辛 琪 李浩嫙
(中國醫科大學,遼寧 沈陽 110000)
過敏性哮喘是一種由吸入外源性過敏原導致呼吸道黏膜過度免疫反應的復雜炎癥性疾病。其炎癥狀態的特點是由氣道高反應導致的呼吸道黏膜大量的嗜酸粒細胞、淋巴細胞以及肥大細胞浸潤,并伴隨著Th2細胞因子(IL-4、IL-5、IL-13)參與的T細胞、B細胞、嗜酸粒細胞及肥大細胞的募集和激活過程。
穩定自然殺傷T細胞(iNKT)已經被證明在過敏性氣道炎癥的動物模型及哮喘患者的體內起到加強Th2反應的作用。本篇綜述將概述iNKT細胞在哮喘病理生理方面作用的研究進展,提出利用糖脂配體及CD1d結合性脂質拮抗劑作用于iNKT細胞來治療哮喘這一可能途徑。
iNKT細胞是一種獨特的具有進化保守性的T淋巴細胞,同時表達T細胞受體(TCR)和NK細胞受體(即鼠NK1.1、Ly49NK、人類CD161)。iNKT細胞通過穩定的TCR-α鏈(小鼠Vα14-Jα18,人類Vα24-Jα18)識別糖脂抗原,與TCR-β鏈通過一組限制性的Vβ基因相關聯。
iNKT細胞內存在內源性和外源性兩種糖脂配體,分別為內源性的iGb3和外源性病原微生物。iNKT細胞在體內連續暴露于內源性的脂質抗原(溶酶體糖脂鞘磷脂和iGb3)而被預激活,并一直保持這一狀態,通過如IL-12和Toll樣受體配體等環境刺激而快速產生調節性細胞因子,在MHCⅠ樣分子及CD1d的輔助下直接識別外源性糖脂抗原,特異性的激活傳統T細胞以控制整個免疫應答。
目前針對小鼠哮喘模型NKT細胞的研究已經獲得顯著進展,Matangkasombut[1]等對獼猴這種非人靈長類動物模型進行的實驗也為活化的NKT細胞直接引起AHR提供了證據,NKT細胞在哮喘患者體內的研究也證明了其與哮喘發生的必然關系。至今,已有充足研究證明哮喘患者的肺泡灌洗液和支氣管內膜活檢顯示了NKT細胞的存在,哮喘患者肺內NKT細胞的水平升高而正常個體肺內NKT細胞保持在不可檢測的低水平。
iNKT細胞以外源性過敏原依賴與非依賴的兩種方式調節細胞因子大量分泌,導致Th1/Th2失衡而誘發AHR等于哮喘發生具有密切關系的病理變化。
Vα24-iNKT細胞在過敏性哮喘CCR9高度表達的同時經外周血產生。CCR9通常表達在黏膜上,并定植于淋巴細胞。在無癥狀或類固醇治療有效的情況下,CCR9-iNKT在外周血中呈低水平或明顯的降低趨勢,而哮喘患者支氣管黏膜可檢測到CCR9-iNKT細胞的大量聚集。CCR9的配體CCL25可以促進過敏性哮喘患者肺內CCR9表達iNKT細胞。CCL25/CCR9相互作用,誘導表達在iNKT細胞上CD226的磷酸化,活化iNKT細胞發揮生物學功能。
Akbari[2]等人指出,在經αGC加載的CD1d四聚體的識別下,中重度持續性哮喘患者體內60%的T細胞是具有穩定的T細胞受體的Vα24-iNKT細胞。支氣管活檢樣本檢測揭示所有哮喘患者的固有層淋巴細胞均有CD4和Vα24穩定T細胞受體的表達,肺泡灌洗液中大部分則是細胞。支氣管哮喘患者肺內通過iNKT細胞循環中CCR9的選擇性誘導效應來選擇性的招募細胞產生的Th2細胞因子IL-4和IL-13。
CD4+-iNKT細胞與傳統的CD4+T細胞表達一部分相同的表型,在某種程度上是不易區分的。利用輻照后的抗原提呈細胞在外源性抗原缺乏及IL-2存在的環境下對人類iNKT克隆株進行培養,iNKT細胞發揮了選擇性產生IL-5的現象,這揭示了iNKT在引發嗜酸粒細胞浸潤過程中的直接作用。
αGC是目前發現的對iNKT細胞最有效的外源性糖脂抗原,其免疫調節活性已經被應用于基于免疫的治療性干預。另外,由于保守TCR的存在,及其在個體中廣泛的分布、提供多種細胞因子的巨大能力,如果對αGC結構進行修飾,正確處理iNKT細胞的多效性,iNKT細胞很有可能成為自身免疫性疾病、腫瘤及感染性疾病免疫療法的新靶點。
在致敏小鼠第一次抗原激發前單獨應用靜脈或鼻腔αGC注射可以阻止氣道高反應和氣道嗜酸細胞聚集,減少肺泡灌洗液中IL-4和IL-5的水平以及血清中卵白蛋白特異性IgE的水平[3]。通過αGC腹腔內注射的方法使IL-13及杯狀細胞增生的現象也得到了抑制[4]。αGC的這種治療作用與肺泡灌洗液中細胞因子從Th2向Th1的轉變相關,在抗原激發前應用αGC治療可以對典型哮喘癥狀的發生起到預防性保護作用。
然而,鼻腔注射αGC同時也具有促進AHR產生的副作用。αGC重復暴露的小鼠可以通過降低IFN-γ的水平誘導Th2極化,在過敏原致敏條件下連續應用αGC事實上提高了血清中抗原特異性IgE的水平,惡化了嗜酸細胞的肺部浸潤。另外,在鼻腔使用αGC本身也可刺激誘發AHR,促進嗜酸細胞浸潤,提高IgE的水平并且促進Th2細胞因子的產生。
DPPE-PEG是一種CD1d結合性脂質拮抗劑,對iNKT細胞依賴的AHR具有明顯的抑制作用。DPPE-PEG不僅是αGC有效地抑制劑,還可以與αGC競爭性的結合CD1d,直接阻斷αGC誘導的細胞外調節激酶的磷酸化,抑制TCR的信號轉導和iNKT細胞活化。
Vincent Lombardi[5]等人對卵白蛋白致敏的過敏性哮喘動物模型進行DPPE-PEG治療性研究得到,單獨應用DPPE-PEG有效抑制了氣道嗜酸細胞性炎癥的形成,降低了嗜酸粒細胞、淋巴細胞和巨噬細胞的水平;αGC刺激iNKT細胞分泌細胞因子這一過程明顯受到不同濃度DPPE-PEG的抑制;iNKT細胞對卵白蛋白特異性MHCⅡ依賴的Th2反應作用微弱。
在關注iNKT為靶向的哮喘治療所存在的潛在風險的同時,我們應著力探索更多如DPPE-PEG等療效更好,副作用更少的αGC替代物,iNKT細胞糖脂抗原所具備的多效性將為過敏性哮喘提供更多可行的治療方法。
[1]Matangkasombut P,Pichavant M,Yasumi T.Direct activation of natural killer T cells induces airway hyperreactivity in nonhuman primates[J].J Allergy Clin Immunol,2008,121(5):1287-1289.
[2]Akbari O,Faul JL,Hoyte EG,et al.CD4+ invariant T-cell-receptor+natural killer T cells in bronchial asthma[J].N Engl J Med,2006,354(11):1117-1129.
[3]Hachem P,Lisbonne M.αGC-induced iNKT cells suppress experimental allergic asthma in sensitized mice: role of IFN-gamma[J].Eur J Immunol,2005,35(10):2793-2802.
[4]Matsuda H,Suda T,Sato J,et al.alpha-Galactosylceramide,a ligand of natural killer T cells,inhibits allergic airway inflammation[J].Am J Respir Cell Mol Biol,2005,33(1):22-31.
[5]Lombardi V,Stock P,Singh AK.A CD1d-Dependent Antagonist Inhibits the Activation of Invariant NKT Cells and Prevents Development of Allergen-Induced Airway Hyperreactivity[J].J Immunol,2010,184(4):2107-2115.