài)或已耗竭的自身反應性T細胞或被持續(xù)刺激的CD8+T細胞中。在正常狀態(tài)下,通過抗原競爭和T細胞殺傷機制(由Fas-Fasl、穿孔素和顆粒酶所介導),該細胞表現為免疫抑制功能[23]。然而在SLE患者中,DNT細胞與SLE的發(fā)病和進展以及腎臟受累密切相關。DNT細胞浸潤于SLE病變的腎臟組織中,并且分泌炎性因子IL-17引起損傷[24]。研究報道,SLE患者的DNT細胞的線粒體內團塊形成以及線粒體功能失調,導致生成IL-17的DNT細胞的mTOR信號激活和細胞增殖,SLE患者的CREMα表達升高以及激活可促使DNT細胞生成同時分泌IL-17[25]。另外,SLE患者T、B細胞中活性增高的PI3K/AKT/mTOR也影響了DNT細胞的免疫抑制功能[26]。
2.1.3Th1和Th2細胞:Th1細胞的主要功能分子為IFN-γ,還可以分泌IL-2等其他細胞因子,其關鍵性轉錄因子為T-bet,可引發(fā)細胞免疫以及遲發(fā)性超敏反應。Th2細胞的主要功能分子為IL-4、IL-5,還可分泌IL-6等細胞因子,關鍵轉錄因子為STAT6以及GATA,其作用細胞主要為B細胞,可激活B細胞及生成抗體,引發(fā)體液免疫。之前有研究認為Th1/Th2細胞與Th1/Th2細胞因子平衡失調與SLE發(fā)病有關,但最終仍無定論。在人類SLE疾病中或狼瘡鼠模型中,有研究表明Th1細胞產生的IFN-γ水平升高,提示其具有致病作用,同時Th2細胞作用降低[9]。與之相反的是,其他學者發(fā)現SLE中循環(huán)Th2細胞與正常人相比顯著升高,并認為Th2的升高抑制了Th1的功能引起SLE發(fā)病[5]。另外,其他研究結果發(fā)現與正常人相比,SLE患者外周血Th1細胞以及IFN-γ水平降低,而Th2細胞以及細胞因子則無改變,認為Th1具有保護作用[27]。還有另外研究發(fā)現Th1和Th2的轉錄因子水平以及主要功能細胞因子水平在SLE中均增高,推測二者在SLE中都發(fā)揮致病作用[28]。
2.1.4Th17細胞:Th17細胞表達轉錄因子RORγt和RORα,可產生細胞因子IL-17A、IL-17F、IL-21以及IL-22[29]。該細胞通過分泌強效中粒細胞吸引介質IL-17,誘導嚴重炎癥反應。研究表明,SLE患者和狼瘡易感小鼠IL-17生成T細胞數量增加,同時血清IL-17水平上升;另外,SLE累及的腎臟中也發(fā)現了IL-17生成T細胞的炎性浸潤[24,30]。炎性細胞因子IL-17也可以刺激B細胞產生抗體[30],同時在狼瘡易感小鼠的動物研究中發(fā)現IL-17亦參與了次級淋巴器官的生發(fā)中心的形成[31]。
2.1.5濾泡輔助性T細胞(Follicular helper T cells,Tfh):研究發(fā)現,作為一種CD4+T細胞,Tfh細胞參與SLE的發(fā)病機制。Tfh細胞位于生發(fā)中心中,通過分泌IL-21和CD40L刺激B細胞生成抗體及進行體細胞超變和同型轉換[32]。某SLE患者亞群發(fā)現循環(huán)中CD4+CXCR5+細胞(Tfh近似表型,高表達可誘導T細胞共刺激因子(Inducible t-cell costimulator,ICOS)和PD-1)數量增加[33]。在狼瘡易感小鼠研究中也發(fā)現類似的情況,Tfh細胞以及濾泡外輔助性T細胞的升高伴隨著SLE疾病的進展;另外,阻止Tfh和濾泡外輔助性T細胞發(fā)育的基因缺陷,在SLE小鼠中具有保護作用[34]。研究報道,SLE患者的IL-21的水平異常升高,而相反的,IL-21受體基因缺陷型的狼瘡易感小鼠可不發(fā)生狼瘡[35]。
2.1.6Treg細胞:Treg細胞的特征為表達轉錄因子FOXP3,代表一群持續(xù)發(fā)揮免疫抑制功能的CD4+T細胞亞群[36]。機體維持免疫耐受狀態(tài)必需Treg細胞存在,而Treg細胞的缺失會引起自發(fā)性致命的自身免疫性疾病[36]。SLE患者中Treg細胞數量下降,并且其免疫抑制功能下調[37]。有研究報道,SLE患者的效應T細胞可抵抗Treg的免疫抑制作用,在SLE疾病中,Treg細胞的缺乏可能與Treg生存和發(fā)育所必需的細胞因子IL-2水平下降或與可抑制Treg功能的炎性因子,尤其是IL-6水平升高有關,由于機體Treg細胞缺乏減少,導致其他T細胞的免疫反應以及抗體形成失控,引起SLE發(fā)病[38]。而疾病緩解的SLE患者則表現為非經典的Treg細胞水平升高[39]。
2.2SLE與B細胞:在SLE疾病中,B細胞功能異常,導致自身抗體和細胞因子生成以及向T細胞呈遞抗原能力增強[1]。T細胞輔助B細胞分化、生存和增殖的能力增強、連同B細胞分化因子(包括BAFF、IL-21)水平增加以及TLRs的激活都可引起自身免疫反應,但也有研究指出在狼瘡易感小鼠中B細胞激活以及信號轉導的閾值與人類疾病存在一定的差異。與SLE相關的編碼某些激酶、磷酸酶、調節(jié)分子如BLK、BANK、以及PTPN22的基因發(fā)生變異,將引發(fā)自身反應B細胞的逆向選擇或抗原介導的B細胞激活[40]。SLE的記憶性B細胞的抑制性Fc受體FCGR2B表達輕度下調,而在體外動物實驗研究中表明,小鼠B細胞被含有核酸的免疫復合物激活后細胞因子的表達發(fā)生改變[41]。作為抗Sm以及抗Ro抗體來源的永生化B細胞,被趨化因子和間質細胞產物隔離在具有保護性的骨髓小室中,而對免疫抑制劑和B細胞清除抗體治療具有一定抵抗性,而ANA則來源于外周血中漿母細(胞漿細胞的前體細胞),該細胞卻對治療較敏感,因此ANA與疾病活動指標相關[42]。
3Th22細胞與SLE
Th22細胞是一類新發(fā)現的獨特Th細胞亞群,由Eyerich S等[43]于2009年首次報道,是一種獨立于Th1細胞、Th17細胞等細胞而獨立存在的Th細胞。Th22細胞表型為CCR6+CCR4+CCR10+,其關鍵性轉錄因子為芬芳碳氫化合物受體(Aryl hydrocarbon receptor,AhR),該細胞活化后可產生IL-22、腫瘤壞死因子-α(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)等細胞因子,而并不產生干擾素-γ(Interferon-γ,IFN-γ)和IL-17。IL-6和TNF-α在類漿樣樹突細胞(Plasmacytoid dendritic cells,pDC)的幫助下可促進初始T細胞向Th22細胞的分化。IL-22是Th22最重要的功能細胞因子。IL-22屬于IL-10細胞因子家族成員,IL-22受體(Receptor,R)是由IL-22R1與IL-10R2形成的異源二聚體受體復合物,為Ⅱ型細胞因子受體家族成員。IL-10R2無所不在的表達在于機體各種細胞,而IL-22R1主要表達在非免疫組織,如皮膚、小腸、肺、結腸、肝、腎和胰腺[44],所以IL-22R1的分布決定了IL-22作用的對象主要是上皮及間質性質的組織細胞而可能不是循環(huán)中的免疫細胞。在人體中,Th22細胞發(fā)揮生物學功能主要表現為兩個方面:①Th22細胞的保護作用,如Th22細胞可能通過IL-22誘導急性反應蛋白(如SAA、A1抗胰蛋白酶)在抗感染中具有重要作用,其還可通過分泌趨化因子等,募集效應T細胞發(fā)揮抗菌活性,并可誘導角質細胞中T細胞和自然殺傷(Natural killer cells,NK)細胞促進因子(IL-15、IL-7)增強適應性和固有免疫應答;②損傷作用:若免疫異常增強,IL-22則可引起炎癥因子釋放、TNF-α信號擴大,進一步形成局部致病性炎癥微環(huán)境[43]。
前期研究中,發(fā)現了SLE患者外周血中Th22、IL-22+Th17、IL-22+Th1細胞的表達頻率明顯高于正常人,SLE患者血漿細胞因子IL-22和IL-17水平明顯升高; Th22細胞的表達頻率與血漿IL-22的水平呈明顯的正相關;SLE患者IL-22+CD4+T細胞的表達頻率與疾病活動度SLEDAI之間存在明顯的正相關的關系,提示Th22與IL-22參與疾病發(fā)病過程[13]。此后Yang等提示Th22細胞相對 Th17細胞而言,是預測SLE患者的器官受累的良好指標,研究發(fā)現在皮膚受累的SLE的患者中,IL-22及Th22細胞水平升高,Th22細胞比例與IL-22的產生及血漿IL-22水平呈正相關[9]。但尚有不一致的臨床觀察結果,研究發(fā)現SLE患者外周血IL-22水平較正常人降低[32]。值得注意的是,有動物實驗發(fā)現,IL-22在狼瘡小鼠病變腎臟組織表達增加,提示其參與LN發(fā)病,由于Th22細胞至今僅僅在人類中發(fā)現,故Th22/IL-22與SLE及LN的關系尚需進一步研究證明。
SLE是一種可以累及多個器官和組織的自身免疫疾病。其發(fā)病與固有免疫以及適應性免疫應答的關系密切,適應性免疫應答,尤其是T細胞免疫的異常參與了疾病的發(fā)生和發(fā)展。目前SLE的具體發(fā)病以及重要器官損傷的機制尚未完全明確,仍需進一步深入研究闡明。Th22細胞、其功能分子IL-22及其靶器官及組織分布廣泛,由于其獨特的功能和對靶細胞的作用,參與了包括SLE在內的多種自身免疫性炎性反應性疾病以及腫瘤性疾病的發(fā)病過程。
綜上所述,對SLE及其重要臟器損傷的機制及Th22/IL-22與SLE和器官損傷關系的研究,可為發(fā)現SLE潛在的治療靶點,并制定新的靶向治療策略,提供重要的依據和思路。