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靶向调控T细胞免疫抑制受体在系统性红斑狼疮治疗中的作用*

2019-03-19李朝霞曾珊吴会霞任洁朱丽花周毅

广东医学 2019年9期
关键词:易感性等位基因活化

李朝霞, 曾珊, 吴会霞, 任洁, 朱丽花, 周毅

暨南大学附属第一医院风湿科(广东广州 510630)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)是T细胞和B细胞异常激活导致的自身免疫疾病,以一种以免疫性炎症为突出表现的弥漫性结缔组织病。其患病率表现为显著的人种差异,一项我国大规模的流行病学研究显示,SLE的患病率为70/10万人,妇女中则高达113/10万人[1]。传统治疗对部分SLE患者有效,但其毒性不良反应明显,因此,寻找更为精准的靶向治疗仍是目前SLE研究热点。SLE的发病机制尚不完全清楚,有学者认为SLE患者体内T细胞的异常活化是驱使B细胞产生大量高亲和力IgG自身抗体和下游细胞因子的关键。程序性死亡分子-1(PD-1)及淋巴细胞抗原-4(CTLA-4)是T细胞活化调节中负性调控分子,目前的研究表明其表达及基因多态性(SNP)与SLE的发病存在一定的关联。此外,动物模型及临床研究中发现激活这些免疫抑制受体或其配体可显著改善SLE的病情。本文对近年来T细胞免疫抑制受体——PD-1及CTLA-4在SLE疾病发生及发展中的作用及相关靶向治疗的研究进展进行深入总结,为SLE的治疗提供新的思路。

1 PD-1、PD-L1与SLE

1.1 PD-1、PD-L1的生物学功能及其在SLE中的表达 PD-1(CD279)为Ⅰ型跨膜糖蛋白,分子量50~55 kD,定位于2号染色体(2q37)。它属于CD28免疫球蛋白家族成员,参与了程序性死亡过程[2]。PD-1在CD4+T细胞、NKT细胞、B细胞及活化的单核细胞上诱导高表达。PD-1共有2个的配体,分别为PD-L1(B7-HI)及PD-L2(B7-DC),前者诱导表达于抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)、活化T细胞、B细胞、巨噬细胞及多种组织细胞。PD-L2的表达比较局限,主要在APC中表达。PD-1与PD-L1结合后负性调节活化T细胞的免疫反应,以此保持体内的免疫平衡。

SLE患者T、B细胞中PD-1的表达较正常人增加[3-4],且表达水平与疾病活动度(SLEDAI)相关[4];PD-L1+CD19+B细胞及PD-L2+CD14+单核细胞的比例也较正常人增加[3]。Bertsias等[5]报道,在PD1.3纯合突变的SLE患者中,PD-1+CD4+T细胞表达下降且在存在诱导表达缺陷。此外,半数狼疮肾炎(lupus nephritis,LN)患者的肾脏中表达PD-1而正常对照组未见表达。Choi等[6]发现SLE患者外周血的循环滤泡辅助样T细胞及其PD-1的表达较正常对照显著增加,且PD-1的表达与SLEDAI、浆细胞数及anti-dsDNA抗体的阳性率相关。SLE患者血清中可检测到高水平的抗PD-1 IgG型抗体,且与SLEDAI及某些临床表现显著相关[7]。PD-1+Treg细胞及PD-1+Treg/效应T细胞在SLE及正常组中无差异[8]。SLE患者中PD-L1+中性粒细胞较正常人显著增加,且在高疾病活动的患者中更加显著,治疗15 d后可显著下降[9]。最新研究证实SLE患者外周血中CD19+PD-L1+B细胞的表达异常,且与疾病相关的实验室参数和临床指标相关。CD19+PD-L1+B细胞富集并在SLE患者中激活致病性T细胞和B细胞反应中起关键作用[10]。因此,PD-1及其配体在SLE患者体内存在一定程度的表达及分布异常,且与疾病活动存在一定关系。

1.2 PDCD-1的SNP与SLE的关系 PDCD-1是PD-1的编码基因,其SNP与SLE的发病存在显著的种族差异。PD-1.1位于启动子区域(rs36084323 G>A,位于转录起始区-531 bp处)。伊朗幼年型SLE患者PD1.1A等位基因频率较对照组显著增加(6%vs1.5%,P=0.024),提示该等位基因与幼年型SLE的发病有关[11]。在马来西亚及中国汉族人群中均未发现PD1.1与SLE的疾病易感性有关[4,12]。

PD 1.2位于内含子2(6 438 bp),中国南方汉族SLE患者PD 1.2G/A基因频率与对照组有显著统计学差异[等位基因A的比值比(OR)为0.661,P=0.007],等位基因A可能是SLE的保护因素[13]。

PD1.3位于内含子4(rs11568821 G>A,7146bp处),是PDCD1中研究最为广泛的位点。2002年,Prokunina等[14]首先报道PD1.3A与欧裔SLE的发病有关(OR=5.3,P<0.001),而墨西哥SLE患者携带PD1.3A的比例较低,非裔美国人几乎不携带该等位基因。Sanghera等[15]报道欧裔(OR=1.52,P=0.039)及非裔美国人(OR=2.89,P=0.183)中PD1.3A等位基因会轻度增加SLE的发病风险。Ferreiros-Vidal等[16]发现西班牙SLE患者的发病与PD1.3A呈负相关,后来发现这一现象归因于健康人中PD1.3A的频率从欧洲的东北到西南有增加的趋势,而SLE患者中无类似改变[17]。瑞士SLE患者的PD1.3A的分布与正常对照无差异,但与LN有关(AA:OR=2.71,P=0.005;携带者:OR=2.62,P=0.012)[18]。PD1.3A会增加希腊裔SLE患者(OR=2.23,P=0.002)及墨西哥裔幼年SLE患者(OR=2.73,P=0.001 9)的发病风险但并未增加LN的风险[5,19]。在伊朗、中国北方汉族、马来西亚及巴西南部人群中未发现PD1.3与SLE易感性的关系[11,20-21]。

PD-1.5位于外显子5(2227981 C>T,7 785 bp处)及PD-1.6位于3′UTR(rs 10204525 G>A,8 738 bp处)。PD1.5会增加马拉西亚人SLE的疾病易感性,而与印度SLE患者的发病呈负相关,PD1.6SNP与SLE的易感性无关[12]。中国北方汉族、希腊及欧洲裔人群中未发现PD1.5及PD1.6与SLE的发病风险有关[5,14,19,21]。

此外,一些少见SNP与SLE的易感性也有报道,例如PD-1 6867C/G SNP与白种人LN的发病相关[22]。PD-1 7209 C等位基因(OR=2.1,P=0.002)及单体型(-536 A 7146 G 7209 C 7499 G)与中国台湾SLE患病风险增加有关[23]。在西班牙家系中,PD1.7T(rs7421861)与SLE的易感性有关[24]。伊朗人群中PD1.9C/T SNP(rs2227982)与SLE发病无关[11]。

1.3 靶向调控PD-1在SLE治疗中进展 Kasagi等[25]在B/W小鼠体内注射抗PD-1 mAb可导致肾脏中CD4+PD-1+T细胞的数量下降,并显著降低它们的病死率(P=0.03);而抗PD-L1 mAb阻断PD-L1可增加肾脏中CD4+PD-1+T细胞的数量,促进血清炎症因子及自身抗体的产生,加速肾炎的发生并增加病死率。Wong等[26]在发病前的B/W小鼠和健康小鼠体内注射PD-1中和抗体,治疗后小鼠LN发作延缓10周,存活率得到显著改善。Liao等[27]全身应用PD-L1Ig激活CD4+T细胞上PD-1-PD-L1轴,抑制多器官中Th17细胞的形成,抑制细胞因子(IFN-γ、IL-17及IL-10)的产生和抗dsDNA自身抗体的形成,减少肾小球中IgG的沉积及活化T细胞在肾脏组织中的浸润,降低尿蛋白,延长小鼠的存活时间。

此外,阻断PD-1的靶向治疗可以有效治疗部分恶性肿瘤,然而文献报道这类药物可导致皮肤型红斑狼疮的发病[28-29],可见阻断PD-1在红斑狼疮的发病中起到一定的作用。

2 CTLA-4与SLE

2.1 CTLA-4的生物学功能及在SLE患者中表达特点 CTLA-4(CD152)是一种跨膜负性调节受体,也是最具代表性的T细胞活化抑制信号,位于2号染色体(2q33.2),编码233个氨基酸残基。主要表达于活化的T细胞,并持续表达于Treg细胞。CTLA-4与配体结合后会抑制T细胞活化,减少细胞因子的分泌,降低T细胞对抗原的敏感性,在自身免疫耐受及T细胞内环境的稳定中起着重要作用。

2005年,Wong等[30]首先报道SLE患者血浆中可溶性CTLA-4(sCTLA-4)的水平高于健康对照组,且与SLEDAI呈正相关。Dahal等[31]发现SLE患者和健康对照的血清及外周血单个核细胞(PBMC)上清中sCTLA-4的表达并无显著差异,但二者对于自身抗原的反应存在显著差异:SLE患者表现为IL-10水平升高而对照组表现为IL-17及IFN-γ水平升高。此外,在自身抗原的刺激下,SLE患者PBMC的增殖较静止细胞显著增加,但仍低于对照组。SLE患者FOXP3-T细胞中CTLA-4的表达高于对照组,但前者的CTLA-4不能调节T细胞的增殖、脂微区的形成及CD3/CD28共刺激后TCR-ξ的磷酸化等,这些缺陷可能与CTLA-4与脂微区分离有关[32]。活动期SLE患者的CTLA-4+Treg-I细胞较正常人降低,但与SLEDAI无关[8]。SLE患者血清及PBMC中sCTLA-4 mRNA水平均较正常对照组显著升高,但CTLA-4 mRNA与对照组相似[33]。SLE患者的外周血T细胞内CTLA-4的表达水平高于健康对照组,但与临床参数无关,且经共培养实验证实CTLA-4存在T细胞负性调节功能受损[34]。

2.2 CTLA-4的多态性与SLE的关系 目前关于CTLA-4 SNP与SLE发病报道存在较大出入,不同地区和民族的研究结果不同。CTLA-4 +49G是印度及日本SLE发病的易感因素[35-37],但不影响SLE患者的临床表现或血清学表型[37]。土耳其裔SLE患者的CTLA-4 +49AA基因型较对照组显著增加(OR=2.66,P=0.014),但等位基因A的分布在两组中不存在差异[38]。科威特人[33]、西班牙人[39]、泰国人[40]、葡萄牙人[41]、韩国人[42-43]、中国人[44]、马来西亚人[45]、日本人[46]及美国东南部人[47]均未发现CTLA-4 +49A/G与SLE的易感性存在相关关系。

中国SLE患者CTLA-4-1722等位基因T的频率较对照组显著增加(OR=2.002,P<0.001),提示该位点与SLE的易感性有关[36]。然而也有研究提示该位点与华裔SLE患病易感性无关[21]。Hudson等[43]报道CTLA-4-1722位点可影响韩国人种SLE的易感性,基因型TT在SLE患者中较对照组显著增加,反之,CC及TC在对照组频率较高。在美国东南部、马来西亚及西班牙人群中未发现该位点与SLE患病易感性相关[39,45]。

伊朗SLE患者CTLA-4-318C/T基因型分布及对照组有显著差异,CC基因型在SLE患者中的比例显著高于对照组(OR=3.51,P=0.000 1)[48]。中国人[36]、韩国人[42-43]、马来西亚人[45]及美国人[47]中未发现该位点与SLE患病易感性有关。CTLA-4-319C/T与西班牙裔SLE的易感性无关[39]。-1661A/G与美国东南部SLE患病易感性无关,但是亚组分析显示在年轻(≤35岁)非裔美国人中等位基因G的频率与SLE患病率呈正相关[47]。在中国人群及韩国人中未发现-1661A/G与SLE的易感性有关[36,43]。

Taha Khalaf等[36]报道3′UTR(AT)15/6杂合子基因型是SLE的保护因素而非易感因素。Ahmed[49]等在日本人中发现,SLE患者中(AT)n 106 bp等位基因的频率较正常对照组显著增加。Barreto等[41]报道在葡萄牙人群中3′UTR的分布在两组存在显著差异, 106 bp等位基因(OR=0.28,P=0.001)是SLE发病的保护因素,而104 bp等位基因(OR=2.5,P=0.031)会增加SLE的易感性。而Kimkong等[40]在泰国人群中发现3′UTR CT60A/G(rs3087243)SNP与SLE疾病易感性无关。马来西亚人群中,3′UTR+6230 A/G与SLE易感性无关[45]。

2.3 靶向调控T细胞免疫抑制受体在SLE治疗中的作用 CTLA4Ig是一种可溶性融合蛋白,由CTLA-4的胞外域及修饰的IgG恒定区(CH2-CH3)构成,它与B7.1和B7.2受体的亲和力远远超过CD28,因此可作为B7/CD28共刺激通路的一个有效的竞争性拮抗剂[50]。1994年,Finck等[51]就发现在NZB/NZW F1(B/W)狼疮鼠中应用CTLA4Ig可阻断自身抗体的产生,甚至延长终末期小鼠的生存期。Daikh等[52]用CTX、CTLA4Ig单药及两者联合治疗B/W小鼠,结果发现3种治疗方案均可改善轻度肾病小鼠的病情并延长其存活期;而仅联合治疗方案能够改善73%终末期肾病小鼠的病情并改善存活率。Schiffer等[53]应用CTX单药、二联方案(CTX联合CTLA4Ig)、三联方案(CTX联合CTLA4Ig、抗CD154Ab)治疗B/W小鼠的LN,60%至80%的小鼠肾损害获得改善,对于复发LN也可达到再次缓解,他们发现阻断共刺激分子联合CTX可影响肾脏内CD11c阳性细胞的活化状态,最终减轻B细胞和T细胞的浸润及肾炎。Zhou等[54]在BXSB狼疮小鼠模型中发现抗CD134L mAb或CTLA4Ig可通过阻断CD134-CD134L或CD28/CTLA4-B7共刺激途径从而有效抑制T细胞和B细胞之间的相互作用,进一步抑制T细胞和B细胞的活化增殖,减少Th1和Th2的细胞因子表达、抑制自身抗体的产生。

虽有个案报道阿巴西普(Abatacept,CTLA4Ig)治疗了5例局灶性节段性肾小球硬化(FSGS)患者(4例移植后复发FSGS,1例复发FSGS),可诱导其蛋白尿部分或完全缓解。Merrill等[55]报道的一项双盲、安慰剂对照Ⅱ期试验,将180例非LN的活动期SLE受试者2∶1随机分为阿巴西普组及安慰剂组。主要终点是激素开始减量1年后受试者复发(BILAG A或B)的比例,结果显示两组在主要终点及任何一个次要终点之间均无显著差异。另一项阿巴西普治疗活动期LN的大型、多中心、随机、双盲、安慰剂对照Ⅱ/Ⅲ期临床试验(IM101075)纳入298例LN患者,按照1∶1∶1随机分在3个治疗组:阿巴西普30 mg/kg组、阿巴西普10 mg/kg组及安慰剂组;主要终点是确认完全反应的时间,它是一项复合措施,需要在52周治疗期内维持肾小球滤过率、最少蛋白尿和无活性尿沉渣。3组受试者在主要终点并无差异,但阿巴西普治疗与抗dsDNA抗体水平的下降及补体C3、C4水平的升高有关;122例肾病范围蛋白尿的患者中,阿巴西普治疗较安慰剂降低尿蛋白/肌酐约20%~30%。该研究未达到主要的研究终点,但提示阿巴西普具有一定的生物活性以及Ⅲ、Ⅳ型LN患者对其具有良好的耐受[56]。有学者对该研究进行了事后分析,设置5个不同的标准作为研究终点:(1)试验方案;(2)霉酚酸酯的Aspreva狼疮管理研究(ALMS)试验;(3)利妥昔单抗(LUNAR)试验的LN评估;(4)国立卫生研究院的阿巴西普试验(ACCESS);(5)美国风湿病学会的建议。根据ALMS、LUNAR和ACCESS标准,IM101075研究中患者的完全反应率在两个治疗组中均高于对照组;使用LUNAR标准获得最大差异(对照组的完全反应率为6%,而两个阿巴西普组的完全反应率为22%和24%)。随机双盲Ⅱ期附加试验对134例活动性LN患者进行研究,他们接受阿巴西普或安慰剂联合低剂量CTX的欧洲狼疮方案,其后使用硫唑嘌呤进行维持治疗。主要疗效终点是在第24周时完全缓解的比例。各组之间在主要终点或任何次要终点方面差异无统计学意义,包括安全性评估[57]。

3 展望

T 细胞免疫抑制性受体在介导SLE的发病中重要作用,在SLE患者体内存在不同程度的表达及功能异常。动物实验表明CTLA-4及PD-1重组抗体可延缓LN的发生及改善小鼠的生存期,且CTLA4Ig已进入临床试验,虽然目前的临床研究并未达到预期的研究终点,但有学者提出研究设计的缺陷及疾病的异质性可能影响了疗效的评估,需进行进一步的研究验证其有效性。

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