IgG免疫復合物通過其受體介導炎癥的作用機制研究進展①

李西蒙 齊 云 高 源

（中國醫學科學院北京協和醫學院藥用植物研究所，北京100193）

抗原和相應抗體結合形成的復合物稱為免疫復合物（immune complexes，ICs）。內在或外來抗原存在時，機體免疫系統不斷產生抗體與相應抗原形成ICs。生理情況下ICs 形成是有益的，如抗體聚集至病原體表面與其形成的ICs 更易被單核巨噬細胞吞噬清除。但ICs 若為中等大小或數量過多超出機體清除能力，就易沉積于血管壁或腎小球基底膜處，難以被免疫細胞清除而誘發機體損傷［1］。ICs中的IgG 免疫復合物（IgG immune complexes，IgG-ICs）與多種人類炎癥疾病相關，如內源性抗原相關自身免疫性疾病，如系統性紅斑狼瘡、類風濕關節炎（rheumatoid arthritis，RA）等，以及外源性抗原相關的各類疾病，如血清病、登革熱等，且常伴隨嚴重病理改變。故探究IgG-ICs 參與炎癥的機制將為相關疾病治療提供幫助。研究表明，IgG-ICs可通過激活表達于多種免疫細胞細胞膜的Fcγ 受體（Fc fragment of IgG receptors，FcγRs）活化補體，以及結合新生兒Fc受體（neonatal crystallizable fragment receptor，FcRn）和胞內Fc受體等IgG相關受體介導炎癥發生。

1 IgG-ICs 通過與細胞膜激活型受體FcγRs結合介導炎癥

人類FcγRs 有FcγRⅠ、FcγRⅡ、FcγRⅢ3 類，其中FcγRⅡ有FcγRⅡA、FcγRⅡB、FcγRⅡC 3種亞型，FcγRⅢ有FcγRⅢA 和FcγRⅢB 2 種亞型。功能上，FcγRs 可分為激活型和抑制型，FcγRⅡB 屬于抑制型，其余皆為激活型［2］。除FcγRⅠ外，IgG與FcγRs其他亞型親和力較低，需形成IgG-ICs 方可與之結合［3］。IgG-ICs結合激活型FcγRs介導效應細胞吞噬作用、抗體依賴細胞介導的細胞毒性作用（antibodydependent cell-mediated cytotoxicity，ADCC）及炎癥因子釋放等，在炎癥發生過程中發揮關鍵作用。

1.1 IgG-ICs 通過激活型受體FcγRs 各亞型參與炎癥發生

1.1.1 FcγRⅠ FcγRⅠ是人類IgG 唯一的高親和力受體，可結合單體IgG，由此易被誤解為“FcγRⅠ被單體IgG 占據，而不與IgG-ICs 結合”。但研究表明，在腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和干擾素-γ（interferon-γ，IFN-γ）等刺激下，蛋白磷酸酶1（protein phosphatase 1，PP1）活性增強，肌動蛋白聚合，共同增強FcγRⅠ“內-外信號”，促進IgG-ICs與FcγRⅠ結合［4］。同時有研究發現，IgG-ICs數分鐘內即可取代單體IgG，與FcγRⅠ結合［5］。提示單體IgG 雖 與FcγR Ⅰ親 和 力 較 高，但IgG-ICs 仍 可 與FcγRⅠ結合。

FcγRⅠ多表達于單核細胞和巨噬細胞，嗜酸性粒細胞和樹突狀細胞次之，在IFN-γ 或粒細胞集落刺激因子刺激下表達于中性粒細胞［2］。IgG-ICs 結合FcγRⅠ可促進TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-23等多種炎癥因子表達［6］。KEMPERS 等［7］發現，RA 患者滑膜中抗瓜氨酸蛋白抗體表達豐富并多以IgG 型存在，其形成的ICs 主要通過結合FcγRⅠ及下文所述的FcγRⅢA 激活中性粒細胞，此過程在RA 發病過程中可能發揮重要作用。

1.1.2 FcγRⅡA 與FcγRⅡC FcγRⅡA 是分布最為廣泛的亞型，IgG-ICs與其結合介導炎癥的研究較多［8］。ZHONG 等［9］發現，IgG-ICs 可促進人單核/巨噬細胞內部功能重構，使其過度活躍，受刺激即產生超量炎癥因子尤其是TNF-α。2012年CHEN 等［10］發現，可溶性IgG-ICs 與FcγRⅡA 結合誘導中性粒細胞產生大量活性氧（reactive oxygen species，ROS），進而促進中性粒細胞胞外捕獲網絡（neutrophil extracellular traps，NETs）釋 放。 但2016年ALEMáN 等［11］發現以上過程產生的ROS 是由吞噬作用誘導的，無法刺激NETs釋放。

FcγRⅡ另一亞型FcγRⅡC 表達于自然殺傷（natural killer，NK）細胞和CD19+B細胞，但證實其在后者有表達的研究較少。研究發現，IgG-ICs 結合FcγRⅡC 可介導NK 細胞ADCC 作用及B 細胞功能增強，促進抗體生成［8］。

1.1.3 FcγRⅢ FcγRⅢA 在單核細胞、巨噬細胞、NK 細胞、樹突狀細胞、部分T細胞、中性粒細胞上表達。FcγRⅢB 表達于中性粒細胞和嗜酸性粒細胞，是糖基磷脂酰肌醇（glycosylphosphatidylinositol，GPI）錨定蛋白，缺乏跨膜和胞內結構域，與膜上微區域或脂筏相連后可參與細胞內信號轉導［12-13］。

IgG-ICs 通過FcγRⅢ何種亞型活化中性粒細胞存在爭議。BEHNEN 等［14］發現，組織中固定的ICs結 合FcγR ⅢB 可 誘 導NETs 產 生。 但2019年GOLAY 等［15］首次發現FcγRⅢA 在中性粒細胞上低表達且與IgG1 的親和力是FcγRⅢB 的8～10 倍，故猜測活化中性粒細胞的關鍵介質是FcγRⅢA 而非FcγRⅢB。此外，既往研究認為FcγRⅢB 協助FcγRⅡA 發揮作用，但CHEN 等［10］發現FcγRⅢB 可通過GPI 錨定受體和液相內吞作用清除可溶性ICs，不需要FcγRⅡA。因此關于FcγRⅢA 和FcγRⅢB 在活化中性粒細胞中的作用，以及是否需要FcγRⅡA 傳遞信號仍需深入研究。

1.2 IgG-ICs 結合激活型受體FcγRs 引發的胞內信號傳導機制 IgG-ICs 結合激活型FcγRs 介導炎癥多過程均需免疫受體酪氨酸激活基序（immuno receptor tyrosine-based activation motif，ITAM）活化。FcγRⅡA 和FcγRⅡC 的ITAM 處于細胞質結構域內，FcγRⅠ和FcγRⅢA 的ITAM 位于γ 鏈胞內區，FcγRⅢB 無胞內結構域，故無ITAM［16］。IgG-ICs 結合激活型FcγRs 后，受體聚集成簇，活化Src 激酶Lyn/Fyn，磷酸化ITAM 中的酪氨酸殘基，進而激活脾酪氨酸激酶（spleen tyrosine kinase，Syk），誘導Vav、磷脂酰肌醇-3 激酶（phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）、轉化生長因子激酶1（TGF beta-activated kinase 1，TAK1）、非 七 激酶 子（son of sevenless，SOS）、Bruton 酪氨酸激酶（Bruton's tyrosine kinase，BTK）、磷脂酶Cγ（phospholipase Cγ，PLCγ）和蛋白激酶B（protein kinase B，PKB，常稱AKT）等蛋白活化，啟動多種信號傳導途徑，包括絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）途徑、核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）途徑和信號傳導及轉錄激活蛋白3（signal transducer and activator of transcription，STAT3）途徑，最終促進炎癥因子釋放［17］。

1.2.1 MAPK 途徑 IgG-ICs 活化SOS、Vav、PLCγ、TAK1 后均可激活MAPK 途徑尤其是激活p38 和細胞外調節蛋白激酶1/2（extracellular regulated protein kinases，ERK1/2），進而促進CCAAT 增強子結合蛋白（CCAAT/enhancer binding protein，C/EBP）-β和C/EBP-δ 轉錄活性和增強蛋白表達，釋放炎癥因子和趨化因子TNF-α、巨噬細胞炎癥蛋白（macrophage inflammatory protein，MIP）-2和MIP-1α［18］。研究發現，IgG-ICs 可誘導肺泡巨噬細胞胞內C/EBP-β和C/EBP-δ激活，相比于野生型小鼠，C/EBP-β基因缺失小鼠支氣管肺泡灌洗液中TNF-α、IL-6 和CXC/CC 趨化因子及細胞間黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1，ICAM-1）顯著減少［19］。因此C/EBP-β 和C/EBP-δ 是IgG-ICs 活化MAPK 途徑后介導巨噬細胞釋放炎癥因子和趨化因子的關鍵調節分子。

1.2.2 NF-κB 途徑 YAN 等［18］發現，IgG-ICs 刺激巨噬細胞活化可誘導胞內NF-κB p65磷酸化水平顯著提高，繼而促使其轉錄入核，促進多種炎癥因子釋放。此外研究發現，IgG-ICs 結合激活型FcγRs 可通過促進ROS釋放啟動NF-κB途徑［20］。

1.2.3 STAT3 途徑 IgG-ICs 可激活肺泡巨噬細胞內STAT3，敲低STAT3基因后，炎癥介質釋放顯著減少，但中間機制尚不清楚［21］。IgG-ICs可能通過活化AKT 蛋白促進STAT3 活化，隨后STAT3 入核參與炎癥因子轉錄。

2 IgG-ICs 通過與細胞膜上抑制型受體FcγRⅡB結合調控炎癥反應

FcγRⅡB 是FcγRs 中唯一的抑制型受體，有B1和B22 種異構體［8］。多數研究認為FcγRⅡB1 是B細胞上唯一表達的FcγR，IgG-ICs與其結合可抑制B 細胞活化、增殖和抗原產生。FcγRⅡB2 廣泛表達于大多數免疫細胞，發揮調控炎癥的作用［12］。

IgG-ICs 結合FcγRⅡB 后激活Src 激酶Lyn，繼而磷酸化ITIM（immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif）中酪氨酸殘基，招募含有SH2 結構的5'肌醇磷酸酶-1（SH2-domain containing inositol 5'phosphatase，SHIP-1）與ITIM結合，過多ITIM磷酸化時也會招募蛋白酪氨酸磷酸酶-1（SH2-domain containing protein tyrosine phosphatase-1，SHP-1）與 其 結 合。SHIP-1 主要通過2 種途徑抑制免疫細胞活化：一是通過水解3，4，5- 三磷酸磷脂酰肌醇［phosphatidylinositol-3，4，5-trisphosphate，PtdIns（3，4，5）P3］抑制下游多種蛋白活化，降低胞內鈣水平，還可通過促進PI3K水解抑制PI3K途徑信號傳導［2］；二是活化接頭蛋白酪氨酸激酶衰減蛋白（downstream of kinase，Dok），從而抑制Ras通路活化［17］。

除以上依賴ITIM 活化的途徑，表達在B 細胞上的FcγRⅡB 還可通過自身受體的聚集依賴酪氨酸激酶c-Abl 進行信號傳導，促進B 細胞凋亡以調控B 細胞的免疫反應［22］。激活的跨膜（transmembrane，TM）結構域也可通過阻止B 細胞抗原受體（B-cell receptor，BCR）的構象變化，抑制BCR 對下游信號的傳導［23］。

IgG-ICs 結合FcγRⅡB 可抑制在大多數免疫細胞上與其共表達的激活型FcγRs 或BCR 的信號傳導，調控免疫的正常進行。因此FcγRⅡB 的表達下調或激活型受體的過度表達會引發IgG-ICs 介導的過度炎癥反應［12］。IgG-ICs 結合激活型或抑制型FcγRs引發胞內信號傳導機制圖見圖1。

圖1 IgG-ICs 結合激活型或抑制型FcγRs 引發胞內信號傳導機制圖Fig.1 Diagram ofIgG-ICstriggeringintracellularsignaling via ligating activating or inhibitory FcγRs

3 IgG-ICs通過活化補體介導炎癥反應

3.1 IgG-ICs 通過活化多種補體片段直接誘導炎癥反應 IgG-ICs可通過補體活化的經典途徑，激活補體級聯反應，一方面形成和補體結合的IgG-ICs，在血管或腎小球處大量沉積［24］；另一方面產生多種補體片段。其中C3a 和C5a 結合相應G 蛋白偶聯受體C3aR和C5aR1，激活PI3K、AKT等關鍵蛋白，介導中性粒細胞和肥大細胞脫顆粒以及炎癥因子釋放，發揮對中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞的趨化作用，還可介導血管內皮細胞遷移及B 細胞活化［25-26］。此外C5a的另一受體C5aR2（也稱C5L2）為非G蛋白偶聯受體，在免疫細胞上表達量低且功能復雜，研究較少［27-28］。目前發現C5aR2 有助于C5a 轉運至內皮細胞中，以啟動C5aR1 介導的中性粒細胞在組織中的黏附［27］。

此外其他補體片段也在炎癥過程中發揮作用，C3 的裂解片段C3d 與Ⅱ型補體受體（complement receptor type Ⅱ，CR2）結合可通過BCR-CR2共刺激放大BCR 的信號傳導，促進抗體產生［29］。C5b 可結合至靶細胞或病原體表面，并與C6、C7、C8 和C9 共同形成膜攻擊復合物，誘導靶細胞或病原體的直接裂解［25］。

3.2 IgG-ICs 通過活化C5a 以調控其與FcγRs 結合介導炎癥 IgG-ICs 還可通過C5a 調控FcγRs 表達，C5a 與其受體的結合可上調激活型FcγRs 表達，下調抑制型FcγRⅡB 表達，打破免疫反應的平衡，此現象在肺泡巨噬細胞、腹腔巨噬細胞和Kupffer細胞中均有發現。隨后研究發現以上調控依賴下游信號Gαi2的轉導［30］。反之IgG-ICs 與表達上調的激活型FcγRs 結合可促進C5 的產生，從而進一步放大C5a 參與的對激活型/抑制型FcγRs 表達的調控，此現象在Kupffer 細胞中也有發現。C5aR 與FcγRs 這2 個受體建立了上述共同促進的反饋環。因此IgGICs 活化的C5a 可通過調控激活型/抑制型FcγRs 的比例引發免疫細胞過度激活，進而發揮間接促炎作用，其機制見圖2。

圖2 IgG-ICs 通過活化C5a 調控其與FcγRs 的結合間接誘導炎癥發生示意圖Fig.2 Schematic diagram of IgG-ICs indirectly inducing inflammation through activating C5a to regulate its binding to FcγRs

4 IgG-ICs 通過與轉運受體FcRn 結合介導炎癥反應

轉運受體FcRn 在調控IgG-ICs半衰期中發揮重要作用。FcRn最早被認為是母親向新生兒傳遞IgG過程中重要的轉運受體，幫助新生兒在自身免疫系統尚未發育完全時獲得來自母親的體液免疫，表達于多組織器官，在單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞、B 細胞等免疫細胞上也有表達。酸性條件下，IgG 與FcRn 結合可延長血清中IgG 半衰期，保護循環中的IgG-ICs［31］。BLUMBERG 等［32］發現阻斷FcRn 后循環中所有單體IgG 亞型和IgG-ICs含量均下降，IgG-ICs相關炎癥反應也被抑制。

5 IgG-ICs 通過與胞內TRIM21 結合介導炎癥反應

部分IgG-ICs 如包含病毒的IgG-ICs 還可跨膜進入胞質內與三基序蛋白21（tripartite motif-containing protein，TRIM21）結合誘導炎癥發生。 IgG-ICs 與TRIM21 結合后可通過2 種途徑介導炎癥發生：一是通過招募AAA 型ATP 酶含纈酪肽蛋白（valosin-containing protein，VCP/P97）和26 S 蛋白酶體介導IgGICs 迅速降解；二是通過促進Lys63（K63）連接的泛素化激活TAK1等下游信號，活化NF-κB、激活蛋白1（activator protein-1，AP-1）、干擾素調節因子（interferon regulatory factor，IRF）3、5、7 等轉錄因子，誘導促炎因子表達［16］。

6 IgG-ICs通過其他IgG受體介導炎癥反應

IgG-ICs 與Fc 受體樣蛋白（Fc receptor-like protein，FcRL）的結合近年來備受關注。FcRL 是免疫球蛋白超家族（Ig-superfamily，IgSF）成員，包括FcRL1～66 個跨膜受體。大多數FcRLs 主要表達于B 細胞，通常同時含有ITAM 和ITIM，因此其對B 細胞一般起雙向調節作用［33］。FcRL5在胞質結構域中含有2 個典型的ITIM 和1 個非典型的ITAM。IgGICs 結合FcRL5 可促進ITIM 中酪氨酸殘基磷酸化，隨后招募SHP-1 與ITIM 結合，抑制BCR 的信號傳導。而FRANCO 等［34］發現含C3片段的IgG-ICs與一部分扁桃體B 細胞上共表達的CR2 和FcRL5 結合，可啟動激活型信號傳導途徑，促進BCR 介導的鈣離子通道開放。因此IgG-ICs 通過FcRL5 對B 細胞的活化起雙向調控作用以參與炎癥發生。

7 結語與展望

IgG-ICs介導炎癥反應存在多條途徑并與IgG的相關受體緊密聯系。FcγRs、補體以及FcRn 在IgGICs 介導的炎癥中發揮作用已被驗證，尚需探索的是FcγRs各亞型與特定細胞反應之間的關系。最新研究顯示，FcγRs 各亞型在各免疫細胞上的表達水平不同，如FcγRⅡB在B細胞表面表達量最高，單核細胞次之，中性粒細胞、嗜堿性粒細胞上表達量極少，T 細胞上則不表達［35］。FcγRⅡB 表達量的多少與有無顯然與細胞對IgG-ICs 介導炎癥的強弱密切相關，這是值得研究與關注的。 此外本文聚焦的是IgG-ICs 介導炎癥的作用機制，但也有研究發現，游離IgG 在人單核細胞胞質中可通過一條區別于本文總結的新途徑激活NF- κB 促進IL-8 和TNF- α 釋 放，但 其 信 號 傳 導 機 制 并 不 清楚，且TRIM21 在其中未起免疫激活的作用，相反表現出對以上環節的負調控作用，因此也值得關注［36］。相信隨著研究的不斷深入，人類對IgG-ICs致炎機制的認識會愈發提高，將為相關疾病的治療提供思路與支持。