IgD在自身免疫病中作用的研究進(jìn)展

陳文生，黃 瓊，吳育晶，魏 偉

（安徽醫(yī)科大學(xué)臨床藥理學(xué)研究所，抗炎免疫藥物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽合肥 230032）

近年來(lái)，隨著對(duì)炎癥免疫相關(guān)疾病病理機(jī)制認(rèn)識(shí)的不斷深入，IgD在炎癥免疫相關(guān)疾病中的作用越來(lái)越受到重視。研究表明，多種自身免疫病的發(fā)生伴隨著IgD水平的異常及抗IgD自身抗體的產(chǎn)生［1］，故IgD可能與自身免疫病的發(fā)生密切相關(guān)，并可能成為治療靶點(diǎn)。本文將結(jié)合IgD結(jié)構(gòu)和功能的特點(diǎn)討論其與自身免疫病的關(guān)聯(lián)。

1 IgD的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1．1 人IgD和其他Ig亞型間的結(jié)構(gòu)差異 人IgD由兩條重鏈和兩條輕鏈組成，同其他免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）一樣分為可變區(qū)（V區(qū)）和恒定區(qū)（C區(qū)），IgD的 Cδ1段和Cδ2段與其他Ig的結(jié)構(gòu)相似，但其Cδ3區(qū)由于部分脯氨酸的缺失以及 N-聚糖的增多而異于其他 Ig。有研究表明［2］，正是這種結(jié)構(gòu)上的改變導(dǎo)致了IgD功能上的特異。人IgD絞鏈區(qū)由64個(gè)氨基酸組成，比其他Ig的絞鏈區(qū)都要長(zhǎng)，人IgD以“T”形存在，其他免疫球蛋白亞型以“Y”形存在，如Fig 1所示，IgD的兩個(gè)Fab段可以圍繞Fc段旋轉(zhuǎn)，這樣的特殊結(jié)構(gòu)使IgD有能力結(jié)合較低濃度的抗原［3］。

1．2 不同種屬間IgD的結(jié)構(gòu)差異 B淋巴細(xì)胞通過(guò)RNA選擇性剪切和免疫球蛋白類別轉(zhuǎn)換（class switch recombination，CSR）來(lái)表達(dá)IgD。人類和其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物的IgD重鏈有3個(gè)Cδ結(jié)構(gòu)域，嚙齒類動(dòng)物有兩個(gè)，而偶蹄類動(dòng)物的IgD由1個(gè)Cμ和兩個(gè)Cδ結(jié)構(gòu)域嵌合而成，這種嵌合結(jié)構(gòu)在魚(yú)類IgD中常見(jiàn)，可能是為便于重鏈與輕鏈發(fā)生共價(jià)結(jié)合而產(chǎn)生［4］。

Fig 1 Sturctural differences between IgD and other Ig subtypes

2 IgD的功能特點(diǎn)

2．1 膜型 IgD（membrane IgD，mIgD）的功能特點(diǎn) IgD是一種B細(xì)胞接受抗原刺激后，通過(guò)CSR產(chǎn)生的抗原受體，它分布于人和鼠的B細(xì)胞表面［5］。在B細(xì)胞成熟前，細(xì)胞僅表達(dá)IgM，當(dāng)B細(xì)胞離開(kāi)骨髓進(jìn)入二級(jí)淋巴器官時(shí)，IgD才開(kāi)始表達(dá)。IgD和IgM在B細(xì)胞上共同表達(dá)的作用和機(jī)制尚不明確［6］。有實(shí)驗(yàn)表明，抗原在體內(nèi)與非成熟B細(xì)胞上的IgM結(jié)合會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，而抗原與IgD結(jié)合則不會(huì)導(dǎo)致凋亡的發(fā)生［7］；另有實(shí)驗(yàn)得出了相反的結(jié)果，最小劑量的抗IgD抗體能導(dǎo)致成熟靜息B細(xì)胞的凋亡［8］。產(chǎn)生這些矛盾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是：B細(xì)胞抗原受體（B cell receptor，BCR）信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)取決于實(shí)驗(yàn)所采用的B細(xì)胞系種類、B細(xì)胞的成熟程度以及B細(xì)胞表面的受體密度［9］。

一些基因敲除小鼠的實(shí)驗(yàn)顯示，IgD可以替代IgM在B細(xì)胞生長(zhǎng)早期的功能，且無(wú)論IgD或IgM重鏈缺陷都對(duì)小鼠影響輕微，可見(jiàn)IgD和IgM可以很大程度上的補(bǔ)償彼此的功能［10］。

IgD、IgM的調(diào)節(jié)作用與不同的信號(hào)分子相關(guān)，有研究表明［11］：IgD可能通過(guò)提高IgM引起細(xì)胞活化、無(wú)能、死亡所需的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)IgM的功能，因此，IgD作為受體傳遞的可能是一類耐受信號(hào)。然而，另有研究認(rèn)為［12］，IgD和IgM在B細(xì)胞上的共同表達(dá)可以使得不同濃度的抗原得到最優(yōu)的結(jié)合，這一模型通過(guò)IgD晶體結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。

2．2 SIgD（secreted IgD，sIgD）的功能特點(diǎn) sIgD的免疫學(xué)功能尚不明確，目前的研究主要集中在：sIgD與IgD受體（IgD receptor，IgD-R）相關(guān)免疫功能及機(jī)制的探索。

上世紀(jì)80年代，有研究通過(guò)E-玫瑰花結(jié)實(shí)驗(yàn)證明人淋巴細(xì)胞上存在IgD-R［13］，進(jìn)一步研究顯示IgD-R存在于小鼠CD4＋和人CD4＋、CD8＋T細(xì)胞上，IL-2、IL-4、PHA以及低聚、偶聯(lián)的IgD可以上調(diào)該類受體的表達(dá)［14］。然而，表達(dá)IgD-R的T細(xì)胞并不直接活化，T細(xì)胞特異性激動(dòng)劑和低聚IgD共同作用于T細(xì)胞并不能增強(qiáng)IgD-R在T細(xì)胞上的表達(dá)。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提示：IgD-R雖然在T細(xì)胞上表達(dá)，但卻并不直接對(duì)T細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)。Tamma等［15］關(guān)于小鼠IgD-R＋脾臟T細(xì)胞和IgD-R＋T細(xì)胞雜交瘤的研究部分驗(yàn)證了這一推論，該研究發(fā)現(xiàn)這些IgD-R＋細(xì)胞向其所處的生長(zhǎng)介質(zhì)中釋放sIgD結(jié)合因子（secreted IgD binding factor，sIgD-BF），而sIgD-BF可能是IgD-R的效應(yīng)形態(tài)。故IgD-R可能分為兩種形態(tài)：一種是分布于相關(guān)淋巴細(xì)胞表面的IgD-R，另一種是分布于相關(guān)淋巴細(xì)胞臨近介質(zhì)中的sIgD-BF。目前，相關(guān)研究?jī)H確定了IgD-R分布以及表達(dá)量，但I(xiàn)gD-R的編碼基因和分子結(jié)構(gòu)尚不明確，因此IgD與IgD-R特異性結(jié)合后產(chǎn)生的相關(guān)作用及機(jī)制需進(jìn)一步探究。

Fig 2 Model of human IgD regulation and function

許多固有免疫細(xì)胞可以結(jié)合sIgD，體內(nèi)試驗(yàn)證明嗜堿性粒細(xì)胞表面結(jié)合了大量的sIgD，肥大細(xì)胞表面也可以結(jié)合sIgD，這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果在體外試驗(yàn)中也得到了驗(yàn)證［16］。目前，關(guān)于上呼吸道黏膜sIgD的研究較為深入，其免疫調(diào)節(jié)過(guò)程如Fig 2所示：樹(shù)突狀細(xì)胞（dendritic cells，DCs）呈遞抗原，激活CD4＋Th細(xì)胞，之后Th細(xì)胞在CD40L、IL-2和IL-21的作用下誘導(dǎo)CSR過(guò)程，使得濾泡內(nèi)IgM＋I(xiàn)gD＋B細(xì)胞轉(zhuǎn)換為IgM－IgD＋B細(xì)胞，這是一條T細(xì)胞依賴的通路。另一方面，B細(xì)胞活化因子（B-cell activating factor，BAFF）、增殖配體（a proliferation-inducing ligand，APRIL）、IL-2和 IL-15介導(dǎo)濾泡外IgM＋I(xiàn)gD＋B細(xì)胞通過(guò)CSR轉(zhuǎn)換為IgM－IgD＋B細(xì)胞，這是一條非T細(xì)胞依賴通路。通過(guò)這兩條通路形成的IgMIgD＋B細(xì)胞分化分泌sIgD的漿細(xì)胞。sIgD可以與嗜堿性粒細(xì)胞上的IgD-R發(fā)生結(jié)合，通過(guò)釋放IL-4、IL-1β、TNF等促炎癥因子及抗病原微生物因子來(lái)增強(qiáng)免疫功能［17］。

3 IgD與自身免疫病

3．1 IgD與T細(xì)胞相互作用參與自身免疫病 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（rheumatoid arthritis，RA）是一種常見(jiàn)的自身免疫病，眾多研究顯示CD4＋T細(xì)胞在RA發(fā)病中起著重要作用。CD4＋T細(xì)胞會(huì)過(guò)量滲透進(jìn)入炎性滑膜區(qū)域，可以提呈自身抗原，產(chǎn)生自身抗體；CD4＋T細(xì)胞功能與RA易感基因相關(guān)，如HLA-DRB1等位基因［18］。CD4＋T細(xì)胞可分化形成 Th1、Th2和Th17。最初，生成IFN-γ的Th1被認(rèn)為是RA發(fā)病中起主要作用的T細(xì)胞，然而，越來(lái)越多的相關(guān)研究顯示Th17才是起關(guān)鍵作用的細(xì)胞亞群［19］。

CD4＋T細(xì)胞是IgD-R表達(dá)較多的細(xì)胞亞群，有研究顯示，T細(xì)胞上IgD-R的偶聯(lián)可以起到抑制凋亡的保護(hù)作用，IgD-R可以促進(jìn)同源T細(xì)胞和幼稚B細(xì)胞之間形成免疫突觸，從而增強(qiáng)抗原呈遞及抗體生成等功能［20］。然而，病理狀態(tài)下，IgD與IgD-R過(guò)度結(jié)合，則可能導(dǎo)致自身抗體生成增多、自身免疫反應(yīng)增強(qiáng)，從而介導(dǎo)自身免疫病的發(fā)生。

3．2 IgD與B細(xì)胞相互作用參與自身免疫病 自身反應(yīng)性B細(xì)胞的失調(diào)會(huì)導(dǎo)致自身免疫病，相關(guān)研究表明［21］，自身反應(yīng)性B細(xì)胞消除能力缺陷是RA和系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）的成因之一。轉(zhuǎn)基因Ig模型也顯示抗核染質(zhì)B細(xì)胞和類風(fēng)濕因子特異性B細(xì)胞（rheumatoid factor specific B cell，RFB）在發(fā)生自身免疫的組織中處于活化狀態(tài)，這種B細(xì)胞的異?；罨赡苡蒚h細(xì)胞的功能改變或自身抗原的結(jié)合能力改變引起［22］。B細(xì)胞在RA和SLE等自身免疫病發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中的作用可能有：分泌病原性抗體及細(xì)胞因子，活化相關(guān)T細(xì)胞。B細(xì)胞還可能通過(guò)非抗體依賴的途徑來(lái)激活和加劇自身免疫反應(yīng)：在SLE模型中，抗原特異性B細(xì)胞作為一種重要的抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）為相應(yīng)的 T細(xì)胞呈遞抗原［23］；膠原性關(guān)節(jié)炎（collagen induced arthritis，CIA）模型中，在其他種類APC正常存在的情況下，B細(xì)胞的缺失導(dǎo)致T細(xì)胞反應(yīng)的明顯下降；B細(xì)胞產(chǎn)生的一些細(xì)胞因子是自身免疫反應(yīng)中重要的調(diào)節(jié)分子。

3．3 抗IgD抗體在自身免疫病治療中的應(yīng)用 有研究報(bào)道，在病程初期采用抗IgD抗體對(duì)小鼠CIA進(jìn)行治療，結(jié)果顯示：抗IgD抗體可選擇性地消耗成熟B細(xì)胞，而未對(duì)調(diào)節(jié)性B細(xì)胞（regulatory B cell，B-reg）產(chǎn)生影響，導(dǎo)致小鼠體內(nèi)自身抗體含量明顯降低，而對(duì)T細(xì)胞依賴抗原相關(guān)的抗體未產(chǎn)生影響。另外，抗IgD抗體在調(diào)節(jié)B-reg和T-reg水平的同時(shí)還可增強(qiáng)Th1／Th2細(xì)胞介導(dǎo)的適應(yīng)性免疫反應(yīng)。綜上，抗IgD抗體治療可以在不影響T、B細(xì)胞適應(yīng)性免疫反應(yīng)的情況下，通過(guò)選擇性的消耗反應(yīng)性B細(xì)胞來(lái)發(fā)揮抗炎和誘導(dǎo)免疫耐受作用［24］。

4 展望

T、B淋巴細(xì)胞以及固有免疫細(xì)胞功能異常是自身免疫病的重要病理機(jī)制，研究顯示mIgD和sIgD都與上述免疫細(xì)胞的功能緊密相關(guān)，IgD在自身免疫病發(fā)生發(fā)展的可能作用機(jī)制假設(shè)如下：（1）B細(xì)胞上mIgD所轉(zhuǎn)導(dǎo)的信號(hào)介導(dǎo)了B細(xì)胞的過(guò)度活化，導(dǎo)致自身反應(yīng)性增強(qiáng)、自身抗體產(chǎn)生增多。（2）病理狀態(tài)下，sIgD相對(duì)增多，sIgD與T細(xì)胞或其他免疫細(xì)胞上的IgD-R結(jié)合，介導(dǎo)了免疫細(xì)胞的異?；罨虻蛲鰷p少，導(dǎo)致機(jī)體異常免疫應(yīng)答。

IgD作為一類免疫球蛋白，自發(fā)現(xiàn)、至今已近50年，然而其在免疫系統(tǒng)中的作用和機(jī)制仍是一個(gè)謎。近年來(lái)，一些研究提示了IgD在自身免疫病的發(fā)生發(fā)展中可能扮演重要角色。相信隨著對(duì)IgD與IgD-R以及相關(guān)信號(hào)通路的不斷研究，將會(huì)揭示其在自身免疫病中的作用和機(jī)制，為自身免疫病的合理治療和新藥研發(fā)提供新的思路。

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