张红庆,任玥,吴晓牧
(1.南昌大学第一附属医院神经内科,南昌 330000;2.江西省神经病学研究所,南昌 330000)
多发性硬化(multiple sclerosis, MS)是一种累及中枢神经系统 (central nervous system, CNS)的慢性自身免疫性脱髓鞘疾病,易导致患者的残疾,给患者及其家庭带来极大的负担[1,2]。 MS 的临床特征包括症状的反复发作以及病变部位的多样性;而其病理特征主要表现为髓鞘特异性自身反应性T 细胞、 单核吞噬细胞、B 细胞和树突状细胞(dendritic cells, DCs)等免疫细胞的浸润及随之出现的神经炎症反应、 脱髓鞘反应及神经元细胞的损伤[3]。根据不同的临床表现,可将MS 分为四种亚型,分别为:复发-缓解型MS(Relapsing-Remitting MS, RRMS)、 继 发 - 进 展 型 MS (Secondary -Progressive MS, SPMS)、 进 展 - 复 发 型 MS(Progressive-Relapsing MS, PRMS)、 原发-进展型MS(Primary-Progressive MS, RPMS),80%以上的患者在疾病早期表现为RRMS[4]。
MS 易反复发作的特点, 使得MS 的治疗也一直受到大家的广泛关注。DCs 由于其强大的抗原提呈能力及免疫调节作用, 已成为各种疾病免疫疗法的主要研究对象之一。 实验性自身免疫性脑脊髓炎 (experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)是目前用来研究MS 发病机制及治疗方法中最常用的一种动物模型。 有研究发现在EAE 小鼠CNS 中DCs 的累积与EAE 症状的严重程度相关[5]。此外,还有研究表明MS 一线治疗药物特立氟胺能够促进DCs 的吞噬功能及抑制其抗原提呈的功能;而 MS 另一治疗药物干扰素-β(IFN-β)可以调节DCs 的迁移能力和其在CNS 中的作用[6,7]。因此,DCs 在MS 的发病机制及治疗中可能发挥了重要的作用。 本文将就DCs 及其亚型在多发性硬化免疫反应中的作用进行综述。
DCs 是功能最强的抗原提呈细胞,不仅能介导抗原特异性免疫反应,还能调节免疫诱导并维持免疫环境的稳态。 DCs 摄取抗原后,会转移到第二淋巴器官中, 并以主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC) 依赖的方式将处理后的抗原呈递给T 细胞,从而在机体内发挥其免疫调节的作用[8]。 当机体未受到感染或炎症的刺激时,DCs 处于未成熟的状态,其主要特征是共刺激分子信号的低表达及较高的吞噬能力[9]。 DCs 主要由携带病原体相关分子模式的病原体激活,这些病原体会刺激一些模式识别受体以激活DCs,例如:toll样受体(Toll-Like Receptor, TLR)、核苷酸寡聚样受体等;而某些细胞因子及细胞表面受体在特定的情况下也能激活DCs, 这些激活信号共同作用于DCs,增强 DCs 对相关抗原的加工能力[10]。 Bracho等人[11]的研究发现DCs 产生的免疫调节作用主要由 吲 哚 胺 2,3 - 双 加 氧 酶 (Indoleamine2,3 -dioxygenase, IDO) 介导,DCs 通过色氨酸及酪氨酸的共同作用抑制T 细胞反应, 降低T 细胞对机体的损害。 而IDO 活性的升高有助于DCs 抑制免疫反应和诱导调节性T 细胞 (regulatory T cell, Treg)的生成,从而缓解自身免疫性疾病的相关症状[12]。
根据DCs 的表型分子、 关键转录因子及分化等因素, 可将DCs 分为不同的亚型, 不同亚型的DCs 分别具有各自特点,并在免疫反应中发挥不同功能。 在外周血液中,根据DCs 是否表达人类白细胞DR 抗原将其分为两个亚型:传统型树突状细胞(conventional dendritic cells, cDC)和类浆细胞样树突 状 细 胞 (plasmacytoid dendritic cells, pDC)[9]。Mundt 等人利用流式细胞荧光分选技术证实,在CNS 中,主要存在三种 DCs,即:cDC1(conventional type 1 DCs, cDC1)、cDC2 (conventional type 2 DCs,cDC2)、pDC, 并且大多数 DCs 的表型为 CD11b+CD172a+ cDC2s(76%)[13]。 尽管 CNS 中 DCs 的含量很低, 但是其数量的改变仍会影响CNS 中T 细胞的免疫作用,并促进某些神经炎性疾病的发生。
cDC 是一类具有树突形态的细胞, 能够高表达MHC-Ⅱ分子,并具有强大的抗原呈递细胞的功能[14]。 在 FMS 样受体酪氨酸激酶 3(FMS like rece ptor tyrosine kinase 3, FLT3)的刺激下cDC 进一步分化为cDC1 和cDC2。 FLT3 配体拮抗剂能够抑制EAE 的临床症状, 而FLT 3 配体激动剂则会加重EAE 的临床症状,这提示cDC 可以间接调节EAE临床症状的严重程度[15]。 Mundt 等人[13]从成年C57 BL/6 小鼠的大脑中分离出cDC、巨噬细胞、B 细胞和小胶质细胞后, 将它们与视神经脊髓炎转基因2D2 小鼠体内的CD4+T 细胞一起孵育, 在MOG 35-55 外源肽存在的情况下,cDC 产生 IFN-γ 的能力是最强的; 而在没有外源肽存在的情况下,cDC仍然可以重新激活2D2 小鼠体内的髓磷脂特异性T 细胞。 在 CNS 中,CD11b-cDC1 主要位于脉络膜中,CD11b+cDC2 则主要存在于脑膜中,而脉络丛和脑膜是脑源性 T 细胞进入 CNS 的主要途径[13]。King 等人[16]的研究表明cDC1 与EAE 中致病性C D4+T 细胞反应密切相关。 与cDC2 亚群相比,人cDC1 在TLR8 配体的刺激下低表达IL-12,而IL-12 能促进Th1 类炎性细胞因子的产生, 从而加剧免疫炎性反应[17]。
在人体内最初发现pDC 时, 其被视作为白细胞中的组成部分,且最初被命名为“干扰素产生细胞”及“浆细胞”[18]。 pDC 在外周及血液中的分布较均匀,而在一些非淋巴组织中pDC 的表达却较低。与cDC 的广泛作用相比,pDC 的独特之处在于它们在被甲基化DNA 激活或在病毒的刺激下可以产生大量 I 型 IFN[18,19]。 根据 CD80 和 PD-L1 的表达可将激活的pDC 分为三个亚型, 分别为:PDL1+CD80-(P1)、PD-L1+CD80+(P2)、PD-L1-CD80+(P3);其中 P1 型特异性产生 I 型 IFN,而 P3 型主要是促进T 细胞的激活及Th2 的分化[20]。
MS 中pDC 低表达MHCⅡ和血液树突状细胞抗原2 分子,而CD38 和B7H1 共刺激分子的表达却上调,由于pDC 表达低水平的CD11c 和MHCⅡ分子, 限制了pDC 向CD4 T 细胞呈递抗原的能力[18]。 CNS 处于稳定状态时, 在硬脑膜处可观察到pDC 的存在;当CNS 发生病变时,在疾病的起病阶段及发病高峰期可以观察到位于血管周围间隙及实质内 pDC 的剧增[20]。 在 CpGA 刺激下,pDC 能够诱导I 型IFN 的生成, 并参与机体的免疫调节作用;而在某些病毒或CpGC 的刺激下则会促进pDC表达共刺激分子并使发挥呈递抗原的作用[19]。 pDC识别病毒感染发挥免疫调节作用的这一过程主要由TLR7 及TLR9 介导,这些受体被激活后,通过MyD88-IRF7 通路产生 I 型 IFN; 另外可以通过MyD88-NF-κB 通路产生 IL-6、CXCL8、CCL3 等促炎因子及趋化因子,而缺乏MyD88 的小鼠对EAE的诱导有着极强的抵抗作用[21]。
Lippens 等人[22]的研究表明,pDC 在 EAE 小鼠中的耐受性取决于IDO 的表达; 在IDO 表达缺陷的EAE 小鼠中可观察到, 小鼠体内的致脑炎性T细胞的表达明显增加,小鼠的症状明显恶化;而在表达IDO 的EAE 小鼠中,pDC 通过调节小鼠体内Treg 的表达、抑制 Th1 和 Th17 的表达及 CNS 内的自身免疫反应,从而改善小鼠的症状。 Stasiolek 等人[23]的早期研究表明,源于MS 患者的pDC 失去了诱导Treg 及同种异体淋巴细胞的增殖和分泌IFN的能力,而Yoshimura 等人[24]在近期的研究中证实了RRMS 患者的pDC 能够诱导IL-9 的生成,IL-9通过抑制粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage Colony Stimulating, GMCSF)的生成改善EAE 的症状。
耐 受 性 DCs (Tolerogenic Dendritic Cells,tolDCs)是一类特殊的DCs,具有未成熟的表型,并且低表达 MHCⅡ、CD86、CD80 等共刺激分子[14]。tolDCs 的共同特征是其成熟度低, 抑制促炎因子、增加抗炎因子的表达, 诱导Treg 的生成并发挥免疫耐受的作用。 除此之外,tolDCs 会产生 IDO、FasL、血红素加氧酶-1 等一些免疫抑制剂介质,而表达 FasL 的 tolDCs 可以通过 Fas/FasL 相互作用途径诱导T 细胞凋亡[25]。tolDCs 由抗炎信号或干扰免疫原性DCs 功能的信号所诱导, 并通过诱导T细胞失活、 促进自身反应性细胞的缺失及促进幼稚T 细胞对Treg 的极化等机制抑制T 细胞的反应,进而促进中枢及外周的免疫耐受[26]。
人 tolDCs 在 GM-CSF、IL-4 及具有耐受原性的药物的共同作用下由外周血单核细胞产生;而小鼠tolDCs 是在致耐受性药物的作用下由骨髓细胞产生的未成熟DCs 诱导而成[25]。在某些免疫性药物或是抗原肽的共同作用下, 可以提高tolDCs 的免疫诱导能力。 Zhou 等人[27]的研究表明,经托法替尼处理的tolDCs 表现出典型的半成熟表型,CD40、CD83、CD80 和 CD86 的表达降低, 并且能够抑制IL-1、IL-6、IL-12、TNF-a 和 IL-23 的生成,并通过下调Th1/Th17 和上调Treg 的表达改善了EAE 小鼠的疾病进展。 Mansilla 等人[28]将经过MOG40-55抗原肽处理的冷冻vitD3-tolDCs 静脉注射到EAE小鼠体内后, 观察到小鼠体内的抗原特异性反应及自然杀伤细胞的生成受到抑制,Treg 及调节性B细胞的表达增加,EAE 小鼠的临床症状得到缓解。
在风湿性关节炎、I 型糖尿病、 克罗恩病等一些自身免疫性疾病的I 期临床试验中已经证实了tolDCs 治疗相关疾病的安全性及可行性[29]。 在Zubizarreta 等人[30]进行的一项Ib 期临床试验中,将自身抗原肽负载的tolDCs 通过静脉注射的方式将其注入到8 名MS 患者体内后观察MS 患者的反应。在随访的第12 周时,患者外周血中IL-10 水平与基线相比显著增加;在24 周的随访结束后,这8名患者均未发生与tolDCs 治疗相关的严重不良反应,且他们的临床表现也均未出现恶化的情况。
MS 是一种累及CNS 的自身免疫性疾病,虽然被归类于罕见病,但其患病人数却不少,并且目前尚无有效的治疗方法。DCs 作为调节先天性与适应性免疫系统间稳态的重要组成部分, 其在一些自身免疫性疾病的发病机制及治疗中的作用已被证实,但现如今关于DCs 在MS 中的应用仍然存在很多问题。此外,能否通过调节CNS 中DCs 及其亚型的含量、 功能或是其存在的微环境从而达到治疗MS 的目的仍需进一步探索。