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負向調節免疫應答。多項研究表明共抑制分子缺失和突變導致鼠和人自身免疫性疾病發生，表明來自共抑制分子的下調信號對于防治自身免疫起關鍵作用。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抑制自身反應性T細胞的功能。因此，對于一些未知的自身抗原所引起的自身免疫性疾病，共抑制信號調節是一個誘導產生耐受的有吸引力的途徑。特別是，CTLA-4 Ig在動物自身免疫性疾病模型中已經表現出非常明確的效果，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注。

關鍵詞：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：R593.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0218-02

免疫系統進化了多種機制用來阻止免疫細胞的有害激活。其中一種機制就是T細胞共刺激和共抑制信號之間的平衡。B7-1（CD80）/B7-2（CD86）-CTLA-4通路是T細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）相互作用負向調節T細胞活化。T細胞活化的第三個共抑制分子B細胞和T細胞弱化子（BTLA）是與CTLA-4和PD-1相似的細胞表面分子。由于這些抑制性復合受體抑制T細胞增殖和細胞因子產生，因此被認為在維持免疫穩態和耐受過程中發揮重要作用。

大量證據表明共刺激分子在預防自身免疫性疾病過程中起關鍵作用，因為這些分子缺失或者功能突變加速基因自身免疫性和多態性與人自身免疫性疾病遺傳易感性相關聯。

該文旨在概述共抑制分子的免疫生物學及其在自身免疫性疾病中所起的作用。同時也對通過改變共抑制通路靶向作用進行介入治療方法的優點和局限性進行綜述。

1 CD28/CTLA-4-B7通路在免疫應答調節中的作用

大量研究已經證明了CD28-B7共刺激通路對于TCR-MHC介導的T細胞活化的重要性[1]。T細胞上的CD28和抗原遞呈細胞（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細胞反應活化而且在自身反應性T細胞活化中也起到關鍵作用。CD28在幼稚T淋巴細胞和活化T淋巴細胞上結構性表面表達。B7-1分子在靜息的抗原遞呈細胞（APCs）上低水平表達，并且在T細胞與APC長期相互作用過程中上調表達。然而，B7-2分子在抗原遞呈細胞（APCs）上為持續性表達并且可以快速向上調。因此，B7-2分子很有介導初始T淋巴細胞活化，而B7-1分子可能在傳播免疫反應過程中發揮重要作用。

2 CTLA-4通路在維持自身耐受性中的作用

共抑制分子負信號缺陷可能降低自體反應性淋巴細胞激活的閾值，從而導致自身免疫性疾病發生。這一理論最早在缺乏CTLA-4的鼠中被證實，這些鼠為自身免疫表型或淋巴細胞高反應性表型。CTLA-4缺乏小鼠迅速發生伴隨多器官淋巴細胞浸潤和組織破壞的淋巴細胞增生性疾病，并在3-4周齡時死亡。在人類，CTLA-4被認為與各種自身免疫性疾病有關，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、系統性紅斑狼瘡（SLE）及乳糜瀉[2]。說明CTLA-4通過多種機制在多器官自身免疫性疾病發生過程中發揮關鍵性作用。

3 阻斷CD28-B7通路療法治療自身免疫性疾病

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

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，研制開發CD28信號傳導阻斷劑[3]。包括CTLA-4的胞外區和IgG區塊的恒定區的融合蛋白可以阻斷B7分子與CD28的相互作用，借此抑制T細胞活化。

抗CD80和CD86單克隆抗體體內試驗已經證明CD80和CD86在調節自身免疫性疾病的發展過程中發揮著不同的調節作用。在非肥胖模型糖尿?。∟OD）小鼠研究中，一種胰島素依賴型糖尿病（IDDM），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的關節炎（CIA）模型癥狀。這些矛盾的結果可以通過治療時限的影響或者疾病模型的病理差異來解釋。事實上這些療法不但阻斷來自CD28的信號同樣阻斷來自CTLA-4的信號，這就可以解釋為什么在某些情況下應用這些制劑治療反而會加劇自身免疫反應。

4 CTLA-4 Ig在人自身免疫性疾病中的臨床應用

基于在鼠模型實驗中鼓舞人心的結果，CTLA-4 Ig有效性已經在自身免疫性疾病病人中被驗證了。阿巴西普是CTLA-4分子的細胞外功能區與人IgGI的Fc段結合而成的可溶性融合蛋白[4]。針對大部分類風濕性關節炎（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。阿巴西普對于對傳統慢作用藥物或TNF拮抗劑治療無效的幼年特發性關節炎（JIA）也有顯著療效。

另外，除類風濕性關節炎和幼年特發性關節炎之外，阿巴西普在銀屑病住院病人一期臨床試驗已經表現出臨床療效。在一項對系統性紅斑狼瘡（SLE）病人進行的研究中，阿巴西普對于骨骼肌系統癥狀也有明顯療效[5]。

Belatacept（LEA29Y）作為一種與阿巴西普不同的可溶性融合蛋白，對CTLA-4的配體結合區兩個氨基酸進行了替換，通過修飾，具有與B7分子更強親和力和對T細胞活化更強的抑制力。Belatacept在用于治療預防急性腎移植排斥反應和維持腎小球濾過率方面與環孢菌素同樣有效。endprint

5 PD-1-PD-L1/PD-L2通路抑制T細胞活化

PD-1（CD279）為屬于CD28家族的另一個負性協同刺激分子受體。PD-1主要在活化的T、B細胞、調節性T細胞和單核細胞上呈誘導性表達，屬于B7超家族，有PD-L1（B7-H1）和 PD-L2（B7-DC）兩個配體。PD-1與配體結合通過組織細胞周期抑制CD4+T和CD8+T細胞增殖。PD-L1不僅在造血細胞包括T、B細胞、肥大細胞、樹突細胞、單核細胞和巨噬細胞表達，而且在一些實質組織包括血管內皮、多種器官上皮細胞中也有表達。然而，PD-L2表達在天然免疫細胞如樹突狀細胞（DCs）和巨噬細胞。

與CTLA-4缺陷小鼠不同，PD-1缺乏導致后續生存過程中自身免疫性疾病的發生。PD-1缺陷型C57BL/6小鼠自發狼瘡性腎小球腎炎和類風濕性關節炎[6]。另外，PD-1缺乏BALB/c小鼠易患擴張性心肌病，心肌病的發生與小鼠體內產生自身抗體對抗心肌肌鈣蛋白I有關，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PD-1通路阻斷的最初研究就已經指出針對PD-1和 PD-L1通路的阻斷而非PD-L2通路的阻斷可加速NOD小鼠糖尿病的發病。另一方面，針對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）的發生。相反，針對PD-L1而不是PD-L2的阻斷顯著增加髓鞘少突膠質糖蛋白肽接種BALB/c小鼠EAE的發病率。這些結果表明PD-L1和PD-L2以一種顯著不同的方式差別調節EAE發病率和慢性病程。

迄今為止，在PD-1基因中已經鑒定30多個單核苷酸多態性（SNPs）分子標記。許多報道強調一些PD-1基因中的SNPs可能影響基因的表達和轉錄。有研究表明學者們已經嘗試利用SNPs作為鑒定諸如SLE和RA的一些自身免疫性疾病發病機理。例如，Prokunina等人已經指出PD-1基因內的一個與SLE發生相關的SNP，可以改變位于基因內小牛相關的轉錄因子1（RUNX1）增強子的連接位點。PD-1基因內SNPs也已經在多發性硬化癥（MS）、強直性脊柱炎（AS）和甲狀腺功能亢進進行研究。在日本和菲律賓人患亞急性硬化性全腦炎（SSPE）住院病人中已經證明PD-1基因內存在一個高頻特殊SNP[7]。當前，兩個抗PD-1單克隆抗體正在進行二期臨床試驗以確定其抗腫瘤療效。其中一個MDX-1106在腎細胞癌和黑色素瘤治療中已經證明其臨床療效且沒有嚴重毒性反應。

7 BTLA-HVEM通路是淋巴細胞活化的第三抑制通路

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

8 BTLA-HVEM通路在自身免疫性疾病中的相關性

最近的分析表明BTLA在免疫抑制應答中起重要作用。BTLA缺陷小鼠會表現出如下癥狀：顯著增強的特異性抗體應答和對實驗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合物錯配發生的急性排斥反應，加速實驗性大腸炎病情[9]。我們已經指出BTLA缺乏也可以引起自身耐受性的崩潰，導致自身免疫性肝炎（AIH）樣疾病和淋巴細胞多器官浸潤發生。BTLA在狼瘡（MRL-lpr）鼠自身免疫性疾病中發揮重要保護作用。

曾有報道應用抗BTLA單克隆抗體和CTLA-4 Ig綜合療法在完全組織相容性復合物錯配的島移植模型可誘導的供體特異性免疫耐受[10]。在自身免疫性疾病中應用抗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在NOD小鼠中被證實了。這項研究表明在10周齡NOD小鼠中應用抗BTLA單克隆抗體可以延遲其糖尿病的發生。另外，應用抗BTLA單克隆抗體可以抑制抗PD-1單克隆抗體誘導產生的NOD小鼠糖尿病病情加速。此外，Ishida等人已經證明在豚草誘導的實驗性結膜炎誘導期階段應用抗BTLA單克隆抗體治療可以顯著增加嗜酸性粒細胞浸潤和T細胞產生TH2細胞因子。

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

9 結語

認為控制APCs和T細胞間的信號交換對于臨床治療具有相當重要的意義。T細胞應答是環境依賴性的并且受多種受體-配體相互作用信號的影響。這些信號放大或縮小TCR所接收的通過抗原刺激T細胞而產生的原始信號，同時這些信號還負責調節活化T淋巴細胞在體內的擴散和分化，或者控制在特定環境下的效應功能。通過共抑制分子包括CTLA-4， PD-1和BTLA的信號調節因子可能調節腫瘤和慢性炎癥的自身免疫原性和應答。因為在各種自身免疫性疾病中的免疫應答和正常情況下的免疫應答也許在它們所要求的共刺激和共抑制信號方面不同，所以通過對共刺激信號的阻斷或者是利用復合受體拮抗劑來增強共抑制信號也許都是自身免疫疾病治療的潛在手段。endprint

參考文獻

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