T细胞CD28家族受体在哮喘发病中的作用

许雪梅，唐宗生，李志鸿

(皖南医学院弋矶山医院 儿科，安徽 芜湖 241000)



·综 述·

T细胞CD28家族受体在哮喘发病中的作用

许雪梅，唐宗生，李志鸿

(皖南医学院弋矶山医院 儿科，安徽 芜湖 241000)

哮喘是儿童常见的慢性呼吸系统疾病，患病人数多，上升快。关于哮喘发病机制研究众多。研究认为共刺激分子CD28- B7- 1/B7- 2、ICOS- ICOSL、CTLA- 4- B7- 1/B7- 2、PD- 1- PDL- 1/PDL- 2、BTLA- HVEM 5条共刺激信号通路主要影响T细胞的活化、增殖和分化，并导致Th1/Th2分化比例失衡，在过敏性疾病和哮喘的发病过程中起重要作用。本文作者综合叙述有关T细胞CD28家族受体在哮喘发病中的作用。

白细胞分化抗原28； 可诱导共刺激分子； 细胞毒性T淋巴细胞抗原- 4； 程序性死亡受体- 1； B和T淋巴细胞弱化因子； 哮喘； 综述

哮喘是以可变性气道受限为特征的慢性呼吸系统疾病。预计到2025年全球受哮喘影响人数将增加至4亿人[1]。一些流行病学研究显示，我国哮喘的患病率比西方发达国家低，但现有的数据表明，其上升趋势更为快速[2]。基因的多态性、特应质、病原体感染、空气污染、非特异性冷空气刺激、吸入性过敏原以及人们日益增加的卫生意识使婴儿早期时候较少接触并暴露于微生物(过敏原)，这些都增加了未来罹患过敏性疾病的风险，被认为是哮喘的危险因素[3- 7]。免疫应答所致的气道慢性炎症被认为是哮喘的本质，其核心是T细胞的活化、增殖和分化。共刺激分子在其中扮演重要的角色。关于T细胞白细胞分化抗原28(CD28)家族受体参与哮喘发病的研究一直在进行。根据参与的共刺激分子功能不同，可促进炎症性过敏反应或有利于免疫调节。本文作者对现已认识的T细胞CD28家族受体的表达在哮喘疾病中的作用进行概述。

1 CD28家族刺激性受体与哮喘

CD28是两条相同多肽链由二硫键连接组成的相对分子量为44 kDa的同源二聚体糖蛋白，包含1个单一的免疫球蛋白可变区，表达于几乎所有的CD4+T细胞和约半数CD8+T细胞上，其配体是B7- 1分子(CD80)和B7- 2分子(CD86)，两者胞膜外区IgV区和C区具有25%同源性，但胞质区的氨基酸序列表现出明显的差异。在过敏原激发期间阻断CD28介导的共刺激可保护小鼠远离过敏性气道疾病[8]。CD28缺乏的小鼠仍然能够发生过敏性气道炎症，表明CD80和(或)CD86的过度表达与哮喘的发病有关。哮喘儿童血清白细胞介素4(IL- 4)含量明显增高[9]。研究发现在变应原激发期间应用针对CD86的小干扰RNA(siRNA)可阻断实验性过敏性哮喘[10]；在气喘小鼠模型特异性靶向CD80和CD86 siRNA能够抑制CD80和CD86的表达，从而通过增加γ干扰素(IFN- γ)生成减少IL- 4水平，调节Th1/Th2细胞因子[11]。大量体外实验试图使用嵌合Fc蛋白，即CTLA- 4Ig(细胞毒T细胞抗原4和人免疫球蛋白G的重组融合蛋白)来探索B7- 1和B7- 2介导的共刺激的重要性。CTLA- 4Ig与B7- 1和B7- 2具有高结合力，并阻止CD28和CTLA- 4的信号。CD28介导的信号对Th2细胞因子的诱导、气道嗜酸粒细胞的聚集和气道高反应性的建立尤为重要，其中CD28/B7- 2被认为是介导过敏性炎症的主要共刺激通路。总而言之，CD28与配体B7- 1和B7- 2结合后为初始细胞周期进程提供关键信号，促进T细胞活化、增殖，使Th0细胞偏向Th2细胞分化，分泌的IL- 4等细胞因子促进B细胞的分化、增殖和IgE(免疫球蛋白E)的生成，推动过敏性疾病的发生、发展。CD28还可以介导特殊趋化因子的释放，使T细胞移行到炎症部位发挥作用。除哮喘外，CD28- B7还与自身免疫性疾病、肿瘤、器官移植等关系密切。

ICOS在结构和功能上与CD28最具同源性，是CD28家族的第3个成员。CD28、CTLA- 4、ICOS 3个基因相邻并按序紧密相连，位于人2q33或鼠的1号染色体上。ICOS基因结构上不含“MYPPPY”模序，不能结合配体B7- 1、B7- 2，而与B7相关蛋白1(B7RP- 1)，即可诱导共刺激分子配体(ICOSL)结合。ICOS表达受到TCR信号的诱导，局限于活化后的T细胞上，可在辅助T细胞前体(Thp)细胞活化后24～48 h内在体外被诱导表达。ICOS不仅加强已建立的免疫应答中CD28的某些作用，还引起额外的效应T细胞的功能。ICOS介导的共刺激可以调节Th2效应细胞的功能而不影响Th2细胞分化，调节Th2细胞因子的生成。一项研究表明，过敏原激发气道反应后ICOS富集T细胞的转移诱导受者T细胞和B细胞的浸润以及局部肺内浆细胞生成抗原特异性IgE。相反，ICOS缺乏的那一部分T细胞的转移引起非常少的B细胞的浸润，无IgE生成。ICOS缺陷的小鼠不能够诱导高IgE反应，表明其具有诱导IgE生成的作用[12]。这些数据表明，表达ICOS的效应T细胞为B细胞浸润和IgE生成所必须。IgE可通过促进相关炎症介质的合成与释放参与哮喘的发病。研究也表明，ICOSL在过敏性炎症反应应答和高气道反应的发生发展中扮演重要角色[13]。ICOS/ICOSL的相互作用不仅促进了Th2细胞驱动的炎症发展，而且介导了黏膜耐受，正如有研究表明暴露于气源性过敏原的小鼠支气管淋巴结肺树突状细胞通过ICOS/ICOSL通路诱导调节性T细胞的共刺激作用[14]，这些T细胞产生IL- 10，显示抑制活性，当过继性转移至致敏小鼠，可抑制气道高反应性的发展。IL- 10抑制CD28或ICOS介导的T细胞共刺激作用的机制依赖Src同源区2蛋白酪氨酸磷酸酶- 1(SHP- 1)。具体来说，SHP- 1磷酸化后，IL- 10偶联受体激发酪氨酸激酶2(Tyk2)活化。SHP- 1的活化形式使共刺激分子CD28和ICOS去磷酸化。因此参与信号转导的下游分子被废除，通过这些共刺激分子T细胞活化受损。此外，IL- 10基因- 627C/A多态性也可能与哮喘有关[15]。除了IL- 10，ICOS还与IL- 17的生成有关。Bauquet等[16]提出在ICOS缺乏小鼠的T细胞表达极低水平的IL- 17。作者认为ICOS偶联诱导转录因子c- Maf的表达，c- Maf调节IL- 21生成，控制Th17细胞的扩增。需指出的是，2型先天淋巴样细胞(ILC2s)的发现改变了我们以往对哮喘发病机制的认识，其不同于我们所熟知的免疫细胞，包括B细胞、树突状细胞、iNKT细胞、巨噬细胞和粒细胞[17]。ILC2s不仅表达ICOS，而且表达ICOS- L[18]。

2 CD28家族抑制性受体与哮喘

CTLA- 4是CD28家族的第2个成员，与CD28有大约30%的氨基酸同源性，静止T细胞上基本检测不到，主要表达于活化T细胞上，表达量只有CD28的2%～3%，配体(B7- 1、B7- 2)与CD28相同，但其亲和力比CD28高得多。CTLA- 4作用与CD28相反，是T细胞活化的重要负性共刺激因子，介导负性信号的传导，抑制T细胞的分化、增殖以及与哮喘患者气道炎症反应有关的Th2细胞因子的产生，在下调免疫应答及维持免疫耐受中发挥作用。CTLA- 4基因多态性也被认为是哮喘的一个危险因素。Howard等[19]描绘了与哮喘表型有关的4个单核苷酸多态性位点。他们证实这些特定的基因多态性单独或组合与哮喘患者IgE滴度的升高或支气管高反应性有关。在一篇类似的报告中Lee等[20]研究了CTLA- 4启动子(-318 C/T)和基因(+49 C/G)多态性的影响。他们证实在启动子水平的多态性与哮喘的严重程度有关，而+49 C/G多态性与气道高反应性相关联。Yao等[21]最新一项Meta分析认为CTLA- 4外显子-1+49A/G多态性可能是哮喘易感性的一个危险因素。这些研究证实CTLA- 4确实参与到了过敏性疾病的发病过程。CTLA- 4似乎在致敏阶段比建立过敏后发挥着更重要的作用。在用花草提取物建立致敏小鼠模型的致敏阶段，阻断抗CTLA- 4或阻断抗CD154(抗- CD40L)抗体可阻止抗原特异性抗体的生成。相反，对于已致敏小鼠，抗CTLA- 4或抗CD154抗体未能减少抗原特异性IgE的水平[22]。CTLA- 4可阻断IL- 2的基因转录从而影响IL- 2的生成及发挥作用，从而降低哮喘患者的气道炎症及气道高反应性。CTLA- 4也可阻止细胞周期蛋白CyclinD3和细胞周期蛋白依赖性激酶CDK4/CDK6的生成，使T细胞增殖停留在G1期，抑制哮喘的免疫应答反应。关于CTLA- 4Ig治疗作用的实验研究较多，已证明其诱导自身免疫和同种异体移植物免疫耐受是通过阻断CD28介导的共刺激作用而完成的[23]。CTLA- 4Ig在抗移植排斥反应、自身免疫性疾病的治疗中特异性高以及高效低毒副作用的特点使其颇受重视，并逐渐由实验室推向临床。

PD- 1是一个55 kDa跨膜蛋白，与CTLA- 4胞膜外区具有24%氨基酸同源性。PD- 1与CD28、ICOS、CTLA- 4不同，在胞膜内区不含YXXM模序，其尾部有一个ITIM模序传递抑制信号。在静息T细胞上亦未能发现PD- 1，它表达于活化的T细胞表面。PD- 1有两个配体，其中一个是细胞程序性死亡配体1(PDL- 1)，其胞膜外区与B7- 1具有20%的氨基酸同源性，与B7- 2有15%的同源性；另外一个是细胞程序性死亡配体2(PDL- 2)，与PDL- 1具有37.4%的同源性，与B7- 2有20%的同源性。在小鼠，PDL- 1与PDL- 2具有70%的同源性，在人类为40%。PDL- 1表达于单核细胞，单核细胞活化后表达下调；相反，PDL- 2在激活后被诱导。PDL- 1和PDL- 2两者都可抑制T细胞的活化，并减少相应细胞因子的生成。PDL- 1抑制Th1细胞介导的炎症反应，IL- 4生成更多，增强气道高反应性；而PDL- 2抑制Th2细胞介导的炎症反应，IFN- γ表达增加，减轻气道高反应性。PDL- 2缺乏的小鼠气道高反应性和肺部炎症反应明显增强，而PDL- 1缺乏的小鼠气道高反应性显著减弱[24]。在过敏原激发期间应用PDL- 2阻断抗体而不阻断PD- 1和PDL- 1增强气道高反应性，促进IL- 2的生成，应用PDL- 1阻断抗体增加Th1细胞因子的生成；进一步的研究观察到这种作用是由IFN- γ介导，因为应用抗PDL- 2抗体治疗IFN- γ缺乏小鼠，并未增强其气道高反应性[25]。PD- 1/PDL- 1通路通过约束Th17细胞免疫应答限制哮喘的严重程度，故严重的过敏性哮喘的发生可能与某些个体PD- 1/PDL- 1调节轴缺陷有关[26]。在过敏性哮喘鼠模型使用PDL- 2- Fc导致血清IgE水平升高，以及嗜酸粒细胞和淋巴细胞浸润增加[27]。PD- 1/PD- L共刺激通路可维持T细胞稳态，诱导免疫耐受。缺乏PD- 1时外周免疫耐受被打破，将出现多种自身免疫病。CTLA- 4和PD- 1一直是参与免疫应答负性调节的两个重要负性共刺激因子。PD- 1通过ITIM模序的酪氨酸磷酸化后招募并活化带有SH2结构域的蛋白酪氨酸磷酸酯酶(PTP)，阻断信号传导通路，发挥负向调节作用，有效抑制早期活化T细胞及其抗原受体信号以及B细胞的增殖、分化和Ig类型的转换。

B和T淋巴细胞弱化因子(B and T lymphocyte attenuator，BTLA)在结构与功能上类似于负调控因子CTLA- 4和PD- 1，表达于活化T细胞而非静息T细胞，Th2细胞极化以后则不表达。与CD28家族其他成员不同，BTLA的配体疱疹病毒侵入介质(HVEM)属于肿瘤坏死因子受体家族成员，是目前已知的唯一的受体- 配体相互作用连接两个超家族。BTLA/HVEM通路亦参与调节T细胞的免疫应答反应，传递负调控信号，抑制T细胞的活化、增殖或促使细胞凋亡，降低机体的免疫应答反应。研究发现BTLA基因敲除后特异性免疫应答增强[28]。BTLA缺陷将推迟过敏小鼠的气道炎症高峰时间并延长持续时间[29]。专利发现药品成分中新分离的HVEM多肽变异体特定地与BTLA结合，在治疗炎症性疾病(例如哮喘、红斑狼疮等)很有用[30]。BTLA仅仅通过影响释放IL- 10来调节免疫应答[31]，BTLA与PD- 1比较能够更为精确地控制炎症发展。BTLA在肿瘤、感染性疾病(肝炎病毒、巨细胞病毒、败血症等)以及移植排斥反应、类风湿性关节炎等免疫性疾病中的研究相对较多，有关BTLA参与哮喘发病的机制并不明确，有待进一步深入研究。

3 结 语

Lafferty最初提出T细胞的完全活化依赖于双信号转导。这第一信号来自TCR特异性识别并结合抗原肽- MHC分子复合物，赋予免疫应答特异性；此外，T细胞的完全活化还需要T细胞与APC表面多对共刺激分子相互作用产生的第二活化信号。如果第一信号转导受阻，免疫反应将无法进行下去；如果T细胞表面缺乏共刺激信号，将终止Thp细胞的活化和消耗或延长无能或克隆无反应状态。在过敏反应的早期或晚期阶段，CD28- B7- 1/B7- 2、ICOS- ICOSL、CTLA- 4- B7- 1/B7- 2、PD- 1- PDL- 1/PDL- 2、BTLA- HVEM 5条共刺激信号通路主要影响T细胞的活化、增殖和分化，并导致Th1/Th2分化比例失衡，在过敏性疾病和哮喘的发病过程中起着重要作用。

哮喘是多种外因和内因(特应质)导致的呼吸系统慢性炎症性疾病，引起气道高反应性，并出现可逆性气流受限，如诊治延误可最终产生不可逆性的气道狭窄及重塑。早期的预防和积极治疗尤为重要。故对共刺激分子尤其是CD28家族受体的研究为探索新的方法治疗和预防过敏性疾病和哮喘提供了潜在目标和广阔前景。

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2016- 04- 21

2016- 07- 19

安徽省芜湖市科技项目(2014hm28)

许雪梅(1991-)，女，安徽安庆人，在读硕士研究生。E- mail:pediatricianxu@163.com

唐宗生 E- mail:tangzongsheng@163.com

许雪梅，唐宗生，李志鸿.T细胞CD28家族受体在哮喘发病中的作用[J].东南大学学报:医学版,2016,35(6)：1009- 1013.

R562.25

A

1671- 6264(2016)06- 1009- 05

10.3969/j.issn.1671- 6264.2016.06．038