再生障礙性貧血發病機制的研究進展

吳小凡 周永明

摘 要 再生障礙性貧血（AA）的發病機制尚未完全闡明，可能涉及造血干細胞缺陷、免疫功能異常和信號通路等各個環節。本文從端粒及相關蛋白缺陷、免疫功能失調和信號通路異常等方面綜述AA發病機制，以便為臨床研究和治療提供思路和方法。

關鍵詞 再生障礙性貧血 發病機制 血液病

中圖分類號：R551.3 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1533（2019）21-0038-05

Research progress in pathogenesis of aplastic anemia*

WU Xiaofan**， ZHOU Yongming***

（Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200437， China）

ABSTRACT The pathogenesis of aplastic anemia （AA） has not been fully elucidated and it is possibly involved in hematopoietic stem cell defects， immune dysfunction and signaling pathways. The pathogenic mechanism of AA is reviewed from the aspects of telomere and related protein defects， immune dysfunction and signal pathway abnormalities so as to provide ideas and methods for clinical research and treatment.

KEy WORDS aplastic anemia； pathogenesis； blood disease

再生障礙性貧血（aplastic anemia，AA）是一種以外周全血細胞減少和骨髓造血細胞增生低下為主的獲得性骨髓衰竭性疾病。據流行病學研究統計，中國再生障礙性貧血的年發病率為7.4/10萬，男女發病率相等，發病年齡主要以15～25歲的年輕人及60歲上的老年人為主，與其他國家相比，國內的再生障礙性貧血發病率更高[1]。目前，臨床上以免疫抑制療法為主，雖然一部分患者取得了滿意的療效，但仍有30%左右的病人治療無效或者復發[2]，而長期使用免疫抑制劑容易導致患者感染甚至患上腫瘤。由于AA的發病機制尚未完全闡明，至今尚缺乏理想的治療方法。因此，本文將從端粒及相關蛋白缺陷、免疫功能失調和信號通路異常以及其他相關方面對AA的發病機制進行綜述。

1 端粒及相關蛋白缺陷

端粒是由端粒DNA和端粒相關蛋白組成的一種復合體結構。王琰等[3]通過實驗發現，與正常對照組相比，AA患者端粒長度縮短，同時發現AA患者的P53 mRNA及P21的mRNA表達水平均較正常對照組明顯升高。根據結果推測，由于端粒長度縮短導致端粒功能受損，進而出現DNA損傷，從而引發P53等基因激活，導致造血細胞功能受損。而宋佳音等[4]通過臨床實驗發現對照組與AA組的端粒酶活性有較大差別，其中AA組陽性例較對照組高，并推測端粒酶活性與AA的發病機制有關。B？r等[5]認為端粒酶或其他端粒成分突變導致端粒長度縮短，過早地限制了干細胞的增殖潛力，導致組織更新能力降低。研究者采用端粒酶激活基因靶向治療端粒短小的AA小鼠，發現這種治療方法可以顯著增加小鼠端粒長度，并且有效提高AA小鼠的存活率，所以端粒酶基因靶向療法可能是AA的一種新的治療策略。王琰等[6]通過臨床實驗發現，與對照組相比，AA患者MRE11（減數分裂重組蛋白11）mRNA和Ku80（DNA末端修復結合蛋白）mRNA表達水平明顯降低，提示MRE11和Ku80的表達水平的降低可能與AA的發病機制有關。

2 免疫功能失調

2.1 自然殺傷細胞與AA

自然殺傷（NK）細胞是來源于造血干細胞（HSCs）或常見淋巴祖細胞（CLP）的大顆粒淋巴細胞[7]。既往的研究[8]發現，NK細胞的功能主要由NKG2D激活，而介導的免疫機制可能是通過觸發穿孔素介導的T細胞殺傷來實現。此外，NK細胞的細胞毒性作用的發揮主要依賴于細胞溶解蛋白（如穿孔蛋白和顆粒酶）的產生和釋放[9-11]。Chen等[12]發現，嚴重再生障礙性貧血（SAA）患者NK細胞中NKG2D和NKp46表達過量，NKG2A表達不足，導致NK細胞毒性增強，NK細胞調節T細胞方式是通過減少CD8+ T細胞分泌的IFN-g從而限制自身CD8+ T細胞免疫。另外，Zhang等[13]發現，T細胞免疫球蛋白黏蛋白-3（TIM-3）是一種重要的免疫調節因子，未經治療的SAA患者的CD56dim NK和TIM-3含量較正常人減少，而經過藥物治療后，TIM-3的表達水平恢復正常，推斷NK細胞功能障礙可能與TIM-3的表達水平下降有關，而NK細胞功能的改變可能誘導T淋巴細胞功能異常，導致骨髓造血功能受損。

2.2 樹突狀細胞與AA

樹突狀細胞（DC）是免疫系統中的主要抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC），其主要功能是處理抗原并將抗原信息傳遞給免疫細胞。鄭萌穎等[14]研究發現，SAA患者的mDC細胞中的PKM2（丙酮酸激酶M2型）含量及PKM2 mRNA水平相較于對照組均升高，提示PKM2的含量與SAA的發病機制密切相關，并推測PKM2含量增高也可以作為AA患者早期的檢測指標。Shao等[15]實驗發現SAA患者的mDC數量增加，并認為mDC數量變化與疾病的階段有關，并推測T淋巴細胞的異常激活與mDC的數量增加及共刺激分子的表達上調有關。李仲龍等[16]研究發現，相較于對照組，含IL-27的實驗組可以促進DC細胞的增殖及DC表面共刺激分子表達上調，提示IL-27與DC細胞增殖有關，而免疫機制的異常最終導致AA的發生。

2.3 T淋巴細胞與AA

2.3.1 CD8+ T細胞與AA

CD4+/CD8+的平衡在免疫調節中至關重要，而CD8+ T淋巴細胞數量變化與AA的發病機制密切相關。巫進明等[17]研究TRAIL（腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體）和TRAIL-R2（TRAIL受體2）在SAA患者外周血CD8+ T細胞的表達變化，與正常對照組相比，初診AA組CD8+ T細胞中TRAIL、TRAIL-R2陽性表達率及蛋白表達量均偏低，同時SAA患者CD8+ T細胞中TRAIL表達水平與中性粒細胞計數、網織紅細胞百分比均呈顯著正相關關系，CD8+ T細胞的異常激活與CD8+ T細胞表面TRAIL和TRAIL-R2表達降低有關，并推測TRAIL系統被抑制可能促進CD8+細胞毒性T細胞激活，進而促進CD8+細胞毒性T細胞分泌殺傷因子，導致骨髓造血細胞凋亡。曾立浩等[18]通過流式細胞術等檢測外周血CD8+ T細胞SLAMF6（信號轉導淋巴細胞激活分子）表達量，與正常對照組相比，發現初治SAA患者組SLAMF6表達量明顯偏低，初治SAA患者組SLAMF6表達量與PLT和中性粒細胞絕對值均正相關，與穿孔素、顆粒酶B、IFN-g表達量均呈負相關，采用anti-SLAMF6 Ab阻斷該信號分子后，該組穿孔素、顆粒酶B、IFN-g表達量較未處理組明顯增多，提示SAA的發病機制與CD8+ T細胞SLAMF6表達量密切相關。

2.3.2 Th1細胞和Th2細胞失衡與AA

Th1/Th2兩者在免疫應答過程中起著關鍵性作用，而AA的發生與Th1/Th2比例失衡有重要關系。盧遠強等[19]認為，骨髓造血功能被抑制主要與Th1和Th2之間的平衡關系相關，隨著平衡向Th1偏移，Th1和其產生的IFN-g的含量越高，造血功能抑制越嚴重。Abdoel等[20]研究發現，LAT（激活跨膜轉換蛋白）的改變會引起T細胞的數量及功能發生改變。Sheng等[21]研究發現，與正常對照組相比，SAA患者中LAT和其相關分子（ZAP-70）表達增高，而且LAT的表達量增高，其穿孔素和顆粒酶B的表達量也會增高，并且LAT過表達使CD4+和CD8+ T細胞數量增高，并推測LAT的表達增加可能導致T細胞功能亢進，從而使Th1/Th2亞群失衡，使IFN-g產生增加，導致造血細胞損傷。LAT的表達量可能與AA的發病機制有關，因此，抑制LAT的表達可能是AA治療的新理念。

2.3.3 Treg細胞與AA

調節性T細胞（regulatory T cells，Treg）是CD4+ T細胞中一種具有調節免疫功能的亞群（占5%～10%）[22]。Shi等[23]發現來自AA患者骨髓中的Tregs顯示出明顯的數量不足及功能缺陷。Treg比例降低與SAA發病機制有關，也與SAA病情嚴重程度相關，Treg比例的高低與疾病的嚴重程度呈負相關。齊薇薇等[24]根據研究結果推測SAA發病的機制可能為Treg數量減少，調節免疫功能降低，從而導致DC、效應T細胞數量增多，外周血T細胞亞群失衡，細胞毒性T淋巴細胞數量增多、功能亢進，導致骨髓造血干細胞損傷。Kallies等[25]和Martins等[26]發現Treg細胞Blimp-1表達水平較高，Treg的數量及功能與Blimp-1（B細胞誘導成熟蛋白1）有著密切的關系。而Blimp-1缺陷的Treg的免疫調控功能受損，進而導致免疫性疾病的發生[26]。陳啟慧等[27]研究發現調控基因Prdm1（正向調節結構域鋅指蛋白1）表達水平與Treg數量呈正相關關系，提示Blimp-1及Prdm1表達的下調與AA的發生與發展密切相關，推測其發病機制是由于Prdm1表達減少，導致Treg增殖障礙、功能異常并進一步介導AA發病，但Blimp-1與Treg在AA發病中的具體作用及因果關系暫無法確定，需進一步實驗去驗證其中的調控機制。Kordasti等[28]的研究發現，Treg B在IST（免疫抑制劑治療）應答患者中的表達占優勢，IST患者中的Treg B數量顯著升高，認為Treg B細胞增殖可能可更好地控制AA患者的免疫應答，并提出采用低劑量IL-2治療AA的新治療理念，以增加Treg細胞數量，達到治療再生障礙性貧血的目的。

2.3.4 Treg/Th17細胞與AA

研究表明Treg和Th17亞群在免疫調節中具有相反的作用[29]，Treg/Th17兩者是CD4+ T細胞兩種的亞群，兩者生理上相互抑制，維持動態平衡，在機體免疫防御及免疫自我穩定中發揮重要作用[30]。王娜等[31]發現，AA患者中Treg/Th17調節失衡是疾病發生的關鍵因素，并推測比例失衡的程度與疾病的嚴重程度有關。黃中迪等[32]在臨床治療中研究發現，治療組的Treg/Th17比例明顯高于對照組，推測改善AA患者的貧血、出血癥狀，提升機體造血功能可能與調節Treg/Th17的比值有關。Li等[33]研究輸注骨髓間充質干細胞治療難治性AA，結果發現BMMSCs可以調節慢性AA患者中Th1， Th2，Th17和Treg細胞及其相關細胞因子的水平，并且通過Notch/RBP-J/FOXP3/RORgt途徑參與調節Treg/ Th17平衡，同樣，在動物實驗中也得到了相關論證。目前，較多實驗均證實AA與Treg/Th17的比值有關，而Treg/ Th17的比值是否可以成為AA的早期檢測指標需要進一步研究。

2.3.5 補體系統與AA

補體系統處于平衡狀態時，可以保護生物體免受病原體侵害。當平衡被破壞時，補體系統可能會攻擊細胞和組織，引起多種炎癥反應和自身免疫疾病[34]。血清補體（complement component 1q，C1q）是補體經典激活途徑重要的啟動分子。C1q通過識別IgG或IgM免疫復合物中抗體Fc片段的補體結合位點，由此激活級聯反應來清除抗原抗體復合物[35]。Ding等[36]發現，與正常受試者相比，NSAA（非重型再生障礙性貧血）患者的各種蛋白質表達不同，蛋白質通路分析表明，與正常對照相比，NSAA患者體液免疫途徑相關蛋白的表達是異常的。結果表明NSAA的發病機制可能與特異性抗原刺激有關，其導致抗原提呈細胞的活化，使Th細胞平衡遭到破壞，Th2細胞增多并激活B細胞產生抗體，破壞骨髓中的造血細胞，同時也表明補體系統在NSAA中具有重要作用，而NSAA的新的治療方向可能是平衡補體成分的穩定性。

3 細胞信號通路異常

3.1 mTOR信號通路與AA

哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是具有調控細胞生長、增殖、分化過程作用的一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶[37-38]。張曉東等[39]發現，相較于正常健康對照組，AA組小鼠骨髓中mTOR及S6K1的表達明顯較高，且mTOR與S6K1呈正相關。而且隨著mTOR及S6K1的表達增加，其外周血細胞水平越低，提示mTOR及S6K1參與了AA小鼠骨髓的脂肪化，促進脂肪細胞的增多及造血細胞減少。魏芳等[40]采用激光共聚焦等方法發現，與對照組相比，其中AA組p-mTOR和過氧化物酶體增殖物激活受體g（PPARg）蛋白的熒光強度和脂肪細胞轉化率均較高；與未干預組對比，經雷帕霉素干預組的PPARg蛋白和脂肪轉化率明顯下降，提示骨髓脂肪化機制可能與mTOR信號調控PPARg的表達有關。鑒于mTOR參與AA的發病，其抑制劑或拮抗劑是否可以改善或治療AA尚需進一步研究。

3.2 MAPK信號通路與AA

MAPK是一類主要以調控細胞增殖和凋亡信號轉導的絲/蘇氨酸蛋白激酶，其作用與細胞的生長、增殖、分化、黏附及凋亡等有關[41]。施海濤等[42]研究發現患者骨髓基質細胞內MEK1/2和p-ERK1/2蛋白表達水平均低于正常組，p-P38和p-JNK蛋白表達水平均高于正常組。由此推斷MAPK信號通路異常與AA發病機制有關以及p-P38的異常影響了造血干細胞的存活；同時推斷p-P38可以作為AA患者疾病發病狀態的檢測指標。張愛萍等[43]通過研究發現再生障礙小鼠骨髓組織和細胞中MEK1/2、p-MEK1/2、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白的表達較正常對照組下降，而其治療組中上列各項蛋白表達水平均上升。由此推斷AA可能與MEK1/2、ERK1/2蛋白激酶低表達及其磷酸化水平下降有關，并推測MEK1/2及p-MEK1/2蛋白下調后可能導致ERK1/2和p-ERK1/2蛋白水平降低，使信號從胞質轉導至胞核的過程出現障礙，其下游轉錄因子如AP-1等作用減弱，導致造血干細胞的增殖、分化能力下降，對抗造血干細胞凋亡作用減弱，從而引發了AA的發生。綜上所述，MAPK/ERK信號通路與AA發病機制有關。

3.3 Notch信號通路與AA

Notch信號主要在調節成年生命體中組織穩態、細胞分化、增殖、凋亡起到關鍵作用[44]。鄧姝等[45]研究發現，AA患者中間充質干細胞（MSC）、血管內皮生長因子（VEGF）與Notch信號通路相關蛋白、基因表達受抑制，并發現VEGF可通過阻斷S期細胞促進AA患者MSC的增殖，抑制其凋亡，故推測VEGF通過Notch信號通路來調控AA患者MSC，從而改善骨髓的造血功能。

4 病毒感染及其他

近年來發現EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）感染會引起免疫功能失衡。最近，Zhang等[46]研究發現，相對于正常健康對照組，大多數的SAA患者的CD8+ T細胞具有較高的EBNA-1 DNA表達，而且隨著EBNA-1 DNA表達水平的上升，CD8+ T細胞的活力同步增加，而其凋亡率沒有變化，而且在敲除EBNA-1基因后，患者的CD8+ T細胞功能下降，端粒酶B和穿孔素的表達明顯降低，推測EBV可能影響SAA患者的CD8+ T細胞的功能。EBV可能與AA的免疫機制異常有相關性，但EBV是否與AA疾病有必要關聯性？這也需要更多的臨床實驗數據來驗證。

綜上所述，AA是一種難治性血液病，其發病機制是免疫機制異常及與其他異常共同引起的，而免疫機制異常在AA發病機制占據核心地位[47]。因此只有對AA的發病機制進行深入的研究，揭示其病理機制，才能得到最佳的治療方法。目前臨床上關于如何提高治療的有效率，如何延長患者的生存期及降低患者對治療藥物的耐藥性都值得進一步的研究。

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