何思慧 张剑勇 贾二涛 (南京中医药大学附属深圳市中医院,深圳518033)
原 发 性 干 燥 综 合 征(Primary Sjögren's syndrome,pSS)是一种复杂的慢性炎症性自身免疫性疾病,因外分泌腺功能障碍导致出现严重的口干、眼干的症状。随着疾病的进展,也会有其他外分泌腺及腺体外其他器官受累延伸至全身疾病,造成多器官、多系统病变。pSS 是最常见的自身免疫性疾病之一,在我国人群中的发病率为0.29%~0.77%,此病多见于绝经期后的女性,男女比例为1∶20[1]。干燥综合征(Sjögren's syndrome,SS)是一个多因素介导的过程,遗传因素、外源性以及内源性因素之间的相互作用,触发自身免疫反应,特别是由T 和B淋巴细胞活化释放促炎因子,产生持续、持久的炎症反应,放大组织损伤,并导致受影响器官的进行性功能损害和慢性炎症环境。
1.1 基因学 人类自身免疫遗传学表明,多个基因联合会增加疾病的易感性,但是全基因组关联研究(GWAS)结果显示单个基因的人类白细胞抗原位点(HLA)与pSS 有强相关性,其中pSS 易感性与HLA-DQB1*0201、HLA-DQA1*0501、HLA-DQB1*0301(DR3)的等位基因变异关联更为密切[2]。而补体的活化在促进吞噬、防止免疫复合物沉积和中和病毒等多方面发挥着重要的作用,部分SS患者会出现补体水平下降。补体C4 基因存在于主要组织相容性复合体(MHC)基因组区域,介于Ⅰ类和Ⅱ类HLA 基因之间。研究表明具有C4 基因型的个体患有SS 的风险增加了16 倍,而C4 等位基因在男性中的作用比女性更强。补体蛋白水平的性别差异可能有助于解释C4等位基因对男性的影响更大,女性患系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)和SS的风险更大,以上结果提示补体系统与此类疾病性别易感程度差异有关[3]。
1.2 表观遗传学 非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA)是指不编码蛋白质的RNA,ncRNA 可以与蛋白相互作用构成复杂的调控网络,参与多种细胞活动。其在SS患者中表达异常,并可能通过干扰素(interferon,IFN)、转化生长因子(transforming growth factor,TGF)-β、趋化因子、B 细胞激活因子(B cell activating factor,BAFF)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)等信号通路参与SS炎症的发生发展[4]。
长链非编码RNA(long non-coding RNA,LncRNA)参与包括基因组印迹、染色质修饰、细胞内信号转导等重要的生物进程,而在pSS 患者的外周血单 个 核 细 胞(peripheral blood mononuclear cell,PBMC)中有许多LncRNA 表达差异,LncRNAcox29、lethe10 和linc199211 可与核糖核酸结合蛋白相互作用,促进相应细胞因子释放,包括IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α 和IL-1β,提示LncRNA 参与免疫调节。LINC00426、TPTEP1-202、CYTOR、NRIR 和BISPR的异常表达与C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)及C4密切相关,提示了pSS的活动进程。而其中的NRIR 和BISPR 在pSS患者中高表达,参与了Ⅰ型IFN 信号通路,而BISPR 可能通过核因子κ 轻链增强因子(NF-κB)、JAK-STAT 和其他调节细胞转移的信号通路诱导IFN-α 的释放,促使B、T 细胞的激活,从而释放炎症细胞因子和自身抗体,致炎症产生,加剧pSS 病程。提示LncRNA 参与了PBMCs 免疫和转移的调节,使pSS免疫紊乱[5]。
微 小RNA(microRNA,miRNA)是 短 非 编 码RNA,对于自身免疫有重要的调节作用,可以通过摧毁目标信使RNA 或抑制其翻译来调控基因表达以维持细胞内稳态,对于晚期B 细胞的增殖、分化、成熟以及形成B 细胞耐受起着重要的作用。故而miRNA 的异常表达和功能可导致免疫系统功能障碍和调节自身免疫性疾病。miRNA(包括miR-223-3p、miR-155、miR-23b 和miR-20a-5p)会通过抑制目标基因表达来促进辅助性T(Th)-17 细胞发生反应。异常表达的miRNA(如miR-146a、miR-155 和miR-21)可能会影响Th1 细胞反应或促进成纤维细胞增殖,以控制疾病发展。此外,SS 患者中的miR-146a/b 和miR-30b-5p 可能会对IRAK-1 和BAFF 进行负调节,而BAFF 可以促进B 细胞成熟、类转换、存活、增殖,是启动SS的关键细胞因子[6]。在SS患者唾液腺发现miR-142-3p 表达,研究显示活化的T 细胞会分泌含有miR-142-3p 的外切体,cAMP 产生受限,钙信号改变,唾液腺细胞蛋白产生减少。这揭示了miR-142-3p 在SS 发病机制中的功能作用,提出了T 细胞激活可能通过分泌含有miRNA 的外切体直接损害上皮细胞功能的概念[7]。
2.1 病毒感染 病毒感染,会引发唾液腺上皮的破坏,并诱导Ⅰ-IFN 的产生,从而形成一种炎症性微环境。反过来,Ⅰ-IFN 通过促进反应性B 细胞的分化和激活来推动自身抗体产生,形成正反馈环,加重唾液腺功能障碍[8]。
EB 病毒(EB virus,EBV)是一种人类疱疹病毒科双链DNA 病毒,嗜性于B 细胞和上皮细胞,并与生发中心(germinal center,GC)异位淋巴结构产生相关。pSS 患者的导管和腺泡上皮细胞表达潜伏膜蛋白2A(latent membrane protein 2A,LMP2A),表明唾液腺上皮细胞(salivary gland epithelial cells,SGEC)受到EB 病毒感染,其通过诱导干扰素调节因子5(interferon regulatory factor,IRF5)和干扰素刺激基因(interferon stimulating gene,ISGs)的表达,使B 细胞慢性感染,SGEC 慢性激活,而Fas、Fas 配体和Bax凋亡蛋白高表达,以及Bcl-2 下调和caspase-3 凋亡相关通路的激活,导致上皮细胞凋亡,使得腺体长期处于炎症环境中[9]。
人类T 细胞白血病病毒1 型(human T-cell leukemia virus type 1,HTLV-1)是第一个人类致癌性逆转录病毒,这种逆转录病毒被认为是对PBMC 最致命的感染源之一,会致使SS 发病,但其机制尚不明确,HTLV-1 前病毒负链编码HBZ 基因,其基因表达有可能诱导CD4+T 细胞中Foxp3 基因的转录,引起慢性炎症。HTLV-1 感染模式可能是生物膜样结构,以感染SGEC 促进促炎症细胞因子以及趋化因子的产生引发炎症[10]。
2.2 肠道微生物群 肠道微生物群可以保护宿主免受病原体过度生长,从饮食成分中合成可消化的短链脂肪酸,利用新的基于序列的技术,如16S rRNA 测序,来高通量分析人类微生物群。新的技术有助于微生物的研究。肠道微生物可以感染外分泌腺导致浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cell,pDC)的Ⅰ-IFN 升高,并导致腺上皮细胞凋亡,触发自身免疫[11]。肠道微生物会增加炎症细胞释放,如Th1 细胞、Th17 细胞和CD8+T 细胞,产生促炎症细胞因子(如IFN-γ、IL-1β、IL-6、TNF-α 和IL-17),加速泪腺的破坏。且肠道微生物通过Toll样受体(Toll-like receptor,TLR)-7 信号途径极大地影响B 细胞产生抗体和pDCs 的多样性[12-13]。SS 患者的丁酸盐较少,使得菌群减少,可能会损害肠道屏障功能,使促炎细胞因子产生增多,减少了抗炎细胞因子IL-10 和外周FOXP3 mRNA 表达的释放,与调节性T 细胞(regulatory T cell,Treg)的发展和功能密切相关,以此促进pSS患者体内的炎症反应[14]。一项研究测试了Ro60 反应性T 细胞也可能被肠道微生物群中的肽激活的假设。另一项研究发现,皮肤、口腔和肠道微生物群携带Ro60 的同源基因,抗Ro60 的抗体可以与人类Ro60 交叉反应,从而启动和维持自身免疫[15]。此外,一项对男性和女性非肥胖糖尿病(nonobese diabetic,NOD)盲肠内容物转移的研究表明,肠道微生物群通过诱导睾酮依赖性保护影响性别特异性自身免疫易感性的差异[16]。因此,肠道微生物群很可能与自身免疫炎症发病机制有关。
2.3 性激素 雌激素暴露增加与SS 发展呈负相关,女性SS患者的雌激素暴露较低。成年的女性免疫系统比男性反应强烈,这样可以帮助清除病毒,但也增加了免疫疾病的发生,女性的T 细胞会表达较多的“促炎基因”,比如IFN-γ、IL12Rβ2、LT-β、GNLY 和GZMA 会表达增多,研究发现雄激素通过抗原呈递细胞直接或间接导致T细胞相关细胞因子表达的变化,减少促炎细胞因子的表达,并促进抗炎细胞因子分泌(如IL-10 和IL-4)。且雄激素可以减少Th1、Th17,并增加Treg 分化,这可以显示出雄激素,如睾酮在免疫反应出现抑制作用,而雌激素则出现促进作用[17]。且研究发现在失活的X染色体(Xi)上,一些基因逃脱失活,使女性在X连锁基因表达上有更大的变异性。X 连锁的CXorf21 基因在某些组织(包括EBV 转化的B 细胞)中表达有女性偏好,且X 连锁蛋白CXorf21 和TLR7 过表达,会在先天性免疫反应中相互作用,导致pSS的发病[18]。
3.1 唾液腺上皮细胞 在SS发病过程中,SGEC 是引起炎症自身免疫反应的主动参与者,SGEC 与树突状细胞(dendritic cell,DC)一样可以识别病毒和自身抗原,当 SGEC 被激活时,会表达出高水平的细胞归巢分子及HLA,唾液腺大量聚集DC、T 细胞、B细胞并使其活化[19]。活化的T 细胞与DC 结合大量释放炎症介质,诱导细胞毒性T 淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)生成,使自身抗原暴露于SGEC表面,并释放Ⅰ-IFN,诱导组织损伤;活化的B 细胞产生自身抗体,释放IFN-γ,诱导SGEC 凋亡,从而形成炎症微环境。SGEC 中的TLR 信号特别是TLR3,能引起细胞凋亡并通过IRF 和NF-κB通路介导促使细胞因子增多。SGEC 中存在NF-κB 可能与其负反馈因子TNFAIP3 受损有关,研究表明SS 患者的SGEC与对照组相比TNFAIP3表达较低,导致NF-κB水平较高[20]。免疫细胞通过表达溶酶体相关膜蛋白 3(lysosome associated membrane protein 3,LAMP3),改变SGECs 中的溶酶体活性,使SGECs 释放损伤相关分子模式,产生抗Ro/SSA 和La/SSB 抗体,SGEC 发生凋亡,并减少了与唾液分泌相关的蛋白质表达[21]。
3.2 巨噬细胞 巨噬细胞中炎症小体在启动先天免疫反应中起着重要的作用。黑色素瘤缺失蛋白2(melanoma deletion protein 2,AIM2)是一种胞质双链DNA 感受器,是炎症体的一个组成部分。研究显示AIM2 在SS 患者中表达增加,Ⅰ-IFN 会诱导巨噬细胞中AIM2 炎症体激活,从而识别吞噬病原体或自身衍生的双链DNA(dsDNA)以激活caspase-1。而NOD 样受体热蛋白结构域相关蛋白3(thermal protein domain associated protein 3,NLRP3),是一种感受外来病原体和内源性危险信号的细胞内受体,TLR、NOD 样受体(NOD-like receptor,NLR)和细胞因子受体,会激活NF-κB 信号通路,形成NLRP3 炎症体,NLRP3 炎症体识别危险信号亦会激活caspase-1。AIM2 炎症体和NLRP3 炎症体都会激活caspase-1 来诱导促炎细胞因子IL-1β 和IL-18 的成熟,还会裂解消化道皮肤素D(digestive dermal D,GSDMD),从而触发细胞凋亡使下睑下垂,启动先天免疫。这个过程会导致炎症产生,然后诱导幼稚T 细胞分化为效应性和记忆性T细胞,从而激活获得性免疫[22-23]。
3.3 天然淋巴样细胞 天然淋巴样细胞(natural lymphoid cells,ILCs),包括自然杀伤(natural killer,NK)细胞,是淋巴形态的免疫细胞,在维持上皮细胞的动态平衡中起着重要作用。NK 细胞与SGEC 相互作用,IFN-γ 从而维持上皮细胞炎症微环境。研究发现SS患者的CD56brightNK/CD56dimNK比值明显升高,且与IgG 水平呈正相关,与补体C3、C4 水平呈负相关,而在其他自身免疫性疾病如SLE 和IgG4 相关疾病中没有明显变化。提示外周血CD56brightNK/CD56dimNK 比值对pSS 有相对特异的诊断价值[24]。pSS 患者的唾液腺中的炎症ILC2 和产生IL-22 的NKp44+ILC3细胞显著扩张[25]。pSS患者中Ⅰ-IFN会上调Fas 的表达,调节循环中ILC2、ILC3 的存活,且Ⅰ-IFN 可以调节B 细胞亢进,而ILC2 可以通过分泌IL-4和IL-22,有助于SS中B细胞的过度活跃和淋巴细胞浸润[26-27]。
淋巴组织诱导细胞(lymphoid tissue inducible cells,LTI)是ILC3 的一个亚群,包括LTI 细胞在内的ILC 存活依赖于IL-7,而IL-7在PSS 患者的唾液腺中升高,且IL-7/IL-7R 轴在非淋巴组织(包括唾液腺)异位淋巴结构的形成中起着重要作用,这表明ILC在pSS 患者腺体中淋巴细胞浸润(包括GC 结构)的发展中起作用[28]。
3.4 B 细胞与T 细胞 pSS 患者在外周血和唾液腺中表现出异常的CD4+T 细胞反应,抗原驱动的T 细胞介导的B 细胞亢进,pDC 产生Ⅰ-IFN,诱导浸润的淋巴细胞和上皮细胞分泌BAFF,可以促进B细胞存活,这样会导致B细胞过度活跃促进了异位GC的发展,在SG 中形成具有异位GC 的三级淋巴结构,导致B 细胞淋巴瘤[29]。T 细胞活化和T、B 细胞之间的相互作用受到共刺激信号之间的平衡的严格调控,如CD80/CD86:CD28、CD40:CD40L 和ICOS:ICOSL 之间的相互作用。滤泡辅助性T 细胞(TFH)是CD4+T细胞的异质亚群,参与刺激GC 的形成,在B 细胞的存活和增殖分化中起着重要的辅助作用,TFH 和致病性外周辅助T 细胞(pathogenic peripheral helper T cells,TPH)通过诱导T 细胞共刺激因子(induces T cell costimulatory factors,ICOS)-ICOS-L 相互作用,分泌IL-21来驱动B细胞活化和向浆细胞分化,TFH 也与循环IgG 和补体C4 减少密切相关[30],同时阻断TFH 和B 细胞与抗IL-21 和抗CD40 抗体的相互作用,可减少IgM 和IgG 的产生。然而,TFR 抑制B 细胞的激活。TFR 可以同时表达Treg 细胞和TFH 细胞的标志物,并调控TFH 相关标志物,且TFR 细胞可以促进产生IL-10的B细胞形成,从而控制异常的GC反应。免疫调节细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(cytotoxic T lymphocyte-associated protein 4,CTLA-4)蛋白能够阻断T 细胞共刺激和增强T 细胞共抑制。而CTLA-4 作为TFR 细胞的直接抑制因子,可以限制共刺激配体CD80 和CD86 在B 细胞上的表达,控制GCs的过度反应。TFR 细胞数量和功能的改变导致GC 反应和自身抗体应答的失调,靶向TFR 细胞可能有助于自身免疫性疾病的治疗[31]。自身抗体阳性患者比血清阴性pSS 患者的滤泡调节性T 细胞(follicular regulatory T cells,TFR)细胞的百分比和数量显著增加。过渡性和幼稚B 细胞比例显著增加,而记忆性B 细胞亚群显著减少,并与自身抗体的产生相关。研究显示TFH 亚群和TFR 细胞的失衡过度激活自身免疫反应[32]。在SS T 细胞中,SS 唇腺活检显示Th1 特异细胞因子IFN-γ 的mRNA 表达上调,致SGEC 凋亡,Th17 的促炎细胞因子IL-17、IL-21、IL-22 mRNA 表达上调,能损伤SGEC 产生TNFα、IL-6、BAFF 刺激异常B 细胞成熟,激活自身反应性B细胞,从而维持病灶炎症的持续并进行性发展。IL-17 可以pSS 患者中CD4-、CD8-双阴性T 细胞(DN T 细胞)、CD8 T 细胞以及γδ T 细胞被检测到,其唾液IL-17水平升高与唾液流率呈负相关。IL-17可以通过促进NfkbizmRNA 的稳定而显著降低TRPC1的表达,从而抑制乙酰胆碱诱导的SGEC 的钙运动,并下调瞬时受体电位Canonical 1的表达,所以IL-17在pSS 发育过程中可能具有驱动唾液功能障碍的新功能[33]。而在IL-27 刺激下INF-γ 的异常释放使得IL-17分泌抑制严重受损,并控制Th17细胞增殖来限制异位淋巴结构的大小和功能的生理能力严重受损,突出了在这种情况下免疫调节检查点的缺陷[34]。
3.5 自身抗体 抗Ro/SS-A 和抗La/SS-B 抗体对于SS 具有重要的诊断意义,但是其致病作用还不明确。TRIM21 是 一 种 胞 质Fc 受 体,TRIM21 与Ro60共同组成干燥综合征抗原A(Sjögren's syndrome antigen A,SSA),TRIM21 表面表达可以很好地促进SSA抗体与同源SSA反应性B细胞的结合,推动B细胞的活化和抗SSA 自身抗体的产生,此外,TRIM21会通过泛素化IRF 以及激活NF-κB 通路,推动Ⅰ型IFN 和其他促炎细胞因子的产生,使得细胞长期处于炎症微环境中[35]。而M3 乙酰胆碱受体(M3 acetylcholine receptor,M3R)是与SS 相关的自身抗原之一,控制唾液流率的主要亚型[36]。研究发现T 细胞表位是M3R 的83-95 肽。M3R 反应性Th17 细胞阳性与抗M3R抗体滴度高度相关[37]。
SGEC 功能失调在pSS的发病中至关重要,而单个的易感基因表达对于SS发病较为微弱,单核苷酸多态性仅能解释对疾病的易感性。最近,表观遗传学的研究逐步增多,而在干扰素和其他细胞因子的刺激下,可以触发和维持慢性免疫激活和自身免疫的恶性循环,由此产生SGEC 的炎症损伤外分泌腺和其他各种器官。环境因素对于SS 与绝经期后女性的影响还有待进一步探索。许多先天免疫细胞在pSS 中被激活,参与了pSS 的发病,当先天免疫被启动时会导致炎症发生,B 细胞功能亢进,促进幼稚T 细胞分化,从而激活获得性免疫。过去本课题组便确定了B 细胞在SS 的病因和发病机制中的重要作用。但是,T 细胞被激活产生更多的因子相互作用再促进B 细胞的过度活跃而产生异常的免疫反应,且不同表型的活化T 细胞可能参与了腺体的破坏,也为B 细胞的激活提供了刺激,表明T 细胞对于pSS 发病也有重要的作用。现在要继续寻找pSS 的病因来探索其发病机制,以更好理解疾病,为pSS的精准治疗提供分子基础理论支持,进而研究出新的治疗方法,追求治愈疾病的希望。