PD-1通路調控淋巴細胞分化參與自身免疫性疾病發(fā)生的研究進展

鄭忠青，焦國慧，郭麗萍 綜述，王邦茂，周 璐 審校

（天津醫(yī)科大學總醫(yī)院消化科，天津300052）

綜述

PD-1通路調控淋巴細胞分化參與自身免疫性疾病發(fā)生的研究進展

鄭忠青，焦國慧，郭麗萍 綜述，王邦茂，周 璐 審校

（天津醫(yī)科大學總醫(yī)院消化科，天津300052）

程序性死亡受體-1；T細胞；自身免疫性疾??；免疫哨卡

PD-1通常參與誘導T細胞耐受，除了目前廣受關注的在腫瘤領域的應用，其在免疫和感染性疾病治療中的應用也廣受關注[1]。PD-1/PD-L1通路在自身免疫性疾病，病毒感染領域的研究和治療應用也不斷進展。PD-1/PD-L1抗體誘導自身免疫反應通過影響IFN-γ、TNF-α、TGF-β、IL-17、IL-23、IL-4和IL-13等細胞因子的表達，調節(jié)抗腫瘤免疫和自身免疫反應的平衡。對于PD-1等抑制性受體參與的免疫調節(jié)反應被稱為“T細胞耗竭”，此種現(xiàn)象與病毒感染清除失敗相關，但與多種自身免疫性疾病的預后較好相關。自身免疫性疾病中常常存在CD4+T細胞共刺激過度激活，T細胞耗竭受抑制[2]。因此，PD-1信號通過改變T/B細胞的亞群分化，上調炎癥因子的表達從而誘導自身免疫性疾病反應，值得關注和研究[3]。本文將對這一領域的最新進展進行綜述。

1 PD-1調節(jié)T細胞為主的免疫細胞分化

T細胞在適應性免疫中發(fā)揮重要作用，其激活需要雙重信號作用：其一MHC呈遞抗原相關肽段；其二是共刺激和抑制受體，包括CD28和CTLA-4。PD-1表達于除T細胞以外的B細胞、NKT細胞、單核細胞和樹突細胞表面。其配體PD-L1(B7-H1; CD274)廣泛表達于免疫細胞和非免疫細胞，PD-L2 (B7-DC;CD273)的表達相對局限。PD-L1在一些腫瘤細胞中的表達導致了T細胞功能異常，也是目前最熱門的腫瘤免疫治療靶點之一[4]。

PD-1經典作用途徑是通過SHP-1/2去磷酸化抑制TCR，激活PTEN抑制PI3K/Akt信號抑制IL-2釋放產生效應。PD-1的作用被認為是具有“雙刃劍”特性—自身免疫性T細胞逃逸胸腺中樞免疫耐受后，在周圍免疫耐受的控制下，PD-1在此過程中發(fā)揮作用[5]。PD-1可以通過減少T細胞與抗原提呈細胞的相互作用，減少其與周圍非免疫細胞的相互作用從而抑制免疫介導的組織損傷。PD-1缺失動物表現(xiàn)出自身免疫性疾病的背景[6]。胸腺中PD-1信號參與誘導T細胞成熟，而在外周中通過抑制活化的T細胞功能并誘導調節(jié)T細胞維持免疫平衡?？乖岢始毎弑磉_PD-L1可以誘導初始T細胞表達Foxp3，限制T細胞進入組織局部[7]。TCR-αβ+雙陰性

(DN;CD4-CD8-)T細胞與紅斑狼瘡的發(fā)生有關，其來源于CD8+T細胞，識別自身抗原后逐漸丟失CD8的表達，但高表達PD-1和Helios具有自身反應活性[8]。PD-L1對于腸道CD8+T細胞誘導免疫耐受作用很強，但不能維持免疫耐受。阻斷PD-L1信號增強了效應T細胞的作用，但耐受的T細胞并不受到PD-1/PD-L1信號影響[9]。PD-1的表達會抑制IL-2受體表達升高，從而抑制CD8+T細胞存活[10]。同時，也有研究發(fā)現(xiàn)，PD-1通過抑制泛素信號SKP2基因轉錄，抑制T細胞周期[11]。

2 PD-1調節(jié)濾泡輔助細胞分化影響B(tài)細胞功能

濾泡輔助細胞（Tfh）在調節(jié)感染免疫，控制自身免疫中起到重要作用[12]。Tfh定植于次級淋巴器官的生發(fā)中心，負責支持B細胞產生高親和性的抗體和形成記憶B細胞，但濾泡調節(jié)性T細胞（Tfr）抑制B細胞反應。兩種細胞亞群共表達CXCR5和CD4，還不同程度的表達 CD25、CD127、CCR7、PD-1、CXCR3和CCR6[13]。

Tfh建立了產生炎癥因子的T細胞和產生抗體的B細胞之間的橋梁，特別是表達PD-1，被認為具有重要的免疫調節(jié)作用，近年來廣受關注。表達于Tfh表面的PD-1提供了抑制信號，限制了Tfh細胞在濾泡中的過度增殖。新近診斷的原發(fā)性膽汁性肝硬化（PBC）患者體內Tfh增多[14]，并且與疾病進展和對治療藥物的反應相關。另外，狼瘡腎炎的動物模型體內PD-1+CXCR5+Tfh明顯增多，通過IL-21上調B細胞產生IgG，而PD-1+CXCR5+Foxp3+Tfr細胞減少[15]。神經脫髓鞘疾病中也有Tfh的參與[16]。調節(jié)性B細胞調控T細胞反應，產生IL-10抑制免疫反應，其通過Tfh發(fā)揮作用，通過上調表達PD-L1抑制免疫反應，這些B細胞對抗CD20抗體不起反應[17]。因此，早期一些研究探索性應用抗CD20抗體治療自身免疫性疾病，臨床效果不一致，可能與PD-1參與調控的Tfh-B細胞相互作用有關，值得進一步研究。

3 PD-1異常表達與自身免疫性疾病發(fā)生

PD-1/PD-L1在多種自身免疫性疾病的動物模型中已有研究，包括胰島素依賴的糖尿病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、心肌炎、類風濕關節(jié)炎和炎癥性腸病，其通過調節(jié)淋巴結細胞激活，調節(jié)T細胞功能，影響免疫耐受發(fā)揮作用[18]。早期的研究發(fā)現(xiàn)，PD-1（PDCD1）SNP與很多嚴重的自身免疫性疾病的發(fā)生有關，包括類風濕關節(jié)炎、Grave’s病和多發(fā)性硬化，同時也和中國人群發(fā)生再生障礙性貧血有關[19]。

3.1 1型自身免疫性糖尿病 1型自身免疫性糖尿病患者體內CD4+T細胞表達低水平的PD-1[20]。早期對于NOD鼠的研究發(fā)現(xiàn)PD-1抑制1型糖尿病的自身免疫反應。過表達PD-L1抑制胰腺細胞的損傷，抑制TCR信號和信號因子產生。其機制與基因多態(tài)性和對Treg細胞調節(jié)異常有關。

3.2 血液系統(tǒng)疾病 自身免疫性血小板減少（ITP）是T細胞異常引起的自身免疫性疾病，PD-1的主要作用是抑制自身反應性T細胞，減少自身免疫性疾病發(fā)生。急性和慢性ITP患者體內可溶性PD-1表達降低，與病情進展相關[21]。

3.3 移植相關免疫疾病 在GVHD的模型中，PD-1/PD-L1比Fas/FasL信號提供更強的抑制CD8+T細胞作用，一些與T細胞相互作用的免疫細胞或基質細胞可能提供PD-L1信號從而發(fā)揮抑制T細胞激活的作用[22]。

3.4 類風濕關節(jié)炎 CD8+CD28-調節(jié)T細胞通過IL-10以及TGF-β在類風濕關節(jié)炎發(fā)病中發(fā)揮作用，其低表達ICOS和PD-1。而給予TNF抑制劑可以恢復該細胞的抑制功能[23]。RA患者體內CD4+和CD8+T細胞表達PD-1明顯降低，與疾病炎癥活動有關。

3.5 結締組織病 PD-1不僅可以抑制T細胞激活，還作用在維持Treg功能，控制自身免疫反應。PD-1缺失動物會自發(fā)狼瘡樣疾病，包括自身抗體陽性和腎小球腎炎，PDCD1的基因多態(tài)性也與自身免疫性疾病的發(fā)生相關[24]。在狼瘡動物體內，抑制PD-1信號可以延緩疾病進展。Treg表達PD-L1作用于B細胞表面的PD-1受體，實際上低水平的PD-1表達對T細胞的抑制作用是異常的，與疾病發(fā)展有關[25]。SS患者中腺體上皮細胞表達PD-L1，與上調的PD-1作用促進T細胞耐受。強制性脊柱炎和多發(fā)性硬化患者體內PD-1蛋白表達降低抑制了T細胞的活化。CD4+CD25+Foxp3+調節(jié)T細胞表達PD-1控制結締組織病的發(fā)生。PD-1信號導致CD4+T細胞細胞凋亡抑制，存活延長。PD1loCD4+T調節(jié)細胞促進B細胞凋亡能力更強，并抑制Th細胞功能[26]。黏膜相關T細胞在抗感染黏膜免疫中有重要作用。SLE患者體內MAIT細胞減少，產生IFN-γ減少，同時NKT細胞功能缺陷不能有效激活MAIT,伴隨PD-1的表達升高[27]。

3.6 自身免疫性肝病 給予PD-1缺失聯(lián)合胸腺切除后出現(xiàn)自身免疫性肝炎（AIH）動物抗TNF-α治療，脾臟內T細胞激活沒有減少，而肝臟內CCL20表達降低，從而脾臟表達CCR6的T細胞遷移減少[28]。BALB/cPD-1-/-聯(lián)合胸腺切除出現(xiàn)AIH樣癥狀，給予激素也不能抑制脾臟中Tfh的產生，而脾切除后即使不給予激素也可以抑制AIH的發(fā)展[29]。

3.7 自身免疫性胃炎 PD-1缺失的動物胸腺切除后會發(fā)生自身免疫性胃炎，包括胃酸缺乏、貧血、胃神經內分泌腫瘤的發(fā)生，胃黏膜內表達IFN-γ、TNF-α和IL-21[30]。TGF-β誘導的調節(jié)T細胞（iTregs）在自身免疫性胃炎中發(fā)揮作用，其高表達PD-1等抑制性受體而發(fā)揮阻斷疾病進展的作用，內源性的Treg無此作用[31]。

3.8 感染相關的自身免疫現(xiàn)象 以往在感染性疾病中的研究發(fā)現(xiàn)，PD-1的表達可以因病毒感染引起的IFN-γ和TNF-α過度產生[32]。慢性病毒或細菌感染體內的“耗竭”型T細胞高表達PD-1以及LAG-3（CD223）和2B4（CD244），這些細胞失去了產生效應的功能，不能有效清除病毒，此時如果阻斷PD-1信號就可以保護T細胞功能[33]。目前的抗PD-1藥物治療丙肝患者發(fā)生自身免疫性甲狀腺炎等免疫性疾病[34]。由于PD-1的高表達導致T細胞與APC持續(xù)作用，導致“免疫耗竭”—T細胞激活被抑制，也沒有新的效應T細胞產生，結果是病毒持續(xù)復制導致機體致病。因此在抗病毒免疫治療中，適時的抗PD-1治療，減少T細胞耗竭，可以有效的抗病毒和增加抗體的產生[35]。

4 小結

PD-1是T細胞活化和增殖的重要調節(jié)因子，參與腫瘤和自身免疫性疾病的發(fā)生。同時PD-1可以抑制自身反應性T細胞，從而避免了針對機體的免疫攻擊。由于目前抗PD-1抗體越來越廣泛的應用，人們也觀察到患者產生了自身免疫反應相關的癥狀，例如免疫相關的肺炎、腸炎、肝炎和皮膚紅斑[36-37]，如果給予激素治療會有所好轉。如果由于慢性感染引起的PD-1降低，是否會轉化成為自身免疫性疾病可能成為自身免疫性疾病發(fā)病的新機制，而PD-1的上調是否可以在自身免疫性疾病的治療中發(fā)揮作用是未來關注的熱點。

[1] Yao S,Chen L P.PD-1 as an immune modulatory receptor[J]. Cancer J,2014,20(4):262

[2] Mckinney E F,Lee J C,Jayne D R,et al.T-cell exhaustion,costimulation and clinical outcome in autoimmunity and infection[J]. Nature,2015,523(7562):612

[3] Toomer K H,Chen Z B.Autoimmunity as a double agent in tumor killing and cancer promotion[J].Front Immunol,2014,5:116

[4] Kong Y C,Flynn J C.Opportunistic autoimmune disorders potentiated by immune-checkpoint inhibitors anti-CTLA-4 and anti-PD-1[J].Front Immunol,2014,5:206

[5] Pedoeem A,Azoulay-Alfaguter I,Strazza M,et al.Programmed death-1 pathway in cancer and autoimmunity[J].Clin Immunol, 2014,153(1):145

[6] Riella L V,Paterson A M,Sharpe A H,et al.Role of the PD-1 pathway in the immune response[J].Am J Transplant,2012,12(10): 2575

[7] Murakami N,Riella L V.Co-inhibitory pathways and their importance in immune regulation[J].Transplantation,2014,98(1):3 [8] Rodríguez-Rodríguez N,Apostolidis S A,Penaloza-Macmaster P,et al.Programmed cell death 1 and Helios distinguish TCR-αβ+ double-negative(CD4-CD8-)T cells that derive from self-reactive CD8 T cells[J].J Immunol,2015,194(9):4207

[9] Dai S Y,Jia R,Zhang X,et al.The PD-1/PD-Ls pathway and autoimmune diseases[J].Cell Immunol,2014,290(1):72

[10]Pauken K E,Nelson C E,Martinov T,et al.Cutting edge: identification of autoreactive CD4+and CD8+T cell subsets resistant to PD-1 pathway blockade[J].J Immunol,2015,194(8):3551

[11]Pan F,Fan H,Liu Z,et al.T cell signaling targets for enhancing regulatory or effector function[J].Sci Signal,2012,5(235):pe32

[12]Park H J,Kim D H,Lim S H,et al.Insights into the role of follicular helper T cells in autoimmunity[J].Immune Netw,2014,14(1):21

[13]Wei Y J,Feng J H,Hou Z H,et al.Flow cytometric analysis of circulating follicular helper T (Tfh)and follicular regulatory T(Tfr) populations in human blood[J].Methods Mol Biol,2015,1291:199

[14]WangL,SunXG,QiuJP,etal.Increased numbers of circulating ICOS follicular helper T and CD38 plasma cells in patients with newly diagnosed primary biliary cirrhosis[J].Dig Dis Sci,2015,60(2):405

[15]Kim Y U,Lim H,Jung H E,et al.Regulation of autoimmune germinal center reactions in lupus-prone BXD2 mice by follicular helper T cells[J].PLoS One,2015,10(3):e0120294

[16]Li Y J,Zhang F,Qi Y,et al.Association of circulating follicular helper T cells with disease course of NMO spectrum disorders[J].J Neuroimmunol,2015,278:239

[17]Khan A R,Hams E,Floudas A,et al.PD-L1hi B cells are critical regulators of humoral immunity[J].Nat Commun,2015,6:5997

[18]Gianchecchi E,Delfino D V,Fierabracci A.Recent insights into the role of the PD-1/PD-L1 pathway in immunological tolerance and autoimmunity[J].Autoimmun Rev,2013,12(11):1091

[19]Wu Z X,Miao M,Qiu Y H,et al.Association between polymorphisms in PDCD1 gene and aplastic anemia in Chinese Han population[J].Leuk Lymphoma,2013,54(10):2251

[20]Fujisawa R,Haseda F,Tsutsumi C,et al.Low programmed cell death-1(PD-1)expression in peripheral CD4(+)T cells in Japanese patients with autoimmune type 1 diabetes[J].Clin Exp Immunol, 2015,180(3):452

[21]Birtas Atesoglu E,TarkunP,Demirsoy E T,et al.Soluble programmed death 1(PD-1)is decreased in patients with immune thrombocytopenia (ITP):potential involvement of PD-1 pathway in ITP immunopathogenesis[J].Clin Appl Thromb Hemost,2016,22(3):248

[22]Okiyama N,Katz S I.Programmed cell death 1(PD-1)regulates the effector function of CD8 T cells via PD-L1 expressed on target keratinocytes[J].J Autoimmun,2014,53:1

[23]Ceeraz S,Hall C,Choy E H,et al.Defective CD8+CD28+regulatory T cell suppressor function in rheumatoid arthritis is restored by tumour necrosis factor inhibitor therapy[J].Clin Exp Immunol,2013, 174(1):18

[24]Mahmoudi M,Rezaiemanesh A,Salmaninejad A,et al.PDCD1 single nucleotide genes polymorphisms confer susceptibility to juvenile-onset systemic lupus erythematosus[J].Autoimmunity, 2015,48(7):488

[25]Okamura T,Sumitomo S,Morita K,et al.TGF-β3-expressing CD4+CD25(-)LAG3+regulatory T cells control humoral immune responses[J].Nat Commun,2015,6:6329

[26]Wong M,La Cava A,Hahn B H.Blockade of programmed death-1 in young(New Zealand Black x New Zealand White)F1 mice promotes the suppressive capacity of CD4+regulatory T cells protecting from lupus-like disease[J].J Immunol,2013,190(11):5402

[27]Cho Y N,Kee S J,Kim T J,et al.Mucosal-associated invariant T cell deficiency in systemic lupus erythematosus[J].J Immunol, 2014,193(8):3891

[28]Iwamoto S,Kido M,Aoki N,et al.TNF-α is essential in the induction of fatal autoimmune hepatitis in mice through upregulation of hepatic CCL20 expression[J].Clin Immunol,2013,146(1):15

[29]Maruoka R,Aoki N,Kido M,et al.Splenectomy prolongs the effects of corticosteroids in mouse models of autoimmune hepatitis[J]. Gastroenterology,2013,145(1):209

[30]Nishiura H,Iwamoto S,Kido M,et al.Interleukin-21 and tumor necrosis factor-α are critical for the development of autoimmune gastritis in mice[J].J Gastroenterol Hepatol,2013,28(6):982

[31]Nguyen T L,Makhlouf N T,Anthony B A,et al.In vitro induced regulatory T cells are unique from endogenous regulatory T cells and effective at suppressing late stages of ongoing autoimmunity[J].PLoS One,2014,9(8):e104698

[32]Chen Y W,Wu S,Guo G N,et al.Programmed death (PD)-1-deficient mice are extremely sensitive to murine hepatitis virus strain-3(MHV-3)infection[J].PLoS Pathog,2011,7(7):e1001347

[33]Chyuan I T,Tsai H F,Tzeng H T,et al.Tumor necrosis factor-alpha blockage therapy impairs hepatitis B viral clearance and enhances T-cell exhaustion in a mouse model[J].Cell Mol Immunol,2015,12 (3):317

[34]Gardiner D,Lalezari J,Lawitz E,et al.A randomized,double-blind, placebo-controlled assessment of BMS-936558,a fully human monoclonal antibody to programmed death-1 (PD-1),in patients with chronic hepatitis C virus infection[J].PLoS One,2013,8(5): e63818

[35]Fuller M J,Callendret B,Zhu B G,et al.Immunotherapy of chronic hepatitis C virus infection with antibodies against programmed cell death-1(PD-1)[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2013,110(37):15001 [36]Wolchok J D,Kluger H,Callahan M K,et al.Nivolumab plus ipilimumab in advanced melanoma[J].N Engl J Med,2013,369(2):122

[37]Chen D S,Mellman I.Oncology meets immunology:the cancerimmunity cycle[J].Immunity,2013,39(1):1

（2016-05-18收稿）

R593.2

A

1006－8147（2016）06-0541-03

國家自然科學基金資助項目（81470834）；天津醫(yī)科大學總醫(yī)院青年孵育基金資助項目（ZYYFY2014008）

鄭忠青（1974-），男，主治醫(yī)師，碩士，研究方向：自身免疫性肝病；通信作者：王邦茂，E-mail：tjmedgie@yeah.net。