徐 莉 综述 张玲玲，魏 伟 审校

自身免疫性疾病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病，如银屑病、系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)、类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)、干燥综合征(sjogren syndrome,SS)等。炎症小体是由胞质内模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)参与组装的多蛋白复合物，分子量约699.81 ku，是天然免疫系统的重要组成部分。炎症小体能够识别病原相关分子模式(pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)或者宿主来源的损伤相关分子模式(damage-associated molecular patterns,DAMPs)，招募和激活Caspase-1[1]。活化的Caspase-1切割白细胞介素(interleukin,IL) -1β和IL-18的前体，促进细胞因子IL-1β和IL-18的成熟和分泌，参与炎症过程[2]。另外，炎症小体的活化还能够诱导编程性细胞焦亡[3]。现就炎症小体在自身免疫性疾病的研究进展做一综述。

1 炎症小体基本结构和活化途径

大部分炎症小体的基础结构是以核苷酸结合寡聚化结构域样受体(nucleotide binding oligomerization domain-like receptors,NLRs)家族和AIM2样受体(AIM2-like receptor,ALRs)蛋白家族作为受体蛋白、凋亡相关斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein,ASC)作为接头蛋白、Caspases作为效应蛋白组成[4]。对于NLR家族的受体蛋白又可以分为2类：含有热蛋白结构域(pyrin domain,PYD)的受体蛋白和含有Caspase募集区域(caspase recruitment domain,CARD)结构域的受体蛋白。

炎症小体通过2个途径被激活。第1种途径是当机体受到各种内源性和外源性刺激时激活炎症小体。炎症小体的PYD和CARD能使激活的传感器蛋白寡聚并招募一个ASC适配器，随后ASC通过CARD-CARD相互作用聚合成微米大小的ASC斑点，然后募集Caspase-1[5]。活化的Caspase-1在胞质膜内侧裂解IL-1β前体和IL-18前体，产生IL-1β和IL-18的成熟分子并释放到胞外，促进炎症反应，直接快速激活天然免疫。第2种途径是当机体受到刺激物如脂多糖刺激时，核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)通路被激活，随后NF-κB发生核转位，介导IL-1β前体和IL-18前体的活化，产生IL-1β和IL-18炎性因子，介导炎症反应和免疫应答。

2 炎症小体的种类

目前已被报道的常见的炎症小体有NOD样受体蛋白1(nod-like receptor protein1,NLRP1)、NOD样受体蛋白3(nod-like receptor protein3,NLRP3)、核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白4(NLR containing a caspase recruitment domain 4,NLRC4)及黑色素瘤缺乏因子2(absent in melanoma 2,AIM2)等[6]。

2.1 NLRP1炎症小体NOD样受体蛋白是一类含有核苷酸结合寡聚结构域的蛋白家族，NLRP1是第1个被发现的NOD样受体蛋白。从结构上看，NLRP1由PYD、核苷酸结合寡聚化区域(nucleotide-binding oligomerization domain,NACHT)、C端的富含亮氨酸重复序列(leucine-rich repeat,LRR)以及一个CARD域共同组成[7]。其中PYD和LRR这2种结构域对于维持NLRP1活性单体的功能至关重要。NLRP1受体蛋白在人类与小鼠体内的区别是：①在人类基因中只有1个NLRP1蛋白，而在小鼠中多则可以表达3种NLRP1亚型——NLRP1a、NLRP1b、NLRP1c；②人类NLRP1具有一个N端PYD，而小鼠没有N端PYD[5]；③人类NLRP1和小鼠的NLRP1a和NLRP1b分别通过它们各自N末端连接区域内的蛋白水解激活，这种蛋白水解过程是NLRP1活化的一般机制[8]。

2.2 NLRP3炎症小体NLRP3炎症小体是目前研究最广泛的炎症小体。NLRP3炎症小体是由N端PYD、中心NACHT域和C端LRRs共同组成，其中NACHT结构域是NLRP3活化的主要结构，具有ATP酶活性。C端LRRs可以调节NLRP3的活性，并识别内源性的白蛋白和微生物配体[9]。NLRP3炎症小体广泛存在于免疫细胞中，包括粒细胞、抗原提呈细胞、巨噬细胞、T淋巴细胞和B淋巴细胞中。在经典激活途径中，NLRP3炎症小体组装需要2个不同的关键步骤：①初始的转录启动步骤；②NLRP3、ASC及Caspase-1寡聚和组装步骤[10]。ASC包含2个转导域：连接上游NLRP3的PYD和连接下游Caspase-1的CARD[11]。NLRP3炎症小体的异常活化是引起多种自身免疫性疾病和代谢紊乱的主要原因之一。NLRP3的活化机制包括钾离子外排、钙离子内流、活性氧类产生、线粒体内膜的心磷脂异位、吞噬体失稳、细胞体积扰动、宿主或细菌驱动的孔隙形成等[8]。

2.3 NLRC4炎症小体在炎症小体的组装过程中，ASC和NLRC4两种蛋白的CARDs具有相似的组装模式，通过2种蛋白CARD-CARD相互作用，导致Caspase-1的二聚和活化，这是下游Caspase-1募集的共同机制[12]。初步报道[13]表明NLRC4与凋亡蛋白酶活化因子相似，NLRC4的激活是受肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor -α,TNF-α)调控并伴随着NLRC4从细胞质转位到线粒体。通过乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)试验和碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色法发现NLRC4的过表达可能会引起细胞焦亡。NLRC4炎症小体复合物在缺血性脑卒中患者中介导小胶质细胞的炎症反应以及细胞凋亡和细胞焦亡[14]。NLRC4炎症小体的激活可诱导较强的炎症反应，是引起自身免疫性疾病重要原因。

2.4 AIM2炎症小体ALRs是一种双向的蛋白质分子，由N端PYD结构域，连着一个或两个含200-氨基酸的造血干扰素诱导的核蛋白(hematopoietic IFN-inducible nuclear proteins with 200-amino-acid，HIN200)结构域组成[5]。AIM2是ALRs家族的第1个成员，该家族由人类基因组中的4个成员和小鼠基因组中的14个成员组成。AIM2的功能主要为识别细菌、病毒或者宿主细胞中异常的细胞质双链DNA(double-stranded DNA,dsDNA)以及诱导细胞因子的成熟、释放和细胞焦亡。而ALRs家族的另一成员p202则只有2个HIN200结构域，没有PYD域。AIM2炎症小体的形成大致需要4个步骤：①dsDNA与AIM2受体蛋白结合；②AIM2聚集在dsDNA上，含有PYD结构域的AIM2则形成丝状结构；③丝状AIM2的PYD域和ASC的PYD域结合；④ASC的CARD域募集Caspase-1形成完整的AIM2炎症小体[15]。

3 炎症小体参与自身免疫性疾病

在机体正常情况下，炎症小体激活适当数量的IL-1β和IL-18可以有效的防御病毒、细菌和真菌的入侵。但当炎症小体在机体中过度活化时将引起异常炎症免疫反应，介导自身免疫性疾病。

3.1 NLRP3炎症小体参与银屑病皮损病理过程银屑病是一种多基因遗传背景下由T淋巴细胞介导的慢性炎症性自身免疫性疾病。银屑病的特点是出现红色鳞状斑块，以真皮层T细胞、树突状细胞、自然杀伤T细胞和巨噬细胞为主的炎性细胞浸润，以及血管异常增生。

在银屑病中NLRP3炎症小体的主要功能是活化Caspase-1。活化的Caspase-1能将胞内无活性的IL-18和IL-1β前体剪切为成熟的IL-18和IL-1β，IL-18和IL-1β信号导致Th17细胞因子谱的上调和银屑病样表型[16]。在银屑病皮损中，炎症小体的关键成分PYD-CARD的表达模式发生了改变，NLR信号基因NOD2、PYD-CARD、CARD 6和干扰素γ诱导蛋白16(interferon-γ-inducible protein 16,IFI16)在银屑病表皮中上调[17]。NLRP3突变与慢性炎症性疾病的敏感性密切相关，NLRP3主要是通过促进IL-1β的过度分泌来促进银屑病样表型。NLRP3 rs10733113G基因型在大部分银屑病患者皮损部位的表达显著增加，提示NLRP3炎症小体基因多态性增加银屑病基因易感性[18]。

3.2 炎症小体参与SLE病理过程SLE是一种多器官受累的、炎症系统性自身免疫疾病。SLE患者产生高水平自身抗体，伴有补体活化及免疫复合物沉积等，可导致严重的临床表现。狼疮性肾炎(lupus nephritis,LN)是SLE的最主要并发症，NLRP3炎症小体在LN中发挥了重要作用。免疫复合物可激活LN患者和狼疮易感小鼠足细胞中的NLRP3炎症小体，激活的NLRP3炎症小体导致LN患者足细胞损伤以及蛋白尿。在SLE患者中，中性粒细胞外捕诱网(neutrophil extracellular traps,NETs)的增加可激活SLE患者巨噬细胞中的NLRP3炎症小体，NLRP3炎症小体激活后产生炎症细胞因子，诱发组织炎症，参与SLE的发病过程[18]。

在SLE患者中NLRP3和AIM2炎症小体活化的机制可能因性别不同而存在差异。在女性SLE患者体内，在抗dsDNA抗体存在的情况下，dsDNA通过反应性活性氧(reactive oxygen species,ROS)生成和ATP介导K+外排诱导NLRP3激活[19]。雌激素可以提高SLE患者外周血单核细胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMCs)中IgG型抗dsDNA抗体，在女性SLE患者的巨噬细胞中检测到NLRP3 mRNA的过表达。在男性SLE患者中，由于缺乏雌激素，抗dsDNA自身抗体极少，可见AIM2炎症小体过度活化，该活化是dsDNA所致[20]。AIM2在与细胞质或核苷酸相互作用后，通过与适配器ASC和Pro-caspase-1结合形成功能性AIM2炎症小体，AIM2炎症小体介导上调IL-1β和IL-18的产生，与SLE严重程度呈正相关[21]。在男性SLE患者的巨噬细胞中检测到AIM2 mRNA表达升高，在女性SLE患者中AIM2则表达降低，抗dsDNA自身抗体滴度仅与女性SLE患者的病情严重程度相关[19]。

3.3 炎症小体基因多态性与RA的严重程度相关RA是一种慢性自身免疫性疾病，以滑膜炎症和不可逆的多关节破坏为主要临床特征，导致关节畸形、功能损害，具有较高的发病率[22]。研究[23]表明NLRP3炎症小体在RA患者中是一种重要的介导因子，在RA患者CD4+T细胞中ROS的产生增加，ROS的增加致使NLRP3炎症小体在RA患者的CD4+T细胞中被激活，NLRP3炎症小体激活后通过活化IL-1β，促进Th17分化。NLRP3炎症小体的激活同时也发生在关节积液中浸润的单核巨噬细胞中[24]，NLRP3通过低氧诱导转录(hypoxia-inducible transcription,HIF-1α)激活，激活的NLRP3使滑膜琥珀酸积累参与RA的发病机制[25]。miR-33可以通过增加IL-1β分泌从而活化miR-33-NLRP3炎症小体通路参与RA的发病过程[26]。一项关于6个炎症小体基因(NLRP1、NLRP3、NLPC4、AIM2、CARD8、CASP1)中的13个单核苷酸多态性的研究[27]发现rs10754558 NLRP3和rs2043211 CDRD8多态性分别与RA发展的严重程度相关。NLRP3和CARD8基因的功能多态性与RA的促炎表型有关，NLRP3 rs358294和CARD8 rs2043211相互作用增加了RA易感性，CARD8 rs2043211增加了RA早期和长期疾病活动[28]。总之炎症小体活化参与RA的发病机制，而抑制NLRP3炎症小体的活化来减轻RA的症状可能是一种新的治疗RA的方法。

3.4 炎症小体通过ATP门控的非选择性阳离子通道P2X7受体参与SSSS是一种累及外分泌腺体尤以累及唾液腺(salivary glands,SG)和泪腺为主的慢性自身免疫性疾病。SS主要表现为口、眼干燥，也可有多器官、多系统损害，受累器官中有大量淋巴细胞浸润，血清中多种自身抗体阳性。SS的病理基础是B细胞功能亢进及由此而导致的抗体产生过多等免疫异常。炎症小体和IL-1β在SS病程中呈现加工和释放紊乱在SS的发病机制中发挥重要作用。研究[29]发现NLRP3炎症小体在严重原发性SS患者体内的免疫系统中激活，炎症性DNA广泛的核外积累和受损的DNA降解是炎症小体激活的主要原因。在SS患者中，PBMCs表现为NLRP3炎症小体活化。而SG中浸润的巨噬细胞中NLRP3活化并伴有细胞焦亡[29]。SG是SS的标志，ATP门控的非选择性阳离子通道嘌呤能离子通道型受体(purinergic ligand-gated ion channel 7 recertor,P2X7R)可诱导SG炎症反应。在免疫细胞中，ATP刺激P2X7R能使K+通道开放，细胞内K+外流，P2X7受体激活后通过诱导多蛋白复合物NLRP3炎症小体的寡聚来诱导促炎细胞因子的如IL-1β和IL-18的产生[25-30]。可见P2X7R-炎症小体-Caspase-1-IL-18轴参与SS的病理过程。

4 总结与展望

综上所述，炎症小体作为固有免疫系统的重要组成部分，在自身免疫性疾病中发挥了重要作用。随着对炎症小体越来越广泛的研究，对炎症小体在自身免疫性疾病中的激活途径以及在自身免疫性疾病中的作用机制有了深入广泛了解。以炎症小体为靶点的治疗方案越来越受到重视。目前以炎症小体作为靶点治疗自身免疫性疾病虽然有希望，但是仍缺少足够的数据来充分阐明，望在以后的研究中能够继续完善。