T細胞CD28家族受體在哮喘發病中的作用

許雪梅，唐宗生，李志鴻

(皖南醫學院弋磯山醫院 兒科，安徽 蕪湖 241000)

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·綜 述·

T細胞CD28家族受體在哮喘發病中的作用

許雪梅，唐宗生，李志鴻

(皖南醫學院弋磯山醫院 兒科，安徽 蕪湖 241000)

哮喘是兒童常見的慢性呼吸系統疾病，患病人數多，上升快。關于哮喘發病機制研究眾多。研究認為共刺激分子CD28- B7- 1/B7- 2、ICOS- ICOSL、CTLA- 4- B7- 1/B7- 2、PD- 1- PDL- 1/PDL- 2、BTLA- HVEM 5條共刺激信號通路主要影響T細胞的活化、增殖和分化，并導致Th1/Th2分化比例失衡，在過敏性疾病和哮喘的發病過程中起重要作用。本文作者綜合敘述有關T細胞CD28家族受體在哮喘發病中的作用。

白細胞分化抗原28； 可誘導共刺激分子； 細胞毒性T淋巴細胞抗原- 4； 程序性死亡受體- 1； B和T淋巴細胞弱化因子； 哮喘； 綜述

哮喘是以可變性氣道受限為特征的慢性呼吸系統疾病。預計到2025年全球受哮喘影響人數將增加至4億人[1]。一些流行病學研究顯示，我國哮喘的患病率比西方發達國家低，但現有的數據表明，其上升趨勢更為快速[2]。基因的多態性、特應質、病原體感染、空氣污染、非特異性冷空氣刺激、吸入性過敏原以及人們日益增加的衛生意識使嬰兒早期時候較少接觸并暴露于微生物(過敏原)，這些都增加了未來罹患過敏性疾病的風險，被認為是哮喘的危險因素[3- 7]。免疫應答所致的氣道慢性炎癥被認為是哮喘的本質，其核心是T細胞的活化、增殖和分化。共刺激分子在其中扮演重要的角色。關于T細胞白細胞分化抗原28(CD28)家族受體參與哮喘發病的研究一直在進行。根據參與的共刺激分子功能不同，可促進炎癥性過敏反應或有利于免疫調節。本文作者對現已認識的T細胞CD28家族受體的表達在哮喘疾病中的作用進行概述。

1 CD28家族刺激性受體與哮喘

CD28是兩條相同多肽鏈由二硫鍵連接組成的相對分子量為44 kDa的同源二聚體糖蛋白，包含1個單一的免疫球蛋白可變區，表達于幾乎所有的CD4+T細胞和約半數CD8+T細胞上，其配體是B7- 1分子(CD80)和B7- 2分子(CD86)，兩者胞膜外區IgV區和C區具有25%同源性，但胞質區的氨基酸序列表現出明顯的差異。在過敏原激發期間阻斷CD28介導的共刺激可保護小鼠遠離過敏性氣道疾病[8]。CD28缺乏的小鼠仍然能夠發生過敏性氣道炎癥，表明CD80和(或)CD86的過度表達與哮喘的發病有關。哮喘兒童血清白細胞介素4(IL- 4)含量明顯增高[9]。研究發現在變應原激發期間應用針對CD86的小干擾RNA(siRNA)可阻斷實驗性過敏性哮喘[10]；在氣喘小鼠模型特異性靶向CD80和CD86 siRNA能夠抑制CD80和CD86的表達，從而通過增加γ干擾素(IFN- γ)生成減少IL- 4水平，調節Th1/Th2細胞因子[11]。大量體外實驗試圖使用嵌合Fc蛋白，即CTLA- 4Ig(細胞毒T細胞抗原4和人免疫球蛋白G的重組融合蛋白)來探索B7- 1和B7- 2介導的共刺激的重要性。CTLA- 4Ig與B7- 1和B7- 2具有高結合力，并阻止CD28和CTLA- 4的信號。CD28介導的信號對Th2細胞因子的誘導、氣道嗜酸粒細胞的聚集和氣道高反應性的建立尤為重要，其中CD28/B7- 2被認為是介導過敏性炎癥的主要共刺激通路。總而言之，CD28與配體B7- 1和B7- 2結合后為初始細胞周期進程提供關鍵信號，促進T細胞活化、增殖，使Th0細胞偏向Th2細胞分化，分泌的IL- 4等細胞因子促進B細胞的分化、增殖和IgE(免疫球蛋白E)的生成，推動過敏性疾病的發生、發展。CD28還可以介導特殊趨化因子的釋放，使T細胞移行到炎癥部位發揮作用。除哮喘外，CD28- B7還與自身免疫性疾病、腫瘤、器官移植等關系密切。

ICOS在結構和功能上與CD28最具同源性，是CD28家族的第3個成員。CD28、CTLA- 4、ICOS 3個基因相鄰并按序緊密相連，位于人2q33或鼠的1號染色體上。ICOS基因結構上不含“MYPPPY”模序，不能結合配體B7- 1、B7- 2，而與B7相關蛋白1(B7RP- 1)，即可誘導共刺激分子配體(ICOSL)結合。ICOS表達受到TCR信號的誘導，局限于活化后的T細胞上，可在輔助T細胞前體(Thp)細胞活化后24～48 h內在體外被誘導表達。ICOS不僅加強已建立的免疫應答中CD28的某些作用，還引起額外的效應T細胞的功能。ICOS介導的共刺激可以調節Th2效應細胞的功能而不影響Th2細胞分化，調節Th2細胞因子的生成。一項研究表明，過敏原激發氣道反應后ICOS富集T細胞的轉移誘導受者T細胞和B細胞的浸潤以及局部肺內漿細胞生成抗原特異性IgE。相反，ICOS缺乏的那一部分T細胞的轉移引起非常少的B細胞的浸潤，無IgE生成。ICOS缺陷的小鼠不能夠誘導高IgE反應，表明其具有誘導IgE生成的作用[12]。這些數據表明，表達ICOS的效應T細胞為B細胞浸潤和IgE生成所必須。IgE可通過促進相關炎癥介質的合成與釋放參與哮喘的發病。研究也表明，ICOSL在過敏性炎癥反應應答和高氣道反應的發生發展中扮演重要角色[13]。ICOS/ICOSL的相互作用不僅促進了Th2細胞驅動的炎癥發展，而且介導了黏膜耐受，正如有研究表明暴露于氣源性過敏原的小鼠支氣管淋巴結肺樹突狀細胞通過ICOS/ICOSL通路誘導調節性T細胞的共刺激作用[14]，這些T細胞產生IL- 10，顯示抑制活性，當過繼性轉移至致敏小鼠，可抑制氣道高反應性的發展。IL- 10抑制CD28或ICOS介導的T細胞共刺激作用的機制依賴Src同源區2蛋白酪氨酸磷酸酶- 1(SHP- 1)。具體來說，SHP- 1磷酸化后，IL- 10偶聯受體激發酪氨酸激酶2(Tyk2)活化。SHP- 1的活化形式使共刺激分子CD28和ICOS去磷酸化。因此參與信號轉導的下游分子被廢除，通過這些共刺激分子T細胞活化受損。此外，IL- 10基因- 627C/A多態性也可能與哮喘有關[15]。除了IL- 10，ICOS還與IL- 17的生成有關。Bauquet等[16]提出在ICOS缺乏小鼠的T細胞表達極低水平的IL- 17。作者認為ICOS偶聯誘導轉錄因子c- Maf的表達，c- Maf調節IL- 21生成，控制Th17細胞的擴增。需指出的是，2型先天淋巴樣細胞(ILC2s)的發現改變了我們以往對哮喘發病機制的認識，其不同于我們所熟知的免疫細胞，包括B細胞、樹突狀細胞、iNKT細胞、巨噬細胞和粒細胞[17]。ILC2s不僅表達ICOS，而且表達ICOS- L[18]。

2 CD28家族抑制性受體與哮喘

CTLA- 4是CD28家族的第2個成員，與CD28有大約30%的氨基酸同源性，靜止T細胞上基本檢測不到，主要表達于活化T細胞上，表達量只有CD28的2%～3%，配體(B7- 1、B7- 2)與CD28相同，但其親和力比CD28高得多。CTLA- 4作用與CD28相反，是T細胞活化的重要負性共刺激因子，介導負性信號的傳導，抑制T細胞的分化、增殖以及與哮喘患者氣道炎癥反應有關的Th2細胞因子的產生，在下調免疫應答及維持免疫耐受中發揮作用。CTLA- 4基因多態性也被認為是哮喘的一個危險因素。Howard等[19]描繪了與哮喘表型有關的4個單核苷酸多態性位點。他們證實這些特定的基因多態性單獨或組合與哮喘患者IgE滴度的升高或支氣管高反應性有關。在一篇類似的報告中Lee等[20]研究了CTLA- 4啟動子(-318 C/T)和基因(+49 C/G)多態性的影響。他們證實在啟動子水平的多態性與哮喘的嚴重程度有關，而+49 C/G多態性與氣道高反應性相關聯。Yao等[21]最新一項Meta分析認為CTLA- 4外顯子-1+49A/G多態性可能是哮喘易感性的一個危險因素。這些研究證實CTLA- 4確實參與到了過敏性疾病的發病過程。CTLA- 4似乎在致敏階段比建立過敏后發揮著更重要的作用。在用花草提取物建立致敏小鼠模型的致敏階段，阻斷抗CTLA- 4或阻斷抗CD154(抗- CD40L)抗體可阻止抗原特異性抗體的生成。相反，對于已致敏小鼠，抗CTLA- 4或抗CD154抗體未能減少抗原特異性IgE的水平[22]。CTLA- 4可阻斷IL- 2的基因轉錄從而影響IL- 2的生成及發揮作用，從而降低哮喘患者的氣道炎癥及氣道高反應性。CTLA- 4也可阻止細胞周期蛋白CyclinD3和細胞周期蛋白依賴性激酶CDK4/CDK6的生成，使T細胞增殖停留在G1期，抑制哮喘的免疫應答反應。關于CTLA- 4Ig治療作用的實驗研究較多，已證明其誘導自身免疫和同種異體移植物免疫耐受是通過阻斷CD28介導的共刺激作用而完成的[23]。CTLA- 4Ig在抗移植排斥反應、自身免疫性疾病的治療中特異性高以及高效低毒副作用的特點使其頗受重視，并逐漸由實驗室推向臨床。

PD- 1是一個55 kDa跨膜蛋白，與CTLA- 4胞膜外區具有24%氨基酸同源性。PD- 1與CD28、ICOS、CTLA- 4不同，在胞膜內區不含YXXM模序，其尾部有一個ITIM模序傳遞抑制信號。在靜息T細胞上亦未能發現PD- 1，它表達于活化的T細胞表面。PD- 1有兩個配體，其中一個是細胞程序性死亡配體1(PDL- 1)，其胞膜外區與B7- 1具有20%的氨基酸同源性，與B7- 2有15%的同源性；另外一個是細胞程序性死亡配體2(PDL- 2)，與PDL- 1具有37.4%的同源性，與B7- 2有20%的同源性。在小鼠，PDL- 1與PDL- 2具有70%的同源性，在人類為40%。PDL- 1表達于單核細胞，單核細胞活化后表達下調；相反，PDL- 2在激活后被誘導。PDL- 1和PDL- 2兩者都可抑制T細胞的活化，并減少相應細胞因子的生成。PDL- 1抑制Th1細胞介導的炎癥反應，IL- 4生成更多，增強氣道高反應性；而PDL- 2抑制Th2細胞介導的炎癥反應，IFN- γ表達增加，減輕氣道高反應性。PDL- 2缺乏的小鼠氣道高反應性和肺部炎癥反應明顯增強，而PDL- 1缺乏的小鼠氣道高反應性顯著減弱[24]。在過敏原激發期間應用PDL- 2阻斷抗體而不阻斷PD- 1和PDL- 1增強氣道高反應性，促進IL- 2的生成，應用PDL- 1阻斷抗體增加Th1細胞因子的生成；進一步的研究觀察到這種作用是由IFN- γ介導，因為應用抗PDL- 2抗體治療IFN- γ缺乏小鼠，并未增強其氣道高反應性[25]。PD- 1/PDL- 1通路通過約束Th17細胞免疫應答限制哮喘的嚴重程度，故嚴重的過敏性哮喘的發生可能與某些個體PD- 1/PDL- 1調節軸缺陷有關[26]。在過敏性哮喘鼠模型使用PDL- 2- Fc導致血清IgE水平升高，以及嗜酸粒細胞和淋巴細胞浸潤增加[27]。PD- 1/PD- L共刺激通路可維持T細胞穩態，誘導免疫耐受。缺乏PD- 1時外周免疫耐受被打破，將出現多種自身免疫病。CTLA- 4和PD- 1一直是參與免疫應答負性調節的兩個重要負性共刺激因子。PD- 1通過ITIM模序的酪氨酸磷酸化后招募并活化帶有SH2結構域的蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTP)，阻斷信號傳導通路，發揮負向調節作用，有效抑制早期活化T細胞及其抗原受體信號以及B細胞的增殖、分化和Ig類型的轉換。

B和T淋巴細胞弱化因子(B and T lymphocyte attenuator，BTLA)在結構與功能上類似于負調控因子CTLA- 4和PD- 1，表達于活化T細胞而非靜息T細胞，Th2細胞極化以后則不表達。與CD28家族其他成員不同，BTLA的配體皰疹病毒侵入介質(HVEM)屬于腫瘤壞死因子受體家族成員，是目前已知的唯一的受體- 配體相互作用連接兩個超家族。BTLA/HVEM通路亦參與調節T細胞的免疫應答反應，傳遞負調控信號，抑制T細胞的活化、增殖或促使細胞凋亡，降低機體的免疫應答反應。研究發現BTLA基因敲除后特異性免疫應答增強[28]。BTLA缺陷將推遲過敏小鼠的氣道炎癥高峰時間并延長持續時間[29]。專利發現藥品成分中新分離的HVEM多肽變異體特定地與BTLA結合，在治療炎癥性疾病(例如哮喘、紅斑狼瘡等)很有用[30]。BTLA僅僅通過影響釋放IL- 10來調節免疫應答[31]，BTLA與PD- 1比較能夠更為精確地控制炎癥發展。BTLA在腫瘤、感染性疾病(肝炎病毒、巨細胞病毒、敗血癥等)以及移植排斥反應、類風濕性關節炎等免疫性疾病中的研究相對較多，有關BTLA參與哮喘發病的機制并不明確，有待進一步深入研究。

3 結 語

Lafferty最初提出T細胞的完全活化依賴于雙信號轉導。這第一信號來自TCR特異性識別并結合抗原肽- MHC分子復合物，賦予免疫應答特異性；此外，T細胞的完全活化還需要T細胞與APC表面多對共刺激分子相互作用產生的第二活化信號。如果第一信號轉導受阻，免疫反應將無法進行下去；如果T細胞表面缺乏共刺激信號，將終止Thp細胞的活化和消耗或延長無能或克隆無反應狀態。在過敏反應的早期或晚期階段，CD28- B7- 1/B7- 2、ICOS- ICOSL、CTLA- 4- B7- 1/B7- 2、PD- 1- PDL- 1/PDL- 2、BTLA- HVEM 5條共刺激信號通路主要影響T細胞的活化、增殖和分化，并導致Th1/Th2分化比例失衡，在過敏性疾病和哮喘的發病過程中起著重要作用。

哮喘是多種外因和內因(特應質)導致的呼吸系統慢性炎癥性疾病，引起氣道高反應性，并出現可逆性氣流受限，如診治延誤可最終產生不可逆性的氣道狹窄及重塑。早期的預防和積極治療尤為重要。故對共刺激分子尤其是CD28家族受體的研究為探索新的方法治療和預防過敏性疾病和哮喘提供了潛在目標和廣闊前景。

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2016- 04- 21

2016- 07- 19

安徽省蕪湖市科技項目(2014hm28)

許雪梅(1991-)，女，安徽安慶人，在讀碩士研究生。E- mail:pediatricianxu@163.com

唐宗生 E- mail:tangzongsheng@163.com

許雪梅，唐宗生，李志鴻.T細胞CD28家族受體在哮喘發病中的作用[J].東南大學學報:醫學版,2016,35(6)：1009- 1013.

R562.25

A

1671- 6264(2016)06- 1009- 05

10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.06．038