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调节性B细胞在变态反应性疾病中的作用

2013-01-22张继刚杨维玲

关键词:性疾病变应性性反应

张继刚,杨维玲

(第二炮兵总医院皮肤科,北京 100088)

经典的免疫学理论认为,B细胞通过分泌抗体、提呈抗原、提供协同刺激信号及分泌细胞因子等方式在体液免疫应答过程中发挥重要功能。然而近年来有越来越多的证据表明,B细胞和T细胞一样,不仅存在“效应性亚群”,也存在“调节性亚群”。关于调节性B细胞(regulatory B cell,Breg)的研究取得了重要进展,Breg已被认为是免疫系统的一个新的重要组成部分[1]。

调节性B细胞

B细胞负向免疫调节功能的研究最早可追溯到上世纪70年代,当时把B细胞的这种功能归因于产生了某种抑制性抗体,并未引起足够的重视[2]。直到1996年,Wolf等[3]利用B细胞缺乏的μMT小鼠进行诱导实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)研究时发现,与野生小鼠相比,μMT小鼠会出现更严重的临床症状和病理损害,且症状进行性加重,不能像野生小鼠那样自行缓解;进一步研究证明造成这种现象的原因是μMT小鼠缺乏能够产生白细胞介素(interleukin, IL)-10的B细胞,这首次明确了B细胞可通过产生IL-10抑制EAE的发病,提示B细胞在自身免疫性疾病中不仅具有致病作用,也具有重要的抑制作用。1997年,Mizoguchi等[4]将μMT小鼠与能自发产生结肠炎的T细胞抗原受体α链敲除(TCRα-/-)小鼠交配,子代小鼠出现结肠炎的症状更早且更严重,再次明确了B细胞在自身免疫性疾病中的抑制作用,据此提出了“Breg”这一概念。之后Breg成为免疫调节领域的研究热点,在I型糖尿病[5]、关节炎[6]、系统性红斑狼疮[7-8]等多种自身免疫性疾病小鼠模型及自身免疫病患者体内其存在和功能都得到了验证。近年来的研究发现,Breg在接触性超敏反应(contact hypersensitivity,CHS)[9]、变应性气道炎性反应[10]、变应性结膜炎[11]及食物变态反应[12]等多种变态反应性疾病中也发挥着重要的作用。

接触性超敏反应

CHS被认为是典型的辅助性T细胞1(helper T cell 1,Th1)细胞介导的IV型超敏反应性,B细胞在其中的作用并不被重视。随着研究的深入,Breg在CHS的发病过程中的重要抑制作用逐渐被认识。1974年首次报告了B细胞在CHS中的负向免疫调节作用,研究发现,过继转移脾细胞可抑制豚鼠的CHS反应,从脾细胞悬液中清除B细胞可使这种抑制能力丧失,但但是研究者仅将B细胞这种作用归因于其产生了某种抑制性抗体,而未引起足够的重视[2]。2007年针对B细胞在CHS中的负向免疫调节作用的进一步深入分析发现,在CD19基因敲除(CD19-/-)小鼠诱导CHS模型中,其双耳肿胀程度明显重于野生小鼠,炎性反应部位CD8+T细胞浸润更多,炎性反应持续时间更长,且耳部干扰素(interferon,IFN)-γ表达升高、IL-10表达下降;过继转移致敏野生小鼠的脾脏B细胞或淋巴结B细胞均可使CD19-/-小鼠增强的CHS反应正常化;机制研究表明,CD19-/-小鼠体内T细胞增生程度和树突细胞抗原提呈能力均与野生小鼠相当,因而将CD19-/-小鼠增强的CHS反应归因于CD19-/-小鼠体内B细胞的异常,但具体是哪一B细胞亚群在CHS 中发挥抑制作用还不明确[13]。

2008年Yanaba等[9]研究认为产生IL-10的B细胞数量不同是导致CHS在不同品系小鼠之间存在差异的原因。该实验显示,用脂多糖、佛波酯和离子霉素共同刺激5 h,莫能星阻断IL-10分泌后,IL-10+B细胞主要集中于CD5+CD1dhiCD19+B细胞亚群,向CD19-/-小鼠过继转移来源于野生小鼠特异性抗原活化的CD5+CD1dhiCD19+B细胞可使CHS炎性反应正常化,而来源于IL-10-/-小鼠的CD5+CD1dhiCD19+B细胞和来源于野生小鼠非特异性抗原活化的CD5+CD1dhiCD19+B细胞则无此作用。据此推测CD5+CD1dhiCD19+B细胞是小鼠Breg的一个亚群,通过产生IL-10发挥抗原特异性的负向免疫调节功能。因此,将这一亚群B细胞命名为“B10细胞”,成为Breg研究领域的重要进展。

变应性气道炎性反应

Breg不仅对Th1介导的变应性炎性反应具有抑制作用,在以Th2反应为主的变应性气道炎性反应中也具有重要的调节作用。2005年,Lundy等[14]用土鳖虫变应原对B细胞缺陷的CBA/CaHN-btk-/-xid/J小鼠诱导变应性气道炎性反应的研究发现,B细胞缺陷Xid小鼠在短期抗原激发后产生的血清IgE与对照组CBA/J小鼠相当。在反复变应原激发后,CBA/J小鼠血清IgE水平下降,而Xid小鼠血清IgE水平无明显变化,表明Xid突变不损害B细胞针对土鳖虫抗原致敏产生IgE的能力,Xid小鼠可能缺乏控制IgE产生或清除的机制。与血清IgE水平的变化相对应,变应原激发的Xid小鼠可产生更严重的肺炎、伴有更多的肺间质嗜酸粒细胞浸润和黏液产生。Xid小鼠维持更长时间的血清IgE水平增高和产生更严重的变应性气道炎性反应可能与缺乏具有免疫负调节作用的CD5+B细胞有关,CD5+B细胞能够通过诱导CD95L介导的细胞凋亡来调节Th。

卵白蛋白(ovalbumin,OVA)致敏小鼠暴露于OVA气雾剂3~10 d,可产生OVA特异性IgE和以嗜酸粒细胞浸润、黏液分泌增多为特征的气道炎性反应。将小鼠持续暴露于OVA气雾剂42 d,可导致小鼠变应性气道炎性反应消退,这种变应性气道炎性反应的消退被称之为局限性吸入耐受(local inhalational tolerance,LIT),一般认为其是由CD4+CD25+FoxP3+调节性T细胞(regulatory T cell,Treg)介导的免疫耐受[15]。Singh等[16]发现,Breg在LIT中发挥重要作用。实验显示,过继转移LIT小鼠肺门淋巴结CD19+B细胞可明显抑制受体鼠的变应性气道炎性反应,这种抑制作用是抗原特异性的,过继转移OVA特异性的LIT小鼠肺门淋巴结CD19+B细胞不能抑制其他抗原(牛血清白蛋白,bovine serum albumin)诱导的变应性气道炎性反应。进一步研究表明,LIT小鼠肺门淋巴结CD19+B细胞对变应性气道炎性反应的抑制作用是通过分泌转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β,进而诱导局部CD4+CD25+FoxP3+Treg实现的。因此,研究认为在局部引流淋巴结可能存在一个免疫调节网络,Breg在这一网络中处于CD4+CD25+FoxP3+Treg上游。

2010年,Amu等[10]进一步研究Breg在变应性气道炎性反应中的调节作用,实验将曼森血吸虫感染的野生小鼠脾脏CD19+B细胞过继转移给未感染的OVA致敏小鼠,发现对OVA诱导的变应性气道炎性反应具有保护作用,而过继转移来自曼森血吸虫感染的IL-10-/-小鼠脾脏CD19+B细胞,对变应性气道炎性反应不具有保护作用,表明曼森血吸虫感染能诱导小鼠脾脏产生IL-10的B细胞亚群进行扩增,这些B细胞通过依赖于IL-10的机制抑制变应性气道炎性反应。这些产生IL-10的B细胞不仅能够抑制小鼠变应性气道炎性反应也可以逆转已经建立的变应性气道炎性反应,这种抑制作用同样依赖于IL-10,并通过诱导肺部CD4+CD25+FoxP3+Treg来实现。这一研究明确了Breg在变应性气道炎性反应发病过程中的作用,也为探索变应性气道炎性反应新的免疫治疗方法开辟了思路。

变应性结膜炎

CpG序列是Toll样受体的识别配体,被认为可抑制变态反应,具有作为抗过敏药物的巨大潜力,应用CpG治疗变应性鼻炎等变态反应性疾病正在临床试验中,但CpG序列如何实现抗过敏作用的机制尚未完全明确。Miyazaki等[11]针对小鼠变应性结膜炎模型中Breg作用的研究发现,腹腔注射CpG可使小鼠脾脏明显肿大,其中B220+B细胞是扩增最明显的细胞亚群。CpG诱导的B220+B细胞可产生大量IL-10,过继转移这些产生IL-10的B细胞可明显减少变应性结膜炎小鼠结膜内嗜酸粒细胞的浸润,减轻炎性反应;而过继转移CpG诱导的来自于IL-10-/-小鼠的B细胞则没有这种抑制作用,表明CpG序列可通过诱导产生IL-10的B细胞来抑制变应性结膜炎的炎性反应,这种抑制作用依赖于IL-10。

食物变态反应

食物变态反应可分为IgE介导型和非IgE介导型,Th1/Th2失衡是其免疫学基础,但这一理论并不能解释食物变态反应的全部机制。2010年,Noh等[12]研究产生IL-10的Breg在人类牛奶过敏中的作用发现,取牛奶耐受者和牛奶过敏者外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)经酪蛋白刺激,牛奶耐受者CD19+CD5+B细胞增生,而牛奶过敏者则无明显变化,且牛奶耐受者产生IL-10的CD19+CD5+B细胞比例从15.4%升高至23.7%,而牛奶过敏者产生IL-10的CD19+CD5+B细胞比例则从26.2%降至15.5%,表明产生IL-10的CD19+CD5+B细胞可能参与了人类对食物的免疫耐受。进一步研究显示牛奶耐受者外周血中产生IL-10的Breg经抗原刺激活化后随即发生凋亡,可能是一种活化诱导的凋亡,以使Breg的免疫负调节作用控制在一定的范围内,以免发生过度的免疫抑制。

结  论

大量实验证据表明,变态反应性疾病的发生可能与Breg数量和功能的异常有关。Breg不仅在变态反应性疾病的发生发展中具有重要作用,对已发生的变态反应性疾病也具有明显的抑制作用,对Breg进行适当调控,有望成为治疗变态反应性疾病的新方法。进一步阐明Breg的功能特点及其发育、扩增和活化的信号特点,明确B10细胞扩增和活化的有效功能激活物,将为揭示变态反应性疾病的发病机制和临床防治提供新的策略[17]。

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