獲得性再生障礙性貧血的免疫發(fā)病機(jī)制

劉家慶 朱玉霞

再生障礙性貧血(aplastic anemia，AA)，簡(jiǎn)稱再障，是由多種原因引起的骨髓造血功能減低或衰竭，導(dǎo)致周圍血全血細(xì)胞減少的綜合征，臨床上常表現(xiàn)為較嚴(yán)重的貧血、出血和感染。有關(guān)獲得性再障的機(jī)制研究主要經(jīng)歷3個(gè)階段。最初人們認(rèn)為，獲得性再障的發(fā)生是各種誘發(fā)因素(尤其藥物及化學(xué)物質(zhì))對(duì)骨髓細(xì)胞的直接毒性作用的結(jié)果。隨著免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)及分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)再障的病理機(jī)制呈現(xiàn)高度的異質(zhì)性，“種子(HSC內(nèi)在增殖缺陷)”、“土壤(造血微環(huán)境支持功能缺陷)”和“蟲子(異常免疫反應(yīng)損傷造血干細(xì)胞)”學(xué)說逐漸占據(jù)上風(fēng)。但隨著免疫抑制劑在再障治療上的應(yīng)用，其治療再障的顯著療效使人們逐漸意識(shí)到免疫機(jī)制在再障的發(fā)生中發(fā)揮了重要的作用。現(xiàn)今眾多的研究表明，獲得性再障是在遺傳易感性和異常免疫狀態(tài)的基礎(chǔ)上，由諸多外界因素誘發(fā)，共同致病的結(jié)果。異常細(xì)胞免疫反應(yīng)是獲得性再障發(fā)病機(jī)制中的主要環(huán)節(jié)。這不僅為免疫抑制治療(IST)的應(yīng)用提供了可靠的理論依據(jù)，亦對(duì)IST方案的改進(jìn)具有重要的指導(dǎo)意義。本文就再障患者的遺傳易感性及異常免疫狀態(tài)做一簡(jiǎn)單闡述，以總結(jié)目前再障的免疫發(fā)病機(jī)制。

1 遺傳易感性

在對(duì)再障的研究中，人們發(fā)現(xiàn)了相關(guān)的易感基因，其中，以人類白細(xì)胞抗原(HLA)表型、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶(GST)基因及端粒酶基因的研究最為深入。

1.1 HLA表型 HLA與免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)密切相關(guān)。Song等[1]檢測(cè)了109例韓國(guó)再障患者和800例健康對(duì)照者的HLA－DRBI等位基因，發(fā)現(xiàn)再障患者HLA－DRBI*1501基因頻率明顯升高，重型再障HLA－DRBI*1302基因頻率明顯低于慢性再障，故認(rèn)為在韓國(guó)，HLA－DRBl*1501是再障的易感因素，HLA－DRBI*1302是重型再障的一個(gè)保護(hù)基因。Usman等[2]通過檢測(cè)38位巴基斯坦卡拉奇再障患者和300例健康對(duì)照者的HLA－DR2發(fā)現(xiàn)，再障患者HLA－DR2陽性率明顯高于正常對(duì)照者。黃永蘭等[3]的研究結(jié)果顯示，我國(guó)山東日照地區(qū)HLA－DRBI*1501陽性再障患者對(duì)環(huán)孢素治療更敏感。

1.2 GST基因 GSTMl與GSTFl互為同功酶。GSTFl的缺乏導(dǎo)致機(jī)體喪失了對(duì)外界有毒物質(zhì)或致癌物質(zhì)的調(diào)節(jié)代謝作用，也因此增加了罹患疾病的危險(xiǎn)性。Sutton等[4]檢測(cè)了196例再障患者GSTMl和GSTFl的基因型，發(fā)現(xiàn)GSTFl無效基因型在高加索、亞洲和西班牙的患者中過度表達(dá)，并且在高加索再障患者中還發(fā)現(xiàn)GSTMl/GSTFl雙無效基因型過度表達(dá)。因此認(rèn)為，缺乏GSTFl或GSTMl/GSTFl雙缺乏的個(gè)體患再障的危險(xiǎn)性增加。

1.3 端粒酶基因 TERC基因是編碼端粒酶RNA的基因，TERT是基因決定端粒酶RNA逆轉(zhuǎn)錄酶活性的基因。Zhong TX等通過對(duì)再障患者研究，發(fā)現(xiàn)了TERT序列8種不同變異和5種TERC變異。Vulliamy等[5]檢測(cè)了包括再障在內(nèi)的80例骨髓衰竭綜合征患者，發(fā)現(xiàn)15例有不同程度的TERT突變。而一組對(duì)124例再障患者的研究亦發(fā)現(xiàn)患者組TERT基因突變率高于正常對(duì)照組。因此認(rèn)為，TERT基因突變可能是其致病原因，TERC基因突變使端粒長(zhǎng)度縮短，TERT基因突變使得端粒酶活性不足以代償端?？s短現(xiàn)象，從而導(dǎo)致骨髓干細(xì)胞儲(chǔ)備和更新能力下降，再障發(fā)病增加[6]。

此外，TNF－α啟動(dòng)子區(qū)為TNF2(308A)基因型、VNDR 1349基因?yàn)?2－12純合子型、細(xì)胞色素 P450亞酶為CYP1A1m4型等均被認(rèn)為是可能的再障易感因素[7]。

2 再障患者異常免疫狀態(tài)

2.1 固有免疫 與正常人比較，再障患者CD4+細(xì)胞的Toll蛋白樣受體(TLR)基因上調(diào)，TLR能識(shí)別脂蛋白抗原，參與天然免疫反應(yīng)，提示天然免疫在再障發(fā)生中發(fā)揮一定作用。但是天然免疫激活如何導(dǎo)致或促成再障發(fā)病尚待深入研究。

2.2 特異性免疫

2.2.1 細(xì)胞亞群分布及表型表達(dá)異常 大量實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，多數(shù)AA患者骨髓及外周血DC細(xì)胞、T細(xì)胞亞群分布及表型表達(dá)異常，如SAA患者DC表面共刺激分子CD86表達(dá)增高，提示其抗原呈遞能力增強(qiáng)[8]。同時(shí)，再障患者DC1細(xì)胞(CD11c+)在骨髓單個(gè)核細(xì)胞中所占比例較正常人增高，提示其激活Th0向Th1轉(zhuǎn)化的能力更強(qiáng);而從T細(xì)胞角度來看[7]，再障患者CD4+和CD8+T細(xì)胞數(shù)量較正常人多，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(CD4+、CD25+、FOXP3+)相對(duì)缺乏，CD4+、TGFβ1+(Th3)細(xì)胞、CD8+、TGFβ1+細(xì)胞的百分率均明顯低于正常對(duì)照組，以 Th3細(xì)胞下降更明顯，CD4/CD8，TH1/TH2，Tcl/Tc2細(xì)胞比例升高，提示機(jī)體特異性免疫增強(qiáng)，抑制自身免疫反應(yīng)的能力下降，尤其是Th3細(xì)胞的下降，使得Thl細(xì)胞的抑制被解除，進(jìn)而Thl細(xì)胞功能亢進(jìn)，CD4+和CD8+細(xì)胞向Ⅰ型細(xì)胞極化，并通過一系列下游細(xì)胞因子的作用，導(dǎo)致骨髓造血功能衰竭的發(fā)生;此外，再障患者骨髓CD4+和CD8+細(xì)胞及慢性再障患者CD8+細(xì)胞在受植物血凝素刺激前表達(dá)CD69比例高于正常對(duì)照，并且受植物血凝素刺激后CD69表達(dá)率明顯增高。SAA患者B淋巴細(xì)胞的CD86(B7－2)與T細(xì)胞膜上的相應(yīng)受體CD28均處于高表達(dá)狀態(tài)，而自然殺傷T細(xì)胞(NKT細(xì)胞)CDR3的表達(dá)呈多克隆性(其在正常人呈寡克隆或單克隆性)，NKT細(xì)胞特異的JaQ基因在再障患者中表達(dá)很弱或是檢測(cè)不到(其在正常人中則有很強(qiáng)的表達(dá))，提示再障患者的T細(xì)胞處于預(yù)激活狀態(tài)，對(duì)外來刺激的激活潛能大，T細(xì)胞激活增多，而NKT細(xì)胞數(shù)量則有明顯減少或缺失，不能正常發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[9]。上述發(fā)現(xiàn)均說明，細(xì)胞免疫功能的紊亂在再障發(fā)生中發(fā)揮了重要的作用。

2.2.2 造血調(diào)控因子異常 再障患者體內(nèi)活化的淋巴細(xì)胞可產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，它們?cè)跈C(jī)體的免疫及造血調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。如再障患者血液和骨髓中的IFN－γ和TNF－α增加，且游離腫瘤壞死因子受體(TNFR)水平較正常對(duì)照高。治療后隨病情好轉(zhuǎn)，IFN－γ和TNF－α亦呈下降趨勢(shì)。再障患者的血清及單個(gè)核細(xì)胞(MNC)培養(yǎng)上清中IL－2水平升高，IL－12水平上調(diào)。而IL－12能誘導(dǎo)早期輔助性T淋巴母細(xì)胞分化為Thl細(xì)胞，并可與IL－2協(xié)同刺激細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞增殖[7]。此外，再障患者T細(xì)胞表達(dá)的T－bet明顯升高，GATA－3明顯下降，在沒有任何刺激的情況下，T－bet直接結(jié)合到IFN－γ啟動(dòng)子的鄰近部位，引發(fā)IFN－γ的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[7]。而GATA－3是Th2特異的轉(zhuǎn)錄因子，有研究顯示，T－bet通過抑制GATA－3表達(dá)來阻斷GATA－3與Th2因子相互作用而誘導(dǎo)已成熟的Th2向Th1逆向轉(zhuǎn)化。Th1極化的增強(qiáng)使得I型細(xì)胞因子分泌增多，其中IFN－γ和TNF－α能誘導(dǎo)一氧化氮聚合酶合成，產(chǎn)生大量的一氧化氮，加重骨髓的造血衰竭，而再障患者骨髓單個(gè)核細(xì)胞可表達(dá)一氧化氮合酶(iNOS)基因，正常人或骨髓移植治愈后的患者不表達(dá)該基因。患者骨髓液NO濃度高于正常對(duì)照，進(jìn)一步加重了對(duì)骨髓的造血衰竭[10]。

綜合以上發(fā)現(xiàn)，人們提出異常細(xì)胞免疫反應(yīng)是獲得性再障發(fā)病機(jī)制中的主要環(huán)節(jié)。目前普遍接受的細(xì)胞免疫模式為，正常情況下，抗原提呈細(xì)胞將抗原提呈給T淋巴細(xì)胞，誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞活化，活化的T細(xì)胞釋放大量IL－2，進(jìn)一步誘導(dǎo)T細(xì)胞的克隆增殖。從信號(hào)傳導(dǎo)方面看[7]，一方面結(jié)合有抗原肽的TCR活化PKC，從而激活T－bet，T－bet作為轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合到IFN－γ啟動(dòng)子區(qū)，誘導(dǎo)IFN－γ基因表達(dá);另一方面APC與T細(xì)胞相互作用后募集SAP，SAP與Fyn結(jié)合后調(diào)節(jié)SLAM的活性，從而抑制IFN－γ基因的過度表達(dá)。但在再障患者體內(nèi)，T－bet基因持續(xù)表達(dá)，而SAP基因處于低水平表達(dá)，從而導(dǎo)致IFN－γ及TNF－α的表達(dá)上調(diào)。過度表達(dá)的IFN－γ及TNF－α可以上調(diào)造血干細(xì)胞表面IFN受體、TNF受體以及Fas受體的表達(dá)[11]。當(dāng)異常表達(dá)的IFN－γ、TNF－α以及FasL與造血干細(xì)胞表面相應(yīng)的受體結(jié)合后，則可通過阻斷細(xì)胞周期;誘導(dǎo)一氧化氮合成酶(NOS)活化，產(chǎn)生具有細(xì)胞毒性的NO;增加RNA酶L的表達(dá)，減少細(xì)胞生存必需蛋白的合成。上述作用的結(jié)果最終導(dǎo)致造血干細(xì)胞的大量凋亡，骨髓造血功能的全面衰竭。因此很好的解釋了T細(xì)胞免疫抑制治療(ATG/ALG+CSA等)之所以能在獲得性再障治療中取得良好的療效的原因[7]。

此外，有關(guān)自身抗原的研究也在深入進(jìn)行中。有關(guān)T細(xì)胞表面TCR－VβCDR3區(qū)域的研究表明，正常對(duì)照組CDR3呈正態(tài)分布，而再障患者CDR3分布曲線出現(xiàn)數(shù)個(gè)單克隆或寡克隆峰，去除優(yōu)勢(shì)克隆的患者T細(xì)胞僅對(duì)異基因造血干細(xì)胞有殺傷作用，而未經(jīng)處理的患者T細(xì)胞對(duì)自身細(xì)胞也有殺傷作用，提示特異性抗原存在的可能。Hirano等[12]的研究表明，Kinectin蛋白可以與近40%的再障患者體內(nèi)的抗體相結(jié)合。體外研究表明，Kinectin蛋白可以誘導(dǎo)產(chǎn)生具有抑制人類造血細(xì)胞克隆形成能力的細(xì)胞毒性T細(xì)胞，但時(shí)至今日，尚無人體內(nèi)存在抗Kinectin的T淋巴細(xì)胞的依據(jù)。Feng等[13]人的研究則表明，安定結(jié)合抑制蛋白－1可以與少數(shù)骨髓衰竭患者體內(nèi)的抗體相結(jié)合。同樣，他們的體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了安定結(jié)合抑制蛋白－1可以誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞毒性T細(xì)胞，并且現(xiàn)已從2個(gè)患者體內(nèi)分離到可以與安定結(jié)合抑制蛋白－1多肽結(jié)合的T細(xì)胞前體。膜突蛋白是一種連接細(xì)胞膜和細(xì)胞骨架的細(xì)胞內(nèi)蛋白，Takamatsu等[14]人的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，再障患者體內(nèi)存在的抗膜突蛋白抗體，在體外可以誘導(dǎo)再障患者外周血單個(gè)核細(xì)胞分泌TNF－α和IFN－γ。盡管AA的體液免疫不是直接的發(fā)病因素，但抗原特異性自身抗體的出現(xiàn)也可作為尋找T細(xì)胞靶抗原的證據(jù)。

綜上所述，免疫異常反應(yīng)在AA患者中具有更重要的意義，尤其是T淋巴細(xì)胞數(shù)量、亞群及功能的異常與再障密切相關(guān)。因此，深入研究再障患者的細(xì)胞免疫功能，特別是T淋巴細(xì)胞免疫功能的異常表現(xiàn)、致病機(jī)制及病因，對(duì)于正確闡明再障的免疫發(fā)病機(jī)制，進(jìn)而指導(dǎo)免疫調(diào)控治療將有重要意義，且有可能為其他免疫性疾病的研究治療提供線索和思路。

[1]Song EY，Park S，Lee DS，et al.Association of human leukocyte antigen－DRB1 alleles with disease susceptibility and severity of aplastic anemia in Korean patients[J].Hum Immunol，2008，69(6):354－359.

[2]Usman M，Adil SN，Moatter T，et al.Increased expression of HLA DR2 in acquired aplastic anemia and its impact on response to immunosuppressive therapy[J].J Pak Med Assoc，2004，54(5):251－254.

[3]黃永蘭，黃紹良，黃科，等.再生障礙性貧血患兒HLA－DRB1*15表達(dá)及其與免疫抑制治療療效的關(guān)系[J].中國(guó)實(shí)驗(yàn)血液學(xué)雜志，2007，15(6):1212 －1215.

[4]Sutton JF，Stacey M，Kearns WG，et al.Increased risk for aplastic anemia and myelodysplastic syndrome in individuals lacking glutathi-one S － transferase genes[J].Pediatr Blood Cancer，2004，42(2):122－126.

[5]Vulliamy TJ，Walne A，Baskaradas A，et al.Mutations in the reverse transcriptase component of telomerase(TERT)in patients with bone marrow failure[J].Blood Cells Mol Dis，2005，34(3):257－263.

[6]Aspesi A，Vallero S，Rocci A，et al.Compound heterozygosity for two new TERT mutations in a patient with aplastic anemia[J].Pediatr Blood Cancer，2010，55(3):550 －553.

[7]Young NS，Scheinberg P，Calado RT.Aplastic anemia[J].Curr Opin Hematol，2008，15(3):162 － 168.

[8]Zonghong S，Meifeng T，Huaquan W，et al.Circulating myeloid dendritic cells are increased in individuals with severe aplastic anemia[J].Int J Hematol，2011，93(2):156 － 162.

[9]Zeng W，Maciejewski JP，Chen G，et al.Selective reduction of natural killer T cells in the bone marrow of aplastic anaemia[J].Br J Haematol，2002，119(3):803 － 809.

[10]Chung IJ，Lee JJ，Nam CE，et al.Increased inducible nitric oxide synthase expression and nitric oxide concentration in patients with aplastic anemia[J].Ann Hematol，2003，82(2):104 －108.

[11]Solomou EE，Keyvanfar K，Young NS.T－bet，a Th1 transcription factor，is up－regulated in T cells from patients with aplastic anemia[J].Blood，2006，107(10):3983 －3991.

[12]Hirano N，Butler MO，Von Bergwelt－Baildon MS，et al.Autoantibodies frequently detected in patients with aplastic anemia[J].Blood，2003，102(13):4567 －4575.

[13]Feng X，Chuhjo T，Sugimori C，et al.Diazepam－binding inhibitorrelated protein 1:a candidate autoantigen in acquired aplastic anemia patients harboring a minor population of paroxysmal nocturnal hemoglobinuria － type cells[J].Blood，2004，104(8):2425 －2431.

[14]Takamatsu H，Espinoza JL，Lu X，et al.Anti－moesin antibodies in the serum of patients with aplastic anemia stimulate peripheral blood mononuclear cells to secrete TNF－alpha and IFN－gamma[J].The Journal of Immunology，2009，182(1):703 －710.