吳雅鋆,曾清芳,陳玲紅,黃永德
【提要】 潰瘍性結(jié)腸炎(UC)是一種慢性復(fù)發(fā)性炎性腸病,但UC的發(fā)病機制尚未完全清楚。腸道神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)之間的相互關(guān)成為近年來研究熱點。血管活性腸肽(VIP)是一種具有腸道免疫調(diào)節(jié)活性的內(nèi)源性神經(jīng)肽,已被證明具有調(diào)節(jié)免疫紊亂的作用。調(diào)節(jié)性B細胞(Bregs)是一類新的免疫負性調(diào)節(jié)B細胞,可以通過產(chǎn)生白細胞介素(IL)-10、IL-35和轉(zhuǎn)化生長因子-β來調(diào)節(jié)免疫耐受,抑制自身免疫性疾病或過度炎癥反應(yīng)。Bregs分泌IL-10可誘導(dǎo)輔助性T細胞(Th)0和Th2細胞的發(fā)育、抑制Th1細胞和Th1/Th2平衡。隨著VIP對UC過程中Bregs的IL-10表達調(diào)控機制的研究突飛猛進,我們綜述了這個方面相關(guān)的文獻,以期對UC發(fā)生機制研究提供幫助。
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是主要累及直腸和結(jié)腸的黏膜和黏膜下層的慢性非特異性炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)。近年來隨著UC發(fā)病率的顯著增加,已經(jīng)成為難治性疾病[1]。UC是由腸道微生物引起的異常持續(xù)免疫反應(yīng)引起一種疾病[2]。血管活性腸肽(vasoactive intestinal peptide,VIP)是具有腸道免疫調(diào)節(jié)活性的內(nèi)源性神經(jīng)肽[3]。在基礎(chǔ)和臨床實驗都已證明,VIP具有調(diào)節(jié)免疫紊亂的作用,并已成為影響天然免疫和獲得性免疫的有效抗炎和免疫調(diào)節(jié)劑[3,4]。調(diào)節(jié)性B細胞(regulatory B cells,Bregs)是一類新的免疫負性調(diào)節(jié)B細胞,可通過產(chǎn)生白細胞介素(interleukin,IL)-10、IL-35和轉(zhuǎn)化生長因子-β來調(diào)節(jié)免疫耐受,抑制自身免疫性疾病或過度炎癥反應(yīng)。Bregs分泌IL-10可誘導(dǎo)輔助性T細胞(T helper,Th)0和Th2細胞的發(fā)育,還抑制Th1細胞和Th1/Th2平衡。Th是獲得性免疫反應(yīng)的關(guān)鍵[6]。而異常Th2細胞反應(yīng)是UC的主要病理特征[1]。近年來,關(guān)于VIP調(diào)節(jié)Bregs、IL-10在UC發(fā)病機制和相關(guān)關(guān)系的研究取得了突飛猛進的進展。因此我們這一話題進行了綜述,以期通過研究腸道黏膜免疫反應(yīng)紊亂的潛在機制,更好地了解IBD發(fā)病機制。
免疫反應(yīng)異常是UC發(fā)生的重要因素,B細胞在UC的發(fā)生過程中發(fā)揮多重作用。在UC發(fā)生過程中B細胞與Treg相互作用,并協(xié)同作用。一項用右旋糖酐硫酸鹽(dextran sulfate sodium salt,DSS)處理B細胞缺陷小鼠發(fā)現(xiàn),小鼠腸腸道相關(guān)淋巴組織中調(diào)節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)數(shù)量明顯減少[6]。將B細胞轉(zhuǎn)移到這些小鼠中后,Tregs的數(shù)量得到恢復(fù),表明B細胞有助于Treg的體內(nèi)平衡。這項研究還發(fā)現(xiàn)B細胞誘導(dǎo)增殖后的Tregs,又可反過來促進B細胞分化為可產(chǎn)生IgA的漿細胞[6]。這提示了B細胞和Treg可相互作用以防止過度的免疫反應(yīng),從而加重UC程度。B細胞在接受大腸桿菌刺激后,細胞表面抑制分子表達顯著增加,并增加IL-10等抗炎細胞因子。細菌誘導(dǎo)的Bregs能有效抑制樹突狀細胞的成熟和功能,抑制Th1和Th17細胞的增殖和極化,并促進Th2細胞的分化。此外,Bregs還促進Tregs的發(fā)育,Tregs可能通過反饋合作建立免疫動態(tài)平衡[7]。這些發(fā)現(xiàn)Bregs的數(shù)量與炎癥的嚴重程度直接相關(guān),這也為靶向B細胞干預(yù)UC提供了理論基礎(chǔ)。
IL-10是一種由樹突狀細胞、巨噬細胞、B細胞、T細胞以等產(chǎn)生的抗炎因子,也是誘導(dǎo)Th2細胞免疫應(yīng)答的重要細胞因子[8]。IL-10是維持腸道免疫穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵因素。一方面,IL-10可保護宿主免受過度炎癥引起的組織損傷,抑制抗原提呈和產(chǎn)生,并抑制抗原表達和促炎趨化因子和細胞因子的產(chǎn)生。另一方面,IL-10也可增強B細胞的存活、增殖、分化和表型轉(zhuǎn)化能力[9]。IL-10通過其抗炎,抗凋亡和組織再生特性,有助于維持組織完整性并促進腸道組織動態(tài)平衡。更為重要的是,IL-10減少被認為是UC的重要特征[7]。
Bregs是指具有負調(diào)控功能的B細胞群體[10]。Bregs抑制免疫炎癥的機制主要包括以下幾個方面:Bregs主要通過分泌IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β,TGFβ)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。Bregs產(chǎn)生的IL-10通過調(diào)節(jié)T細胞分化來影響疾病過程。在IBD中,Bregs可通過調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡抑制有害的免疫反應(yīng)。巨噬細胞和樹突狀細胞也是IL-10的主要靶點,發(fā)揮抑制和調(diào)節(jié)作用,可減少巨噬細胞或單核細胞釋放炎癥因子,減少炎癥反應(yīng)[11]。對Bregs與其他調(diào)節(jié)性免疫細胞相互作用的研究表明,Bregs與CD4+T細胞共培養(yǎng)可定量降低CD4+T細胞的增殖能力[12]。此外,在另一項動物研究中發(fā)現(xiàn)B細胞產(chǎn)生的IL-10有助于維持CD4+T細胞亞群間平衡,以減輕UC癥狀[13]。
最近一項研究顯示,用PI3K抑制劑干預(yù)小鼠后,IL-10分泌顯著減少,并證明了PI3K通路在腸道穩(wěn)態(tài)和炎癥中誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)B細胞產(chǎn)生IL-10起重要作用[14]。糞便菌群移植到無特定病原體小鼠體內(nèi)后發(fā)現(xiàn),菌群主要刺激IL-10產(chǎn)生結(jié)腸特異性B細胞和Treg細胞;IL-10反過來又可下調(diào)微生物激活的炎性細胞因子。并證實腸道細菌通過TLR2、MyD88和PI3K途徑激活產(chǎn)生IL-10的B細胞[15]。B細胞在腸道微生物群的作用下減少結(jié)腸T細胞的活化,維持黏膜內(nèi)穩(wěn)態(tài)。產(chǎn)生IL-10的B細胞亞群具有不同的表型和來源。在UC慢性炎癥過程中,B細胞亞群可通過下調(diào)炎癥級聯(lián)反應(yīng)抑制腸道炎癥的進展。腸道黏膜損傷后,巨噬細胞源性IL-10誘導(dǎo)可上皮細胞cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白活化,進而合成和分泌Wnt1誘導(dǎo)的信號蛋白1(WISP-1),WISP-1通過激活上皮細胞增殖途徑誘導(dǎo)上皮細胞增殖和傷口愈合[16]。這提示巨噬細胞參與IL-10/CREB/WISP-1信號軸的調(diào)節(jié),在先天性免疫激活和黏膜損傷修復(fù)之間的關(guān)系中具有廣泛意義。
總之,IL-10是Bregs負調(diào)控功能的關(guān)鍵因素。然而,關(guān)于Bregs分泌IL-10的功能尚需進一步研究。它是否由特異的轉(zhuǎn)錄因子表達,對自身抗原的免疫耐受是暫時的還是永久的尚需進一步研究。
VIP是一種28個氨基酸的神經(jīng)肽。VIP存在于腸神經(jīng)系統(tǒng)的內(nèi)分泌細胞和神經(jīng)元中。在IBS動物模型中,VIP干預(yù)可改善腹瀉癥狀、腸道炎癥和組織學(xué)嚴重程度[17]。VIP干預(yù)還可降低TNF-α、IL-6、IL-12和IL-10等多種趨化因子和促炎細胞因子水平。在食物過敏性腸炎患者中,VIP可穩(wěn)定IL-10產(chǎn)生,恢復(fù)免疫調(diào)節(jié)功能,從而降低過敏反應(yīng)[18]??梢姡琕IP對治療食物過敏和其他與Bregs免疫調(diào)節(jié)功能障礙有關(guān)的疾病具有治療潛力。
然而,VIP治療UC的療效尚未得到證實。關(guān)于VIP在UC患者中表達的研究較少且結(jié)論相互矛盾。有研究表明,UC患者中VIP陽性神經(jīng)纖維數(shù)量減少或保持不變[19];但也有研究表明,UC患者結(jié)腸中的VIP水平隨著神經(jīng)元中mRNA表達和VIP水平的增加而增加[20]。這可能是由于組織取樣方法和患者群體差異等多種因素造成。最近Jayawardena的研究表明[21],VIP及其受體VPAC1在伴有嚴重黏膜屏障障礙的IBD患者的組織中無法檢測到。提示VIP反應(yīng)障礙可能是UC的病因之一。
VIP作為一種細胞因子和趨化因子,具有廣泛的免疫功能。VIP通過與特異性受體VPAC1、VPAC2、趨化受體同源分子2和PAC1相互作用,影響先天免疫和獲得性免疫[22,23]。T和B淋巴細胞都可表達VIP相關(guān)受體,提示B淋巴細胞可能部分通過VIP調(diào)節(jié)自身的免疫反應(yīng)。UC患者神經(jīng)元和非神經(jīng)元VIP水平均較低,此外UC患者的P物質(zhì)和VIP同時降低[24]。
在天然免疫中,VIP可抑制免疫細胞的炎癥細胞因子(TNF-γ、TNF-α、IL-6和IL-17)和趨化因子(單核細胞趨化蛋白-1,核因子κB)的產(chǎn)生,減少抗原提呈細胞表面共刺激分子(B7-1、B7-2和CD40)的表達,減少抗原特異性T細胞的刺激。此外,Th17/Treg細胞失衡也與UC活動度相關(guān)。在獲得性免疫中,VIP促進Th2免疫應(yīng)答,降低炎癥Th1應(yīng)答[25]。盡管確切的機制尚待闡明,但VIP似乎會通過以下幾種方式來調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡。首先,VIP抑制Th1相關(guān)細胞因子IL-12的產(chǎn)生[26]。其次,VIP可以誘導(dǎo)小鼠的樹突狀細胞表達CD86,CD86在Th2細胞的發(fā)育中起著重要作用[27]。第三,VIP可抑制CD95(FasL)和顆粒酶B介導(dǎo)的小鼠T2細胞的凋亡,但不抑制Th1效應(yīng)細胞的凋亡[28]。最后,VIP在小鼠CD4+T細胞分化過程中誘導(dǎo)Th2主要轉(zhuǎn)錄因子c-MAF、GATA-3和JunB抑制T-bet,這是Th1細胞分化所必需的[29]。因此,VIP通過直接作用于T細胞分化和間接調(diào)節(jié)抗原提呈細胞功能來調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡。
先前的研究表明,外源性VIP可以減輕三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的UC的組織病理學(xué)癥狀[17]。研究表明,VIP類似物rVIPa能改善TNBS誘導(dǎo)的大鼠結(jié)腸炎,有效保護腸黏膜屏障功能,rVIPa可作為治療腸炎性疾病的新的替代療法[30]。VIP還可通過下調(diào)炎癥反應(yīng)和誘導(dǎo)Tregs恢復(fù)免疫耐受。已有研究證明,慢病毒VIP可下調(diào)促炎因子TNF mRNA和蛋白的表達,上調(diào)抗炎因子IL-10mRNA和蛋白的表達[31]。此外,VIP通過蛋白激酶C和蛋白激酶A途徑降低LPS刺激的小鼠巨噬細胞中TNF的表達。
CD5+B細胞是調(diào)節(jié)性免疫細胞。一些研究發(fā)現(xiàn),Toll樣受體9(TLR9)在結(jié)腸固有層CD5+B細胞中的表達高于CD5-B細胞中的表達水平。此外,TLR配體可刺激CD5+B細胞產(chǎn)生更多的IL-10。慢性腸道腸炎可造成CD5+B持續(xù)減少,慢性腸炎引起的黏膜B細胞的持續(xù)變化可能參與了IBD的發(fā)病機制[32]。
然而,Bregs分泌的IL-10也可能受到VIP的調(diào)節(jié),并可能影響腸道炎癥中的免疫平衡,但這需要在更多的研究進行證實。最近也有研究發(fā)現(xiàn),UC腸道微環(huán)境中VIP水平不足會加速IL-10mRNA的降解,導(dǎo)致Bregs功能障礙[31]。VIP在穩(wěn)定Bregs中IL-10mRNA的表達方面起著重要作用。VIP能有效抑制小鼠實驗性結(jié)腸炎,提示VIP在UC治療中具有轉(zhuǎn)化潛能。
總之,VIP是一種有效的抗炎藥物,可以抑制活化的巨噬細胞和Th細胞。VIP可能通過不同途徑調(diào)節(jié)IL-10的表達,而B10細胞產(chǎn)生的IL-10在UC的Th2免疫調(diào)節(jié)中起重要作用。VIP/PACAP刺激IL-10轉(zhuǎn)錄可能具有可觀的治療潛力。目前的研究顯示,VIP作為一種納米藥物,其抗炎和抗腹瀉作用可以在單次給藥下實現(xiàn)。VIP很具有成為治療UC的潛在藥物。
腸道神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)之間的相互作用在UC發(fā)病機制中的作用一直是人們關(guān)注的焦點,也成為研究熱點。雖然近年來關(guān)于UC的研究,越來越多的集中到Bregs上,但關(guān)于Bregs的許多問題仍有待解決。目前還尚不清楚哪種抗原可促進Bregs的發(fā)展;此外,雖然已知TLRs、CD40和CD80/CD86參與了Bregs的激活,但是否有其他重要的共刺激分子或細胞因子參與這一過程尚不清楚;Bregs分泌的IL-10是如何發(fā)揮作用的,對自身抗原的免疫耐受是暫時性的還是永久性的。上述等這些問題還都需要進一步研究。
目前如利妥昔單抗等靶向B細胞的CD20單抗,已經(jīng)用于UC患者的治療[33]。隨著VIP-Breg軸對結(jié)腸炎患者IL-10表達調(diào)控機制的不斷研究和探索,我們有理由相信VIP將有潛力成為UC治療的新策略。