二肽基肽酶IV及其抑制劑的免疫調節作用與其在糖尿病中的應用

高廣藝，郭 暉

(吉林大學第一醫院二部 內分泌科，吉林 長春130031)

二肽基肽酶IV(DPP-4)是一種具有絲氨酸蛋白酶活性的Ⅱ型跨膜糖蛋白，能將肽鏈N-末端的第二個殘基上的脯氨酸或甘氨酸降解以產生N端二肽，通過對胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)及抑胃肽(GIP)N末端的降解和失活在糖代謝中發揮作用，同時當其表達于淋巴細胞表面時被稱為CD26，參與維持淋巴細胞組成和功能、T淋巴細胞活化和協同刺激、記憶T細胞生成及相關免疫系統疾病。在接受DPP-4抑制劑治療的2型糖尿病患者中，免疫學的相關副作用如鼻咽部感染的發生率也有輕微的增長。本文對DPP-4及DPP-4抑制劑的免疫調節作用及其在糖尿病中的應用簡要綜述。

1 DPP-4的結構與表達

DPP-4是一種Ⅱ型跨膜糖蛋白，它的主要結構包括：胞內段有6個高度保守的氨基酸細胞質尾，22個氨基酸跨膜區，胞膜外段由738個氨基酸組成，可分“靈活的”莖、N末端糖基化區、富含半胱氨酸區、C末端催化區(Ser630,Asp708 和 His74為催化殘基)。DPP-4胞膜外段的空間結構由8個螺旋層和1個α/β水解酶區構成[1]。DPP-4也可以可溶性形式存在，在血漿中仍保持著酶活性[2]。DPP-4分子表達于多種組織(肝、腎、腸、前列腺等)的上皮細胞的表面，也表達于免疫細胞(T淋巴細胞、活化的B、NK細胞、髓系細胞)[3]。DPP-4既參與糖尿病患者的糖脂代謝，又可以發揮免疫方面作用。隨著DPP-4抑制劑越來越多的應用于2型糖尿病的治療，其對免疫方面的影響也引起了更多關注。

2 DPP-4對免疫系統的調節作用

2.1 T淋巴細胞

在進入胸腺成熟過程中，大部分T淋巴細胞都表達CD26，所以CD26被認為是胸腺成熟的標志及淋巴細胞遷移到胸腺的中介。CD26在胸腺淋巴細胞凋亡的過程中表達下調，在胸腺淋巴細胞成熟的過程中表達上調，且在成熟的CD4或CD8單陽性T淋巴細胞表面達到最高水平[4]。CD26也作為記憶T淋巴細胞的特征性標記，可以使該細胞對曾經接觸過的抗原做出最高的應答，促進B淋巴細胞免疫球蛋白IgG的合成并活化細胞毒性T淋巴細胞[5]。此外，研究發現，CD26介導的CD8+T淋巴細胞協調刺激途徑與CD28所介導的協調刺激途徑相比能夠產生更強的細胞毒性作用[6]。實驗證明，在大鼠體內CD26功能的長期損傷會對T淋巴細胞亞群產生顯著影響，如CD4+T淋巴細胞池中記憶T淋巴細胞的數量明顯減少、初始T淋巴細胞的數量會增加；脾臟淋巴細胞中CD4+的T淋巴細胞百分比會下降。在接受DPP-4抑制劑治療的患者身上也發現類似結果，表現為體內淋巴細胞的絕對值發生劑量依賴性減少。CD26還可以通過與微囊蛋白1(caveolin-1)、蛋白分子CARMA1、腺苷脫氨酶(ADA)、CD45等聯系實現共刺激來參與T淋巴細胞的活化、信號的轉導[7]。

2.2 B淋巴細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)及其他免疫細胞

50%的人類B淋巴細胞激活后表達CD26。對CD26的活性進行特定抑制會降低B淋巴細胞的激活和DNA的合成。長期缺乏CD26的大鼠B淋巴細胞的數量顯著減少[8]。在白介素-2、12、15刺激之后的NK細胞表面，CD26的表達可增加到30%。CD26在NK細胞表面表達上調可能會增強CD16依賴性的細胞毒性作用[9]。有研究證明，可溶性DPP-4可以增加toll樣受體2 (TLR-2)的表達和激活NFκB信號,導致促炎細胞因子的分泌[10]。

上述研究表明DPP-4在免疫系統中具有多種作用：維持淋巴細胞組成和功能、T淋巴細胞活化和協同刺激、B淋巴細胞的激活及NK細胞的細胞毒性等。

3 糖尿病存在的免疫機制

3.1 自身免疫性糖尿病

1型糖尿病(T1DM)和成人隱匿性自身免疫性糖尿病(LADA)都屬于自身免疫性糖尿病，都是T 淋巴細胞介導的以胰島炎為病理特征的胰島β細胞自身免疫反應，使β細胞喪失產生胰島素的能力。CD4+T 淋巴細胞是疾病進展期間占主導地位的胰島細胞“入侵者”[11]。根據分泌細胞因子的不同將CD4+輔助T淋巴細胞分為Th1、Th2、Th17 、Tregs 及Tfh。Th1細胞主要分泌IL-1 ( 白細胞介素1) 、IL-2、IFN-γ( 干擾素γ) 、TNF-α( 腫瘤壞死因子α) ，介導局部炎癥，破壞胰島β細胞；Th2 細胞主要分泌IL-4、IL-10 等，輔助B 細胞增殖產生抗體，參與體液免疫，抑制Th1 的增殖； Th17細胞主要分泌IL-17，通過清除外部病原體或引發自體免疫來促進炎癥反應；調節T細胞(Tregs細胞)通過抑制效應細胞和細胞因子的增殖可以抑制自身免疫反應[12]；Tfh在自身免疫性糖尿病中的作用目前尚不清楚。研究發現，自身免疫性糖尿病患者體內存在致病T淋巴細胞和調節T淋巴細胞失衡，其特點是Th1細胞和Th17細胞介導的炎癥反應上調、Th2細胞和調節T細胞介導的抑制炎癥及自身免疫的機制下調。

3.2 2型糖尿病

2型糖尿病的發病不僅與環境及遺傳等有關，也存在免疫機制的作用。可溶性先天免疫分子濃度升高與胰島素抵抗及β細胞功能障礙有關。其中介導非特異性免疫細胞的TLR-2在T2DM發病的免疫機制中發揮重要作用。例如Dasu等研究表明，T2DM患者TLR-2表達增加并參與促炎反應[13]。同時，越來越多的證據支持T細胞在2型糖尿病發病機制中的重要作用,多項臨床研究證實，在糖尿病前期或T2DM患者的脂肪組織和外周血中Th1表達上調。Zeng和同事報告T2DM患者存在CD4+T輔助細胞亞群Treg、Th1和Th17的失衡[14]，而且研究發現在2型糖尿病患者外周血清中，CD4+T 淋巴細胞/CD8+T淋巴細胞比值失衡，CD26在CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞表面的表達更高，考慮CD26的表達和釋放的增加與胰島素抵抗有關[15]。這些結果顯示，免疫損傷在2型糖尿病發生、發展過程中起一定的作用。

4 DPP-4抑制劑對糖尿病的免疫調節作用機制

4.1 自身免疫性糖尿病

對于自身免疫性糖尿病的患者，理想的治療是針對引起胰島β細胞破壞的免疫機制，恢復胰島β細胞功能，由于T淋巴細胞在自身免疫性糖尿病的發病機理中起著核心作用，因此，針對T淋巴細胞子集的免疫療法應該是主要策略。研究發現CD26在Th17細胞表面表達最高(CD26 Bright)，其次是Th1細胞(CD26++) 和Th2細胞 (CD26+)，在Treg 細胞表面表達最低(CD26low/-)[3]。DPP-4抑制劑可能作為一個新的治療藥物應用于自身免疫性糖尿病，除了延遲胃腸道中GLP-1和GIP的降解發揮降糖作用外，其可能通過對免疫細胞表面CD26表達的調節對自身免疫性糖尿病產生治療作用，主要機制是：①抑制Th1免疫反應，抑制其細胞因子INF-α的產生從而抑制炎癥反應及胰島β細胞的破壞；②促進Th2細胞因子的分泌，輔助B 細胞增殖產生抗體，參與體液免疫[16]；③激活Treg細胞、通過刺激TGF-β的分泌來產生抗炎癥效果，增加對炎癥的控制和對自身免疫疾病的治療[17]；④抑制Th17細胞、阻止活化的T淋巴細胞產生IL-17，抑制炎癥反應[18]；同時，DPP-4抑制劑也可以通過調節致病性CD4+T淋巴細胞的遷移提高T1DM患者移植胰腺的存活能力[19]。周智廣等學者[20]認為DPP-4抑制劑可聯合胰島素用于1型糖尿病患者的治療，進一步優化其血糖控制。但現有的個案報道和試驗研究樣本數量小、干預時間短，DPP-4抑制劑對自身免疫系統糖尿病的有效性和安全性還需要更大樣本持續時間更長的隨機對照臨床試驗加以證實，對自身免疫性糖尿病的潛在臨床益處仍有待評估。

4.2 2型糖尿病(T2DM)

DPP-4抑制劑用于2型糖尿病的治療主要機制是阻斷DPP-4的作用，阻止胃腸道中GLP-1和GIP的降解,提高內源性GLP-1水平，延長其活性，增加胰島β細胞對血糖的敏感性，促進β細胞分泌胰島素、抑制α細胞分泌胰高血糖素。同時，實驗表明維格列汀可以抑制可溶性DPP-4所誘導的細胞因子的產生和toll樣受體2 (TLR-2)的表達[10]；DPP-4抑制劑也可以調節各T細胞亞群所產生的免疫作用，在使用DPP-4抑制劑的2型糖尿病患者體內CD4+T細胞的總數量及Th17細胞、Treg細胞的數量和比例均顯著下降[21]。所以，DPP-4抑制劑對2型糖尿病的免疫治療可能作為一種新的治療機制。雖然目前還沒有完全明確在長期使用DPP-4抑制劑的過程中是否會產生相關免疫副作用的影響，但在臨床應用中出現上呼吸道感染、鼻咽炎、鼻竇炎等不良反應的概率較安慰劑升高。

綜上，DPP-4既可以調節糖脂代謝，也在維持淋巴細胞組成和功能、T淋巴細胞活化和協同刺激及自身免疫疾病等方面起著重要作用，其抑制劑作為一種新型口服降血糖藥物廣泛應用于臨床糖尿病的治療，但長期DPP-4抑制的相關免疫效應(長期免疫參數，如感染、T淋巴細胞發育和免疫穩態)及相關副作用還沒有被充分研究，要加強對DPP-4抑制劑治療的長期安全性的認識。此外，DPP-4還與其他多種免疫性疾病如系統性紅斑狼瘡有關。對DPP-4及其抑制劑免疫作用的研究，可為多種免疫過程調節和病理學發展提供更多見解，并為糖尿病及其他免疫疾病的新治療提供更多機會。