共抑制分子在自身免疫性疾病中的作用

魯巍等

摘 要：共抑制分子如CTLA-4，PD-1和BTLA負(fù)向調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答。多項(xiàng)研究表明共抑制分子缺失和突變導(dǎo)致鼠和人自身免疫性疾病發(fā)生，表明來自共抑制分子的下調(diào)信號(hào)對(duì)于防治自身免疫起關(guān)鍵作用。一些情況下，在自身免疫性疾病中誘餌共抑制性受體（如CTLA-4 Ig）或抗共抑制分子的單克隆抗體會(huì)抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞的功能。因此，對(duì)于一些未知的自身抗原所引起的自身免疫性疾病，共抑制信號(hào)調(diào)節(jié)是一個(gè)誘導(dǎo)產(chǎn)生耐受的有吸引力的途徑。特別是，CTLA-4 Ig在動(dòng)物自身免疫性疾病模型中已經(jīng)表現(xiàn)出非常明確的效果，在一些人自身免疫性疾病臨床研究中也得到越來越多的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：自身免疫性疾病 共抑制分子 誘餌共抑制性受體

中圖分類號(hào)：R593.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（b）-0218-02

免疫系統(tǒng)進(jìn)化了多種機(jī)制用來阻止免疫細(xì)胞的有害激活。其中一種機(jī)制就是T細(xì)胞共刺激和共抑制信號(hào)之間的平衡。B7-1（CD80）/B7-2（CD86）-CTLA-4通路是T細(xì)胞活化最具特征性的抑制通路。另一條抑制性通路涉及程序性死亡-1（PD-1），通過與PD-L1（B7-H1）和PD-L2（B7-DC）相互作用負(fù)向調(diào)節(jié)T細(xì)胞活化。T細(xì)胞活化的第三個(gè)共抑制分子B細(xì)胞和T細(xì)胞弱化子（BTLA）是與CTLA-4和PD-1相似的細(xì)胞表面分子。由于這些抑制性復(fù)合受體抑制T細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子產(chǎn)生，因此被認(rèn)為在維持免疫穩(wěn)態(tài)和耐受過程中發(fā)揮重要作用。

大量證據(jù)表明共刺激分子在預(yù)防自身免疫性疾病過程中起關(guān)鍵作用，因?yàn)檫@些分子缺失或者功能突變加速基因自身免疫性和多態(tài)性與人自身免疫性疾病遺傳易感性相關(guān)聯(lián)。

該文旨在概述共抑制分子的免疫生物學(xué)及其在自身免疫性疾病中所起的作用。同時(shí)也對(duì)通過改變共抑制通路靶向作用進(jìn)行介入治療方法的優(yōu)點(diǎn)和局限性進(jìn)行綜述。

1 CD28/CTLA-4-B7通路在免疫應(yīng)答調(diào)節(jié)中的作用

大量研究已經(jīng)證明了CD28-B7共刺激通路對(duì)于TCR-MHC介導(dǎo)的T細(xì)胞活化的重要性[1]。T細(xì)胞上的CD28和抗原遞呈細(xì)胞（APCs）上的B7家族分子[B7-1 （CD80） and B7-2（CD86）]間的相互作用不僅在正常T細(xì)胞反應(yīng)活化而且在自身反應(yīng)性T細(xì)胞活化中也起到關(guān)鍵作用。CD28在幼稚T淋巴細(xì)胞和活化T淋巴細(xì)胞上結(jié)構(gòu)性表面表達(dá)。B7-1分子在靜息的抗原遞呈細(xì)胞（APCs）上低水平表達(dá)，并且在T細(xì)胞與APC長期相互作用過程中上調(diào)表達(dá)。然而，B7-2分子在抗原遞呈細(xì)胞（APCs）上為持續(xù)性表達(dá)并且可以快速向上調(diào)。因此，B7-2分子很有介導(dǎo)初始T淋巴細(xì)胞活化，而B7-1分子可能在傳播免疫反應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用。

2 CTLA-4通路在維持自身耐受性中的作用

共抑制分子負(fù)信號(hào)缺陷可能降低自體反應(yīng)性淋巴細(xì)胞激活的閾值，從而導(dǎo)致自身免疫性疾病發(fā)生。這一理論最早在缺乏CTLA-4的鼠中被證實(shí)，這些鼠為自身免疫表型或淋巴細(xì)胞高反應(yīng)性表型。CTLA-4缺乏小鼠迅速發(fā)生伴隨多器官淋巴細(xì)胞浸潤和組織破壞的淋巴細(xì)胞增生性疾病，并在3-4周齡時(shí)死亡。在人類，CTLA-4被認(rèn)為與各種自身免疫性疾病有關(guān)，包括突眼性甲狀腺腫、自身免疫性甲狀腺功能減退、Ⅰ型糖尿病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）及乳糜瀉[2]。說明CTLA-4通過多種機(jī)制在多器官自身免疫性疾病發(fā)生過程中發(fā)揮關(guān)鍵性作用。

3 阻斷CD28-B7通路療法治療自身免疫性疾病

直接針對(duì)B7分子的治療可以有選擇的影響被抗原活化T淋巴細(xì)胞而不影響靜止T淋巴細(xì)胞。因此，在患自身免疫性疾病病人中，阻斷B7-CD28相互作用可能優(yōu)先阻止對(duì)自身抗原應(yīng)答過程中的淋巴細(xì)胞而不影響識(shí)別其他抗原的靜止T淋巴細(xì)胞。

研究者利用了CTLA-4與B7-1和B7-2分子的親和力高于CD28這一特點(diǎn)，研制開發(fā)CD28信號(hào)傳導(dǎo)阻斷劑[3]。包括CTLA-4的胞外區(qū)和IgG區(qū)塊的恒定區(qū)的融合蛋白可以阻斷B7分子與CD28的相互作用，借此抑制T細(xì)胞活化。

抗CD80和CD86單克隆抗體體內(nèi)試驗(yàn)已經(jīng)證明CD80和CD86在調(diào)節(jié)自身免疫性疾病的發(fā)展過程中發(fā)揮著不同的調(diào)節(jié)作用。在非肥胖模型糖尿?。∟OD）小鼠研究中，一種胰島素依賴型糖尿?。↖DDM），采用抗CD80單克隆抗體治療使病情惡化，而采用抗CD86單克隆抗體治療可以阻斷病情。在風(fēng)濕性疾病中，抗CD80和抗CD86單克隆抗體均能夠抑制紅斑狼瘡小鼠或膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎（CIA）模型癥狀。這些矛盾的結(jié)果可以通過治療時(shí)限的影響或者疾病模型的病理差異來解釋。事實(shí)上這些療法不但阻斷來自CD28的信號(hào)同樣阻斷來自CTLA-4的信號(hào)，這就可以解釋為什么在某些情況下應(yīng)用這些制劑治療反而會(huì)加劇自身免疫反應(yīng)。

4 CTLA-4 Ig在人自身免疫性疾病中的臨床應(yīng)用

基于在鼠模型實(shí)驗(yàn)中鼓舞人心的結(jié)果，CTLA-4 Ig有效性已經(jīng)在自身免疫性疾病病人中被驗(yàn)證了。阿巴西普是CTLA-4分子的細(xì)胞外功能區(qū)與人IgGI的Fc段結(jié)合而成的可溶性融合蛋白[4]。針對(duì)大部分類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）從早期RA到TNF拮抗劑治療無效的難治性RA阿巴西普都顯示出有效性。阿巴西普對(duì)于對(duì)傳統(tǒng)慢作用藥物或TNF拮抗劑治療無效的幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎（JIA）也有顯著療效。

另外，除類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和幼年特發(fā)性關(guān)節(jié)炎之外，阿巴西普在銀屑病住院病人一期臨床試驗(yàn)已經(jīng)表現(xiàn)出臨床療效。在一項(xiàng)對(duì)系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）病人進(jìn)行的研究中，阿巴西普對(duì)于骨骼肌系統(tǒng)癥狀也有明顯療效[5]。

Belatacept（LEA29Y）作為一種與阿巴西普不同的可溶性融合蛋白，對(duì)CTLA-4的配體結(jié)合區(qū)兩個(gè)氨基酸進(jìn)行了替換，通過修飾，具有與B7分子更強(qiáng)親和力和對(duì)T細(xì)胞活化更強(qiáng)的抑制力。Belatacept在用于治療預(yù)防急性腎移植排斥反應(yīng)和維持腎小球?yàn)V過率方面與環(huán)孢菌素同樣有效。endprint

5 PD-1-PD-L1/PD-L2通路抑制T細(xì)胞活化

PD-1（CD279）為屬于CD28家族的另一個(gè)負(fù)性協(xié)同刺激分子受體。PD-1主要在活化的T、B細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和單核細(xì)胞上呈誘導(dǎo)性表達(dá)，屬于B7超家族，有PD-L1（B7-H1）和 PD-L2（B7-DC）兩個(gè)配體。PD-1與配體結(jié)合通過組織細(xì)胞周期抑制CD4+T和CD8+T細(xì)胞增殖。PD-L1不僅在造血細(xì)胞包括T、B細(xì)胞、肥大細(xì)胞、樹突細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表達(dá)，而且在一些實(shí)質(zhì)組織包括血管內(nèi)皮、多種器官上皮細(xì)胞中也有表達(dá)。然而，PD-L2表達(dá)在天然免疫細(xì)胞如樹突狀細(xì)胞（DCs）和巨噬細(xì)胞。

與CTLA-4缺陷小鼠不同，PD-1缺乏導(dǎo)致后續(xù)生存過程中自身免疫性疾病的發(fā)生。PD-1缺陷型C57BL/6小鼠自發(fā)狼瘡性腎小球腎炎和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[6]。另外，PD-1缺乏BALB/c小鼠易患擴(kuò)張性心肌病，心肌病的發(fā)生與小鼠體內(nèi)產(chǎn)生自身抗體對(duì)抗心肌肌鈣蛋白I有關(guān)，最后小鼠死于充血性心力衰竭。

6 在自身免疫性疾病中PD-1-PD-L1/PD-L2通路的阻斷

在自身免疫性疾病治療過程中針對(duì)PD-1通路阻斷的最初研究就已經(jīng)指出針對(duì)PD-1和 PD-L1通路的阻斷而非PD-L2通路的阻斷可加速NOD小鼠糖尿病的發(fā)病。另一方面，針對(duì)PD-L2的阻斷而非PD-L1的阻斷增加C57BL/6小鼠自身免疫性腦炎（EAE）的發(fā)生。相反，針對(duì)PD-L1而不是PD-L2的阻斷顯著增加髓鞘少突膠質(zhì)糖蛋白肽接種BALB/c小鼠EAE的發(fā)病率。這些結(jié)果表明PD-L1和PD-L2以一種顯著不同的方式差別調(diào)節(jié)EAE發(fā)病率和慢性病程。

迄今為止，在PD-1基因中已經(jīng)鑒定30多個(gè)單核苷酸多態(tài)性（SNPs）分子標(biāo)記。許多報(bào)道強(qiáng)調(diào)一些PD-1基因中的SNPs可能影響基因的表達(dá)和轉(zhuǎn)錄。有研究表明學(xué)者們已經(jīng)嘗試?yán)肧NPs作為鑒定諸如SLE和RA的一些自身免疫性疾病發(fā)病機(jī)理。例如，Prokunina等人已經(jīng)指出PD-1基因內(nèi)的一個(gè)與SLE發(fā)生相關(guān)的SNP，可以改變位于基因內(nèi)小牛相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子1（RUNX1）增強(qiáng)子的連接位點(diǎn)。PD-1基因內(nèi)SNPs也已經(jīng)在多發(fā)性硬化癥（MS）、強(qiáng)直性脊柱炎（AS）和甲狀腺功能亢進(jìn)進(jìn)行研究。在日本和菲律賓人患亞急性硬化性全腦炎（SSPE）住院病人中已經(jīng)證明PD-1基因內(nèi)存在一個(gè)高頻特殊SNP[7]。當(dāng)前，兩個(gè)抗PD-1單克隆抗體正在進(jìn)行二期臨床試驗(yàn)以確定其抗腫瘤療效。其中一個(gè)MDX-1106在腎細(xì)胞癌和黑色素瘤治療中已經(jīng)證明其臨床療效且沒有嚴(yán)重毒性反應(yīng)。

7 BTLA-HVEM通路是淋巴細(xì)胞活化的第三抑制通路

BTLA（CD272）是第三個(gè)抑制性復(fù)合受體，已經(jīng)確認(rèn)與CTLA-4和PD-1相似BTLA表達(dá)在CD4+T細(xì)胞和B細(xì)胞上。隨后的研究揭示了BTLA不僅在CD4+T細(xì)胞和B細(xì)胞上表達(dá)，而且在造血細(xì)胞包括CD8+T細(xì)胞、NKT細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞有不同水平的表達(dá)。此外，最近研究表明BTLA在輔助性T淋巴細(xì)胞中大量表達(dá)[7]。BTLA的配體是TNF受體家族成員HVEM，其在造血細(xì)胞中廣泛表達(dá)，包括T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞[8]。配體與BTLA連接導(dǎo)致復(fù)合物酪氨酸磷酸化和SHP-1/SHP-2聯(lián)和，減少IL-2產(chǎn)生和T細(xì)胞增殖。這些發(fā)現(xiàn)表明BTLA通過與HVEM交互作用抑制復(fù)合受體發(fā)揮作用。

8 BTLA-HVEM通路在自身免疫性疾病中的相關(guān)性

最近的分析表明BTLA在免疫抑制應(yīng)答中起重要作用。BTLA缺陷小鼠會(huì)表現(xiàn)出如下癥狀：顯著增強(qiáng)的特異性抗體應(yīng)答和對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）的易感性，心臟移植過程中由于部分組織相容性復(fù)合物錯(cuò)配發(fā)生的急性排斥反應(yīng)，加速實(shí)驗(yàn)性大腸炎病情[9]。我們已經(jīng)指出BTLA缺乏也可以引起自身耐受性的崩潰，導(dǎo)致自身免疫性肝炎（AIH）樣疾病和淋巴細(xì)胞多器官浸潤發(fā)生。BTLA在狼瘡（MRL-lpr）鼠自身免疫性疾病中發(fā)揮重要保護(hù)作用。

曾有報(bào)道應(yīng)用抗BTLA單克隆抗體和CTLA-4 Ig綜合療法在完全組織相容性復(fù)合物錯(cuò)配的島移植模型可誘導(dǎo)的供體特異性免疫耐受[10]。在自身免疫性疾病中應(yīng)用抗BTLA單克隆抗體和抗PD-1單克隆抗體綜合療法的療效也已經(jīng)在NOD小鼠中被證實(shí)了。這項(xiàng)研究表明在10周齡NOD小鼠中應(yīng)用抗BTLA單克隆抗體可以延遲其糖尿病的發(fā)生。另外，應(yīng)用抗BTLA單克隆抗體可以抑制抗PD-1單克隆抗體誘導(dǎo)產(chǎn)生的NOD小鼠糖尿病病情加速。此外，Ishida等人已經(jīng)證明在豚草誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)性結(jié)膜炎誘導(dǎo)期階段應(yīng)用抗BTLA單克隆抗體治療可以顯著增加嗜酸性粒細(xì)胞浸潤和T細(xì)胞產(chǎn)生TH2細(xì)胞因子。

HVEM-BTLA通路在人自身免疫性疾病發(fā)病機(jī)制中的作用仍然是一個(gè)巨大的未知數(shù)。盡管如此，Lin等人最近已經(jīng)指出攜帶中國人RA易感性的BTLA基因中SNP（C+800T）之間存在顯著相關(guān)性。迄今為止，沒有以BTLA–HVEM通路為靶標(biāo)的制劑投入臨床試驗(yàn)的報(bào)道。我們假設(shè)BTLA信號(hào)增強(qiáng)作用是適用于自身免疫性疾病的治療的，而對(duì)這條通路的阻斷也許對(duì)抗腫瘤與感染過程中發(fā)生的減弱免疫應(yīng)答具有治療效果。

9 結(jié)語

認(rèn)為控制APCs和T細(xì)胞間的信號(hào)交換對(duì)于臨床治療具有相當(dāng)重要的意義。T細(xì)胞應(yīng)答是環(huán)境依賴性的并且受多種受體-配體相互作用信號(hào)的影響。這些信號(hào)放大或縮小TCR所接收的通過抗原刺激T細(xì)胞而產(chǎn)生的原始信號(hào)，同時(shí)這些信號(hào)還負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)活化T淋巴細(xì)胞在體內(nèi)的擴(kuò)散和分化，或者控制在特定環(huán)境下的效應(yīng)功能。通過共抑制分子包括CTLA-4， PD-1和BTLA的信號(hào)調(diào)節(jié)因子可能調(diào)節(jié)腫瘤和慢性炎癥的自身免疫原性和應(yīng)答。因?yàn)樵诟鞣N自身免疫性疾病中的免疫應(yīng)答和正常情況下的免疫應(yīng)答也許在它們所要求的共刺激和共抑制信號(hào)方面不同，所以通過對(duì)共刺激信號(hào)的阻斷或者是利用復(fù)合受體拮抗劑來增強(qiáng)共抑制信號(hào)也許都是自身免疫疾病治療的潛在手段。endprint

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