B細胞調控動脈粥樣硬化性卒中研究進展

鄒鈺鈿 張艷林 曹勇軍

自1986年Hansson等［1］在動脈粥樣硬化斑塊（以下簡稱粥樣斑塊）中檢出淋巴細胞以來，免疫細胞對動脈粥樣硬化和缺血性卒中的調控作用逐漸受到關注。盡管時至今日，淋巴細胞的具體作用機制仍未闡明，而且由于各項研究所采用的實驗模型和操作方法存在的差異，使得許多研究結果或結論完全相悖，但淋巴細胞對粥樣斑塊的形成和缺血性卒中的影響已取得共識［2?3］，尤其是對 B 淋巴細胞（以下簡稱B細胞）調控機制的研究日益增多。據研究顯示，不同B細胞亞群通過在不同部位產生不同類型的免疫球蛋白或細胞因子，從而對疾病產生正性或者負性調節作用［4］，因此，分析不同B細胞亞群在動脈粥樣硬化形成和缺血性卒中發病過程中的作用，可以為明確其發病機制和治療策略提供參考依據。

一、B細胞來源與功能

圖1 B細胞亞群發育過程及其功能Figure 1 Development and function of B cell subsets.

1.B細胞發育過程與分布 人體內的B細胞大多來自骨髓，然后在脾或其他次級淋巴組織中生長、發育為完全成熟的感受態B細胞，并在抗原呈遞細胞（APC）的輔助下，活化增殖形成生發中心，分化為記憶性B細胞或漿細胞，最終通過漿細胞分泌的特異性抗體參與機體免疫應答反應。根據Houtkamp等［5］早年對動脈粥樣硬化患者粥樣斑塊的檢測，B細胞主要存在于動脈第三淋巴器官，于動脈粥樣硬化晚期浸潤動脈外膜、產生局部免疫應答，且隨著粥樣斑塊體積的增大，B細胞數目亦相應增加［6］。

2.B細胞亞群及其功能 B細胞可以分為B1和B2細胞譜系。其中，B1細胞主要來自胎兒的肝臟和骨髓前體，可進一步分為B1a和B1b亞群，無需感染或免疫誘導即可自發產生IgM，識別氧化修飾低密度脂蛋白（ox?LDL）、病原體，提供即時的抗原捕獲，阻斷巨噬細胞對ox?LDL的攝取、阻礙動脈粥樣硬化進程，賦予保護作用。B1a細胞的主要功能為產生自發性IgM，但目前對B1b細胞的功能了解甚少［7］。有研究顯示，衍生自B1a亞群的先天性反應激活因子B細胞（IRAB），通過產生粒細胞?巨噬細胞集落刺激因子（GM?CSF），從而促進動脈粥樣硬化的發生與發展［8］。在成熟B細胞中，以B2細胞為主，后者可進一步分化為邊緣區B細胞（MZB）和濾泡B細胞（FOB）。其中，邊緣區B細胞由脾邊緣竇所產生，可分化為主要分泌IgM的漿細胞，后者為先天性免疫細胞，目前的研究提示其具有動脈粥樣硬化保護潛能，可抑制動脈粥樣硬化的病理過程，呈負性調控作用［9］；濾泡B細胞為外周血循環中的主要B2細胞群體，參與適應性免疫應答，通過接受抗原刺激與抗原特異性濾泡輔助性T細胞（Tfh）相結合，成為生發中心B細胞，然后分化為記憶性B細胞和長壽漿細胞［10］。目前尚無單純針對濾泡B細胞的相關研究，但通過對B2細胞研究所獲得的證據，可以間接證實該細胞具有致動脈粥樣硬化作用。此外，B細胞還可通過分泌細胞因子而調節炎癥反應，不過作為白細胞介素（IL）?10和35主要生產者的調節性B細胞（Breg）在粥樣斑塊形成過程中的作用尚存爭議［11?12］（圖 1）。

二、B細胞調控動脈粥樣硬化與缺血性卒中的機制

1.B細胞與動脈粥樣硬化病變嚴重程度 動脈粥樣硬化是以大動脈炎癥反應為主要病變的慢性炎癥性疾病，其主要病理改變為，聚集于動脈管壁上的低密度脂蛋白（LDL）經氧化成為ox?LDL，后者與氧化磷脂結合產生新的表位，即氧化特異性表位，先天性免疫細胞和適應性免疫細胞在識別新表位的過程中觸發一系列免疫反應，使脂質進一步聚集［2］。關于全基因組關聯和轉錄組數據的分析提示，B細胞參與動脈粥樣硬化的形成過程，B細胞的活化和增殖是誘發缺血性腦血管病的重要危險因素［13］。最初的動物實驗結果發現，接受全脾B細胞移植后，脾切除和載脂蛋白E（ApoE）敲除組小鼠（ApoE-/-）主動脈根部粥樣斑塊與假手術組小鼠相比明顯縮小，提示B細胞對動脈粥樣硬化具有保護作用［14］；經銫射線致死劑量（9 Gy）照射的LDL受體（LDLR）敲除小鼠（Ldlr-/-）尾靜脈注射B細胞缺陷型小鼠（μMT-/-）供體的骨髓后，與假手術組相比，主動脈近端和遠端血管橫截面斑塊面積均顯著增加［15］。B細胞是一種具有異質性的免疫細胞群體，對不同亞群B細胞基因敲除小鼠模型的研究均顯示其同時兼具有促動脈粥樣硬化或抗動脈粥樣硬化的潛力［16］。近年針對不同B細胞亞群開展了一系列動物實驗，深入探索B細胞調控動脈粥樣硬化的機制。（1）B細胞生長因子增殖誘導配體（APRIL）過表達與粥樣斑塊體積無關，但在動脈粥樣硬化病變進展至晚期時顯示出潛在的穩定斑塊的特征，推測可能與APRIL促進B1a細胞表達而提高ox?LDL特異性血清 IgM 水平有關［17］。（2）為確定 Toll樣受體（TLR）是否在B1a細胞介導的動脈粥樣硬化保護中起作用，選擇性地將TLR2、TLR4、TLR9缺失或髓樣分化主要反應88（MyD88）缺失的B1a細胞過繼轉移至脾切除導致B1a細胞缺失的ApoE-/-小鼠中，發現TLR4和MyD88可以通過提高外周血IgM水平而減弱動脈粥樣硬化的病理損害，在減少凋亡細胞和壞死核心的同時，降低腫瘤壞死因子（TNF）、IL?1β和 IL?18 等炎性因子的表達水平［18］。（3）在 ApoE-/-動脈粥樣硬化小鼠模型中，地塞米松可通過提高疾病相關抗原特異性B1細胞和調節性T細胞（Treg）數目而降低動脈粥樣硬化的嚴重程度，并增加B1細胞表面 IL?10 的表達［19］。（4）抑制巨噬細胞 G12/13信號強度可以增強B1細胞亞群的功能，使模型小鼠動脈粥樣硬化病情得以改善［20］。（5）對敲除唾液酸結合免疫球蛋白樣凝集素G（Siglec?G）的動脈粥樣硬化易感小鼠的觀察結果發現，敲除Siglec?G的小鼠B1細胞IgM表達水平升高，其粥樣斑塊進程明顯受到抑制［21］。（6）將 TLR調控因子 RP105（CD180）敲除的小鼠骨髓轉移至Ldlr-/-模型小鼠，與轉移野生型骨髓相比，通過下調B2細胞和IgG表達水平，抑制粥樣斑塊的形成，顯示出由TLR途徑介導的動脈粥樣硬化的新方式［22］。（7）在高脂血癥情況下，腸道共生菌特異性激活動脈粥樣硬化小鼠B2細胞亞群，導致血管周圍脂肪組織中的B2細胞募集，隨后增加外周循環中的IgG，促進疾病發展［23］。（8）B 細胞表面TNF?α敲除的小鼠，比未敲除小鼠的動脈粥樣硬化程度降低，由B2細胞產生的TNF?α具有促進主動脈和巨噬細胞表面TNF?α分泌的作用，進而使凋亡細胞和炎性因子 IL?1β和單核細胞趨化蛋白?1（MCP?1）表達水平升高、動脈粥樣硬化病變進展以及粥樣斑塊破裂［24］。（9）ApoB100衍生肽 p210 和霍亂毒素 B 亞基（CTB?p210）脈沖B細胞可誘導膜結合轉化生長因子?β（mTGF?β）和Treg細胞表達升高，使ApoE-/-小鼠動脈粥樣硬化程度得到緩解［25］。（10）血管緊張素Ⅱ與B細胞活化因子（BAFF）協同作用具有誘導調節性B細胞（Breg）分泌IL?10的作用，使小鼠動脈粥樣硬化炎癥反應減弱［26］（表 1，圖 2）。

表1 B細胞和動脈粥樣硬化相關動物實驗Table 1. Animal studies on B cells and atherosclerosis

圖2 B細胞對動脈粥樣硬化和缺血性卒中的調控機制Figure 2 Regulation of B cells in atherosclerosis and ischemic stroke.

另有一些動物研究主要針對B細胞分泌抗體。例如，小鼠骨髓造血來源核轉錄因子c?Myb具有抑制B細胞分泌IgM的功能，降低ox?LDL特異性IgM表達水平，可使動脈粥樣硬化炎癥反應加劇［27］；由ApoE-/-小鼠脾臟、淋巴結生發中心產生的IgG可促進動脈平滑肌細胞增殖，使動脈粥樣硬化進一步惡化，但具有維持粥樣斑塊穩定的作用［28］；對B細胞特異性X盒結合蛋白1（XBP?1）敲除小鼠的觀察證實，XBP?1可減弱漿細胞產生抗體，使血清IgG、IgE和IgM表達水平降低，并使粥樣斑塊局部無抗體沉積，主動脈根部和弓部橫截面斑塊面積增大，促進病情進展［29］（表1，圖2）。除了對IgM和IgG的研究，IgE的潛在致動脈粥樣硬化作用也日益得到認識，經IgE治療后，動脈粥樣硬化小鼠斑塊區域的肥大細胞釋放減少，而由肥大細胞釋放的組胺則具有致動脈粥樣硬化效應［30］。雖然IgA與人類小血管炎存在正相關關系，但IgA在動脈粥樣硬化中的作用還有待進一步研究［16］。動脈粥樣硬化機制的復雜性影響我們對其分子水平機制的了解，未來更精確地靶向不同功能的B細胞是重要的研究方向。

2.B細胞相關動脈粥樣硬化性急性缺血性卒中及其預防 當粥樣斑塊進展并阻塞顱內大動脈血流時即可誘發缺血性卒中，其發生率在亞洲人、黑種人和西班牙裔人中較高，且明顯高于白種人［31］，而B細胞則可正性或負性調節動脈粥樣硬化進程并影響疾病的發生與發展。一項針對心血管病的隊列研究隨機選擇700例正常受試者進行為期15年的隨訪，其結果顯示，CD19+CD40+B細胞可降低缺血性卒中的發生風險，這一作用與單核白細胞對IL?10的釋放有關；反之，CD19+CD86+B細胞可使缺血性卒中事件的發生風險增加，與單核白細胞所釋放的多種促炎性因子的釋放增加有關［32］。業已證實缺血、缺氧、運動預處理能有效預防腦卒中，當實驗動物或患者預先暴露于短暫的刺激環境中，可以誘使機體產生保護性炎癥反應，減少梗死灶體積和血?腦屏障（BBB）的破壞，改善其神經功能和認知功能的恢復［33］。動物研究表明，缺氧預處理后12小時，外周循環中的B細胞數目即顯著增加，并可以透過受損的血?腦屏障進入腦組織，誘導CXC型趨化因子配體12（CXCL12）表達水平升高，以增強抗炎癥反應作用［34］；此外，高海拔地區的人群長期暴露于低氧環境中，腦卒中風險較低海拔地區人群降低，而健康個體暴露于低氧環境4周后即可出現外周血B細胞相關性IgG、IgM和IgA表達水平的升高［35］。動物實驗結果顯示，強迫運動可使缺血性卒中模型大鼠梗死灶體積縮小，而自愿運動大鼠則運動功能獲得明顯改善，自愿運動可提高腹腔B1細胞含量，并使外周循環中的IgM表達水平隨之相應升高［36］。而缺血預處理可上調缺血模型小鼠IL?1β表達水平，誘導B細胞激活和免疫球蛋白分泌［37］。

3.B細胞對急性缺血性卒中的保護作用及其不良反應 目前，有關B細胞在急性缺血性卒中恢復期的作用尚未達成共識。大腦中動脈閉塞（MCAO）動物實驗結果顯示，通過立體定向細胞遞送方法，可避開血?腦屏障直接將B細胞植入B細胞缺陷模型（μMT-/-）小鼠之紋狀體，移植治療后大腦皮質梗死灶體積顯著縮小，提示B細胞對急性缺血性卒中恢復期神經元損傷具有保護作用，可以作為急性缺血性卒中恢復期的新型免疫治療劑［38］。此外，無論缺血之前或之后經尾靜脈注射過繼轉移IL?10+B細胞，對防止梗死灶體積的擴大和預防神經性炎癥反應均有效，表明IL?10分泌型B細胞是缺血性卒中的主要調節細胞類型［39?41］。與此同時，B 細胞亦參與缺血性損傷，有研究顯示，急性缺血性卒中患者會發生B細胞對腦卒中的聚集反應，即在梗死區域聚集，產生IgA和IgG抗體，從而誘發癡呆［42］。目前，已有多種針對B細胞的自身免疫性疾病治療藥物經美國食品與藥品管理局（FDA）批準上市，預示急性缺血性卒中患者的致病性B細胞免疫應答是可以治療的［43］（圖2）。

4.B細胞在急性缺血性卒中預防與治療中的臨床價值 靶向B細胞亞群的B細胞耗竭療法對動脈粥樣硬化具有保護作用，目前最為常用的藥物是針對B細胞特異性細胞表面分子（如CD20）和生存因子（如BAFF）的單克隆抗體。研究表明，通過尾靜脈注射抗CD20特異性單克隆抗體，以優先耗竭ApoE-/-和Ldlr-/-模型小鼠體內的B2細胞，達到保留天然抗體IgM、延緩動脈粥樣硬化進程的目的，有助于缺血性卒中的預防［44］。此外，根據BAFF受體缺失ApoE-模型小鼠的動脈粥樣硬化保護作用，可考慮采用抗BAFF單克隆抗體，通過阻斷其與受體結合，選擇性耗竭致動脈粥樣硬化性B2細胞，保留B1a細胞，在缺血性卒中的病理學過程中發揮預防性 保 護 作 用［45］。 目 前 Belimumab、Tabalumab 和Blisibimod等抗BAFF單克隆抗體已用于自身免疫性疾病和慢性淋巴細胞白血病的治療，有助于啟發B細胞治療人類中樞神經系統疾病的探索［46］。值得注意的是，長期B細胞耗竭療法可導致體液免疫缺陷，使感染性疾病和心腦血管病的發生風險增加。目前，人類用于治療急性缺血性卒中的方案主要局限于重組組織型纖溶酶原激活物（rt?PA）靜脈溶栓和機械取栓等血管內治療，而由IL?10介導的Breg細胞免疫療法是治療急性缺血性卒中炎癥反應的突破口。動物實驗提示，于大腦中動脈缺血后24小時尾靜脈注射Breg細胞，可使小鼠梗死灶體積縮小、神經功能改善，這一治療時間窗超過rt?PA靜脈溶栓治療時間窗，提示Breg細胞對治療急性缺血性卒中具有一定臨床參考價值［47］。

三、展望

目前對于B細胞的功能和作用機制的研究正在進行中，我們對B細胞免疫調控動脈粥樣硬化和缺血性卒中的理解也在進一步加深。B細胞的靶向治療在實驗性動物中取得了很大進展，臨床上也已經用于其他免疫相關疾病的治療。通過開展更多高質量臨床試驗，B細胞免疫治療有望在未來為缺血性卒中提供更為精確和有效的治療選擇。

利益沖突無