B细胞活化因子及其受体介导的信号通路参与类风湿关节炎病理机制研究进展①

·专题综述·

B细胞活化因子及其受体介导的信号通路参与类风湿关节炎病理机制研究进展①

张凤张玲玲魏伟

(安徽医科大学临床药理研究所，抗免疫药物教育部重点实验室，抗炎免疫药物安徽省工程技术研究中心，合肥230032)

①本文为国家自然科学基金(No. 81173075, 31100640, 81330081,81473223)和中国博士后科学基金 (No. 2013M540509)资助项目。

魏伟(1960年-)，男，医学博士，教授，博士生导师，主要从事自身免疫病学及抗炎免疫药理学方面的研究，E-mail:wwei@ahmu.edu.cn。

类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一种慢性系统性自身免疫病，其病理特征是侵蚀性、对称性关节滑膜组织炎症病变[1,2]。目前RA发病机制仍不清楚，临床上运用抗CD20单抗清除B细胞可有效治疗RA[3]，提示B细胞在RA免疫病理中的重要作用。B细胞可作为抗原提呈细胞提供协同刺激信号活化T细胞，另外B细胞通过分泌类风湿因子、抗瓜氨酸抗体等自身抗体诱导RA异常免疫应答[4]。B细胞活化因子(B cell-activating factor of the TNF family,BAFF)是肿瘤坏死因子超家族成员，是维持体内B细胞稳态重要细胞因子，可帮助调节固有和适应性免疫应答[5]。BAFF过量表达与RA等自身免疫病发病机制和疾病进程密切相关[6]。本文将近年来关于BAFF生物学特性、功能、参与RA病理机制及靶向BAFF生物制剂方面的研究进展进行综述。

1BAFF生物学特性及其功能

BAFF是肿瘤坏死因子家族一名新成员，于1999年被发现并被克隆,BAFF也被称为B淋巴细胞刺激因子(B lymphocyte stimulator,BLyS)[7]。BAFF是Schneider在人类粒细胞的cDNA文库中得以确认的全长为285个氨基酸的Ⅱ型跨膜蛋白，以三聚体形式构成受体结合区域。其胞外区可被弗林蛋白酶水解生成分子量为17的可溶性功能片段，这种可溶性片段与其三个受体结合发挥生物学功能[8]。单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、树突状细胞、活化的T细胞、滤泡树突细胞、脾基质细胞、成纤维细胞样滑膜细胞等可产生BAFF[9,10]。BAFF有几个剪接变体，最具特征的一个是ΔBAFF，其缺失外显子，是从细胞表面裂解的变体。ΔBAFF不与BAFF受体结合，但通过与BAFF形成异源三聚体阻断BAFF的作用[11]。

BAFF对骨髓中B细胞没有作用，因为非成熟B细胞很少表达BAFF受体，当B细胞从骨髓中迁到外周组织遇到自身抗原将进行阴性选择发生凋亡。非成熟B细胞BCR介导凋亡信号。B细胞发育成熟要经过未成熟过渡期即T1、T2期，才能发育为成熟B细胞。T1过渡期B细胞不仅依赖BCR信号还需要BAFF提供共刺激信号，才能向T2过渡期分化，然后发育成熟存活[12]。小鼠实验研究表明BAFF是外周成熟B细胞尤其是过渡期脾B细胞一个存活因子。BAFF缺陷小鼠中T2过渡期B细胞、边缘区B细胞、成熟B细胞变少，说明BAFF可促进B细胞存活[13]。BAFF转基因小鼠BAFF表达增多，BAFF调节的非成熟自身反应性B细胞生存信号大于其凋亡信号，使自身反应性B细胞逃离阴性选择并发育成熟，同时伴有自身反应性抗体产生[14]。

BAFF通过其三个受体发挥调控B细胞发育、成熟、增殖及活化功能。目前已知BAFF有三个受体：B细胞活化因子受体(B cell-activating factor of the TNF family receptor,BAFF-R)、跨膜蛋白活化因子钙离子信号调节亲环素配体(Transmembrane activator and calciummodulator and cyclophilin ligand interactor,TACI)、B细胞成熟抗原(B cell maturation antigen,BCMA)[15]。在B细胞成熟和活化不同阶段，BAFF受体表达不同。BAFF-R在外周B细胞和活化或记忆性T细胞上表达。TACI在过渡期T2期B细胞、边缘区B细胞和活化的B细胞上表达。BCMA主要表达于生发中心B细胞和浆细胞[16]。TACI、BCMA不仅与BAFF结合，还与TNF家族另一个成员APRIL结合，而BAFFR只与BAFF结合[17]。

2BAFF通过其受体介导的信号转导通路参与RA炎症免疫细胞促增殖和抗凋亡病理过程

BAFF与其三个受体结合介导的信号转导通路促进B细胞增殖、存活及抑制凋亡，参与RA异常炎症反应和免疫应答。BAFF转基因小鼠临床表现与RA等自身免疫病相似[18]。RA患者血清BAFF水平显著高于正常人，RA患者关节液BAFF水平明显高于血清，且BAFF水平与炎症反应强度有关[19]。

BAFF与 BAFF-R结合介导的信号通路对非成熟B细胞的存活和成熟是必不可少的[20]。BAFFR通过介导磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(Serine/threonine kinase,Akt)/哺乳动物雷帕霉素靶向蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号转导通路促进B细胞增殖及抗凋亡而参与RA发病过程[21]。PI3K催化亚基P110是BAFF介导的B淋巴细胞生长所必需的，缺乏P110将使BAFF介导的B淋巴细胞存活受损，提示PI3K对调节BAFF介导的B淋巴细胞存活有直接作用。PI3K是AKT的上游信号蛋白，下游AKT的激活依赖于PI3K。活化的AKT能够促进细胞增殖、抑制凋亡，增加细胞因子的基因表达。BAFF能够使PI3K磷酸化，增加AKT和mTOR的表达，使抗凋亡蛋白水平升高。BAFF与BAFFR结合通过介导PI3K/AKT/mTOR信号转导通路上调Bcl-2家族成员,诱导抗凋亡蛋白Bcl-xL表达,促凋亡蛋白Bad、Bim磷酸化等,抑制促凋亡蛋白,削弱凋亡,增加B细胞存活。本实验室研究发现胶原诱导的关节炎(Collagen-induced arthritis,CIA)大鼠脾脏组织中抗凋亡蛋白Bcl-xL表达增加，而促凋亡蛋白 Bim表达减少。免疫组化显示CIA 大鼠脾脏组织中 P110、Akt 阳性细胞数增多，表达水平明显升高。免疫印迹显示 CIA 大鼠脾脏 B 淋巴细胞中 P110、mTOR 蛋白表达显著上升。提示 PI3K/Akt/mTOR信号通路增强与CIA大鼠B淋巴细胞增殖和存活密切相关[22,23]。

BAFFR还介导非经典NF-κB信号转导通路参与RA发病机制。BAFFR可以结合TRAF3激活NF-κB信号通路。NF-κB家族包括 RelA、RelB、p50/NF-κB1、p52/NF-κB2和c-Rel。抑制性κB激酶(Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)对NF-κB信号通路的调节是非常重要的，其包括催化亚基IKKα、IKKβ和调节亚基IKKγ[24]。BAFF与BAFFR结合传入信号，TRAF3蛋白可以与NF-κB诱导蛋白激酶(NF-kappa B-inducing kinase,NIK)相互作用，触发NIK蛋白泛素化-蛋白酶体降解途径。NIK在非经典NF-κB途径中起关键作用，TRAF3蛋白水平降低能够促进NIK蛋白在细胞内积聚，而NIK能够通过与IKKα发生相互作用，直接磷酸化 IKKα，引起下游p100磷酸化和泛素化，生成p52，p52与RelB形成二聚体后发生缓慢核转位。引起下游靶基因Bcl-xL、Bcl-2等抗调亡因子过表达[25]。TACI能够招募TRAF2、TRAF5、TRAF6到胞浆区激活NF-κB1、转录蛋白-1(Activator protein-1,AP-1)、活化 T 细胞的转录因子(Nuclear factor of activated T cells，NF-AT)信号转导通路。AP-1、NF-AT是一个负性转录因子对B细胞有负向调节作用。另外BCMA与TRAF1、TRAF2、TRAF3结合激活经典NF-κB信号通路介导B细胞存活和增殖[26]。

3BAFF单抗及其受体融合蛋白通过中和BAFF抑制炎症免疫细胞功能，调节RA炎症免疫应答病理过程

BAFF过表达参与了RA发病机制，提示BAFF可能成为RA的一个治疗靶点。BAFF单抗(Belimumab)及其受体融合蛋白(TACI-Ig)通过中和BAFF发挥其调节炎症免疫应答作用，改善RA的临床表现及病理过程。Belimumab是一种人源化单克隆抗体，可以抑制BAFF活性[27]。Belimumab对食蟹猴治疗研究发现，Belimumab有良好耐受性，且未出现与治疗相关的感染。食蟹猴脾脏、肠系膜淋巴结和循环CD20+B细胞、成熟CD20+CD21+B细胞数目减少，脾脏白髓、淋巴滤泡数目和体积减少，脾脏重量减轻。对外周单个核细胞和血清免疫球蛋白没有显著影响。Ⅱ期临床试验表明Belimumab可使RA患者疼痛关节明显好转，改善RA症状，降低RF水平。外周B细胞数目下降，IGM、IGA、IGE水平明显下降。用药24周时RA症状改善程度达到29.4%，能显著性提高ACR20，对高疾病活动性、RF阳性、未使用过抗TNF药物治疗和甲氨蝶呤治疗失败的患者疗效更好，但未能增加ACR50和ACR70。提示Belimumab治疗RA临床效果还需进一步研究[28]。

TACI-Ig是由TACI分子胞外部分与人IgG1Fc段重组而成的融合蛋白，可以中和BAFF，从而阻断BAFF与B细胞上的受体结合[29]。本实验室研究发现TACI-Ig能够降低CIA小鼠T、B淋巴细胞亚群百分含量[30]。小鼠关节炎指数明显降低，对软骨组织肿胀有改善趋势，减少滑膜组织增生，减少脾生发中心数量，降低T、B淋巴增殖反应，降低血清BAFF和免疫球蛋白水平[31]。TACI-Ig 降低AA大鼠脾脏中BAFF、IL-17、 IFN-γ、IgG1、 IgG2a 、IgM水平[32]。TACI-Ig调节促炎细胞因子水平和抗炎细胞因子平衡，还可上调AA大鼠中降低BAFF-R蛋白表达，下调其过高的TACI和BCMA蛋白表达。TACI-Ig通过调节TACI、BCMA和BAFF-R受体表达水平，恢复BAFF受体功能及正常转导信号[33]。临床研究发现TACI-Ig可使RA患者体内循环成熟B细胞浆细胞数目减少，免疫球蛋白和类风湿因子水平降低[34]。TACI-Ig是用于治疗RA的新的靶向药物，目前还处于临床研究阶段。

4结语

BAFF作为TNF超家族的新成员之一，是B细胞增殖、成熟、存活的重要细胞因子，在免疫应答中起重要作用。RA中BAFF过表达破坏了B细胞稳态平衡，使B细胞耐受丧失，BAFF通过与其受体结合介导PI3K/Akt/mTOR、非经典和经典的NF-κB信号转导通路使自身反应性B细胞增殖存活并产生自身抗体从而诱导RA等自身免疫性疾病。对BAFF进行深入研究将有助于阐明RA发病机制，为RA治疗提供新思路。目前以BAFF为靶点治疗RA药物(Belimumab、TACI-Ig)在临床试验中已取得了较好的治疗结果，但仍存在一些问题。如BAFF介导的信号在正常B细胞的发育成熟过程中也发挥非常重要的作用，抑制BAFF可能对患者机体免疫系统有潜在危害，如何避免这些副作用也同时需要我们思考。靶向BAFF生物制剂的作用机制还需进一步研究，其对RA不同病程阶段B细胞的影响和对除B细胞以外其他炎症免疫细胞的影响有待进一步阐明。

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[收稿2015-03-16修回2015-06-01]

(编辑张晓舟)

通讯作者及指导教师：张玲玲(1972年-)，女，医学博士，教授，硕士生导师，主要从事自身免疫病学及抗炎免疫药理学方面的研究，E-mail:llzhang@ahmu.edu.cn。

作者简介：张凤(1990年-)，女，在读硕士，主要从事自身免疫病学及抗炎免疫药理学方面的研究，E-mail:1459724796@qq.com。

中图分类号R332

文献标志码A

文章编号1000-484X(2016)02-0258-04

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.02.026