吳川林,汝繼軒,白雪巍

(哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院胰膽外科，哈爾濱 150001)

急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是臨床上常見的一種急腹癥，其發(fā)病原因主要與膽石癥、酒精、高脂血癥和藥物等因素相關。AP病情進展迅速，有5%～10%的患者會發(fā)展為重癥AP。重癥AP患者常合并全身炎癥反應綜合征、多器官功能衰竭以及細菌感染等并發(fā)癥，病死率高達30%[1-3]。在AP發(fā)病早期，大量的炎癥因子被激活并釋放入血，導致全身炎癥反應。為了恢復免疫平衡，代償性抗炎反應隨之出現(xiàn)，并在病情發(fā)展過程中逐漸增強，導致機體出現(xiàn)免疫抑制，甚至引起后期感染性并發(fā)癥[4]。近年來有研究指出，共抑制性免疫檢查點是導致機體發(fā)生免疫抑制的重要組成部分，它與共刺激性免疫檢查點共同組成了免疫系統(tǒng)的調節(jié)網(wǎng)絡，對維持機體自身的免疫耐受以及防止過度的炎癥反應具有重要意義[5]。其中細胞毒性T淋巴細胞相關抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4，CTLA4)和程序性細胞死亡受體1(programmed cell death receptor 1，PD-1)是免疫調節(jié)系統(tǒng)中作用最大、研究范圍最廣的共抑制性免疫檢查點受體，甚至臨床上已經(jīng)批準使用相關免疫抑制劑進行癌癥的治療[6]。研究發(fā)現(xiàn)，共抑制性免疫檢查點受體CTLA4和PD-1與AP密切相關，它們可以通過調節(jié)T淋巴細胞的功能參與AP的免疫調控[7]?，F(xiàn)就CTLA4和PD-1共抑制性免疫檢查點受體的結構、功能、激活途徑以及在AP免疫反應中的作用機制進行綜述。

1 CLTA4和PD-1的結構和功能介紹

1.1CTLA4的結構和功能 CTLA4又稱CD152，是免疫蛋白超家族的Ⅰ型跨膜糖蛋白，主要含有1個前導肽和3個結構域，即116個氨基酸的細胞外V型結構域，37個氨基酸的跨膜結構域和34個氨基酸的細胞內尾端結構域[8]。CTLA4主要在活化的T淋巴細胞上表達，雖然CTLA4是細胞膜的表面免疫調節(jié)受體，但主要存在于細胞內囊泡中，并通過內吞作用在細胞內囊泡與細胞膜之間循環(huán)[9]。此外，CTLA4在靜息狀態(tài)的調節(jié)性T細胞(regulatory T cell，Treg細胞)上常規(guī)表達，并且在T淋巴細胞被激活后表達水平升高[10]。CTLA4與共刺激性受體CD28高度同源，能夠與抗原呈遞細胞(antigen-presenting cells，APC)上的CD80/CD86配體結合[11]。CTLA4的免疫抑制信號對維持機體的免疫平衡具有重要作用。敲除CTLA4基因小鼠可迅速發(fā)展為淋巴細胞增殖性疾病，并伴有多器官淋巴細胞浸潤和組織損傷，最終發(fā)生死亡[12-13]。當機體缺乏CTLA4的負性免疫抑制信號后，可能會引起淋巴細胞激活的閾值降低，從而導致自身免疫性疾病的發(fā)生。CTLA4的相關研究已經(jīng)在類風濕關節(jié)炎、1型糖尿病和系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫性疾病的研究和臨床治療中取得了顯著成效[14-15]。此外，CTLA4作為第一代免疫檢查點的靶標，美國食品藥品管理局自2011年起，批準將抗CTLA4免疫抑制劑用于黑色素瘤等腫瘤的相關治療[16-17]。

1.2PD-1的結構和功能 PD-1是一種分子量為50 000～55 000的Ⅰ型跨膜蛋白，由細胞的可變型免疫球蛋白胞外結構域、跨膜結構域和執(zhí)行信號轉導功能的胞內結構域組成[18]。其中細胞內結構域含有兩個重要的氨基酸信號序列：免疫受體氨基酸抑制序列和免疫受體氨基酸開關序列。PD-1主要在T淋巴細胞和B細胞中表達，也可在單核細胞、自然殺傷細胞和樹突狀細胞中表達[19]。有研究表明，T淋巴細胞在受到刺激后數(shù)小時內即可在細胞表面表達PD-1，而無刺激狀態(tài)的靜止性T淋巴細胞則不表達PD-1[20]。程序性細胞死亡配體1(programmed cell death-ligand 1，PD-L1)又稱B7-H1，是PD-1的主要配體，也是Ⅰ型跨膜蛋白，主要由IgV樣結構域、IgC樣結構域、信號序列、跨膜結構域和細胞內結構域組成。PD-L1可以在T淋巴細胞、B細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞表達[19]。PD-1/PD-L1信號通路對腫瘤的免疫監(jiān)視具有重要意義。在腫瘤微環(huán)境中，多種細胞因子可以誘導腫瘤細胞表達PD-L1,并通過結合T淋巴細胞的PD-1后抑制T淋巴細胞活性，從而逃避免疫系統(tǒng)對腫瘤細胞的免疫監(jiān)視及清除[21]。針對PD-1/PD-L1在腫瘤免疫中的作用，美國食品藥品管理局已經(jīng)批準了多種靶向PD-1/PD-L1相關免疫抑制劑用于癌癥的相關治療[22-23]。此外，有研究顯示，聯(lián)合使用抗CTLA4和抗PD-1藥物治療腫瘤的效果更佳[24]。抗CTLA4主要通過提高淋巴細胞對腫瘤相關性抗原的識別能力發(fā)揮抗腫瘤效應，而靶向抗PD-1治療可以直接激活CD8+T淋巴細胞對腫瘤細胞的直接殺傷作用[25]。

2 免疫檢查點通過調節(jié)T淋巴細胞功能參與AP的免疫反應

2.1T淋巴細胞在AP中的作用及地位 免疫檢查點調節(jié)機制作為免疫系統(tǒng)重要的調節(jié)方式，主要通過調節(jié)T淋巴細胞功能參與炎癥反應。雖然在AP的發(fā)病早期主要是由中性粒細胞和巨噬細胞釋放大量的炎癥因子啟動AP的炎癥反應，但是T淋巴細胞在調節(jié)免疫細胞功能方面也發(fā)揮重要作用。Demols等[26]對T淋巴細胞缺乏的小鼠誘導發(fā)生AP，其胰腺損傷程度較對照組(無T淋巴細胞缺乏的正常小鼠)明顯減輕，而將T淋巴細胞移植回T淋巴細胞缺乏的小鼠后，其病情與對照組相似。該團隊進一步研究發(fā)現(xiàn)CD4+T淋巴細胞能夠通過釋放炎癥介質激活巨噬細胞參與炎癥反應，并且能夠通過Fas-Fas配體途徑發(fā)揮直接的細胞毒性作用。Yang等[27]發(fā)現(xiàn)CD4+T淋巴細胞與AP的病情發(fā)展密切相關，他們檢測了69例并發(fā)器官衰竭的AP患者外周血中CD4+T淋巴細胞的水平，其中持續(xù)性器官衰竭患者CD4+T淋巴細胞數(shù)量明顯減少，這可能是外周血中的淋巴細胞遷移至胰腺等炎癥組織中所致，這些遷移的T淋巴細胞能進一步加重胰腺的炎癥損傷。同時還發(fā)現(xiàn)，可以通過測量患者第1天外周血中CD4+T淋巴細胞的水平來預測AP的病情發(fā)展。這可能與CD4+T淋巴細胞的輔助性T細胞(T helper cell，Th細胞)1和Th17亞群細胞有關。這些細胞釋放的γ干擾素、白細胞介素(interleukin,IL)-2和IL-17等促炎因子能夠活化中性粒和巨噬細胞，進一步損傷胰腺組織[28-30]。而且活化的T淋巴細胞釋放的大量炎癥因子通過“扳機樣反應”啟動其他炎癥因子的活化，誘導多種細胞因子發(fā)生瀑布樣級聯(lián)反應，促進了AP早期的全身炎癥反應綜合征。此外，CD4+T淋巴細胞還可以分化為具有抑炎作用的Th2和Treg細胞亞群，其中Treg細胞釋放的IL-10是炎癥反應中重要的抑炎因子，能夠抑制腺泡細胞的壞死，并且還可以誘導巨噬細胞從促炎的M1型極化為M2型，降低炎癥損傷[31-33]。

2.2免疫檢查點對T淋巴細胞的調節(jié)作用 目前認為CTLA4主要通過競爭性結合CD28的配體發(fā)揮免疫抑制作用。當T細胞抗原受體(T cell antigen receptor，TCR)與主要組織相容性復合體結合時，CD28與CD80/CD86相互作用以增強TCR的信號轉導，為T淋巴細胞的活化提供二級刺激信號。然而，當CD28及TCR被激活后，可以傳遞信號誘導CTLA4表達。隨后APC上的CD80/CD86與親和力更高的CTLA4受體結合，CTLA4再通過反式內吞作用去除CD80/CD86導致CD28的激活作用受損，從而發(fā)揮負性的免疫調節(jié)功能[9]。有研究發(fā)現(xiàn)，CTLA4與配體結合后可以誘導吲哚胺-2,3-雙加氧酶表達，吲哚胺-2,3-雙加氧酶可以通過分解色氨酸抑制T淋巴細胞增殖[34-35]。CTLA4還能通過抑制磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B信號通路、細胞周期蛋白D3、細胞周期蛋白依賴性激酶4/6和核因子κB來抑制T淋巴細胞的增殖及活性[35-37]。有研究提出，CTLA4不僅可以通過細胞內部的機制抑制T淋巴細胞功能，還可以通過改變T淋巴細胞與APC之間的作用時間發(fā)揮免疫抑制效應。CTLA4受體被激活后直接逆轉了由TCR受體產(chǎn)生的“停止信號”，抑制了APC與T淋巴細胞之間的穩(wěn)定性免疫復合物形成，阻止了TCR黏附信號的傳遞，縮短T淋巴細胞與APC作用時間，從而降低細胞間的信號傳遞效率[38]。還有研究認為，CTLA4通過發(fā)出“走”的信號來提高T淋巴細胞的運動性，減少與APC之間的接觸[39]。

與CTLA4不同，在T淋巴細胞與APC相互作用期間，PD-1在細胞突觸上廣泛表達[40]。PD-1與配體結合后可以募集胞內的酪氨酸磷酸酶將PD-1的胞內尾端磷酸化，并且PD-1的胞內結構域免疫受體氨基酸抑制序列和免疫受體氨基酸開關序列可以與含有Src同源-2(Src homology 2,SH2)結構的SH2結構域蛋白酪氨酸磷酸酶2(SH2 domain-containing protein tyrosine phosphatase-2,SHP-2)酪氨酸磷酸酶結合，從而傳遞抑制信號抑制T淋巴細胞活性[41]。然而，目前關于PD-1抑制T淋巴細胞的具體作用機制尚未完全明確。傳統(tǒng)觀點認為PD-1主要通過靶向抑制TCR信號激活發(fā)揮免疫抑制作用[42]。PD-1募集酪氨酸磷酸酶SHP2后降低了TCR內在信號轉導亞基CD3 ζ和Zeta鏈相關蛋白激酶70的磷酸化，從而減弱了TCR信號的活化[42]。然而有研究發(fā)現(xiàn)，PD-1介導的抑制信號中的主要靶目標是T淋巴細胞的共刺激受體CD28,通過對比CD28與CD3 ζ和Zeta鏈相關蛋白激酶70以及TCR下游適配器的T細胞激活接頭和含有分子量為76 000白細胞蛋白的SH2結構域后發(fā)現(xiàn)，CD28是PD-1-SHP2最敏感的靶標[43]。Mizuno等[44]的研究則認為PD-1可以直接抑制TCR信號，而CD28的共刺激信號則減弱了PD-1對TCR信號的抑制作用。此外，Mathieu等[45]發(fā)現(xiàn)，PD-1/PD-L1可以通過激活Notch信號通路誘導Treg細胞增殖。PD-1募集酪氨酸磷酸酶SHP2后抑制Th1細胞中的信號轉導及轉錄激活因子激活，促進Th1細胞轉化為Treg細胞，并通過滅活天冬酰胺基內肽酶維持Treg細胞的免疫抑制功能[46-48]。

3 免疫檢查點與AP的相關研究

20世紀90年代，研究人員培養(yǎng)了CTLA4基因缺乏的小鼠15 d后，發(fā)現(xiàn)小鼠體內出現(xiàn)胰腺炎、心肌炎的多器官損害現(xiàn)象，其中以胰腺炎的表現(xiàn)最為嚴重[12]。此外，近年在使用Ipilimumab(抗CTLA4相關免疫抑制劑)和Nivolumab(抗PD-1相關免疫抑制劑)等免疫檢查點相關抑制劑的臨床治療過程中，患者出現(xiàn)了胰腺炎等并發(fā)癥[49-51]。這些研究可能提示，在失去共抑制性免疫檢查點受體的免疫監(jiān)視后，免疫平衡狀態(tài)被打破，大量的炎癥細胞因子被激活并遷移至胰腺組織，通過釋放大量的炎癥因子和直接的細胞毒性作用導致局部以及全身的炎癥損傷。

CTLA4和PD-1免疫檢查點介導的免疫抑制反應與AP的發(fā)病機制密切相關。Zhulai等[52]研究發(fā)現(xiàn)AP患者外周血中Treg細胞的CTLA4表達水平較健康對照組明顯升高。Pan等[7]研究AP患者發(fā)病期間感染性并發(fā)癥與免疫檢查點之間的聯(lián)系發(fā)現(xiàn)，AP患者在發(fā)病后第1天和第3天表達PD-1的CD4+T淋巴細胞和表達PD-L1的CD14+單核細胞的百分比增加，尤其在并發(fā)感染時增加程度更顯著。而且PD-1表達的增加與外周循環(huán)血中淋巴細胞數(shù)量減少以及血漿IL-10水平增加有關。此外，Chen等[53]進一步發(fā)現(xiàn)血清中游離的PD-L1水平與AP的感染性并發(fā)癥密切相關，并發(fā)感染性并發(fā)癥患者外周血中PD-L1水平明顯升高，并與外周血中的淋巴細胞數(shù)量呈負相關，其聯(lián)合血清游離PD-L1水平與淋巴細胞計數(shù)對預測AP患者的感染性并發(fā)癥具有較高的準確性。這些研究均提示，AP發(fā)病期間的免疫抑制可能由免疫檢查點介導。在并發(fā)感染性并發(fā)癥時，這些過度激活的免疫抑制信號遏制了T淋巴細胞功能，導致T淋巴細胞對病原體的免疫識別及清除能力下降，進一步加重AP患者的感染性并發(fā)癥。但關于免疫檢查點在AP中的具體作用機制還有待進一步研究。

盡管目前關于AP與免疫檢查點受體CTLA4和PD-1的研究尚處于起步階段，但逐漸揭示了免疫抑制現(xiàn)象在AP中的作用。在AP的早期發(fā)展階段，機體為了遏制過度激活的炎癥反應，免疫細胞的CTLA4和PD-1等共抑制性免疫檢查點被激活，釋放抗炎因子發(fā)揮代償性抗炎反應。AP的病情轉歸最終取決于炎癥反應與抗炎反應之間的平衡。當抗炎反應足夠強烈能夠“中和”炎癥反應時，患者病情可能好轉。相反，抗炎反應無法抵抗過度激活的炎癥反應時，患者病情加重，甚至出現(xiàn)多器官功能衰竭等全身性免疫損傷。然而，過度的抗炎反應又會使機體進入免疫抑制狀態(tài)，甚至導致T淋巴細胞功能耗竭，增加機體易感性，并發(fā)后期的細菌感染。充分利用免疫檢查點CTLA4和PD-1的免疫抑制通路在AP中的作用，可能為臨床提供新的診療方案。

4 小 結

針對CTLA4和PD-1的AP治療可能與腫瘤的治療有所區(qū)別。因為在AP發(fā)展的不同階段CTLA4和PD-1的免疫抑制作用可能扮演不同的角色。早期若能充分激活CTLA4和PD-1共抑制性免疫檢查點受體，以遏制炎癥細胞的過度激活，或許可以阻止局部的胰腺組織的炎癥反應擴散至全身炎癥反應，減少其他器官的炎癥損傷。而在病程晚期，利用抗CTLA4和抗PD-1相關免疫抑制劑阻止過度發(fā)展的免疫抑制反應，提高T淋巴細胞等免疫細胞對細菌的免疫清除能力，可以降低后期感染性并發(fā)癥的發(fā)生率。但在尚未完全了解免疫檢查點在AP發(fā)病過程中的具體作用機制前，針對CTLA4和PD-1的AP治療還處于理論階段。因此，深入探討免疫檢查點在AP發(fā)病過程中的作用，并因此提出針對性的治療方法具有重要的理論意義與實踐價值，這也是今后AP基礎與臨床研究的方向。