趋化因子CXCL13与系统性红斑狼疮的研究进展①

李莎莎 肖卫国

(中国医科大学附属第一医院风湿免疫科，沈阳110001)

趋化因子是一类对不同靶细胞具有趋化效应的细胞因子家族，通过与靶细胞膜上相应的受体结合，引起靶细胞的定向迁移，在炎症、肿瘤、自身免疫病等疾病中发挥重要的生理和病理效应[1]。CXC趋化因子配体13(CXC chemokine ligand-13，CXCL13)属于CXC趋化因子家族，主要由次级淋巴器官(包括脾、淋巴结、Peyer′s 结)中的树突状细胞和巨噬细胞产生，通过与其受体CXC趋化因子受体5(CXC-Chemokine receptor 5，CXCR5)结合，在B淋巴细胞迁移、寻靶和诱导次级淋巴组织中生发中心(Germinal center，GC)的形成中具有重要作用[2]。研究表明其在多种自身免疫性疾病如系统性红斑狼疮(Systemic lupus erythematosus,SLE)、类风湿关节炎(Rheumatoid arthritis，RA)和干燥综合征(Sjogren′s syndrome，SS)中表达失调，提示其在自身免疫性疾病中发挥重要的作用[3-5]。SLE是自身免疫性疾病的原型，由于机体的免疫功能紊乱而产生多种自身抗体，造成多个系统和器官的损伤，而出现多样化的临床表现。引起机体免疫功能紊乱的因素多种多样，包括易感基因及T、B、NK细胞的异常等。近年来趋化因子在SLE、RA和SS等自身免疫性疾病中的作用越来越受到关注。本文就趋化因子CXCL13在SLE发病中的作用作一综述。

1 CXCL13及其受体的结构

趋化因子是一种相对分子质量较小的碱性蛋白质，其相对分子质量为8～14 kD，它通过与靶细胞膜上相应的受体结合引起靶细胞的定向迁移，属于细胞因子超家族中的一大类。趋化因子的氨基酸序列都含有4个保守的半胱氨酸(Cys)残基，根据N端前2个Cys残基之间是否插入其他氨基酸，将趋化因子分为CXC、CC、C和CX3C四大类[6]。人和鼠的CXCL13分别由Legler[7]和Gunn[8]在1998年发现，人的CXCL13主要分布在肝脏、血清、淋巴结和胃中，其中肝脏占近50%，此外在唾液腺和乳腺中也有少量的分布。由于它具有吸引B细胞的能力，因此被称为B细胞趋化因子(B lymphocyte chemoattractant,BLC)或B细胞吸附因子(B cell-attracting chemokine-1,BCA-1)，是趋化因子CXC家族的一员。人的CXCL13基因定位于4q21上,其氨基酸序列与小鼠有64%的同源性，而与其他CXC趋化因子家族成员的同源性为24%～34%[6]。

CXCL13的受体CXCR5的发现和研究早于CXCL13，也被称为伯基特淋巴瘤受体1(Burkitt′s lymphoma receptor 1，BLR-1)或分化簇185(CD185)，是7个跨膜亚单位组成的膜结合分子，属于G蛋白耦联受体超家族成员，主要表达于外周成熟B细胞、滤泡辅助性T细胞(Follicular helper T cells,Tfh)、Th17 细胞和调节性T细胞(Regulatory T cells,Treg)[9]。一般认为CXCR5是CXCL13的唯一受体，但有研究表明，CXCL13还可以结合于CXCR3，进而阻断其与配体CXCL9、CXCL10、CXCL11的结合，只是这种亲和力较弱[10]。

2 CXCL13的表达及生物学作用

2.1CXCL13的表达 趋化因子CXCL13主要由次级淋巴器官(包括脾、淋巴结、Peyer′s结)中的树突状细胞和巨噬细胞所产生，可溶性二聚糖可以通过TLR2/4刺激树突状细胞和巨噬细胞活化产生CXCL13[11]。此外，人们还发现Th17、真皮树突状细胞、胸腔和腹腔中的巨噬细胞和网膜细胞、原发性胆汁性胆管炎(Primary biliary cholangitis，PBC)小鼠肝脏内的Kupffer细胞及炎症部位异位增生淋巴组织中浸润的单核/巨噬细胞也可以表达CXCL13[12-15]。

2.2CXCL13的生物学作用 CXCL13功能由其特异性受体CXCR5介导，正常情况下，CXCL13与成熟B淋巴细胞表面受体CXCR5结合发挥生物学效应，参与循环中幼稚B淋巴细胞归巢至淋巴结的过程，促进淋巴结及次级淋巴组织发育构建，并促进次级淋巴结中B细胞与抗原接触分化为功能性B细胞，进而协调体液免疫。研究表明，分别敲除CXCL13和CXCR5的小鼠表现出相似的外周淋巴器官发育缺陷，而同时敲除 CXCL13和CXCR5则导致外周淋巴结缺乏以及 Peyer′s结数量减少。另外，CXCR5-/-的B细胞向Peyer′s结归巢是受损的。这说明CXCL13在B细胞迁移中发挥了重要作用[16]。

另外，CXCL13还可以趋化Tfh细胞向淋巴滤泡明区和暗区的交界处移动，为受到抗原刺激的B细胞提供辅助信号，参与B细胞的阳性选择[17]，这与GC反应强度相关，敲除CXCR5后GC反应强度下降2倍[18]。GC位于外周淋巴样组织(如脾脏、淋巴结等)中，由位于中心的B细胞聚集区(暗区)和位于外周的T细胞聚集区(明区)组成，是B细胞分化成熟的场所，如果出现在经典淋巴组织之外，则称为异位生发中心(Ectopic germinal center，EGC)，多种自身免疫性疾病的受累靶器官中也存在这种结构，是重要的免疫激活场所[19]。研究表明EGC可以产生针对局部组织的特异性抗体，引起各靶器官的损伤[20]。CXCL13与EGC的形成密切相关，是GC微环境形成所必须的趋化因子。

体外实验表明，CXCL13与其受体CXCR5结合后，通过ERK磷酸化反应可促进足细胞分泌CXCL1、CXCL12、巨噬细胞移动抑制因子(Macrophage migration inhibitory factor,MIF)、白血病抑制因子(Leukemia inhibitory factor，LIF)、细胞间黏附分子-1(Intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)及血管细胞黏附分子-1(Vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)等多种促炎症因子，进而放大炎症信号引起一系列的免疫应答[21]。用重组的CXCL13刺激体外培养的人肾脏系膜细胞可以促进系膜细胞增生，并且这种效应在CXCR5沉默时减弱[22]。而它对其他细胞是否也有作用需要进一步的探索。

3 CXCL13与系统性红斑狼疮

SLE是一种以多种自身抗体生成和器官损害为特征的自身免疫性疾病。其发病机制复杂，一般认为SLE的发生与T、B淋巴细胞的高度活化、免疫球蛋白增多等机体免疫反应异常有关，其中以B细胞增殖分化和功能异常最为突出。B细胞异常活化被认为是SLE发病的中心环节，可能参与狼疮发病的整个过程[23]。Ishikawa等[24]动物实验发现，BWF1小鼠老年组肾脏中 CXCL13 的表达较年轻组明显增高，并且免疫组织化学染色可以在细胞浸润区域检测到CXCL13阳性的细胞，而年轻组几乎检测不到，认为CXCL13可诱导受损器官中异位淋巴组织的形成及炎症细胞的聚集，由此首次将CXCL13与SLE联系起来。

3.1CXCL13与SLE活动性 Schiffer等[3]在对91例SLE患者和40例健康对照组研究中发现，SLE患者血清CXCL13水平高于健康对照组，并且CXCL13水平与系统性红斑狼疮疾病活动度评分(Systemic lupus erythematosus disease activity index，SLEDAI)、抗dsDNA抗体水平呈正相关，与补体C3、C4的水平无明显相关性，说明CXCL13与SLE的疾病活动相关。与此类似，Lee等[25]的研究也发现血清CXCL13水平与SLE疾病活动有关，并且抗dsDNA抗体阳性SLE患者血清CXCL13水平较抗dsDNA抗体阴性患者显著升高，但血清CXCL13水平与抗dsDNA抗体浓度无明显相关性。He等[26]研究结果显示血清CXCL13水平与SLEDAI呈正相关，与补体C3呈负相关，而与抗dsDNA抗体浓度无明显相关性。既往研究表明血液中浆母细胞比例与SLE疾病活动性相关[27]，Fang等[28]研究发现，血清中CXCL13水平与SLEDAI及外周血成浆细胞比例呈正相关，因此，推测CXCL13是SLE疾病活动性的标志物，在SLE的发生过程中起到了重要的作用，但究竟是否也参与了抗dsDNA 抗体的产生还有待进一步考证。

3.2CXCL13与肾脏损害 狼疮性肾炎(Lupus nephritis，LN)是SLE最严重、最常见的临床表现和死亡原因之一，几乎所有的SLE患者的肾组织都有病理变化，超过60%的SLE患者有肾损害的临床表现[29]。既往NZB/NZW F1动物模型研究发现，在早期肾脏免疫复合物形成而肾小球和肾间质无明显淋巴细胞浸润时，就有CXCL13 mRNA的表达上调，提示CXCL13的表达可能是LN一个早期表现[30]。Ezzat[16]等在对儿童SLE患者的研究中发现，LN患者血清CXCL13水平高于非LN患者，并且Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ期LN高于Ⅰ和Ⅱ期，表明血清CXCL13水平与肾脏受累及肾脏损害程度相关。He等[26]采用ELISA方法检测114例SLE患者(89例LN、25例非LN)和21例健康对照组血清中CXCL13水平，采用免疫组织化学法检测LN患者肾活检标本中CD3、CD20及CD21的表达，探索血清CXCL13水平与LN肾内异位淋巴组织(Ectopic lymphoid tissue，ELT)形成的关系。结果发现，CD20+LN患者血清CXCL13水平显著高于CD20-LN患者，并且血清CXCL13水平与肾组织标本中每高倍镜下B细胞的数量呈正相关。表明CXCL13可能参与了LN患者肾脏受累及ECT形成的过程。进一步研究发现，利用抗CXCL13抗体阻断CXCL13可显著改善MRI/lpr小鼠的肾功能，减轻肾脏的病理损伤，减少肾内免疫复合物的沉积，降低血清抗dsDNA抗体水平及减少肾内炎性细胞因子的分泌；经抗CXCL13抗体治疗后脾脏中Th17细胞数量减少，Treg细胞数量增多，使得Th17/Treg比例下降，进一步证明了抗CXCL13抗体的治疗作用[31]。因此认为CXCL13有可能为LN的治疗提供新的靶点。

3.3CXCL13与神经系统损害 SLE的神经系统病变和精神障碍，即神经精神狼疮(Neuropsychiatfic lupus erythematosus，NPSLE)，包括中枢、周围神经系统狼疮和精神狼疮，其发生率为14%～75%[32]，可以出现在病程的任意阶段，是SLE的主要死因之一，占狼疮致死率的19%，仅次于LN及继发感染[33]。已有较多的研究报道，在中枢神经系统疾病，如临床孤立综合征、多发性硬化和视神经脊髓炎等，患者的脑脊液中CXCL13表达水平显著增高,提示CXCL13可以作为中枢神经系统疾病的生物标记物。而CXCL13与SLE中枢神经系统损害关系的研究相对较少，吴凤霞等[34]采用ELISA检测60例SLE患者及21例健康对照者血浆CXCL13水平，结果发现有中枢神经系统受累的SLE患者血浆CXCL13水平较无中枢神经系统受累的SLE患者显著升高[(1 036±620)和(405±336)pg/ml，P=0.026]，推测CXCL13可能参与了SLE中枢神经系统受累过程。

3.4CXCL13与关节肌肉病变 关节肌肉系统受累是SLE常见的临床表现，其发生率可达90%，主要表现为关节痛及关节肿胀[35]。SLE合并关节病变可累及几乎全身的各个关节，呈对称性分布，以四肢最常见，其中近端指间关节、膝关节最易累及，而腕、肘、肩关节和踝关节较少累及。5%的患者因关节周围肌腱受损而出现Jaccoud′s关节病，是一种可复性的非侵蚀性的关节半脱位，认为是SLE关节病变的一种特征性表现。Jaccoud′s关节病最早在风湿热患者中被描述，但目前越来越常见于SLE患者，多发生于掌指关节及指间关节，出现尺侧偏斜及天鹅颈样畸形[36]。近年来，越来越多的研究正在寻找Jaccoud′s关节病的致病因子，但目前尚未发现相应的血清标志物。Ribeiro等[37]采用ELISA方法检测32例SLE伴Jaccoud′s关节病和32例不伴Jaccoud′s关节病患者血清中CXCL13水平(将大于P50定为高水平，低于P50定为低水平)，同时对两组患者双腕及双手关节进行超声检查，探讨血清CXCL13水平与Jaccoud′s关节病形成的关系。结果发现，两组患者血清CXCL13水平无明显差异[23.2(11.18～85.19)和11.5(7.36～39.72)pg/ml，P=0.08]；伴关节炎组CXCL13高水平比例与不伴关节炎组相比无明显差异；而合并肌腱炎组高CXCL13水平比例则高于无肌腱炎组患者，P=0.024，差异有统计学意义。推测CXCL13可能是检测肌腱炎的一个潜在的生物标志物。

3.5CXCL13与血液系统损害 血液系统损害是SLE最常见的临床表现之一，50%～70%的SLE患者在其病程中可出现血液系统异常，主要变现为贫血、白细胞减少和血小板减少，其中贫血最为常见，包括慢性病贫血、缺铁性贫血、自身免疫性溶血性贫血(Autoimmune hemolytic anemia,AIHA)、骨髓增生低下性贫血、失血性贫血、脾功能亢进引起的贫血及肾性贫血等。血液系统损害与狼疮病情活动密切相关，并且存在血液系统损害的SLE患者病死率高于非血液系统损害的SLE患者[38]。研究表明合并贫血的SLE患者血清中CXCL13水平高于无贫血的患者[39]。Wu等[40]研究发现，SLE相关的AIHA患者血浆中CXCL13水平显著高于健康对照组，并且血浆CXCL13水平与血红蛋白浓度呈负相关(r=-0.332,P=0.044)，认为CXCL13可作为AIHA的循环生物标志物，并与疾病的严重程度相关。

4 结语

综上所述，目前研究表明CXCL13与SLE多个系统受累有关，CXCL13在SLE中显示的致病作用在小鼠模型和患者中均已得到确认，但其中的机制尚不完全清楚。在排除严重感染及其他疾病的情况下，CXCL13是一个很有潜在价值的生物标志物，对于LN患者的诊断和预后具有重要的意义，并且抑制或阻断CXCL13与CXCR5的相互作用或许可以成为LN新的治疗靶点。因此，探索它与SLE之间的关系将为临床诊断和治疗提供新的线索和思路。