安雪婷, 張鳳和綜述, 張 超審校
多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)是一種慢性進(jìn)行性的神經(jīng)系統(tǒng)自身免疫性脫髓鞘疾病,目前全世界有200多萬(wàn)MS患者,青年患者居多[1]。MS主要累及大腦、腦干、脊髓和視神經(jīng),可引起肢體無(wú)力癱瘓、感覺(jué)麻木疼痛、二便障礙以及情緒障礙。多數(shù)MS 患者首次起病時(shí)呈亞急性發(fā)作,癥狀和體征可呈臨床孤立綜合征(CIS)或者復(fù)發(fā)緩解型MS(RRMS),治療后可完全或部分緩解。早期疾病過(guò)程反復(fù)復(fù)發(fā)。隨著病程延長(zhǎng),患者在沒(méi)有明確復(fù)發(fā)的情況下表現(xiàn)為漸進(jìn)性神經(jīng)功能殘疾加重,稱(chēng)為繼發(fā)進(jìn)展型 MS(SPMS)。少數(shù)MS患者的神經(jīng)功能殘疾呈持續(xù)進(jìn)展并且沒(méi)有緩解的表現(xiàn),為原發(fā)進(jìn)展型MS(PPMS)[2]。
MS一直被認(rèn)為是一種典型的T細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫性疾病。對(duì)MS免疫病理學(xué)研究的深入,B細(xì)胞和體液免疫系統(tǒng)被認(rèn)為在MS發(fā)病機(jī)制中起著關(guān)鍵的作用[3]。B細(xì)胞通過(guò)抗體依賴(lài)機(jī)制和非抗體依賴(lài)機(jī)制即抗原提呈、產(chǎn)生細(xì)胞因子和形成異位淋巴組織對(duì)MS發(fā)病起著重要的作用[4]。不同的疾病修飾藥物可對(duì)B細(xì)胞產(chǎn)生不同的效應(yīng)[5]。
1.1 抗體依賴(lài)機(jī)制 自身反應(yīng)性B細(xì)胞以一種免疫耐受的狀態(tài)存在于健康個(gè)體的免疫系統(tǒng),中樞免疫耐受和外周免疫耐受兩個(gè)檢查點(diǎn)對(duì)于自身反應(yīng)性B細(xì)胞的控制和消除非常重要[6]。通過(guò)對(duì)自身反應(yīng)性抗體譜的分析, MS患者的B細(xì)胞似乎只存在外周免疫缺陷[6]。
抗體依賴(lài)機(jī)制即原本處于免疫耐受的自身反應(yīng)性B細(xì)胞在接受外周抗原刺激時(shí)產(chǎn)生了相應(yīng)的自身抗體,處于惡化期的MS患者血清的封閉蛋白和血管內(nèi)皮鈣粘蛋白的表達(dá)顯著降低,在MS患者中,這些蛋白質(zhì)表達(dá)下降可能導(dǎo)致血腦屏障(Blood-Brain Barrier,BBB)更加具有滲透性[4]。循環(huán)自身抗體可能會(huì)進(jìn)入CNS,與大腦中具有親和力的自身抗原相互反應(yīng)形成抗原抗體復(fù)合物從而被巨噬細(xì)胞吞噬而造成相應(yīng)細(xì)胞和組織的損傷[7],還會(huì)促進(jìn)補(bǔ)體系統(tǒng)的激活,導(dǎo)致軸突和組織的損傷[8,9]。腦脊液中克隆擴(kuò)增的B細(xì)胞數(shù)量增多和寡克隆區(qū)帶(Oligoclonal Bands,OCB)是MS常見(jiàn)的診斷標(biāo)志[6,10]。OCB的數(shù)量與疾病的嚴(yán)重性和B細(xì)胞耗竭治療的治療反應(yīng)呈正相關(guān)[11]。此外,MS患者腦脊液中克隆擴(kuò)增的漿細(xì)胞產(chǎn)生的抗體可與CNS組織結(jié)合,介導(dǎo)脫髓鞘反應(yīng)[9,12]。但目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何MS特異性的自身抗原[12]。一些中樞神經(jīng)系統(tǒng)自身抗原已確定為血清或腦脊液的靶點(diǎn),包括髓鞘堿性蛋白(Myelin Basic Protein,MBP)、少突膠質(zhì)細(xì)胞表面的糖蛋白(Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein,MOG)、熱休克蛋白(Heat-shock proteins)、水通道蛋白4(aquaporin 4,AQP4)、DNA和RNA,軸突細(xì)胞骨架和離子通道蛋白[19]或者一些其他的自身抗原[13]。
1.2 抗原提呈作用 B細(xì)胞主要通過(guò)BCR捕獲自身抗原,從而誘導(dǎo)BCR對(duì)自身抗原進(jìn)行內(nèi)化并提呈給特殊的中樞神經(jīng)系統(tǒng)致病性的T細(xì)胞[14]。MS和EAE中的致病性T細(xì)胞包括Th17、Th1、Tfh和Tfh樣細(xì)胞,B細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞(Antigen presenting cells,APC)與這些T細(xì)胞互作,驅(qū)動(dòng)MS和EAE的疾病活動(dòng)和進(jìn)展[13]。B細(xì)胞在維持T細(xì)胞自身增殖方面起著核心的作用[15]。 B細(xì)胞可以識(shí)別抗原表面的三維構(gòu)象表位從而具有比專(zhuān)有APC更強(qiáng)的抗原提呈功能[9],并且似乎是APC的主要來(lái)源[6,12]。自身增殖 B細(xì)胞主要表現(xiàn)為記憶表型和HLA-DR表達(dá)增加。記憶B細(xì)胞的轉(zhuǎn)移導(dǎo)致CD4+T細(xì)胞以HLA-DR依賴(lài)的方式強(qiáng)烈激活和發(fā)生自身增殖[15,16]。B細(xì)胞在EAE中具有MHC Ⅱ依賴(lài)性而非抗體依賴(lài)性的作用[9,12]。 RASGRP2也在皮質(zhì)神經(jīng)元中表達(dá),RASGRP2可能刺激CD4+T細(xì)胞,然后靶向損傷大腦中的RASGRP2[3]。
CD80、CD86、CD40和HLA分子是B細(xì)胞活化的經(jīng)典標(biāo)志物,他們共同作用以獲得完全的APC效力[17]。B細(xì)胞表達(dá)的這些共刺激性分子可有效誘導(dǎo)CNS特異性致病性T細(xì)胞的克隆、擴(kuò)增和分化。CD40-CD40L相互作用可能增強(qiáng)B細(xì)胞抗原提呈的能力[18]。在治療和未治療的MS患者中,共刺激分子的顯著增加僅出現(xiàn)在未治療的MS患者的外周血B細(xì)胞中[17]。人類(lèi)B細(xì)胞也通過(guò)CD80和CD86刺激T細(xì)胞,在MS中,活動(dòng)性疾病患者CD80+B細(xì)胞的頻率異常升高[6]。除了表達(dá)共刺激分子外,B細(xì)胞還表達(dá)下調(diào)效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)的共抑制分子[6]。
1.3 產(chǎn)生細(xì)胞因子 未經(jīng)治療的MS患者的循環(huán)B細(xì)胞在促炎和抗炎細(xì)胞因子反應(yīng)之間表現(xiàn)出異常平衡[6,16]。與正常個(gè)體比,MS患者 的B細(xì)胞產(chǎn)生高水平的IL-6、腫瘤壞死因子-α(Tumor Necrosis Factor,TNF-α)、LT-α、GM-CSF、IFN-γ[19,20]。B細(xì)胞增強(qiáng)這些促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生可以激活其他免疫細(xì)胞,導(dǎo)致疾病進(jìn)展[21]。CXCL13與B細(xì)胞表面的CXCR5結(jié)合后促使其激活并上調(diào)T細(xì)胞的表達(dá)[12]。B細(xì)胞分泌的IL-6可以誘導(dǎo)Th17分化[13]。CD40和BCR聯(lián)合刺激可顯著增加人類(lèi)B細(xì)胞的TNF-α和LT-α分泌[9]。IFN-γ可刺激CXCR3+IgG+B細(xì)胞的抗原提呈功能,刺激人漿細(xì)胞形成過(guò)程并建立IgG1轉(zhuǎn)換[22]。
B細(xì)胞還可以產(chǎn)生IL-4[23]、IL-10、IL-35和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(Transforming Growth Factor,TGF-β)等抗炎細(xì)胞因子來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)[13]。表達(dá)這些細(xì)胞因子的B細(xì)胞被CD19和CD138標(biāo)記,被稱(chēng)為調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Regulatory B cells,Breg)[12]。IL-10通過(guò)下調(diào)APC上MHC Ⅱ類(lèi)受體和共刺激分子的表達(dá)來(lái)限制抗原提呈并抑制CD4+T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子的分泌[24]。產(chǎn)生IL-35的B細(xì)胞可通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-10的B細(xì)胞來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),在接受產(chǎn)生IL-10的B細(xì)胞的EAE小鼠中,該疾病受到抑制[12]。
1.4 形成異位淋巴組織 中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過(guò)BBB與周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)分離,記憶T細(xì)胞在兩者間有穩(wěn)定的傳輸,這些細(xì)胞與軟腦膜周?chē)刖W(wǎng)膜下腔的APC相互作用,傳播免疫反應(yīng)[25]。這些免疫細(xì)胞浸潤(rùn)與皮質(zhì)脫髓鞘和神經(jīng)元變性有關(guān)[12]。軟腦膜炎癥的范圍表現(xiàn)出顯著的變異性,這些免疫細(xì)胞具有許多淋巴組織的特征被稱(chēng)為腦膜異位淋巴組織(meningeal Ectopic Lymphoid Tissue,mELT)。在ELT中,B細(xì)胞增殖并經(jīng)歷親和力成熟和體細(xì)胞突變(Somatic Hypermutation,SHM)[13]。經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)后,B細(xì)胞可以分化為漿細(xì)胞和記憶細(xì)胞,產(chǎn)生自身抗體。此外,ELT中的B細(xì)胞對(duì)抗CD20治療具有抵抗力,盡管B細(xì)胞完全消失,但仍能持續(xù)產(chǎn)生抗體,這可能是由B細(xì)胞存活因子(如BAFF)局部分泌引起。B細(xì)胞還通過(guò)產(chǎn)生細(xì)胞因子,趨化因子、淋巴毒素信號(hào)參與這些結(jié)構(gòu)的維持[26]。B細(xì)胞濾泡樣結(jié)構(gòu)在整個(gè)大腦中分布不均勻,mELT主要見(jiàn)于大腦深部的皮質(zhì)區(qū),尤其是扣帶回、島葉、顳葉和額葉區(qū),偶爾見(jiàn)于腦回的頂部[27]。ELT的形成與疾病的嚴(yán)重程度的提高有關(guān)[4],這可能是由于有利于SHM和親和力成熟,增加和自身抗原的親和力[36]。mELT通過(guò)SHM參與B細(xì)胞庫(kù)的多樣化,使其成為真正的mELT[28]。mELT的存在會(huì)促進(jìn)MS患者更快速轉(zhuǎn)化為進(jìn)行性疾病和死亡[27]。
2.1 B細(xì)胞刪除療法 長(zhǎng)期以來(lái),中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥OCB異常提示B細(xì)胞參與MS的發(fā)病機(jī)制。最近幾年,針對(duì)B細(xì)胞的治療主要包括抗CD20的治療,包括利妥昔單抗、奧瑞珠單抗、帕尼單抗、烏妥昔單抗[29]、奧法妥木單抗[30]。CD20單克隆抗體選擇性結(jié)合表達(dá)CD20抗原的B細(xì)胞,通過(guò)CDC以及ADCC導(dǎo)致細(xì)胞破壞[31,32]。
在靜脈注射利妥昔單抗或奧瑞珠單抗后,MS患者血液、CSF和CNS血管周?chē)g隙中的CD20+B細(xì)胞迅速耗竭并持續(xù)數(shù)月[33],盡管該藥物對(duì)BBB的滲透有限[34]??笴D20治療后B細(xì)胞在淋巴結(jié)和血液中緩慢而穩(wěn)定的重新出現(xiàn),重新出現(xiàn)的B細(xì)胞顯示CD40和CD86表達(dá)增強(qiáng)[35]。抗CD20治療后重現(xiàn)的B細(xì)胞的激活增強(qiáng)作用是短暫的,B細(xì)胞的耗竭使重新出現(xiàn)的B細(xì)胞向著不太成熟和更加活躍的方向轉(zhuǎn)變。盡管抗CD20治療后B細(xì)胞有效減少,但利妥昔單抗和其他的抗CD20藥物不會(huì)直消耗漿細(xì)胞[30]。長(zhǎng)期使用抗CD20藥物治療MS可導(dǎo)致低丙種球蛋白血癥,并會(huì)增加感染風(fēng)險(xiǎn)[36]。利妥昔單抗在不減少漿細(xì)胞數(shù)量和循環(huán)抗體水平的情況下消耗B細(xì)胞而對(duì)治療MS患者有效認(rèn)為抗CD20治療主要參與了B細(xì)胞非抗體依賴(lài)機(jī)制[6,13]。在靜脈注射利妥昔單抗和奧瑞珠單抗后,除B細(xì)胞外,表達(dá)CD20的T細(xì)胞也被耗竭[37]。這一T細(xì)胞群的功能尚不清楚,但被認(rèn)為是MS致病過(guò)程的貢獻(xiàn)者,表明奧瑞珠單抗的臨床療效可能不僅僅是通過(guò)B細(xì)胞作用介導(dǎo)的。除了T細(xì)胞成熟度的變化外,還可以觀察到T細(xì)胞黏附分子CD62L的表達(dá)顯著增加,這表明這些細(xì)胞有更高的能力進(jìn)入次級(jí)淋巴器官[35]。
使用利妥昔單抗治療會(huì)去除B-T細(xì)胞之間的相互作用,這些患者的CD4+和CD8+T細(xì)胞增殖以及T細(xì)胞中IFN-γ和IL-17的T細(xì)胞表達(dá)下降。但B細(xì)胞耗竭治療會(huì)增加殘余抗原提呈細(xì)胞激活腦炎性T細(xì)胞的能力, B細(xì)胞也可以局部調(diào)節(jié)其他的APC。體內(nèi)耗竭B細(xì)胞后殘留的APC顯示出促進(jìn)腦源性Th1和Th17細(xì)胞發(fā)育的能力增強(qiáng)[38]。在由B細(xì)胞誘導(dǎo)出EAE的模型中,重新出現(xiàn)的B細(xì)胞充當(dāng)APC時(shí),T細(xì)胞增殖顯著增強(qiáng),而在T細(xì)胞誘導(dǎo)的EAE模型中,未觀察到APC功能的增加[33]。
B細(xì)胞耗竭治療后重建的B細(xì)胞不同于未治療患者的B細(xì)胞,并且傾向于產(chǎn)生高水平的抗炎性IL-10[34],但產(chǎn)生低水平的促炎性細(xì)胞因子,并有助于持久耐受[15]。而分泌IL-10和TNF-α的B細(xì)胞的頻率保持不變[35],同時(shí)也會(huì)降低趨化因子如CXCL13的產(chǎn)生[30]。B細(xì)胞的耗竭不會(huì)阻止mMLT的形成,而且mMLT的形成及其抑制作用可能與B細(xì)胞無(wú)關(guān)。mMLT的形成發(fā)生在EAE出現(xiàn)臨床癥狀之前。在抗CD20治療后,由于B220+B細(xì)胞大量清除,mMLT的細(xì)胞數(shù)量減少,并且中性粒細(xì)胞的數(shù)量增加[39]。
2.2 BTK抑制劑 由于B細(xì)胞是多發(fā)性硬化腦膜浸潤(rùn)的主要成分,一些試驗(yàn)試圖使用抗CD20單克隆抗體靶向腦膜炎癥,但均未成功。因此需要尋找更具選擇性、持久性和可逆性的B細(xì)胞導(dǎo)向MS療法[40]。BTK抑制劑(BTK inhibitor,BTKi)是一種抑制B細(xì)胞和髓樣細(xì)胞表達(dá)BTK的一種小分子物質(zhì),對(duì)于MS而言,這些分子的大小可能是其穿過(guò)BBB能力的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)[41]。BTKi在功能上損害了B細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞使T細(xì)胞發(fā)展成促炎性T細(xì)胞,導(dǎo)致小鼠的疾病嚴(yán)重程度顯著降低[42]。與抗CD20治療相比,BTKi抑制MS中B細(xì)胞的抗原提呈功能,在小鼠和人B細(xì)胞中,功能性BCR信號(hào)在48 h內(nèi)基本恢復(fù),不損害B細(xì)胞的頻率和功能完整性[40]。同時(shí),抗原提呈所必須的MHCⅡ類(lèi)和共刺激分子CD86的B細(xì)胞表達(dá)在使用BTKi后降低,而CD80水平不變。BTKi通過(guò)直接抑制B細(xì)胞向活化表型分化和可能間接作用于T細(xì)胞來(lái)控制臨床和組織學(xué)EAE的嚴(yán)重性[40]。CD27+激活的B細(xì)胞通常比其他B細(xì)胞亞群表達(dá)更高水平的BTK,BTKi可降低BCR激活后的IL-6、IFN-γ等促炎細(xì)胞因子的分泌。BTKi治療后改變了腦膜炎癥浸潤(rùn)的成分,B細(xì)胞顯著減少,但髓樣細(xì)胞沒(méi)有明顯改變。還注意到腦膜炎癥區(qū)域周?chē)切渭?xì)胞增多顯著減少,這表明腦膜浸潤(rùn)正影響臨近皮質(zhì)的炎癥。
MS是一種復(fù)雜的異質(zhì)性疾病,目前治療仍面臨 極大的困難與挑戰(zhàn)。隨著B(niǎo)細(xì)胞與MS之間的關(guān)系被不斷探索,B細(xì)胞在MS的發(fā)病機(jī)制中的作用日益提高。目前在臨床使用的治療MS的藥物會(huì)通過(guò)抑制淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生,轉(zhuǎn)移和發(fā)揮作用等多種作用機(jī)制來(lái)發(fā)揮作用,以CD20作為靶點(diǎn)刪除B細(xì)胞的方法也在防治MS中取得了很好的結(jié)果并被不斷發(fā)展,但長(zhǎng)期刪除B細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致感染風(fēng)險(xiǎn)的增加,BTKi抑制劑的發(fā)展為MS的治療提供了新的思路。未來(lái)應(yīng)深入探索MS分型及分治。