嗜堿性粒細胞免疫應答機制及在SLE和RA發生發展中的調控作用機制研究進展

張娜，張澤明，王曉非

中國醫科大學附屬盛京醫院風濕免疫科，遼寧沈陽110004

人體中血液中嗜堿性粒細胞含量較少，但臨床對其生理功能仍缺乏了解。在脊柱動物中均存在嗜堿性粒細胞，提示嗜堿細胞在哺乳動物的生理過程中發揮重要作用。嗜堿性粒細胞主要由骨髓CD34+的造血祖細胞分化而來，在外周血循環中分化成熟，成熟后不再增殖，生存期較短（0～60 h）［1］。由于外周血中嗜堿性粒細胞的含量極少，用抗體體外大量純化較難。因此，目前臨床對嗜堿性粒細胞的認識一直停留在超敏反應的效應細胞。隨著單克隆技術，高純度分選技術及嗜堿性粒細胞缺陷的小鼠模型的快速發展，臨床對嗜堿性粒細胞的功能和表型有了更深入的認知。人體免疫包括固有性免疫和適應性免疫。既往研究認為，嗜堿性粒細胞可作為IgE 介導反應中的受體細胞，過敏反應中FcεRI-IgE復合物可激活嗜堿性粒細胞的活化，釋放白三烯和組胺，參與人體的固有性免疫應答。最新研究［2］發現，活化的嗜堿性粒細胞可釋放大量白細胞介素4（IL-4）、IL-13 等細胞因子，可能參與人體的適應性免疫應答，但其具體作用機制目前尚不明確。現將嗜堿性粒細胞活化后在人體免疫應答中的作用機制，及其系統性紅斑狼瘡（SLE）、類風濕關節炎（RA）發病中的調控作用最新研究進展綜述如下。

1 嗜堿性粒細胞的適應性免疫應答機制

嗜堿性粒細胞在活化后才能發揮其生物學功能。活化的嗜堿性粒細胞可能通過促進Th2 型應答、增強體液免疫應答等途徑參與調控人體適應性免疫。

1.1 嗜堿性粒細胞的活化機制 堿性粒細胞可以通過多個途徑介導其信號活化。嗜堿性粒細胞活化后，可產生各種效應分子，包括組胺、白三烯、IL-4、IL-5、IL-13，IL-6、TNF-α、多種趨化因子及相關膜標記物（如CD203c、CD63）等［3］，在適應性免疫應答中發揮調節作用。

嗜堿性粒細胞活化的經典途徑是通過IgE 的介導與外源抗原形成免疫復合物，與IgE 高親和力受體FcεR1結合，刺激嗜堿性粒細胞的活化，使其釋放多種炎性介質，參與超敏反應的發生發展。

B 細胞分化早期所產生另一類免疫球蛋白IgD可介導嗜堿性粒細胞活化，人體上呼吸道感染時嗜堿性粒細胞高表達于上呼吸道組織中，活化的嗜堿性粒細胞可產生廣譜的抗微生物肽［4］，在上呼吸道感染中發揮作用。活化的嗜堿性粒細胞通過分泌IL-4 和IL-6 細胞因子，協同Th 細胞促使B 淋巴細胞完成免疫球蛋白類別轉換，分泌IgM、IgG和IgA等多種免疫球蛋白，參與調節人體的免疫過程。

很多細胞因子也可以介導嗜堿性粒細胞活化。研究發現用IL-3處理嗜堿性粒細胞可促進IL-4、IL-13等細胞因子的表達［5］，上調人嗜堿性粒細胞膜表面抗原的CD203c 的表達［6］。IL-1 家族成員IL-18 和IL-33 也能促進嗜堿細胞活化［7］。IL-33 同樣可通過MyD88 信號通路誘導嗜堿性粒細胞分泌IL-4 和IL-13、IL-5、IL-6［8］。

模式識別受體TLR 可介導嗜堿性粒細胞的活化。嗜堿性粒細胞能夠通過模式識別受體TLR 直接識別各種病原微生物，參與免疫炎癥反應［9］，如TLR2 配體肽聚糖能在體外刺激嗜堿性粒細胞分泌IL-4 和IL-13。IL-4 能促進Th2 細胞的成熟和分化，參與到以Th2為主的免疫應答中。此外，依賴于IgE介導的嗜堿性粒細胞活化途徑還包括補體受體，如CR1、CR2 和CR3 等，能誘導嗜堿性粒細胞釋放組胺。

臨床曾用CD63 指標檢測嗜堿性粒細胞的活化程度，但后續研究發現，與CD63相比，CD203指標變化對于嗜堿性粒細胞的活化更敏感［10］。目前臨床常應用流式細胞術定性檢測CD203c陽性的細胞數量，而且同時可定量檢測CD203c 的平均熒光強度來評價嗜堿性粒細胞的活化程度。

1.2 嗜堿性粒細胞的活化促進Th2 型應答 嗜堿性粒細胞活化后分泌多種細胞因子，參與免疫應答及免疫調節。研究證明嗜堿性粒細胞活化后能迅速釋放IL-4 和IL-13［11］。已知多種細胞均可分泌Ⅱ-4，包括體液免疫中的Th2 細胞、嗜酸性粒細胞、肥大細胞和嗜堿性粒細胞，其中嗜堿性粒細胞分泌IL-4的功能逐漸受到關注。

IL-4 是啟動和維持Th2 型細胞分化過程中最重要的細胞因子。IL-4 對Th2 細胞的穩定分化和記憶性Th2 細胞的形成有重要作用［12］。在體外CD4+T 細胞經抗原刺激后與嗜堿性粒細胞一起培養，然后測定Th2細胞因子，發現胞內IL-4和IFN-γ的細胞因子水平表達明顯增加，這有助于促進CD4+T 細胞向Th2 型細胞分化［13］。在早期階段再次接觸抗原后嗜堿性粒細胞迅速分泌產生的大量IL-4 細胞因子，晚期以記憶性T細胞分泌IL-4為主。

各種外源凝集素可以導致嗜堿性粒細胞活化。TLR2 受體可以與細菌肽聚糖、病毒蛋白、真菌甘露聚糖等受體結合，促進嗜堿性粒細胞活化并產生IL-4，促進Th2 型免疫應答反應，這也說明嗜堿性粒細胞可以加重由于病毒和細菌感染導致的免疫反應［14］。所以早期來源于嗜堿性粒細胞釋放的IL-4，在啟動及維持Th2反應中發揮重要作用。

1.3 嗜堿性粒細胞的活化增強體液免疫應答 在人體中，嗜堿性粒細胞可以作為一個體液免疫反應的增強劑。外源性抗原通過IgD 與嗜堿性粒細胞表面的受體結合后，產生IL-4 和B 細胞活化刺激因子（BAFF），B 細胞在分化早期所產生免疫球蛋白IgD和IgM，活化的嗜堿性粒細胞通過IL-4和BAFF 促進B淋巴細胞免疫球蛋白類別轉化，產生大量IgM、IgD和IgA，在獲得性免疫反應中發揮作用［15］。

人體內以哪種免疫球蛋白增高為主，可能與具體感染的抗原的種類、數量有關。初次免疫后嗜堿性粒細胞表面產生大量的特異性IgE 抗體，再次接觸抗原后，嗜堿性粒細胞可以通過CD40L 與B 細胞表面的CD40 結合促進B 細胞產生大量的免疫球蛋白，另一方面嗜堿性粒細胞活化，導致IL-4、IL-6 分泌增加，促進Th2 細胞的分化，而Th2 細胞活化后分泌IL-4、IL-5、IL-13、IL-10 等細胞因子，促進CD40L與B 細胞表面的CD40 結合，促進B 細胞的增殖活化，促進免疫球蛋白產生，增強人體的體液免疫應答［16］。

2 嗜堿粒細胞在SLE發病中的作用機制

SLE 是一種影響多種器官的復雜疾病。90%以上的SLE 患者會并發腎臟損傷，主要原因是大量包含IgM、IgG、IgA 等免疫球蛋白的免疫復合物沉積在腎組織中，引起免疫損傷。這些免疫復合物是由核成分（ANA）或核酸（ds-DNA）特異性自身抗體形成的。Th1、Th2、Th17 和調節T 細胞（Tregs）等細胞通過參與調解細胞免疫、介導細胞免疫應答、參與遲發型超敏反應等途徑，在SLE 的發生發展中發揮重要作用［17-18］。

自身反應性的抗體可以靶向針對SLE患者的腎組織，自身反應性IgE 可以激活嗜堿性粒細胞，歸巢至淋巴結，促進Th2 細胞分化，促進自身抗體的產生，導致腎功能衰竭甚至死亡。嗜堿性粒細胞的活化分為IgE 依賴和IgE 非依賴兩種途徑［19］。目前，臨床熟知的是嗜堿性粒細胞可作為過敏反應的主要效應細胞，通過IgE 依賴途徑介導超敏反應［20］。關于IgE 在非過敏性炎性疾病中的病理生理作用尚不清楚。

IgE 的缺失會通過降低自身抗體的產生延緩疾病的發展和嚴重程度，改善患者的臟器損傷程度。在SLE 小鼠模型中發現IgE 可以明顯降低小鼠中自身抗體的產生，以及B 細胞漿細胞數量，IgE 的減少也顯著降低免疫細胞在次級淋巴細胞中特別是單核細胞、中性粒細胞、嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞在臟器中的浸潤程度，IgE 的缺陷導致狼瘡小鼠的脾臟中嗜堿細胞活化程度明顯下降［21］。IgE 的自身反應與嗜堿性粒細胞的活化密切相關，可以增加疾病的活動度。與IgE 陰性的患者比較，IgE 陽性的SLE患者疾病活動度明顯增加，嗜堿性粒細胞活化標志物CD203c表達增加［22］。以上結果均表明，嗜堿性粒細胞可通過IgE 依賴途徑促進自身免疫性炎癥的放大。DEMA 等研究［23］發現，SLE 患者體內存在自身反應性IgE，且IgE 的水平與疾病活動度有關，嗜堿性粒細胞與Th2 環境可以促進病情進展，加重狼瘡性腎炎的改變。蛋白酪氨酸激酶缺陷（Lyn-deficient）的狼瘡樣老年小鼠可通過自發的IgE 抗體與嗜堿性粒細胞表面FcεRI受體結合活化嗜堿性粒細胞，表現為持續Th2改變，IL-4水平明顯增高，通過嗜堿性粒細胞高表達CD62L（粘附分子）［24］和MHC-Ⅱ分子HLA-DR（參與自身抗原遞呈）［25］，產生大量ds-DNA 抗體和其他抗核抗體，可以明顯看到腎臟免疫復合物沉積于腎小球，敲除嗜堿性粒細胞后，ANA 及ds-DNA 抗體明顯下降，脾臟漿細胞比例下降，而且降低了腎臟的炎癥環境。

雖然嗜堿性粒細胞和肥大細胞都表達高親和力FcεRI。但進一步研究［26］發現，IL-4 或IgE 缺陷的小鼠中CD62L 的表達明顯下降，淋巴結中和脾臟中嗜堿性粒細胞數量下降，而肥大細胞的數量沒有改變說明這兩種細胞在變應性炎癥中的作用卻完全不同。在淋巴結中的嗜堿性粒細胞表面檢測到BAFF受體，也說明淋巴結中嗜堿性粒細胞可以影響B 細胞的存活和分化，嗜堿性粒細胞通過促進CD62L 和MHCⅡ的表達，使其從外周血遷移至淋巴結和脾臟，通過分泌細胞因子等調節B 細胞的功能參與免疫應答。通過檢測臨床標本發現SLE 患者中嗜堿性粒細胞與自身反應性IgE 水平高低是引起Th2 傾向的重要因素。

SLE 患者中嗜堿性粒細胞處于活化狀態（高表達CD203c），嗜堿性粒細胞的活化可能是影響SLE疾病進展的重要反饋回路，所以如何降低血液循環中IgE 免疫復合物水平或通過減少嗜堿性粒細胞活化程度有望為SLE 的治療提供新的手段。

在敲除嗜堿性粒細胞的狼瘡小鼠中，血液IL-1β、IL-4、IL-6、IL-13 和IFN-γ 等炎癥因子水平明顯下降，說明敲除嗜堿細胞或降低嗜堿細胞活性可減輕腎臟的前炎癥的環境狀態，可能會成為SLE 的治療新方法［27］。抗過敏藥物如奧馬珠單抗通過降低體內IgE水平和嗜堿性粒細胞表面的FcεRI受體，可能成為SLE的治療方法之一［28］。

SLE 患者外周血嗜堿粒細胞數量減少可能出于多種原因，如炎癥因子及趨化因子等介導嗜堿性粒細胞從外周血液循環中遷移到組織中。浸潤到這些器官引起多系統受損，從而引起SLE 累及全身系統的發病，同時，SLE 在疾病活動期可見大量的T、B 淋巴細胞凋亡，產生大量的致病性自身抗體，嗜堿粒細胞作為一種可能參與SLE 疾病發生的效應細胞，也可能同樣因過度凋亡而導致其數量減少。

細菌感染的SLE患者可誘發或加重尿蛋白量增加，嗜堿性粒細胞可能在其中發揮重要的作用。細菌的細胞壁成分是固有免疫和適應性免疫反應的有力誘因，在SLE 中，細菌性脂肪肽可以通過TLR，促進B 細胞增殖自身抗體的產生和促炎因子的釋放。TLR2 可以介導嗜堿性粒細胞活化，RAHUL 等［29］研究發現，在狼瘡腎炎的小鼠模型，當小鼠暴露于細菌細胞壁成分如肽聚糖或脂多糖后，小鼠的脾臟增大，ds-DNA 抗體、IL-6、IL-12 及TNF-α 等炎癥因子分泌增加，加劇了狼瘡腎炎的發展。但是這種情況在非腎臟損傷的狼瘡小鼠中卻沒有出現，這與腎臟內腎素mRNA下調和在其正常定位足突部位再分配到核周區域有關。當機體受到外界抗原刺激后，細菌性脂肪肽激活TLR2，在該研究中發現，該受體表達于培養的足細胞和腎小球內皮細胞，TNF-α 和IFN 誘導TLR2 的mRNA 和受體在這兩種細胞內表達，在細菌脂肽的刺激下，足細胞和腎小球內皮細胞的白蛋白滲透率顯著增高，LPS 可誘導中度蛋白尿，細菌性脂肽和LPS通過TLR2介導的作用，通過調節腎小球濾過屏障內皮細胞和上皮細胞的功能可加重腎小球腎炎，說明細菌感染可能通過TLR2 介導嗜堿性粒細胞活化而加重SLE病情。

3 嗜堿粒細胞在類風濕性關節炎發病中的作用機制

類風濕性關節炎是一異質性疾病，發病機制仍不明確。不同亞型的患者病程、預后及治療效果都不盡相同。免疫功能紊亂被認為是RA 的主要發病機制。RA患者體內存在多種細胞因子、炎癥因子異常表達，而且在疾病的不同階段主導的細胞因子也不相同。在早期的RA 患者滑膜和滑膜液中以Th2型細胞因子IL-4 和IL-13 為主，而長期慢性的RA 患者滑膜組織中Th1 型細胞因子IFN-γ 表達為主。近年來嗜堿性粒細胞在調節Th1/Th2平衡方面的生理作用受到大家的關注。嗜堿性粒細胞缺陷小鼠模型的建立，證實細胞因子IL-4 的產生主要細胞是嗜堿性粒細胞的活化［30］，IL-4 對于啟動Th2 細胞早期分化，并可與DC 協同促進Th2 細胞分化，調節Th2 型免疫應答，參與以Th2免疫介導為主的相關疾病［31］。

活化的嗜堿性粒細胞可通過細胞表面表達的IgE 受體FcεRI，與抗原特異性結合，促進IL-4等Th2型細胞因子的表達水平，促進Th2細胞的分化，增強患者的體液免疫應答，削弱Th1 細胞應答，而影響Th1／Th2 細胞平衡，參與RA 的發病過程。唐培等［32］通過免疫印跡發現，RA患者外周血循環內存在高水平IgE 型免疫復合物（IgE-CIC），但本次研究中入選的主要是病程較長的老年患者（49.5 ± 1.5歲），多數患者處于疾病的中晚期，患者血清以IFN-γ水平升高為主，血清IL-4 水平在不同疾病活動度分組中的患者表達差異不明顯，說明長期慢性RA 患者體內以Th1細胞免疫應答為主。

抗環胍多肽抗體（CCP）是類風濕關節炎患者較特異的一個指標。是由類風濕滑膜中的漿細胞產生。CCP 可與嗜堿性粒細胞表面表達高水平的IgE受體FcεRI 結合，形成IgE-CIC 免疫復合物，刺激嗜堿性粒細胞活化，釋放TNF-α、IL-1等炎癥因子，IgECIC 免疫復合物還可活化肥大細胞、中性粒細胞和單核細胞等，進一步加重RA 患者的病情。因此，通過影響Th1/Th2 細胞平衡，以嗜堿性粒細胞為靶點有望為RA的治療提供新的思路。

綜上所述，嗜堿性粒細胞是免疫反應中較關鍵的細胞類型，在人體固有和獲得性免疫應答及免疫調節過程中發揮重要作用。活化的嗜堿性粒細胞可能通過促進Th2型應答、增強體液免疫應答等途徑，參與適應性免疫應答及免疫調節。嗜堿性粒細胞的活化可作為過敏反應的主要效應細胞，降低細胞表面FcεRI 受體活性，抑制體內IgE 水平，抑制B 細胞的分化，參與SLE 的發生發展。嗜堿性粒細胞活化后可通過細胞表面IgE 受體FcεRI，與抗原特異交聯，促進Th2 型細胞因子的表達水平，進一步促進Th2 細胞分化，導致Th1／Th2 細胞失衡，參與RA 的發病過程。