趋化因子及其受体与多发性硬化的关系及靶向治疗进展

李 涛，李 芳

(1.大连医科大学 七年制2006级，辽宁 大连 116044；2.大连医科大学 免疫学教研室，辽宁 大连 116044)

1 趋化因子及其受体的分类和结构

1.1 趋化因子

趋化因子(Chemokine)是一类能诱导炎症细胞向特定部位浸润和聚集的具有趋化作用的细胞因子，在炎症反应发生发展过程中起重要作用[1]。已有研究表明趋化因子在募集炎性细胞中起主要作用，能调节免疫细胞的活化、细胞因子分泌、细胞的黏附能力以及细胞毒效应。它们是一类分子量8000～14000的结构和功能相关的多肽超家族，现已发现50多种，根据2条标准即结构和功能标准[2]，对其进行分类：(1)根据分子N-端半胱氨酸(Cys)残基的数目和位置，可将其分为4个亚家族[ 3-5]：①α即CXC亚家族；②β即CC亚家族；③γ即C亚家族；④δ即CX3C亚家族。其中，CXC家族包括CXCL1～CXCL16，CC家族包括CCL1～CCL28。CC家族主要作用于单核细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞；CXC家族主要作用于中性粒细胞；CX3C家族作用于自然杀伤细胞、活性T细胞和单核细胞；C家族仅作用于淋巴细胞。前两种趋化因子及其受体在多发性硬化的发生发展中起到关键性作用，本文将着重阐述。(2)依据其功能分类：①炎症型/诱导型趋化因子，受到炎症刺激的调节，如CCL2、CCL3、CCL4、CCL5和CXCL8，即活化T细胞表达和分泌的调节因子，由脂多糖和细胞因子刺激产生和发挥调节。在炎症时，其直接与病原接触，迅速聚集单核细胞、粒细胞产生炎性反应。②自稳型/构成型趋化因子，主要参与免疫细胞的移行和淋巴细胞的形成与活化[1]。

1.2 趋化因子受体

趋化因子受体属G蛋白偶联受体超家族，具有7个含疏水氨基酸的α螺旋跨膜结构，经异源三聚体G蛋白行使信号传递作用。G蛋白耦联受体不仅在介导细胞迁移和粘附中起作用，而且影响其他过程如T细胞的分化，血管形成，以及T，B细胞和树突细胞的成熟过程[6]。趋化因子受体根据其对应的配体进行分类，目前共发现18种，其中5个CXC受体(CXCR1～CXCR5)，11个CC受体(CCR1～CCR11)，以及CX3CR1和XCR1。趋化因子与其受体因子之间的关系十分复杂，并非单一的配体-受体结合方式。有些趋化因子可以激活多个不同受体发挥作用，且同一个受体具有和不同趋化因子的结合力，并被它们所激活。这种错综复杂的作用方式可能是一种保证机体产生足够防御反应的自我保护机制[7]。但在自稳型趋化因子中单一的配体-受体结合也是存在的[2]。

2 趋化因子及其受体在多发性硬化发病过程中的作用

2.1 多发性硬化发病过程中中枢神经系统(CNS)内的免疫应答

多发性硬化的病理变化在很大程度上归因于穿透血脑屏障并且在CNS中活化的自体反应效应T细胞[8]。(1)应用髓鞘碱性蛋白(myelin basic protein，MBP)或蛋白脂蛋白(proteolipid protein，PLP)或髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycoprotein，MOG)作为抗原免疫大鼠[6]，可复制多发性硬化的实验动物模型即实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE)，且将EAE大鼠识别MBP多肽片段激活的T细胞输给正常大鼠，亦可引起EAE，提示多发性硬化是T细胞介导的自身免疫性疾病[6,9,10]，进一步研究证明多发性硬化主要与辅助性T细胞有关[11]。另外，涉及CNS炎症的固有细胞成分，如星形细胞和小胶质细胞通过产生趋化因子发挥重要的趋化作用。在多发性硬化和EAE的病灶内，星形细胞表达CXCL10和CCL2，而导致了表达CXCR3、CCR2的白细胞的聚集[7]，而这两种受体在T细胞上都有表达，这一点同样支持了多发性硬化是T细胞介导的免疫性疾病。(2)激活的T细胞通过血脑屏障后，与抗原呈递细胞(antigen-presenting cells，APC)呈递的靶抗原结合并加重炎性反应，包括巨噬细胞、B细胞活化及细胞因子的分泌[8,12]。(3)局部免疫事件也使大量B细胞进入CNS，并促使B细胞向浆细胞转化，发挥体液免疫的致病作用。

2.2 趋化因子在多发性硬化中发挥的作用

研究发现某些趋化因子如：CCL2、 CCL3、CCL4、CCL5、CXCL10在急性期EAE大鼠脑脊液和组织中表达量增多。而以上的几个重要的趋化因子作用在于介导活化的T细胞和单核细胞募集。另外，已经证实IFN-γ与多发性硬化发病相关，其在EAE中表达上升并且应用其治疗多发性硬化会加重病情[13]。在促炎细胞因子如IFN-γ和TNF-a的作用下，CNS内的星形细胞和小胶质细胞产生趋化因子，这会进一步导致白细胞从血管外基质进入脑实质。

通过对EAE的研究，推测趋化因子可能通过以下过程参与多发性硬化的发病机制：(1)在APC的介导下，活化的T细胞与抗原再次结合[12]。血管周围以及脑实质中的自体反应CD4+Th1细胞经过抗原处理之后可以驱使巨噬细胞对髓鞘进行攻击，这已经成为急性多发性硬化炎症性脱髓鞘病变的标志[14]。(2)通过APC再次激活的T细胞产生趋化因子等细胞因子，刺激内皮细胞表面粘附分子的表达，并降低BBB的防御作用。(3)趋化因子通过和趋化因子受体结合参与了多种炎症细胞的招募和介导，在细胞移行过程中起了重要作用，与脑实质病变的发生及其程度密切相关[15]：它们与内皮细胞表面的趋化因子受体相互作用，造成炎性细胞在血管外募集进而侵入脑实质，并继续过量分泌细胞因子如IL-1、IFN-γ、TNF-β、CXCL10、CCL2，同时刺激CNS中的胶质细胞产生CXCL10、CCL2，诱导炎性细胞的进一步浸润。其过程为单核巨噬细胞先由CCL3、CCL4及CCL5趋化进入血管外基质，进而通过CCL2趋化进入脑实质；大量的T细胞则被血管外基质中的CCL3及CCL5募集，由脑实质中的CXCL10介导进入受损部位[6,7]；(4)炎性细胞浸润达到一定数量和程度即进入一个级联瀑布反应。趋化因子在多发性硬化的发病过程中起到了至关重要的作用，通过其化学趋化作用引起非特异性和特异性炎性细胞进入脑实质产生脱髓鞘病灶而促进了病灶形成和扩大，并且影响多发性硬化的进程和病情发展。

3 针对趋化因子受体的的靶向治疗

近年来的研究表明可以通过干涉趋化因子系统，即通过多种途径来调节趋化因子配体-受体相互作用来提供可能的治疗途径如：(1)小分子趋化因子受体拮抗剂；(2)趋化因子结合蛋白，阻止趋化因子-趋化因子受体的相互作用；(3)改变结构的趋化因子，干涉了正常趋化因子的功能；(4)中和抗体，阻断趋化因子受体或中和特异性的趋化因子。另外削弱信号转导机制，减少趋化因子的合成以及配体-受体相互作用后的效应、降低趋化因子mRNA的翻译水平、使趋化因子突变导致与脂多糖的结合下降也是时下研究的热点[6,7]。这里着重对小分子趋化因子受体拮抗剂进行介绍。

目前，已经设计出一些趋化因子受体拮抗剂：CCR1、CCR2、CCR3、CCR5、CXCR1、CXCR2、CXCR3和CXCR4拮抗剂。某些已经在动物模型及早期临床的体外试验中进行了研究。CCR1、CCR2、CCR5和CXCR3的拮抗剂在治疗多发性硬化中可能有效[15]。

3.1 CCR1拮抗剂

(1)BX471(或ZK811752)是一种有效的非肽类小分子人和鼠的CCR1拮抗剂，以高亲和力替代CCR1配体CCL2、CCL3、CCL5与其结合，从而拮抗CCR1介导的多种效应包括Ca2+转移以及白细胞的迁移[16]。它在多发性硬化中I期临床试验中证明有治疗作用。(2)根据改变趋化因子氨基酸末端的结构可以改变其与受体的相互作用，人们研制了Met-RANTES，它是将人RANTES的N-端修饰，作为CCR1，CCR3和CCR5拮抗剂[17]，在单向实验性自身免疫性脑脊髓炎治疗上无效，但在慢性复发性实验性自身免疫性脑脊髓炎中可以使其严重程度减低[6]。应用其在治疗实验性自身免疫性脑脊髓炎中发现，Met-RANTES治疗并不能降低受到累及CNS病灶中的细胞浸润，或者干涉CCR1和CCR5的表达上调。(3)MLN3897是一种口服的小分子受体拮抗剂，在多发性硬化治疗中已经进入临床Ⅱ期实验[18]。(4)CP-481,715缺乏内在的激活作用，但是可以代替CCL3和CCL5与CCR1结合，从而阻断激动剂与配体结合，Ca2+转移，单核细胞趋化作用以及基质金属蛋白酶-9的释放[19,20]。(5)AVE9897也已经进入II期临床试验[21]。

3.2 CCR2拮抗剂

(1)MLN1202是一种新的人源性单克隆抗体，特异性与某些白细胞如单核巨噬细胞表面CCR2结合。在多中心II期临床试验中被证实在缓解复发性多发性硬化的MRI成像中有改善病情的作用。(2)CCX915是一种可以口服的并且对CCR2 具有高选择性的复合物，因此被涉及应用在多发性硬化等自身免疫性和炎症性疾病的治疗中。在I期研究中被证实有效，并且计划用于多发性硬化的II期临床试验。(3)MK-0812也已经用于缓解复发性多发性硬化的II期临床试验[6]。

3.3 CCR5拮抗剂

TAK779是一种四价的铵盐，可以阻止趋化因子与CCR5 和CXCR3的结合，因此在治疗多发性硬化中游潜在的应用价值，但因口服吸收差，机体清除迅速而限制其应用[7]。

3.4 CXCR3拮抗剂

CXCR3在Th1细胞上优势性表达，因此与炎症疾病密切相关。T487分子系列中的NBI-74330能够特异性阻断CXCL10和CXCL11与CXCR3的结合并由其介导的反应[22]。该药物目前也已经进入II期临床试验。

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