眼部移植物抗宿主病免疫机制的研究进展

邱媛 综述 洪晶 审校

北京大学第三医院眼科 100191

造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation，HSCT)是治疗多种血液系统恶性肿瘤的有效方法，美国每年有超过20 000例HSCT患者，根据中华骨髓库数据，我国2019年HSCT患者达1 000余例[1]。目前HSCT治疗有自体移植(干细胞取自患者本人)、异基因移植(干细胞取自其他人体)和同基因移植(干细胞来自同卵双胞胎)3种[2]。在中国，以亲缘人类白细胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)不全相合供者和HLA全相合同胞供者，即异基因移植为主[3]。

移植物抗宿主病(graft-versus-host disease，GVHD)是异基因HSCT后特有的并发症，也是主要致死原因，分为急性(acute GVHD，aGVHD)和慢性(chronic GVHD，cGVHD)2种，眼部是其重要的受累部位，严重影响患者的视力和生活质量。深入理解眼部GVHD的免疫机制，对于我们探寻可靠的眼部GVHD诊断方法、监测疾病进展、寻找更有效的治疗手段具有重要临床意义。本文就眼部GVHD的基本免疫过程、相关细胞因子以及本领域研究的初步进展做一综述。

1 眼部GVHD的诊断现状

约50%的异基因HSCT患者会出现眼部症状[4]。其中，85%以上的患者为眼部cGVHD，主要表现为长期、顽固的干眼，裂隙灯显微镜下可见大量角膜点染、融合。如不及时治疗，病变可逐步进展为丝状角膜炎、角膜溃疡、角膜穿孔甚至引起眼内炎[5]。这种不适症状伴随患者终身，极大地影响患者的日常生活[6]。少部分患者为眼部aGVHD，表现为短时间结膜充血、水肿，重者还可出现伪膜性结膜炎、角膜上皮脱落。眼部aGVHD是cGVHD的重要危险因素，患者也伴随着更严重的全身反应和更高的死亡率[7]。

美国国立卫生院曾提出根据主观症状、泪膜破裂时间、角膜荧光素钠染色情况、结膜充血程度、SchirmerⅠ试验结果对该病进行综合评估的诊断建议[8-10]。然而上述所列出的症状和体征均无特异性，无法与干眼的诊断相鉴别。因此这一建议对临床诊断帮助不大。眼部GVHD是由移植物T细胞识别宿主抗原而引起一系列反应的免疫相关性眼病[11-12]。但在现有的临床诊断标准中并没有体现免疫相关的任何指标，也缺乏诊断和评估疾病严重程度的客观炎性因子定量指标，患者难以得到正确诊断和有效治疗。

眼表免疫受多种蛋白分子调节，泪液蛋白的表达能反映眼表疾病的病理过程，因此可用以明确疾病发病机制、辅助疾病诊断、检测疾病的活动性、为疾病治疗提供基础。泪液蛋白检测已在干眼、青光眼、葡萄膜炎的发病机制和治疗研究中广泛应用[13]。

近年来，随着微量蛋白检测技术的发展，泪液蛋白检测可精确到pg/ml级别，常用的检测手段有酶联免疫吸附测定、膜微阵列分析和多重微珠阵列分析[13]。GVHD反应过程受多种细胞因子和趋化因子调节，因此检测患者特定的泪液细胞因子是诊断并监测眼部GVHD病情变化的可行方法。目前，通过对眼部GVHD相关的泪液细胞因子进行筛选，发现了多种有诊断价值的因子。

2 眼部GVHD的免疫机制

GVHD是同种异体HSCT后，供者淋巴细胞移植入免疫受损的宿主体内并大量增生、产生免疫效应的现象。细胞因子的升高为免疫反应提供了重要微环境，是引起GVHD的必要步骤。

2.1 眼部aGVHD反应的免疫机制

aGVHD反应中有3个主要环节会引起大量正常细胞凋亡。在眼部，这一反应主要体现在泪腺和结膜。

第一阶段：组织直接损伤。在HSCT前，放疗、化疗等治疗恶性肿瘤的措施同时也损伤大量正常组织。受损的正常组织释放肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor，TNF)并激活宿主抗原呈递细胞(antigen-presenting cells，APC)，主要为中性粒细胞、巨噬细胞等固有免疫细胞，APC进一步释放大量TNF、白细胞介素(interleukin，IL)-1、IL-6，趋化因子IL-8[14]。同时APC增加细胞间黏附分子(intercellular adhesion molecule，ICAM)-1、主要组织相容性复合体抗原(major histocompatibility complex,MHC)及共刺激分子的表达，做好将宿主抗原呈递给T细胞的准备[15]。

第二阶段：移植物T细胞被激活。在第一阶段释放的细胞因子辅助下，移植物CD4+T细胞循环至眼部，其淋巴细胞功能相关抗原-1与APC的ICAM-1结合，T细胞表面的T细胞受体识别经APC上MHC分子加工的宿主抗原而被激活，释放大量IL-2、IL-12，促进CD4+T细胞增生并大量分化为辅助性T(helper T，Th)细胞1[16-18]。

第三阶段：靶器官损伤。Th1的效应细胞和细胞因子产生级联反应、直接损伤靶器官造成正常细胞凋亡。Th1的效应细胞包括CD8+T细胞、细胞毒T淋巴细胞和自然杀伤细胞，引起溶细胞反应；Th1的可溶性分子包括：穿孔素和促炎细胞因子干扰素(interferon，IFN)-γ，IL-1、TNF-α和一氧化氮[16,19]。

aGVHD主要由Th1细胞及其效应细胞和细胞因子介导，其他类型的Th细胞，即Th2、Th17和自然调节性T(regulatory T cells，Treg)细胞(也叫CD4+CD25+FoxP3+Treg细胞)是保护性细胞，可避免GVHD反应失控[20]。

2.2 眼部cGVHD反应的免疫机制

cGVHD的主要损伤机制为正常组织的纤维化。在眼部，泪腺的纤维化是引起干燥症状的主要原因。宿主胸腺组织在经受抗恶性肿瘤治疗、aGVHD打击后受损，T细胞的阴性选择出现障碍，大量自身反应性T细胞由中枢免疫器官进入外周[16]。因此cGVHD的表现类似自身免疫性疾病，如干燥综合征、系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎和多发性硬化[21]。这一过程主要由Th17及其效应细胞和细胞因子介导。IL-6和转移生长因子(transforming growth factor，TGF)-β诱导CD4+T细胞向Th17细胞分化，Th17细胞分泌IL-17、IL-21和IL-22并产生纤维化效应。还有研究在cGVHD的动物模型中发现，Th2细胞及其相关细胞因子IL-4、IL-10和TGF-β也参与cGVHD的致病过程[19,22]。

表1总结了GVHD反应过程中的病因、参与反应的主要CD4+T细胞以及重要的细胞因子。在实际过程中，GVHD反应更加复杂，除了经典aGVHD和cGVHD以外，相当一部分患者也可表现为迟发性aGVHD和在cGVHD基础上反复急性发作的重叠综合征[9]。

3 GVHD患者细胞因子的表达及其应用

Th1和Th17相关的细胞因子和效应细胞在GVHD发病和病情进展过程中扮演着重要角色，Th2参与其中但机制尚未明确。Th1诱导GVHD初发、aGVHD进展，这一过程中，Th2、Th17对人体有保护作用，但Th17、Th2又是参与cGVHD病情进展的主要细胞，相当一部分患者可同时表现急性和慢性特点，因此GVHD患者眼表的细胞因子实际变化非常复杂。为找出具有诊断GVHD价值的细胞因子、发现眼部GVHD的特有机制，大量研究通过对Th1、Th2和Th17相关的细胞因子及细胞表面黏附分子进行筛选，发现泪液中促炎因子IL-1、IL-8、IL-6和IL-17在GVHD的诊断中具有重要价值。

IL-1由损伤角膜、结膜上皮细胞产生或单核巨噬细胞在TNF刺激下产生，作用于T细胞、B细胞及上皮细胞，诱导T细胞和B细胞活化、增生，促进IL-2、IL-6、IL-8和TNF-α产生。IL-1受体拮抗剂天然存在于人体中，能拮抗IL-1的促炎作用[22]。IL-6和IL-8由淋巴细胞、单核巨噬细胞分泌，也可由上皮、血管内皮细胞损伤或IL-1、TNF刺激产生[23]。IL-6促进B细胞生成抗体，激活静止的T细胞、诱导其向Th17方向分化；IL-8是白细胞趋化剂，作用于炎症细胞，使细胞定向游走到反应部位并损伤正常细胞[22-25]。IL-17是由Th17细胞产生的致炎因子，诱导巨噬细胞聚集，进而促进正常组织纤维化[15,26]。

Cocho等[27]对22例眼部cGVHD患者和21名健康对照的泪液进行细胞因子检测，发现cGVHD患者的泪液中IL-1受体拮抗剂、IL-8水平较正常人显著升高，其中IL-8诊断眼部cGVHD的敏感性达86.36%，特异性达95.24%。同时研究者对GVHD患者和健康受检者行结膜印记细胞检查，发现IL-8基因表达是健康受检者的6倍以上。以这些细胞因子的浓度水平变化建立诊断模型能较好地区分眼部GVHD患者、其他病因干眼患者以及正常人[26,28-29]。

Jung等[25]对比分析了同种异体HSCT后诊断cGVHD(出现全身任何部位的cGVHD均入组)的患者30例与未诊断cGVHD患者14例的泪液标本，发现前者的IL-6、IL-17α水平明显高于后者，且IL-6和IL-17α浓度变化与眼部表现一致。Cocho等[22]对25例HSCT患者进行4年随访，最终有8例死亡、16例出现全身cGVHD(其中10例出现眼部症状)；对患者移植前后泪液进行IL-1受体拮抗剂和IL-6水平检测发现，移植前泪液中IL-6水平升高显著增加患者死亡风险，而高水平的IL-1受体拮抗剂可降低患者眼部GVHD风险。

Kang等[30]检测7例GVHD、38例干眼、51例睑板腺功能障碍、33例干燥综合征、5例Stevens-Johnson综合征患者泪液中IL-17水平，发现GVHD患者IL-17水平明显高于其他患者，且在伴有全身疾病的GVHD患者中，泪液中IL-17水平与患者角膜上皮病变程度呈正相关，而无全身病变的单纯干眼、睑板腺功能障碍患者不存在此相关性。

综上，IL-1、IL-6、IL-8和IL-17作为参与GVHD反应的重要因子，在患者泪液中的浓度显著升高。以这些细胞因子浓度作为诊断标准之一，可区分眼部GVHD和普通干眼，实现眼部GVHD早期诊断和治疗，利于患者的预后；同时这些泪液细胞因子浓度可反映局部及全身GVHD的严重程度，是监测疾病活动性的可靠指标，并在一定程度上预测患者的死亡风险。

除以上4种细胞因子以外，也有研究表明，泪液或血液中IL-10、TNF-α、IFN-γ水平与眼部GVHD患者预后相关[22,25,31]。有研究者对全身aGVHD患者的血浆进行检测分析发现，IL-6、IL-8浓度显著升高[14,32-33]。Abud等[34]研究发现经他克莫司滴眼液治疗后的眼部cGVHD患者病情缓解，同时泪液中ICAM-1因子浓度显著降低。

受标本收集方法(泪液或眼表灌洗液)、标本类型(泪液或血液)、GVHD患者临床资料差异(距离移植的时间、全身及眼部用药史、全身情况)及检测方法等多种因素影响，GVHD患者中这些重要细胞因子的浓度可能与正常人无差异，因此细胞因子对GVHD诊断的价值仍存在争议。

虽然目前的研究还存在样本量不够大、检测结果有争议等不足，但仍能表明GVHD患者的泪液细胞因子分析可作为局部和全身疾病诊断、监测和预后评估的可靠指标。泪液细胞因子检测方法安全、简单、可靠，不仅能应用于眼部GVHD，也可在其他免疫性眼表疾病的诊治中发挥作用。希望今后眼科医生和血液科医生增加合作，开展更大规模的临床研究，为GVHD的诊断提供更全面、科学的依据。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突