贾一琼 朱光发
首都医科大学附属北京安贞医院感染科(北京100029)
淋巴细胞的过度活化及其引发的过度炎症反应与许多疾病的发生发展有关。近年研究发现调节性B细胞(regulatory B cells,Bregs)在维持机体内环境免疫稳态及调节免疫耐受中起到极其重要的作用[1],并与自身免疫性疾病发生发展密切相关[2]。本文就Bregs的发现与表型、生物学功能及其与自身免疫性疾病的关系作一简要阐述。
1974年有学者发现将去除B细胞的脾细胞过继转移给豚鼠后,不能抑制其迟发型超敏反应,首次证明了B细胞的负向免疫调控作用,该研究表明B细胞中存在一群具有免疫调节功能的B细胞亚群,但其具体分子生物学机制并未深入阐述。直到1996年,WOLF等[3]在实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)的小鼠模型中发现,与有自愈倾向的野生型小鼠相比,EAE可使B细胞缺陷的C57BL/6小鼠疾病进一步进展,表明小鼠体内可能存在抑制炎症反应的B细胞亚群。此后,该群B细胞亚群引起研究者的广泛关注。
目前对Bregs的特异性表型仍没有统一定论。大量研究发现,多种B细胞亚群,如CD24hiCD38hiB细胞、CD24hiCD27+B细胞、CD38+CD1d+IgM+CD147+GrB+B细胞、CD27intCD38hi浆细胞和CD19+TIM1+B细胞等均可抑制炎症反应[4-8],但这些B细胞亚群中仅有数量不到20%的B细胞可分泌白介素⁃10(interleukin⁃10,IL⁃10)并发挥抑制免疫应答的作用,因此,我们将这些起到抑制免疫应答并可分泌IL⁃10的B细胞亚群统称为Bregs。
Bregs是一类具有负性免疫调节功能的B细胞亚群,它对维持机体的免疫耐受有重要作用。Bregs可通过直接接触(FasL、穿孔素、PD⁃L1)和间接接触(分泌IL⁃10、TGF⁃β、IL⁃35等)来发挥其免疫效应。
Bregs通过分泌IL⁃10可抑制CD4+T细胞向Th1、Th17细胞分化,同时可抑制Th1、Th17细胞的活化和分化,并促使CD4+T细胞向Treg细胞和Tr1细胞转化[9]。除CD4+T细胞外,IL⁃10+Bregs还可以通过抑制CD8+T细胞而减少INF⁃γ的分泌[10],进而抑制抗肿瘤免疫应答。对B细胞方面,BOONPIYATHAD等[11]在对过敏患者的研究中发现,在对过敏患者进行过敏原免疫治疗后,患者血浆中CD73-CD71+CD25+IL⁃10+Bregs及磷脂酶A2特异性的IgG4明显增多,推测Bregs能够调控B细胞免疫球蛋白的类别转换。对固有免疫细胞方面,Bregs通过分泌IL⁃10可抑制单核细胞的活化而减少TNF⁃α的分泌[12],还可抑制浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cell,pDC)而使IFN⁃α分泌减少[13]。
虽然IL⁃10是Bregs参与抑制免疫应答的主要细胞因子,但仍有一些其他因子,如TGF⁃β、IL⁃35、CD1d、CD80、CD86、PD⁃L1、CTLA⁃4、IDO、IgG4等参与辅助Bregs与其他免疫细胞相互作用,进而使Bregs发挥抑制免疫应答的功能。由此可见,Bregs在免疫网络中具有极其重要作用,明确Bregs在免疫系统中的作用机制可为采用Bregs治疗多种疾病提供理论基础。
免疫反应调节异常及免疫耐受的丢失是自身免疫性疾病的重要发病机制。目前,在多发性硬化症(multiple sclerosis,MS)、系统性红斑狼疮(systemic lupus erythemay⁃ous,SLE)、类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)、自身免疫性甲状腺病(autoimmune thyroid disease,AITD)、炎症性肠病、系统性硬化症、干燥综合征、1型糖尿病、自身免疫性肝病如原发硬化性胆管炎等疾病中,均有学者研究Bregs与疾病发生发展、治疗及预后的关系。一般来说,自身免疫性疾病发病初期的患者,外周血Bregs含量低于正常水平,但伴随疾病进展、经过药物治疗或症状缓解之后,其外周血Bregs水平较健康个体组显著升高。一定程度上反映了疾病的发生及发展,并可指导疾病预后。
3.1 MSMS是一种慢性进行性中枢神经系统脱髓鞘的炎症性自身免疫病,主要由自身反应性CD4+T细胞对髓鞘自身抗原发生免疫应答所致,自身反应性CD8+T细胞和B细胞等也参与免疫损伤作用。有研究表明,最早是在MS患者体内发现了抑制性B细胞。该研究发现被蠕虫感染的MS患者外周血中分泌IL⁃10的CD19+CD1dhiB细胞数量明显增加,且分离出的B细胞可抑制T细胞的增殖和IFN⁃γ生成,同时与其他几组患者相比,被蠕虫感染的MS患者获得了更好的临床预后[14]。在该研究中,虽然很难确定确切的作用机制,但推测可能是由于分泌IL⁃10的Bregs增多而使被蠕虫感染的MS患者病情改善。在复发缓解型多发性硬化症(relapsing remitting multiple sclerosis,RRMS)患者中,与健康人和缓解型MS患者相比,复发型MS患者外周血中分泌IL⁃10的Bregs明显减少[15]。之后SCHUBERT等[16]发现,经过IFN⁃β治疗后,RRMS患者外周血中调节性CD19+CD24++CD38++过渡型B细胞明显增多,IL⁃10分泌量也随之增多。同时GRUTZKE等[17]发现,经过芬戈莫德治疗后,MS患者外周血中的CD38+CD27-CD24+CD5+Breg细胞数量明显增多、分泌IL⁃10的功能也明显增强。
3.2 SLESLE是一种非器官特异性的自身免疫性结缔组织病,表现为B细胞异常增殖、活化,并产生以抗双链DNA抗体为主的多种自身抗体,从而导致的皮肤、关节、肾脏、神经系统的浆膜、肝脏等多脏器和系统的损伤。有研究发现,活动期的SLE患者外周血中Bregs数量少且存在功能缺陷,推测该现象与未成熟的CD19+CD24hiCD38hiB细胞无法向Bregs分化有关[18]。与健康个体的B细胞相比,SLE患者的CD19+FSChi多克隆活化B细胞抑制Th细胞免疫应答的能力显著降低[18]。SLE是一种以IFN⁃α水平增多及IFN⁃α诱导的特征基因为特点的自身免疫性疾病,MENON等[13]研究发现,低浓度的INF⁃α可使未成熟的B细胞向Bregs、浆母细胞分化,而高浓度的INF⁃α仅使未成熟B细胞向浆母细胞分化,却不增加Bregs数量。因此,SLE患者体内INF⁃α表达增加可引起Bregs功能缺乏而浆母细胞表达增多,进而产生自身抗体的浆细胞增多,最终引起SLE疾病发生[13]。此外,从SLE患者体内分离出的CD24hiCD38hiBregs不能抑制由超活化的pDCs产生的 IFN⁃α[13]。这表明免疫调节性pDC⁃Breg反馈回路的功能在SLE患者体内是受损的。
不少研究发现SLE患者体内B细胞存在多种异常状态,因此常使用利妥昔单抗(B细胞消耗剂)治疗SLE患者[19]。利妥昔单抗治疗SLE患者后发现,重生的B细胞中,未成熟B细胞与记忆性B细胞数量的比值越高越容易达到长期缓解[20],推测该现象与更多的未成熟B细胞向Bregs分化有关,进而可改善 SLE 患者的临床预后[13,21]。同时发现,Bregs通过其表面表达的CD1d分子,可维持iNKT细胞的稳态[21]。这些体外研究表明,SLE患者中新生的Bregs可增强其他免疫抑制细胞的抑制能力。
3.3 RARA是一种慢性、对称性多滑膜关节炎和关节外病变为主的疾病,与CD4+T细胞、B细胞及浆细胞浸润滑膜、浆细胞分泌自身抗体有关,伴随软骨和骨组织的进行性破坏。RA患者外周血中CD24hiCD38hiBregs数量明显减少,对其功能进行研究发现,它不能抑制Th17应答且不能促使CD4+T细胞向Treg分化[9]。同时发现,RA患者的Bregs频率与疾病活动程度呈负相关[9]。最近有学者发现,RA患者外周血中CD24hiCD27+B细胞、IL⁃10+TIM1+B细胞和 IL⁃10+CD5+CD1dhiB细胞的频率显著降低[8,22-23]。而另一项研究中却发现,RA患者外周血中IL⁃10+Bregs数量是增加的[24],推测导致上述研究结果相悖的原因可能是体外诱导IL⁃10分泌的刺激物不同造成的。
3.4 AITDAITD主要包括弥漫性毒性甲状腺肿(Graves'disease,GD)病和桥本甲状腺炎(hashimoto thyroiditis,HT),其共同特点是对自身甲状腺组织的免疫耐受缺陷,从而引起多种抗体和淋巴细胞浸润。最早KRISTENSEN等[25]发现,虽然经甲状腺球蛋白刺激后,GD患者的IL⁃10+Bregs分泌明显增多,且游离T3的水平与IL⁃10+Bregs频率呈正相关。但研究提示不能排除AITD患者体内存在B细胞的功能缺陷。此后另一项研究发现,HT患者外周血中CD24+CD38+B细胞数量虽然明显增多,但能分泌IL⁃10的CD24+CD38+Bregs数量却明显减少。对其功能进行研究发现,HT患者的CD24+CD38+B细胞与T细胞共培养液中,T细胞增殖及分泌TNF和IFN⁃γ能力增强,而向共培养液中加入重组人IL⁃10后,T细胞增殖及分泌IFN⁃γ、TNF能力又明显减弱,表明Bregs主要通过分泌IL⁃10发挥抑制免疫应答的作用[26]。
3.5 其他天疱疮患者体内CD24hiCD38hiB细胞分泌的IL⁃10明显减少,同时其抑制Th1应答的能力明显减弱[27]。COLLIOU 等[28]观察了一组经利妥昔单抗治疗天疱疮患者前后外周血Bregs的变化,发现对治疗敏感的患者血中CD24hiCD38hiB细胞数量和IL⁃10分泌量较治疗前明显增加,而与未经治疗和对治疗不敏感的患者2次检测变化不大。此外,炎症性肠病、1型糖尿病、银屑病、系统性硬化症患者中均发现,Bregs频率明显降低,IL⁃10分泌减少,且Bregs数量的降低与疾病的进展程度相关。
在过去的十多年中,大量的研究表明,Bregs在维持免疫耐受和抑制炎症反应中发挥着至关重要的作用,因此有不少学者提出通过消除Bregs或体内、体外扩增Bregs等方法用于改善疾病的预后。但仍存在治疗风险和一些尚未解决的问题,体外扩增的Bregs过继转移至体内后如何维持其表型和功能?体内扩增Bregs时是否存在同时诱发其他各型细胞发生促炎反应的潜在风险?如何确保Bregs可转移至治疗的靶位点?这些都需要进一步的基础及临床实验来阐明。