刘孟国
(复旦大学附属华山医院,上海 200040)
系统性硬化症(Systemic sclerosis,SSc)是一种自身免疫性疾病,其特征是皮肤和内脏器官中过多的细胞外基质(ECM)沉积[1]。SSc 的发病机理尚未完全阐明,免疫细胞活化、胶原蛋白积聚和血管损伤是疾病产生的3 大要素[2]。胶原蛋白的过度积聚引起皮肤、心肺、肾和胃肠等多个器官的纤维化。血管损伤主要包括雷诺现象、指端溃疡/坏疽、肾病和肺动脉高压。免疫细胞活化的特征是各种纤维化细胞因子的释放和自身抗体的产生。SSc 患者有与多种细胞内成分结合的自身抗体,例如DNA 拓扑异构酶Ⅰ、着丝粒、RNA 聚合酶、U1RNP、U3RNP 等。尽管这些独特的自身抗体没有被证明有致病作用,但是,自身抗体的存在是与SSc 相关的免疫激活的主要特征,因为在90%以上的患者中都检测到了抗核抗体[3],并与特定疾病的临床表现选择性相关。此外,在SSc 患者中还发现了高γ 球蛋白血症和多克隆B 细胞活化[4]。这些事实潜在地表明SSc 患者中自身抗原反应性B 细胞被激活。在本综述中,笔者将重点阐述可能参与SSc 发病的B 细胞异常。
近年来,已经在SSc 中进行了多项全基因组关联研究分析。有趣的是,已经发现了多个B 细胞基因,包括BANK1,BLK,CSK,PTPN22 和IRF8。重要的是,前4 个代表信号分子,其在B 细胞信号传递中起关键作用,主要通过中心轴控制B 细胞受体(BCR)信号强度。例如,基于免疫芯片的分析和荟萃分析已确定BANK1 是SSc 中的易感基因[5],BANK1 功能变异与SSc 的敏感性有关,特别是与患者的抗拓扑异构酶Ⅰ抗体阳性和弥漫皮肤型SSc。而IRF8 基因多态性与局限皮肤型SSc 和SSc 的抗着丝粒抗体阳性密切相关[5]。
2.1 B 细胞异常活化 已证实在SSc 患者组织中存在大量的B 细胞浸润和激活。SSc 患者的幼稚B细胞数量增加,记忆B 细胞标志物,包括CD80、CD86和CD95 升高[6]。此外,SSc 患者的真皮中CD79a 阳性B 细胞浸润增加。CD79a 是与B 细胞中与膜结合的免疫球蛋白相关的膜蛋白,其在B 细胞的发育和功能中起关键作用。更重要的是,SSc 相关性间质性肺疾病的特征是肺组织标本中有明显的B 细胞浸润[7]。B 细胞多数发现排列在淋巴样聚集物中,在弥漫皮肤型SSc 中更为突出。
2.2 B 细胞与纤维化之间的相关性 研究表明,B细胞在组织纤维化中起着致病作用,包括皮肤硬化、肺部间质纤维化、肾间质纤维化和肝纤维化[8-10]。在纤维化过程中,通常辅助型T 细胞1(Th1)细胞因子如干扰素-γ(IFN-γ)和白细胞介素-2(IL-2)减少细胞外基质(ECM)蛋白沉积,而Th2 细胞因子(包括IL-4,IL-5,IL-6 和IL-13)使之增加。研究表明,与健康个体相比,SSc 患者受刺激的B 细胞产生显着水平的IL-6[11]。据报道,IL-6 对组织纤维化有潜在的影响[12]。实际上,抗IL-6 受体抗体药物可减轻SSc 的皮肤厚度并抑制肺纤维化的进展[13]。活化的B细胞还分泌大量的转化生长因子-β(TGF-β),其主要由体外巨噬细胞分泌[14]。TGF-β 被认为是纤维化过程中的核心参与者之一。TGF-β 促进成纤维细胞产生ECM、Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、纤连蛋白、蛋白聚糖和糖胺聚糖。TGF-β 与其细胞表面受体复合物的结合激活了Smad 信号通路,该通路与纤维化的发展有关。另外,TGF-β 抑制金属蛋白酶和蛋白酶抑制剂的合成。实际上,SSc 患者的血清、皮损中已显示出TGF-β 及其受体的表达水平升高[15]。总的来说,活化的B 细胞可能直接导致SSc 患者的组织纤维化。
2.3 B 细胞CD19 过表达 在SSc 患者的幼稚和记忆B 细胞中均观察到CD19 过表达[16],结果表明SSc中存在固有的B 细胞过度活化。在SSc 患者血中B细胞总数增加,尽管记忆B 细胞和成浆细胞减少,但幼稚B 细胞却在增加。另外,这些记忆性B 细胞有CD80 和CD86 表达增加,这是B 细胞的关键共刺激分子。这表明记忆B 细胞在SSc 患者体内被长期激活,可能是由于CD19 过表达所致。尽管SSc 患者的记忆B 细胞数量减少,但其有较强的产生IgG 的能力,导致高γ-球蛋白血症和可能的自身抗体产生。
紧皮(TSK)小鼠是人类SSc 的遗传模型。TSK小鼠最初被鉴定为自发突变,导致包括胶原蛋白在内的ECM 蛋白的合成和积累增加。TSK 小鼠表现出皮肤增厚、心肌肥大和肺气肿的症状。TSK 小鼠还产生抗拓扑异构酶Ⅰ抗体。研究表明,免疫功能的异常促进了TSK 小鼠中这些表现的发展。TSK 小鼠的B 细胞有异常的表型[17],B 细胞表面CD19 过表达。
为了评估TSK 突变对B 细胞反应性的影响,分析了CD19 缺陷型TSK 小鼠[18]。TSK 小鼠的血清免疫球蛋白和抗拓补异构酶Ⅰ抗体水平升高,而CD19缺陷则可导致其降低。此外,TSK 小鼠的CD19 缺乏可抑制皮肤增生。其他反应调节因子异常也影响CD19 信号传导。例如,CD22 特异性地降低了TSK B细胞的活化。TSK B 细胞中CD22 的调控不足可能导致包括CD19 在内的下游信号转导分子异常激活。因此,B 细胞通过增强CD19 依赖性途径促进TSK 小鼠皮肤纤维化。但是,这一假设仍未得到证实,因为人类SSc 并非像TSK 小鼠有明显的遗传背景,SSc 中有家族史者仅占1.6%。
另外,在博莱霉素(BLM)诱导的SSc 模型小鼠中,显示出皮肤纤维化和真皮炎性细胞浸润[19]。CD19 缺乏可抑制皮肤和肺纤维化、高γ-球蛋白血症和自身抗体产生和发展。这种通过CD19 缺陷抑制的真皮纤维化与炎性细胞,如巨噬细胞,肥大细胞,T 细胞和B 细胞的真皮渗透减少有关,这表明B细胞活化调节了其他炎性细胞的渗透。BLM 处理还诱导自身抗体的产生,特别是SSc 特异性抗拓扑异构酶Ⅰ抗体[20]。
4.1 SSc 患者中基于B 细胞的治疗 Lafyatis 等[21]初步研究了15 例早期dcSSc 患者中,嵌合mAb 对B 细胞的耗竭对B 细胞表面蛋白CD20(利妥昔单抗)的影响,并且在治疗12 个月期间未发现皮肤评分有明显改善。但是,另一项针对利妥昔单抗治疗的重度弥漫性SSc 患者(n=63)的一项大型病例对照研究显示,改良的Rodnan 皮肤评分(mRSS)降低,皮肤硬化明显改善。抗CD20 B 细胞耗竭疗法似乎也能保持肺功能,这要归功于用力肺活量(FVC)%和一氧化碳弥散量(DLCO)的稳定或改善,表明B 细胞在早期弥漫性SSc 中可能发挥作用[22]。有趣的是,这些结果与IL-6 产生的平行变化相关,支持了普遍的观点,即B 细胞可能部分通过细胞因子的产生导致SSc 的疾病。总之,这些研究表明,B细胞耗竭可能是早期弥漫性皮肤SSc 患者的有效干预措施。
4.2 SSc 模型小鼠中基于B 细胞的治疗 在新生TSK 小鼠中用抗CD20 单克隆抗体清除B 细胞可减少皮肤纤维化。CD19 的丧失消除了自身抗体的产生并减弱了皮肤纤维化。此外,B 淋巴细胞刺激因子(BAFF)拮抗剂减弱了TSK 小鼠的皮肤纤维化。在SSc 小鼠模型中,源自供体的调节性B 细胞(Bregs)抑制慢性移植物抗宿主病(cGVHD)。在博莱霉素诱导的SSc 小鼠模型中,抗IL-6R 治疗或用IL-6 肽免疫可减少皮肤厚度[23]。抗IL-6R 单克隆抗体也减弱了鼠cGVHD。
正如笔者在本文中所述,许多研究证明B 细胞在SSc 中可能发挥关键的致病作用。B 细胞数量的增加可能通过其分泌自身抗体来促进SSc 的发病,这些抗体可能起直接的致病作用,并分泌促纤维化细胞因子,包括TGF-β 和IL-6。因此,B 细胞被认为是该疾病的潜在治疗靶标。包括B 细胞耗竭在内的B 细胞靶向疗法可能对SSc 的患者尤其是早期弥漫性皮肤病的患者有益,最有可能通过减少自身抗体和B 细胞细胞因子的产生。总之,B 细胞在SSc中有潜在的诊断和治疗意义。