细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4在系统性红斑狼疮中的研究进展

刘欣冉，齐媛媛，赵占正

(郑州大学第一附属医院 肾脏内科，河南 郑州 450000)

系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus，SLE)是一种以T细胞和B细胞免疫耐受被打破、循环中产生大量自身抗体为特点的自身免疫性疾病，可累及多种组织和器官，SLE发病机制复杂，目前认为可能与环境、遗传和药物等因素有关[1]。细胞毒性T淋巴细胞相关抗原4(cytotoxic T lymphocyte-associated antigen 4，CTLA-4)表达于活化的CD4+和CD8+T细胞，与抗原递呈细胞表面的配体B7结合后通过多种途径传递抑制信号，从而下调或终止T细胞活化[2]。CTLA-4在精细调节免疫应答、维持外周免疫耐受及调节性T细胞介导的免疫抑制中占有重要地位。多项全基因组关联分析研究显示，CTLA-4基因多态性与SLE易感性密切相关[3]。同时，多项研究显示CTLA-4的异常表达与SLE密切相关。本文就CTLA-4在SLE中的研究进展进行综述，为CTLA-4作为生物靶点治疗SLE提供思路。

1 CTLA-4的结构、表达及生物学功能

CTLA-4又称CD152，是由223个氨基酸组成的Ⅰ型跨膜糖蛋白。人CTLA-4基因定位于2号染色体长臂q33区(2q33)，包含4个外显子和3个内含子，第2外显子编码IgV样结构域，为配体B7-1(CD80)/B7-2(CD86)的胞外结合区。后续研究显示CTLA-4通过可变剪接可分为3种亚型：由4个外显子拼接而成的人源全长CTLA-4(full length CTLA-4，flCTLA-4)，缺少由外显子3编码的跨膜区并在蛋白C端多出22个氨基酸的可溶性CTLA-4(soluble CTLA-4，sCTLA-4)，以及仅有外显子1和4编码的转录本[4]。CTLA-4在调节性T细胞中组成性表达，大多数储存在高尔基体的囊泡内，在T细胞活化时分泌到细胞外，并集中分布于中央超分子活化簇(central supramolecular activation complex，cSMAC)，且分布于cSMAC的量与T细胞抗原受体信号强度呈正相关，这不仅解释了为什么仅能在活化的T细胞上检测到CTLA-4，还能说明为什么在较强的T细胞抗原受体信号下CTLA-4对T细胞活化的抑制作用更强[2]。CTLA-4在不同的T细胞亚群中表达存在差异：在人体内，相较于CD8+T细胞，CD4+T细胞的CTLA-4表达水平更高，Th2和Th17细胞较Th1细胞也有着更高的CTLA-4表达水平，flCTLA-4主要在活化的T细胞中表达[5]。CTLA-4-/-小鼠早期即可发展为以T淋巴细胞多器官浸润、血清中免疫球蛋白水平升高及淋巴结体积增大数目增多为特征的淋巴增生性疾病，这证实了CTLA-4可负调控T细胞活化，但作用机制尚不完全清楚。目前，多数学者认为CTLA-4与CD28竞争性结合配体CD80和CD86，且表现出更强的亲和力，进而传导抑制信号。基于体外模型的研究显示CTLA-4与蛋白酪氨酸磷酸酶2或蛋白磷酸酶2A结合后介导后者去磷酸化进而抑制T细胞活化[6]。也有学者认为蛋白激酶C-η(protein kinase C-η，PKC)可作为CTLA-4的下游分子来传递抑制信号[7]。此外，有研究显示CTLA-4通过上调程序性细胞死亡因子表达，进而限制蛋白质翻译，来调节CD8+T细胞分化[8]。毋庸置疑，CTLA-4在维持T细胞免疫耐受性中起到关键作用，但是具体机制仍有待进一步研究。

2 CTLA-4参与SLE免疫异常

CTLA-4作为T细胞活化的负调节因子，若缺少其抑制作用，T细胞持续活化打破体内外周免疫耐受可诱发各种自身免疫性疾病。SLE是一种经典的自身免疫性疾病，T细胞的异常活化被认为是SLE发病的重要环节。早在20世纪90年代，就有研究显示CTLA-4+T细胞在SLE患者中表达异常。研究显示在SLE患者的外周血单个核细胞中sCTLA-4 mRNA表达增加，此外多项研究显示SLE患者外周血中sCTLA-4表达异常升高[9-11]，但其是否与疾病活动度有关目前尚存争议，仍需要更多的研究证实。可以确定的是，这些证据提示CTLA-4参与SLE的发病。研究表明sCTLA-4在非刺激性T细胞上组成性表达，T细胞激活后表达下调，而flCTLA-4仅在激活的T细胞膜上表达。SLE患者体内存在更多处于激活状态的T细胞，但sCTLA-4的表达水平却更高。有学者认为这种矛盾的产生是因为SLE患者体内细胞因子和趋化因子异常，影响了体内共刺激分子的表达，并推测sCTLA-4的作用具有双重性：sCTLA-4在与B7结合传递抑制信号的同时会干扰flCTLA-4与B7结合[12]。后续有研究提示，sCTLA-4可促使SLE患者体内效应T细胞分泌更多的白介素-10，而后者在SLE的发病中发挥着重要作用[13]。Jury等[14]发现SLE患者FOXP3- T细胞中CTLA-4的表达水平高于健康人群，但FOXP3+T细胞中CTLA-4的表达与健康人群相似，其认为CTLA-4的表达与SLE患者T细胞活化增加和FOXP3+T细胞数目增加有关。更重要的是，该研究显示SLE患者体内的CTLA-4存在功能缺陷，CTLA-4因被排除在脂质微区之外无法发挥其抑制作用。因CTLA-4可介导T细胞凋亡，故有学者提出SLE患者体内CTLA-4缺陷可减少体内T细胞凋亡，但事实上SLE患者常常存在更高水平的T细胞凋亡。Ise等[15]通过构建小鼠模型发现T细胞或调节性T细胞可通过上调CTLA-4表达水平来维持体内免疫耐受，推测SLE患者体内CTLA-4的表达和功能异常可能破坏了T细胞免疫耐受，进而导致疾病的发生。最近研究显示SLE患者血清中sCTLA-4水平与肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)水平呈正相关，且血清中高表达sCTLA-4的SLE患者具有更高滴度的抗dsDNA抗体[16]。CTLA-4在SLE中的具体作用机制如何，仍有待进一步研究。这不仅有助于揭示T细胞功能紊乱在SLE的发病机制中的作用，也可为靶向治疗SLE提供更多新思路。

3 CTLA-4基因多态性与SLE易感性

既往研究显示CTLA-4-/-C57BL/6小鼠较经典SLE小鼠模型更快表现出狼疮样改变和肾损害，而CTLA-4+/-NZM小鼠与CTLA-4+/+NZM小鼠SLE进展情况差异无统计学意义[17]，提示CTLA-4基因多态性与SLE的发病有关。对高加索人和中国汉族人群的全基因组关联分析研究及大量的遗传学研究显示，CTLA-4多个单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism，SNP)与SLE易感性有关，目前研究显示CTLA-4(+49 A/G)、CT60A/G、318C/T、rs3087243、rs733618和rs1726834多态性与SLE的发病有关[3,18-20]。荟萃分析显示这种相关性存在地理和种族差异。CTLA-4启动子1722T/C(rs733618)中T等位基因与亚洲人群中SLE易感性相关，而C等位基因与西班牙人群中SLE易感性相关。对高加索人和亚洲人的研究均提示CTLA-4基因3’非翻译区(AT)n微卫星多态性与SLE相关，但在一项对马来西亚人群的研究中并未发现明显差异。这种差异是否与基因环境和不同基因间的交互作用有关，仍需更多的研究证实。近年来研究显示，连锁不平衡的2个SNP单倍型与SLE的发病相关，说明了遗传机制的复杂性，也为进一步研究CTLA-4基因多态性在SLE发病中的作用机制提供了新思路。尽管CTLA-4基因多态性在不同种族、国家中的研究报道结果不尽相同，但是SLE作为一种复杂的自身免疫性疾病，遗传、环境在在发病中均起到了重要作用。CTLA-4基因的多态性与SLE的发病密切相关，但是具体作用机制尚不明确，可能与后续CTLA-4表达和功能异常有关。目前仍需要多中心大样本量的研究来帮助识别重要的易感位点，这对明确SLE的发病机制和精准靶向治疗具有重要意义。

4 CTLA-4在SLE治疗中的应用

CTLA-4-Ig是一种由基因重组产生的可溶性融合蛋白，可通过与CD28竞争配体B7来抑制T细胞活化。早在1994年就有学者发现CTLA-4-Ig可以阻断NZB/NZW小鼠体内自身抗体的产生并延缓狼疮肾炎小鼠进展为终末期肾病，延长其存活时间。后续研究显示，在小鼠模型中，CTLA-4-Ig治疗狼疮肾炎的效果与环磷酰胺相似，甚至优于环磷酰胺，两者联合使用可迅速改善小鼠尿蛋白水平，逆转肾脏病理改变[21]。多项以阿巴西普(CTLA-4-Ig，T细胞靶向生物制剂)治疗SLE的临床研究显示，其可降低狼疮肾炎患者尿蛋白水平和抗dsDNA抗体水平，提高补体水平，且患者对其具有良好的耐受性，但遗憾的是这些临床研究均未达到预期效果[22-23]。有研究显示，联合应用经白介素-10处理的树突状细胞和CTLA-4-Ig，可降低SLE小鼠尿蛋白和自身抗体水平，提示树突状细胞联合CTLA-4-Ig可能是治疗SLE的新方向[24]。阿巴西普虽已获批临床应用于治疗类风湿性关节炎，但不同于类风湿性关节炎患者低CTLA-4表达水平，SLE患者体内sCTLA-4水平更高，CTLA-4-Ig作为一种CTLA-4-Fc融合蛋白，尽管有研究认为CTLA-4-Ig与B7的亲和力可能与flCTLA-4受体和sCTLA-4的亲和力相当，但是其在SLE患者体内是否能有效地通过与CD28竞争配体B7来抑制T细胞活化仍有待进一步评估。有学者通过生物信息学分析发现CTLA-4同义单核苷酸变体会通过影响CTLA-4与CD80/CD86之间的相互作用进而影响CTLA-4-Ig对狼疮肾炎的治疗效果[25]。也有报道指出临床中使用阿巴西普可能会诱发患者出现SLE[26-28]。另外，作为经典的免疫检查点抑制剂，阿巴西普在治疗自身免疫性疾病的同时，可能也会增加罹患癌症的风险[29]。目前，阿巴西普是否能使SLE患者获益仍有待进一步研究。

5 展望

CTLA-4在调节T细胞活化和免疫抑制等方面具有重要作用，提示其可用于治疗自身免疫性疾病。遗传学研究证实CTLA-4基因多态性与SLE易感性相关，多项观察性研究表明SLE患者体内CTLA-4表达和功能异常，说明CTLA-4可作为SLE治疗的潜在靶点。有趣的是，CTLA-4作为T细胞活化的负调控因子，多数研究却显示相比于健康人，sCTLA-4在SLE患者中有着更高的表达水平，这种矛盾现象可能与SLE患者体内CTLA-4功能异常有关。针对SLE患者的临床试验虽提示CTLA-4-Ig有一定疗效，但却未能达到预期研究终点，仍需进一步评估，联合其他药物可能是临床治疗SLE的有效途径。但是，SLE患者体内是否缺乏CTLA-4值得进一步思考，最新报道显示SLE患者体内CTLA-4水平与TNF-α水平密切相关，这表明CTLA-4可能作为一个上游分子，通过调控其他因子来参与SLE的起病过程。目前，CTLA-4的生物学功能和作用机制仍不明确，进一步研究有助于揭示CTLA-4参与SLE的作用机制，为精准治疗SLE提供新思路。