B細(xì)胞活化因子及其受體介導(dǎo)的信號(hào)通路參與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎病理機(jī)制研究進(jìn)展①

·專題綜述·

B細(xì)胞活化因子及其受體介導(dǎo)的信號(hào)通路參與類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎病理機(jī)制研究進(jìn)展①

張鳳張玲玲魏偉

(安徽醫(yī)科大學(xué)臨床藥理研究所，抗免疫藥物教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，抗炎免疫藥物安徽省工程技術(shù)研究中心，合肥230032)

①本文為國(guó)家自然科學(xué)基金(No. 81173075, 31100640, 81330081,81473223)和中國(guó)博士后科學(xué)基金 (No. 2013M540509)資助項(xiàng)目。

魏偉(1960年-)，男，醫(yī)學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事自身免疫病學(xué)及抗炎免疫藥理學(xué)方面的研究，E-mail:wwei@ahmu.edu.cn。

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一種慢性系統(tǒng)性自身免疫病，其病理特征是侵蝕性、對(duì)稱性關(guān)節(jié)滑膜組織炎癥病變[1,2]。目前RA發(fā)病機(jī)制仍不清楚，臨床上運(yùn)用抗CD20單抗清除B細(xì)胞可有效治療RA[3]，提示B細(xì)胞在RA免疫病理中的重要作用。B細(xì)胞可作為抗原提呈細(xì)胞提供協(xié)同刺激信號(hào)活化T細(xì)胞，另外B細(xì)胞通過分泌類風(fēng)濕因子、抗瓜氨酸抗體等自身抗體誘導(dǎo)RA異常免疫應(yīng)答[4]。B細(xì)胞活化因子(B cell-activating factor of the TNF family,BAFF)是腫瘤壞死因子超家族成員，是維持體內(nèi)B細(xì)胞穩(wěn)態(tài)重要細(xì)胞因子，可幫助調(diào)節(jié)固有和適應(yīng)性免疫應(yīng)答[5]。BAFF過量表達(dá)與RA等自身免疫病發(fā)病機(jī)制和疾病進(jìn)程密切相關(guān)[6]。本文將近年來關(guān)于BAFF生物學(xué)特性、功能、參與RA病理機(jī)制及靶向BAFF生物制劑方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1BAFF生物學(xué)特性及其功能

BAFF是腫瘤壞死因子家族一名新成員，于1999年被發(fā)現(xiàn)并被克隆,BAFF也被稱為B淋巴細(xì)胞刺激因子(B lymphocyte stimulator,BLyS)[7]。BAFF是Schneider在人類粒細(xì)胞的cDNA文庫(kù)中得以確認(rèn)的全長(zhǎng)為285個(gè)氨基酸的Ⅱ型跨膜蛋白，以三聚體形式構(gòu)成受體結(jié)合區(qū)域。其胞外區(qū)可被弗林蛋白酶水解生成分子量為17的可溶性功能片段，這種可溶性片段與其三個(gè)受體結(jié)合發(fā)揮生物學(xué)功能[8]。單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、活化的T細(xì)胞、濾泡樹突細(xì)胞、脾基質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞等可產(chǎn)生BAFF[9,10]。BAFF有幾個(gè)剪接變體，最具特征的一個(gè)是ΔBAFF，其缺失外顯子，是從細(xì)胞表面裂解的變體。ΔBAFF不與BAFF受體結(jié)合，但通過與BAFF形成異源三聚體阻斷BAFF的作用[11]。

BAFF對(duì)骨髓中B細(xì)胞沒有作用，因?yàn)榉浅墒霣細(xì)胞很少表達(dá)BAFF受體，當(dāng)B細(xì)胞從骨髓中遷到外周組織遇到自身抗原將進(jìn)行陰性選擇發(fā)生凋亡。非成熟B細(xì)胞BCR介導(dǎo)凋亡信號(hào)。B細(xì)胞發(fā)育成熟要經(jīng)過未成熟過渡期即T1、T2期，才能發(fā)育為成熟B細(xì)胞。T1過渡期B細(xì)胞不僅依賴BCR信號(hào)還需要BAFF提供共刺激信號(hào)，才能向T2過渡期分化，然后發(fā)育成熟存活[12]。小鼠實(shí)驗(yàn)研究表明BAFF是外周成熟B細(xì)胞尤其是過渡期脾B細(xì)胞一個(gè)存活因子。BAFF缺陷小鼠中T2過渡期B細(xì)胞、邊緣區(qū)B細(xì)胞、成熟B細(xì)胞變少，說明BAFF可促進(jìn)B細(xì)胞存活[13]。BAFF轉(zhuǎn)基因小鼠BAFF表達(dá)增多，BAFF調(diào)節(jié)的非成熟自身反應(yīng)性B細(xì)胞生存信號(hào)大于其凋亡信號(hào)，使自身反應(yīng)性B細(xì)胞逃離陰性選擇并發(fā)育成熟，同時(shí)伴有自身反應(yīng)性抗體產(chǎn)生[14]。

BAFF通過其三個(gè)受體發(fā)揮調(diào)控B細(xì)胞發(fā)育、成熟、增殖及活化功能。目前已知BAFF有三個(gè)受體：B細(xì)胞活化因子受體(B cell-activating factor of the TNF family receptor,BAFF-R)、跨膜蛋白活化因子鈣離子信號(hào)調(diào)節(jié)親環(huán)素配體(Transmembrane activator and calciummodulator and cyclophilin ligand interactor,TACI)、B細(xì)胞成熟抗原(B cell maturation antigen,BCMA)[15]。在B細(xì)胞成熟和活化不同階段，BAFF受體表達(dá)不同。BAFF-R在外周B細(xì)胞和活化或記憶性T細(xì)胞上表達(dá)。TACI在過渡期T2期B細(xì)胞、邊緣區(qū)B細(xì)胞和活化的B細(xì)胞上表達(dá)。BCMA主要表達(dá)于生發(fā)中心B細(xì)胞和漿細(xì)胞[16]。TACI、BCMA不僅與BAFF結(jié)合，還與TNF家族另一個(gè)成員APRIL結(jié)合，而BAFFR只與BAFF結(jié)合[17]。

2BAFF通過其受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與RA炎癥免疫細(xì)胞促增殖和抗凋亡病理過程

BAFF與其三個(gè)受體結(jié)合介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)B細(xì)胞增殖、存活及抑制凋亡，參與RA異常炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答。BAFF轉(zhuǎn)基因小鼠臨床表現(xiàn)與RA等自身免疫病相似[18]。RA患者血清BAFF水平顯著高于正常人，RA患者關(guān)節(jié)液BAFF水平明顯高于血清，且BAFF水平與炎癥反應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)[19]。

BAFF與 BAFF-R結(jié)合介導(dǎo)的信號(hào)通路對(duì)非成熟B細(xì)胞的存活和成熟是必不可少的[20]。BAFFR通過介導(dǎo)磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶(Serine/threonine kinase,Akt)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶向蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)B細(xì)胞增殖及抗凋亡而參與RA發(fā)病過程[21]。PI3K催化亞基P110是BAFF介導(dǎo)的B淋巴細(xì)胞生長(zhǎng)所必需的，缺乏P110將使BAFF介導(dǎo)的B淋巴細(xì)胞存活受損，提示PI3K對(duì)調(diào)節(jié)BAFF介導(dǎo)的B淋巴細(xì)胞存活有直接作用。PI3K是AKT的上游信號(hào)蛋白，下游AKT的激活依賴于PI3K?；罨腁KT能夠促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制凋亡，增加細(xì)胞因子的基因表達(dá)。BAFF能夠使PI3K磷酸化，增加AKT和mTOR的表達(dá)，使抗凋亡蛋白水平升高。BAFF與BAFFR結(jié)合通過介導(dǎo)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路上調(diào)Bcl-2家族成員,誘導(dǎo)抗凋亡蛋白Bcl-xL表達(dá),促凋亡蛋白Bad、Bim磷酸化等,抑制促凋亡蛋白,削弱凋亡,增加B細(xì)胞存活。本實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎(Collagen-induced arthritis,CIA)大鼠脾臟組織中抗凋亡蛋白Bcl-xL表達(dá)增加，而促凋亡蛋白 Bim表達(dá)減少。免疫組化顯示CIA 大鼠脾臟組織中 P110、Akt 陽性細(xì)胞數(shù)增多，表達(dá)水平明顯升高。免疫印跡顯示 CIA 大鼠脾臟 B 淋巴細(xì)胞中 P110、mTOR 蛋白表達(dá)顯著上升。提示 PI3K/Akt/mTOR信號(hào)通路增強(qiáng)與CIA大鼠B淋巴細(xì)胞增殖和存活密切相關(guān)[22,23]。

BAFFR還介導(dǎo)非經(jīng)典NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與RA發(fā)病機(jī)制。BAFFR可以結(jié)合TRAF3激活NF-κB信號(hào)通路。NF-κB家族包括 RelA、RelB、p50/NF-κB1、p52/NF-κB2和c-Rel。抑制性κB激酶(Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)對(duì)NF-κB信號(hào)通路的調(diào)節(jié)是非常重要的，其包括催化亞基IKKα、IKKβ和調(diào)節(jié)亞基IKKγ[24]。BAFF與BAFFR結(jié)合傳入信號(hào)，TRAF3蛋白可以與NF-κB誘導(dǎo)蛋白激酶(NF-kappa B-inducing kinase,NIK)相互作用，觸發(fā)NIK蛋白泛素化-蛋白酶體降解途徑。NIK在非經(jīng)典NF-κB途徑中起關(guān)鍵作用，TRAF3蛋白水平降低能夠促進(jìn)NIK蛋白在細(xì)胞內(nèi)積聚，而NIK能夠通過與IKKα發(fā)生相互作用，直接磷酸化 IKKα，引起下游p100磷酸化和泛素化，生成p52，p52與RelB形成二聚體后發(fā)生緩慢核轉(zhuǎn)位。引起下游靶基因Bcl-xL、Bcl-2等抗調(diào)亡因子過表達(dá)[25]。TACI能夠招募TRAF2、TRAF5、TRAF6到胞漿區(qū)激活NF-κB1、轉(zhuǎn)錄蛋白-1(Activator protein-1,AP-1)、活化 T 細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子(Nuclear factor of activated T cells，NF-AT)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。AP-1、NF-AT是一個(gè)負(fù)性轉(zhuǎn)錄因子對(duì)B細(xì)胞有負(fù)向調(diào)節(jié)作用。另外BCMA與TRAF1、TRAF2、TRAF3結(jié)合激活經(jīng)典NF-κB信號(hào)通路介導(dǎo)B細(xì)胞存活和增殖[26]。

3BAFF單抗及其受體融合蛋白通過中和BAFF抑制炎癥免疫細(xì)胞功能，調(diào)節(jié)RA炎癥免疫應(yīng)答病理過程

BAFF過表達(dá)參與了RA發(fā)病機(jī)制，提示BAFF可能成為RA的一個(gè)治療靶點(diǎn)。BAFF單抗(Belimumab)及其受體融合蛋白(TACI-Ig)通過中和BAFF發(fā)揮其調(diào)節(jié)炎癥免疫應(yīng)答作用，改善RA的臨床表現(xiàn)及病理過程。Belimumab是一種人源化單克隆抗體，可以抑制BAFF活性[27]。Belimumab對(duì)食蟹猴治療研究發(fā)現(xiàn)，Belimumab有良好耐受性，且未出現(xiàn)與治療相關(guān)的感染。食蟹猴脾臟、腸系膜淋巴結(jié)和循環(huán)CD20+B細(xì)胞、成熟CD20+CD21+B細(xì)胞數(shù)目減少，脾臟白髓、淋巴濾泡數(shù)目和體積減少，脾臟重量減輕。對(duì)外周單個(gè)核細(xì)胞和血清免疫球蛋白沒有顯著影響。Ⅱ期臨床試驗(yàn)表明Belimumab可使RA患者疼痛關(guān)節(jié)明顯好轉(zhuǎn)，改善RA癥狀，降低RF水平。外周B細(xì)胞數(shù)目下降，IGM、IGA、IGE水平明顯下降。用藥24周時(shí)RA癥狀改善程度達(dá)到29.4%，能顯著性提高ACR20，對(duì)高疾病活動(dòng)性、RF陽性、未使用過抗TNF藥物治療和甲氨蝶呤治療失敗的患者療效更好，但未能增加ACR50和ACR70。提示Belimumab治療RA臨床效果還需進(jìn)一步研究[28]。

TACI-Ig是由TACI分子胞外部分與人IgG1Fc段重組而成的融合蛋白，可以中和BAFF，從而阻斷BAFF與B細(xì)胞上的受體結(jié)合[29]。本實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)TACI-Ig能夠降低CIA小鼠T、B淋巴細(xì)胞亞群百分含量[30]。小鼠關(guān)節(jié)炎指數(shù)明顯降低，對(duì)軟骨組織腫脹有改善趨勢(shì)，減少滑膜組織增生，減少脾生發(fā)中心數(shù)量，降低T、B淋巴增殖反應(yīng)，降低血清BAFF和免疫球蛋白水平[31]。TACI-Ig 降低AA大鼠脾臟中BAFF、IL-17、 IFN-γ、IgG1、 IgG2a 、IgM水平[32]。TACI-Ig調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子水平和抗炎細(xì)胞因子平衡，還可上調(diào)AA大鼠中降低BAFF-R蛋白表達(dá)，下調(diào)其過高的TACI和BCMA蛋白表達(dá)。TACI-Ig通過調(diào)節(jié)TACI、BCMA和BAFF-R受體表達(dá)水平，恢復(fù)BAFF受體功能及正常轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)[33]。臨床研究發(fā)現(xiàn)TACI-Ig可使RA患者體內(nèi)循環(huán)成熟B細(xì)胞漿細(xì)胞數(shù)目減少，免疫球蛋白和類風(fēng)濕因子水平降低[34]。TACI-Ig是用于治療RA的新的靶向藥物，目前還處于臨床研究階段。

4結(jié)語

BAFF作為TNF超家族的新成員之一，是B細(xì)胞增殖、成熟、存活的重要細(xì)胞因子，在免疫應(yīng)答中起重要作用。RA中BAFF過表達(dá)破壞了B細(xì)胞穩(wěn)態(tài)平衡，使B細(xì)胞耐受喪失，BAFF通過與其受體結(jié)合介導(dǎo)PI3K/Akt/mTOR、非經(jīng)典和經(jīng)典的NF-κB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路使自身反應(yīng)性B細(xì)胞增殖存活并產(chǎn)生自身抗體從而誘導(dǎo)RA等自身免疫性疾病。對(duì)BAFF進(jìn)行深入研究將有助于闡明RA發(fā)病機(jī)制，為RA治療提供新思路。目前以BAFF為靶點(diǎn)治療RA藥物(Belimumab、TACI-Ig)在臨床試驗(yàn)中已取得了較好的治療結(jié)果，但仍存在一些問題。如BAFF介導(dǎo)的信號(hào)在正常B細(xì)胞的發(fā)育成熟過程中也發(fā)揮非常重要的作用，抑制BAFF可能對(duì)患者機(jī)體免疫系統(tǒng)有潛在危害，如何避免這些副作用也同時(shí)需要我們思考。靶向BAFF生物制劑的作用機(jī)制還需進(jìn)一步研究，其對(duì)RA不同病程階段B細(xì)胞的影響和對(duì)除B細(xì)胞以外其他炎癥免疫細(xì)胞的影響有待進(jìn)一步闡明。

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[收稿2015-03-16修回2015-06-01]

(編輯張曉舟)

通訊作者及指導(dǎo)教師：張玲玲(1972年-)，女，醫(yī)學(xué)博士，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事自身免疫病學(xué)及抗炎免疫藥理學(xué)方面的研究，E-mail:llzhang@ahmu.edu.cn。

作者簡(jiǎn)介：張鳳(1990年-)，女，在讀碩士，主要從事自身免疫病學(xué)及抗炎免疫藥理學(xué)方面的研究，E-mail:1459724796@qq.com。

中圖分類號(hào)R332

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號(hào)1000-484X(2016)02-0258-04

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.02.026