皮下注射變應(yīng)原特異性免疫治療作用機制

曾雪妮，李　靖

(呼吸疾病國家重點實驗室 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院 變態(tài)反應(yīng)科，廣州 510120)

變應(yīng)原特異性免疫治療(allergen specific immunotherapy，ASIT)至今已有100多年的歷史，從開始用于臨床歷經(jīng)數(shù)十年的研究，于1998年因其可以改變變態(tài)反應(yīng)性疾病的自然進程，被視為唯一的針對病因的療法而被世界衛(wèi)生組織推薦為過敏性疾病的有效治療方法[1]。隨著變變態(tài)反應(yīng)性疾病發(fā)病率的增高、變應(yīng)原疫苗的標(biāo)準(zhǔn)化、治療程序規(guī)范化及長期療效得到廣泛的認識，ASIT近年受到高度重視。李靖等[2]多位專家發(fā)表了關(guān)于ASIT的治療共識，以普及和規(guī)范ASIT的臨床應(yīng)用。關(guān)于ASIT的作用機制一直是備受關(guān)注的問題，從20世紀(jì)30年代發(fā)現(xiàn)“封閉抗體”到目前關(guān)于調(diào)節(jié)性T細胞的研究，也已經(jīng)有70余年的歷史。本文旨在歸納國內(nèi)外專家發(fā)表的研究成果，討論目前主要的幾種ASIT作用機制學(xué)說。

調(diào)節(jié)性T細胞

完成分化的T細胞分成效應(yīng)T細胞、調(diào)節(jié)T細胞(T regulatory cell，Treg)和記憶T細胞3類，Treg細胞通常不對抗原的刺激直接反應(yīng)，而是以效應(yīng)細胞為作用對象，調(diào)控后者介導(dǎo)的免疫應(yīng)答，在反饋性調(diào)節(jié)中據(jù)核心地位。Treg細胞可分為天然型Treg細胞(CD4+CD25+nTreg細胞)和獲得性Treg細胞(aTreg細胞)。CD4+CD25+nTreg細胞在胸腺中產(chǎn)生，占外周血及其他外周淋巴組織中CD4+T細胞的5%～10%，其特異性標(biāo)志物為叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子p3(forkhead Box p3，F(xiàn)OXP3)。有研究證實，F(xiàn)OXP3選擇性地表達于人和鼠的nTreg細胞，nTreg細胞表達FOXP3是靜息和活化的普通T細胞表達FOXP3的100倍。FOXP3對CD4+CD25+nTreg細胞誘導(dǎo)外周免疫耐受功能的維持起重要作用[3]，其在體外通過細胞間接觸發(fā)揮對適應(yīng)性T細胞反應(yīng)的抑制效應(yīng)[4]。

aTreg細胞一般在外周由初始T細胞接觸樹突狀細胞(dendritic cells，DCs)提呈的抗原后產(chǎn)生，也可從nTreg分化而來，亦可來自其他初始T細胞，一般不表達CD25分子和FOXP3。aTreg細胞的分化和發(fā)揮功能必須有特定細胞因子的參與。aTreg細胞又可分為Ⅰ型調(diào)節(jié)性T細胞(T regulatory cell 1，Tr1)和輔助T3細胞(T helper cell 3，Th3)細胞，分別通過白介素(interleukin，IL)-10和轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor，TGF)-β介導(dǎo)免疫抑制作用。

Radulovic等[5]研究顯示，草花粉患者經(jīng)ASIT后鼻黏膜表達FOXP3的CD4+CD25+T細胞明顯增多，同時可檢測到表達IL-10的Tr1細胞，且與癥狀改善相關(guān)。Lou等[6]關(guān)于變應(yīng)性鼻炎患兒ASIT的治療研究也顯示，外周血Tr1細胞的上調(diào)在ASIT中起了重要作用，提示Tr1細胞可能是變應(yīng)性鼻炎ASIT成功的有效指標(biāo)，但并未發(fā)現(xiàn)ASIT后患者外周血中CD4+CD25+FOXP3+Treg細胞增多。Tsai等[7]的研究顯示，經(jīng)過1年屋塵螨ASIT治療的患者其Treg細胞水平顯著高于未進行ASIT的對照組，且NF-κB表達的下調(diào)也更甚于對照組。目前，關(guān)于nTreg細胞在ASIT中的作用仍無一致的看法，這可能與實驗設(shè)計、采集標(biāo)本部位有關(guān)。Treg細胞可以在DCs周圍聚集，阻止DCs成熟并下調(diào)其共刺激分子，以達到免疫抑制效應(yīng)。 在小鼠實驗中，Treg被證實可以通過OX40-OX40L的相互作用抑制肥大細胞脫顆粒[8]。

輔助性T細胞

T細胞的2個亞群Th1和Th2是在20多年前由Mosmann等首先提出的，關(guān)于Th2與支氣管哮喘的相關(guān)性也被報道了近20年。二十世紀(jì)末，關(guān)于ASIT作用機制的觀點是ASIT可以造成Th1Th2平衡紊亂，既由分泌IL-4為主的Th2型轉(zhuǎn)化為分泌γ-干擾素(interferon-γ，IFN-γ)為主的Th1型。然而，上述觀點并未得到統(tǒng)一。一些臨床實驗顯示，ASIT后患者Th2反應(yīng)降低，但Th1反應(yīng)并未像預(yù)想的上調(diào)。另外一些研究則發(fā)現(xiàn)，ASIT后患者Th1和Th2反應(yīng)均下降[9]。動物實驗觀察到Th1反應(yīng)的存在與臨床癥狀的改善相關(guān)，但也并不是所有研究都有相似結(jié)果。近年來，免疫偏倚至Th1反應(yīng)型機制已經(jīng)被Treg細胞誘導(dǎo)外周T細胞耐受學(xué)說所替代。

IgG4抗體

研究證明，ASIT后患者IgE會出現(xiàn)短暫上升、再逐漸下降；但也有研究發(fā)現(xiàn)，IgE在ASIT過程中沒有任何改變，且IgE的改變與臨床癥狀改善無關(guān)。然而，IgEIgG4比例在ASIT后6個月至3年是顯著下降的。IgEIgG4比例可作為Th2Treg轉(zhuǎn)化的典型代表，其比例的降低意味著Th2優(yōu)勢向Treg優(yōu)勢轉(zhuǎn)化[10]。

與IgE不同，IgG4在ASIT期間是持續(xù)升高的，其水平在停止ASIT治療后仍可維持很長時間。IgG4活性強，在IgG亞群中具有特殊的結(jié)構(gòu)和功能，IgG4可通過一條重鏈和附著的輕鏈進行持續(xù)的Fab-臂交換，從而形成“雙特異性”[11]。IgG4與其受體Fcγ受體的親和力低，且不激活補體，可抑制其他同型免疫復(fù)合物，從而在ASIT中扮演重要的抗炎作用。肖曉雄等[12]的研究證明，屋塵螨ASIT后，患者IgG4顯著上升，且增長水平與治療時間呈正相關(guān)。但亦有研究證明，IgG水平與臨床癥狀改善并不一致。

一般認為，IgG4通過以下及2種機制發(fā)揮免疫抑制功能。(1)直接與變應(yīng)原特異性IgE競爭結(jié)合變應(yīng)原。IgG4可在變應(yīng)原達到效應(yīng)細胞結(jié)合IgE之前將其捕獲，從而防止肥大細胞和嗜堿粒細胞激活，抑制組胺釋放。IgG4也可直接與抗原表位相結(jié)合，導(dǎo)致其與IgE競爭結(jié)合變應(yīng)原，發(fā)揮其“封閉抗體”的功能[13]。ASIT誘導(dǎo)產(chǎn)生的IgG4具有抑制IgE介導(dǎo)反應(yīng)的功能已被廣泛證實。通過流式細胞儀技術(shù)測定IgE與過敏原的結(jié)合能力發(fā)現(xiàn)，ASIT誘導(dǎo)的IgG抗體功能的改變可使IgE與過敏原的結(jié)合力下降，這提示ASIT不僅與IgG的數(shù)量有關(guān)，更與其封閉能力有關(guān)[14]。小鼠模型研究顯示，IgG4的封閉作用是通過FcγRⅡB介導(dǎo)的[15]。但在1項關(guān)于人的“封閉抗體”研究中發(fā)現(xiàn)，用抗CD23單抗封鎖FcγRⅡB的下游信號并不能抑制IgG介導(dǎo)的封閉功能，這意味著人類IgG發(fā)揮封閉功能是通過與IgE競爭抗原實現(xiàn)的，而非小鼠模型的阻斷IgE受體信號。(2)阻斷IgE的促抗原提呈作用。 van Neerven等[16]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過ASIT的患者血清可以抑制IgE通過B細胞的促抗原提呈作用，致使抗原被提成至抗原特異性T細胞的活性減弱，導(dǎo)致T細胞擴增及釋放細胞因子減少。

免疫抑制性細胞因子

白介素-10

目前，關(guān)于ASIT中發(fā)揮抑制性免疫調(diào)節(jié)作用的細胞因子的研究最為透徹的是IL-10和TGF-β。IL-10由以Th2、巨噬細胞和CD8+T細胞為主的多種細胞產(chǎn)生，具有廣泛的抑制促炎性細胞因子的作用[17]，是公認的介導(dǎo)免疫抑制的細胞因子。IL-10以同源二聚體的形式發(fā)揮效應(yīng)，可抑制Th細胞應(yīng)答及其細胞因子合成、抑制巨噬細胞的抗原提呈能力及其細胞因子的合成，并促進B細胞增殖分化及抗體產(chǎn)生。IL-10可下調(diào)IgE依賴的肥大細胞的活性，減少肥大細胞釋放促炎性因子，下調(diào)嗜酸粒細胞的功能、活性及存活時間，抑制Th0和Th2細胞釋放IL-5。IL-10可通過抑制CD2、CD28和可誘導(dǎo)性刺激分子共刺激信號來抑制針對不同變應(yīng)原的外周T細胞擴增，并在抑制CD28與下游信號分子結(jié)合誘導(dǎo)T細胞無能中起重要作用[18]。除了抑制T細胞擴增，IL-10也能通過抑制共刺激分子和下調(diào)主要組織相容性復(fù)合物(major histocompatibility complex，MHC)Ⅱ類分子和下調(diào)抗原提呈細胞對單核細胞和DCs發(fā)揮抑制效應(yīng)，且可抑制大量促炎性因子、趨化因子及其受體的表達[19]。IL-10在ASIT期間持續(xù)分泌，對IgG4和IgE的調(diào)節(jié)表現(xiàn)為相反作用，即強烈抑制特異性IgE產(chǎn)生的同時促進IgG4產(chǎn)生，從而降低變應(yīng)性炎性反應(yīng)。由此可見，IL-10在同型轉(zhuǎn)化中也起了重要作用。 另外，IL-10還可促進nTreg細胞轉(zhuǎn)錄因子FOXP3的表達[20]。致耐受性的DCs誘導(dǎo)Tr1細胞分化必須通過依賴IL-10的免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄物-4人白細胞抗原-G途徑[21]。

轉(zhuǎn)化生長因子-β

TGF-β主要由淋巴細胞、巨噬細胞和上皮細胞產(chǎn)生，是多功能細胞因子。有報道TGF-β與變應(yīng)性哮喘的嚴重程度呈負相關(guān)[22]。TGF-β在哮喘中的作用十分復(fù)雜，在氣道炎性中，TGF-β1由活化的的嗜酸粒細胞、巨噬細胞和T淋巴細胞等多種細胞產(chǎn)生并同時介導(dǎo)這些細胞因子的抑制作用。有人認為，局部TGF-β主要促進炎性反應(yīng)發(fā)生，而全身性TGF-β則可能具有抑制炎性反應(yīng)的作用。TGF-β的多功能性表現(xiàn)為可抑制多種類型細胞生長，并刺激另一些細胞的生長；在不同的培養(yǎng)條件下，TGF-β可對同一類細胞即發(fā)揮抑制作用也發(fā)揮刺激作用。TGF-β能拮抗淋巴細胞反應(yīng)、抑制淋巴細胞增殖、抑制細胞毒T細胞成熟、抑制巨噬細胞激活、抑制促炎性反應(yīng)細胞因子，并可作為信號關(guān)閉免疫應(yīng)答及炎性反應(yīng)，因此將其視為免疫抑制性細胞因子。TGF-β具有強效的調(diào)節(jié)功能，對CD4+T細胞的自體耐受具有重要意義。TGF-β對T淋巴細胞的調(diào)節(jié)作用是通過絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶使轉(zhuǎn)錄因子Smad3發(fā)生磷酸化，抑制T細胞增殖，同時抑制轉(zhuǎn)錄因子T-bet和GATA-3的表達、抑制Th1和Th2的細胞分化，導(dǎo)致T細胞分化時缺少Th1和Th2細胞的極化而造成Treg細胞產(chǎn)生[23]。也可通過FOXP3途徑誘導(dǎo)Treg細胞產(chǎn)生[24]。TGF-β對CD4+CD25+T細胞的體內(nèi)擴增和發(fā)揮免疫抑制功能也是必要的[25]。TGF-β可以誘導(dǎo)Treg細胞表達細胞毒T淋巴細胞相關(guān)抗原-4，從而抑制外周T細胞的激活[26]。TGF-β可調(diào)節(jié)IgE、FcεRⅠ在朗格漢斯細胞(Langerhans cell)表面的表達，導(dǎo)致抗體同型轉(zhuǎn)化為非炎性IgA抗體[27]。

樹突狀細胞

DCs是目前已知功能最強大的抗原提呈細胞，也是唯一能激活初始T細胞的抗原提呈細胞，是適應(yīng)性免疫應(yīng)答的啟動者。同時，因其具有誘導(dǎo)免疫耐受的潛在能力，DCs在ASIT中扮演著重要角色。在過去的10余年里，DCs通過促進aTreg細胞的產(chǎn)生，使其在不同變應(yīng)原引起的免疫反應(yīng)調(diào)節(jié)中的重要作用被逐漸認識。

DCs是引發(fā)免疫反應(yīng)還是免疫耐受取決于其成熟階段，致耐受性DCs是半成熟狀態(tài)，表達MHCⅡ類分子和CD86較多而表達CD40較少，且缺乏促炎性細胞因子IL-6和腫瘤壞死因子-α[28]，可誘導(dǎo)高分泌IL-10的aTreg細胞產(chǎn)生[29]。DCs在IL-2的參與下可通過抗原依賴或非依賴的互相作用誘導(dǎo)Treg細胞擴增[30]。最近有研究顯示，ASIT可加強已經(jīng)在變應(yīng)性疾病患者中被損害的DC-TLR9介導(dǎo)的固有免疫反應(yīng)。這項研究通過對屋塵螨過敏的患者進行ASIT，隨后發(fā)現(xiàn)孤立漿細胞樣樹突狀細胞誘導(dǎo)的固有免疫反應(yīng)被重建，導(dǎo)致其對CpG刺激后產(chǎn)生的IFN-γ提升3～5倍[31]?？傊?，外周血DCs數(shù)量和表型的改變與ASIT所致變應(yīng)性炎性反應(yīng)的抑制作用密切相關(guān)。除此之外，最近的研究還顯示，DCs可通過高表達色氨酸分解酶吲哚胺2，3-加雙氧酶(IDO)誘導(dǎo)aTreg細胞產(chǎn)生[32]。表達IDO的DCs可在體外抑制T細胞的擴增，在體內(nèi)促進免疫耐受。而IDO在免疫耐受中的作用是通過誘導(dǎo)Treg細胞表達細胞毒T淋巴細胞相關(guān)抗原-4，也可能通過消耗色氨酸或其代謝產(chǎn)物而直接抑制T細胞擴增[33]。

ASIT對效應(yīng)細胞的影響

ASIT可有效調(diào)節(jié)肥大細胞、嗜堿粒細胞的閾值，降低IgE介導(dǎo)的組胺釋放[34]。ASIT也可降低募集至炎性部位的活化嗜酸粒細胞，降低嗜酸粒細胞和中性粒細胞釋放的嗜酸性陽離子蛋白和其它趨化因子，從而降低氣道反應(yīng)性，使臨床癥狀得以改善。有研究發(fā)現(xiàn)，在ASIT的過程中，炎性細胞釋放介質(zhì)(如組胺)雖有減少，但并未停止釋放。然而，對昆蟲毒液過敏的個體在被叮咬后不會再次出現(xiàn)全身過敏反應(yīng)則歸因于致耐受性組胺受體。目前，已發(fā)現(xiàn)了4種組胺受體，其中組胺受體2——HR2通過耦合腺苷酸環(huán)化酶和磷酸肌酸第二信使發(fā)揮致耐受作用[35]。

結(jié)　　語

ASIT可能是目前針對變態(tài)反應(yīng)性疾病最有效的方法，其作用機制主要是通過阻礙DCs成熟，誘導(dǎo)Treg細胞產(chǎn)生，釋放大量免疫抑制性細胞因子IL-10和TGF-β，促進B細胞產(chǎn)生抗體同型轉(zhuǎn)化為IgG4，IgG4通過其“封閉抗體”能力及抑制IgE促抗原提呈功能，抑制IgE與效應(yīng)細胞(肥大細胞、嗜堿粒細胞)表面IgE高親和力受體FcεRⅠ結(jié)合，抑制效應(yīng)細胞脫顆粒，減少炎性介質(zhì)的釋放，從而達到緩解臨床癥狀的效果。然而，關(guān)于ASIT的作用機制仍有許多未被闡明，且不同變應(yīng)原疫苗及佐劑、不同給藥方式都會使ASIT的效果不同。ASIT作用機制的明確將會給治療帶來新的策略，這需要更多臨床及實驗室研究去探討。

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