陳 璐 張曉艷 胡 穎 姚昱旭 季 江 焦晴晴

1蘇州大學附屬第二醫(yī)院皮膚性病科,蘇州,215004;2蘇州大學附屬第一醫(yī)院皮膚性病科,蘇州,215006

自身免疫性皮膚病是一組臨床表現(xiàn)復雜,機體產(chǎn)生病理性自身免疫應答,引起皮膚甚至其他器官組織損害或功能異常的疾病[1]。常見的疾病有系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)、硬皮病(scleroderma)、白塞病(behcet disease, BD)、白癜風(vitiligo)、皮肌炎(dermatomyositis, DM)和自身免疫性大皰性皮膚病(autoimmune bullous diseases,AIBD)等。共刺激分子(costimulatory molecules)為免疫細胞的活化提供共刺激信號,參與機體免疫應答和免疫耐受的建立,與自身免疫性皮膚病的免疫調控和發(fā)生發(fā)展密切相關[2]。大部分共刺激分子都存在可溶性形式,這些可溶性共刺激分子(soluble costimulatory molecules)參與共刺激信號的傳遞并發(fā)揮重要的自我調控作用。本文主要對可溶性共刺激分子在自身免疫性皮膚病中的研究進展作一綜述。

1 可溶性共刺激分子的概述

可溶性共刺激分子(soluble costimulatory molecules)是共刺激分子的可溶性形式,存在于血清和血漿中。這些可溶性共刺激分子一般通過兩種途徑產(chǎn)生:mRNA選擇性剪接途徑,膜結合共刺激分子的mRNA剪接掉跨膜區(qū)和胞內區(qū)部分后再翻譯形成可溶性共刺激分子;膜結合分子酶切脫落途徑,膜結合共刺激分子的胞外段通過蛋白酶的作用脫落即形成可溶性共刺激分子[3]。也有些可溶性共刺激分子的產(chǎn)生途徑尚不明確,還需進一步研究?？扇苄怨泊碳し肿泳邆渲匾拿庖哒{控功能,它們可以與細胞表面的共刺激受體相結合,直接產(chǎn)生共刺激信號,作用于效應細胞;或者與共刺激配體相結合,阻斷共刺激信號的傳遞,抑制效應細胞的功能;也可以與游離的可溶性共刺激受體或配體結合,阻止其與膜結合共刺激分子結合[2]。因此,共刺激分子的可溶性形式既可以發(fā)揮與膜形式相同的功能,也可發(fā)揮相反的功能?？扇苄怨泊碳し肿釉谀そY合共刺激分子基礎上,增加了共刺激分子的功能多樣性。部分研究結果顯示,在病理狀態(tài)下,可溶性共刺激分子水平會有異常增高或降低,并與臨床特征有明顯相關性,且可溶性共刺激分子的表達情況會影響膜結合共刺激分子的表達水平[4]。

2 可溶性共刺激分子與自身免疫性皮膚病

2.1 免疫球蛋白超家族(immunoglobin superfamily,IGSF)

2.1.1 CD28 CD28是共刺激受體,廣泛分布于T細胞表面。B7-1(CD80)和B7-2(CD86)是CD28的兩個主要配體,主要在抗原提呈細胞(antigen presenting cell, APC)表面表達。可溶性CD28可以通過膜結合CD28裂解產(chǎn)生,也可以通過選擇性剪接mRNA翻譯產(chǎn)生。體外實驗表明,與膜結合CD28不同,可溶性CD28可以抑制T細胞的反應。可溶性CD28的濃度在多種自身免疫性皮膚病患者中升高,并與疾病的嚴重程度及活動度相關。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者血清中,sCD28水平升高,CD8+CD28+T細胞亞群減少,且與疾病活動指數(shù)(SLEDAI)呈負相關[5]。與健康受試者相比,系統(tǒng)性硬皮病(systemic sclerosis, SSc)患者的可溶性CD28水平顯著升高,且和混合性結締組織病相關的SSc患者的可溶性 CD28水平顯著高于孤立性SSc患者[6]。此外,CD28可能通過激活T細胞增加了促炎和促纖維化細胞因子的產(chǎn)生,如TNF、IL-2、IL-6和IL-10,從而參與系統(tǒng)性硬皮病的發(fā)病。同時,在干燥綜合征患者和白塞病患者中也發(fā)現(xiàn)血清sCD28 水平升高,并與疾病嚴重程度和活動度呈正相關[7]。研究推測,膜結合CD28的可溶性脫落是一種抑制CD28/B7激活途徑的調控機制[3]。

2.1.2 CTLA-4 CTLA-4是共抑制受體,表達于活化的T細胞和調節(jié)性T細胞表面。CTLA-4對B7-1/B7-2的親和力比CD28強,可競爭性結合B7-1/B7-2,抑制T細胞功能。CTLA-4的可溶性形式已被發(fā)現(xiàn),通過選擇性剪接mRNA產(chǎn)生,保留了與APC上B7-1/B7-2配體結合的能力,并具有免疫調節(jié)功能。體外研究表明,sCTLA-4可以抑制抗原特異性增殖以及IFN-γ、IL-17等促炎因子分泌,同時增加TGF-β、IL-10等免疫抑制因子分泌。研究發(fā)現(xiàn), SLE患者的血清sCTLA-4水平相對升高。在狼瘡相關自身抗原衍生肽刺激下,SLE患者的IL-10表達升高,而健康對照組IFN-γ、IL-17表達升高。天然免疫抑制劑sCTLA-4可以抑制抗原特異性細胞因子反應,通過抗體阻斷其活性會增強對照組和SLE患者的細胞因子反應。sCTLA-4血清水平在系統(tǒng)性硬皮病患者中也顯著升高,并與疾病嚴重程度正相關[7]。阻斷CTLA-4會抑制M2巨噬細胞分化,而促纖維化M2型巨噬細胞是導致硬皮病患者疾病持續(xù)的重要因素。可溶性CTLA-4在自身免疫性皮膚病中的生物學功能尚未完全明確,可能起著雙重作用。一方面,sCTLA-4 通過阻斷CD28與B7-1/B7-2相互結合提高T細胞共刺激的閾值,從而特異性地抑制T 細胞早期活化;另一方面,較高水平的 sCTLA-4 可以在T淋巴細胞激活后期與膜結合CTLA-4 競爭性結合 B7-1/B7-2,導致抑制性信號傳導減少[6,7]。sCTLA-4的這種雙重特性可能會在自身免疫性皮膚病的發(fā)病進程中引起不同的結果,進而影響自身免疫性皮膚病的發(fā)展和預后。Abatacept是第一個可溶性CTLA-4免疫球蛋白融合蛋白,已批準用于類風濕性關節(jié)炎,在銀屑病、皮肌炎、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、硬皮病、干燥綜合征等自身免疫性皮膚病方面也有相關研究[8]。其他CTLA-4相關藥物,如Belatacept、MEDI5256、XPro9523等也在開發(fā)并用于臨床研究[2]。

2.1.3 ICOS ICOS是共刺激受體,在結構上與CD28相似,在活化的T細胞上表達,與其配體 ICOSL(B7RP1)結合,對濾泡輔助性T細胞(follicular helper T cell, Tfh)的形成和功能維持、生發(fā)中心的形成、T細胞的擴增、T細胞依賴性抗體的產(chǎn)生和B細胞的同型轉換至關重要。sICOS和sICOSL在自身免疫性皮膚病的免疫調節(jié)中,既可以作為拮抗單體,也可以作為激動性二聚體。研究發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)性硬皮病患者的血清 sICOS 水平顯著升高,且sICOS水平不僅與皮膚纖維化的程度相關,也與間質性肺炎的患病率和嚴重程度相關,同時早期SSc患者的sICOS水平顯著高于晚期SSc患者,提示sICOS水平可能是評估SSc疾病活動度及嚴重程度的有效生物標志物[9]?；罨腡細胞中ICOS過度表達可誘導促炎(IFN-γ、IL-17)和促纖維化(IL-4)細胞因子合成,從而促進成纖維細胞活化和細胞外基質合成。目前,ICOSL阻斷抗體,如Prezalumab(AMG 557)和AMG 570,已在系統(tǒng)性紅斑狼瘡等自身免疫性疾病方面展開研究[10]。

2.1.4 PD-1 PD-1是共抑制受體,在活化的T細胞、部分調節(jié)性T細胞、B細胞、髓樣樹突狀細胞和單核細胞表面穩(wěn)定表達。PD-1與其配體PD-L1(B7-H1,CD274)和PD-L2(B7-DC,CD273)連接,提供抑制信號維持T細胞活化、耐受和免疫應答的平衡?？扇苄訮D-1和PD-L2主要通過對由五個外顯子組成的全長 PD-1 mRNA進行選擇性剪切而產(chǎn)生,而可溶性PD-L1則主要由膜結合蛋白的蛋白裂解產(chǎn)生。T細胞的體外活化已顯示可產(chǎn)生sPD-1,并且發(fā)揮重要的免疫調節(jié)作用,且在多種自身免疫性疾病中觀察到sPD-1和sPD-L水平異常。可溶性PD-L1保留了其結合能力和抑制特性,能夠抑制T細胞激活,減少IFN-γ的分泌和誘導T細胞凋亡。此外,sPD-1、sPD-L1還可以通過阻斷細胞或外切體膜上表達的膜結合PD-1、PD-L1的抑制功能來發(fā)揮受體拮抗劑作用。多項研究顯示,系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者sPD-1和 sPD-L的血清水平相對于健康對照組顯著升高,并與疾病活動度、嚴重程度及相關實驗室指標密切相關,且發(fā)現(xiàn)sPD-1與sPD-L的表達水平之間呈正相關,此外血清中sPD-1的水平隨著治療后疾病的改善而顯著降低[11]。同時,PD-1和sPD-L1的相互交聯(lián)顯示了其在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者T細胞的增殖和細胞因子的產(chǎn)生中起抑制作用。sPD-1和sPD-L2的血清水平在系統(tǒng)性硬皮病患者中也升高,且皮膚彌漫性SSc(diffuse cutaneous systemic sclerosis,dcSSc)比皮膚局限性SSc(limited cutaneous systemic sclerosis,lcSSc)更明顯。此外,sPD-1、sPD-L2的表達水平與皮膚凹痕、肺纖維化等發(fā)生呈正相關。與健康對照組相比,尋常型天皰瘡(bullous pemphigoid,PV)患者的sPD-1血清水平顯著降低,且活動期患者的sPD-1水平比緩解期患者更低,同時sPD-1血清水平與疾病的嚴重程度呈負相關[12]。免疫性血小板減少性紫癜(immune thrombocytopenic purpura, ITP)患者的sPD-1血清濃度顯著高于對照組,且與血小板計數(shù)呈負相關,可用于評估 ITP 的嚴重程度。體外研究顯示,使用sPD-L1激活PD-1/PD-L1通路可以改善ITP患者免疫細胞亞型的失衡[13]。針對PD-1/PD-L通路,在癌癥治療中通過阻斷PD1途徑增強免疫反應,已有較成熟方案,而在自身免疫治療方面則通過激動PD-1以引起免疫抑制,相關藥物(如CC-90006)的臨床開發(fā)還處于早期階段[2]。因此,sPD-1、 sPD-L與自身免疫性皮膚病的嚴重程度、疾病進展及免疫異常相關,有望成為潛在的生物標志物及免疫治療靶點。

2.1.5 TIM-3 Tim-3是新一代共抑制受體,屬于TIM家族的成員,主要在Th1和Th17細胞、調節(jié)性T(Treg)細胞、先天免疫細胞等多種免疫細胞上表達。TIM-3與其配體Galectin-9相互作用提供抑制信號,參與機體免疫應答。可溶性Tim-3通過膜結合Tim-3的蛋白裂解產(chǎn)生,目前沒有已知的人類TIM-3前mRNA的選擇性剪接。研究顯示,系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的sTim-3和sGalectin-9表達水平與對照組相比顯著升高,并在清除凋亡細胞中發(fā)揮抑制作用,且與SLE疾病活動度和有無器官受累呈正相關。同時,sTim-3和sGalectin-9的血清水平有助于評估SLE疾病活動度隨治療的變化[14]。系統(tǒng)性硬皮病患者的sTim-3和血清水平也顯著升高,且與皮膚硬化程度呈正相關,也與較高的死亡率和嚴重的器官受累有關。同時,sGalectin-9的表達水平在大皰性類天皰瘡患者中也顯著升高[15]。與大皰性類天皰瘡(bullous pemphigoid,BP)相比,尋常性天皰瘡患者的的sTim-3水平顯著降低[16]。此外,類固醇治療可以顯著降低血清sTIM-3水平。

2.1.6 其他 BTLA是共抑制受體,主要在B細胞和T細胞中表達,在先天免疫細胞中也有表達。HVEM是人類細胞中唯一可檢測到的已識別配體,屬于腫瘤壞死因子超家族,可以以順式異構或反式異構的方式與BTLA相互作用。在SLE患者中,BTLA抑制T細胞激活的能力下降,并發(fā)現(xiàn)CD4+T細胞的BTLA功能受損與疾病活動度[17]。針對SLE患者的BTLA抗體已獲得專利,可能會進一步開發(fā)相關藥物。LAG3是共抑制受體,在多種免疫細胞中表達,可與MHC II類分子結合傳遞抑制信號?？扇苄訪AG3通過蛋白酶切脫落產(chǎn)生,不與膜結合LAG3競爭性結合MHC II分子,并在體內迅速降解,但其對提高T細胞功能是必不可少的。因為阻止可溶性LAG3脫落的LAG3突變體會降低T細胞功能,表現(xiàn)為增殖減少以及IL-2和IFN-γ的表達降低[18]。GSK2831781 是一種抗LAG3的單克隆抗體,已在I/Ib期臨床試驗中發(fā)現(xiàn)了可改善銀屑病的早期證據(jù),并在潰瘍性結腸炎患者中也進行了相關臨床研究[19]。SLAMF3、SLAMF6屬于SLAM家族,在SLE患者T細胞上表達升高,并與疾病嚴重程度相關。同時,其配體SAP家族成員也參與了SLE的致病過程。

2.2 腫瘤壞死因子超家族(tumor necrosis factor Superfamily,TNFSF)

2.2.1 CD40 CD40是共刺激受體,可在免疫和非免疫細胞上表達。CD40與其配體CD40L(CD154)的相互作用在促進生發(fā)中心形成和抗體產(chǎn)生方面發(fā)揮著關鍵作用?？扇苄訡D40和CD40L可由兩種形式產(chǎn)生,即mRNA選擇性剪接和TNF-α轉換酶蛋白水解切割。sCD40 可以通過與B淋巴細胞表面的CD40L結合抑制其產(chǎn)生免疫球蛋白,這表明sCD40可以調節(jié)CD40/CD40L之間的相互作用。sCD40的裂解和釋放依賴于細胞接觸,這可能是其調節(jié)B細胞活化的機制。研究顯示,系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者可溶性CD40水平顯著高于對照組,且高水平sCD40與SLE的組織損害有關[20]。系統(tǒng)性硬皮病患者的sCD40和sCD40L水平也顯著高于對照組,且可能與血管并發(fā)癥的發(fā)生相關,如肺動脈高壓、手指潰瘍和破壞性外周微血管病等[21]。同時,CD40L在預測SSc治療反應方面也存在潛在價值。針對CD40/CD40L共刺激通路,免疫治療方面既有抗CD40單克隆抗體也有抗CD40L單克隆抗體正在研發(fā)并進行臨床研究中。在自身免疫性皮膚病方面,Dapirolizumab pegol是抗CD40L單克隆抗體,目前正在進行治療SLE的Ⅲ期臨床試驗[22]。Iscalimab(CFZ533)是抗CD40抗體,可改善原發(fā)性干燥綜合征患者的臨床結局,但其療效仍然需要在更大的臨床試驗中進行評估[23]。

2.2.2 OX40 OX40是共刺激受體,主要在活化的T 細胞表面表達。OX40L(CD252、CD134L、gp34)是OX40的配體,主要表達于抗原呈遞細胞表面。OX40/OX40L在增強效應T細胞的功能、維持其穩(wěn)定和抑制其凋亡方面發(fā)揮關鍵作用?？扇苄設X40以類似于TNF受體超家族其他成員的方式,通過膜結合蛋白脫落、mRNA選擇性剪接或兩者同時產(chǎn)生?？扇苄設X40可以與APC細胞上的OX40L結合,干擾其對OX40+T細胞的正性共刺激信號傳輸,從而抑制T細胞的激活。此外,可溶性OX40L可以促進T細胞的晚期增殖和活化,但不影響早期增殖及活化,其與活化T細胞上的膜結合OX40結合,并允許T細胞接收持續(xù)的正性共刺激信號。可溶性OX40的表達水平在各種自身免疫性和炎癥性疾病中均表達異常。系統(tǒng)性硬皮病患者的sOX40和sOX40L血清水平顯著升高,并提示可以預測皮膚和肺纖維化的惡化程度。研究顯示,系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的sOX40L血清濃度高于健康對照組,且與疾病活動指數(shù)(SLEDAI)呈正相關[24]。此外,免疫性血小板減少性紫癜患者血漿sOX40L濃度也明顯升高,且與血小板計數(shù)相關,同時抗血小板自身抗體陽性患者的sOX40L水平明顯高于陰性患者[25]。目前的臨床數(shù)據(jù)表明,靶向OX40/OX40L通路可能安全且耐受良好,但尚不清楚是否已實現(xiàn)完全通路阻斷,或對促炎和抗炎免疫細胞的影響是否會影響療效。在自身免疫性皮膚病方面,GBR 830是中度至重度成人特應性皮炎的有效治療選擇,但仍需要進一步的大規(guī)模研究[26]。

2.2.3 CD137 CD137是共刺激受體,主要在活化的T細胞和NK細胞上表達。CD137與其配體CD137L相互作用可以刺激T細胞活性?？扇苄訡D137通過mRNA選擇性剪接產(chǎn)生,保留了膜結合CD137的胞外結構域,同時也保留了與 CD137L結合的能力。CD137 /CD137L系統(tǒng)中存在雙向信號傳導,sCD137可以通過兩種機制拮抗膜結合CD137的活性。其一,可以與膜結合CD137競爭性結合CD137L;其二,可以插入到膜結合CD137的一個三聚體中,從而破壞該三聚體的信號傳導能力。研究顯示,系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的sCD137和sCD137L血清水平升高,但其臨床意義尚不明確[27]。在小鼠模型中,易患SLE小鼠的sCD137水平較野生型小鼠升高,且拮抗sCD137會上調小鼠脾臟中IL-10和IL-12的產(chǎn)生,表明sCD137在促炎免疫反應方面發(fā)揮了重要的調節(jié)作用[28]。

2.2.4 其他 TNFR/TNF通路已被廣泛應用于自身免疫性疾病,針對TNFR1、TNFR2及其配體TNF的生物制劑已被批準用于包括銀屑病,銀屑病性關節(jié)炎等在內的自身免疫性疾病。可溶性TNFR1還可作為系統(tǒng)性紅斑狼瘡和狼瘡性腎炎疾病活動度的血清標志物[29]。相關研究顯示,CD30也可能參與系統(tǒng)性紅斑狼瘡及硬皮病的發(fā)病機制。此外,BAFFR、TACI和 BCMA與BAFF和APRIL相互作用也參與多種自身免疫性皮膚病的發(fā)病機制,并有相關藥物正處于臨床研究中。其中,Ianalumab(VAY736)是一種抗BAFFR抗體,在原發(fā)性干燥綜合征的IIb期臨床試驗中具有良好的耐受性和安全性,并在系統(tǒng)性紅斑狼瘡和尋常型天皰瘡等自身免疫性皮膚病中進行相關臨床研究[30]。

3 小結

隨著對可溶性共刺激分子的不斷探索,越來越多的證據(jù)表明,可溶性共刺激分子與自身免疫性皮膚病的發(fā)病機制和疾病進展密切相關,并可通過靶向共刺激分子治療自身免疫性皮膚病。在臨床診療方面,可溶性共刺激分子可作為自身免疫性皮膚病嚴重程度及活動度的評價指標,也可以作為疾病發(fā)展的預測指標,以及用來評估治療的有效性。并且,通過血漿或血清測定可溶性共刺激分子具有更加便捷、成本低和無創(chuàng)等優(yōu)勢。在免疫治療方面,共刺激通路是自身免疫治療的天然靶點,通過靶向共刺激通路來改變T細胞的免疫環(huán)境是治療自身免疫性皮膚病的一個主要目標?？扇苄怨泊碳し肿幼鳛槊庖吒深A治療的潛在靶標,應進一步考慮其作為能夠影響配體功效的潛在共靶點的應用價值。靶向共刺激分子在癌癥治療中已取得較明確成果,在自身免疫性疾病的治療中也有相關藥物問世,并取得較好的療效。此外,大量針對共刺激分子的治療方法正在被開發(fā)并投入臨床試驗中。可溶性共刺激分子在自身免疫性皮膚病中的研究前景可觀,不斷有新型共刺激分子被挖掘,部分共刺激分子及其可溶性形式在自身免疫性疾病中的研究還處于初步階段,相關應用也還不成熟,但相信隨著技術發(fā)展及研究深入,會為臨床研究者和患者提供更多可能性。

表1 可溶性共刺激分子在自身免疫性皮膚病中的作用