以T細(xì)胞為靶點(diǎn)的免疫抑制劑研究現(xiàn)狀及進(jìn)展*

羅興燕，夏超亞，鄭緒香，馮　琳，周　宏，張　鵬，莫春芬，賴　翼，劉　陽(yáng)，鄒　強(qiáng)，郭慧杰△

1. 成都醫(yī)學(xué)院 科研實(shí)驗(yàn)中心(成都　610500)； 2.成都醫(yī)學(xué)院 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院(成都　610500)；3.成都醫(yī)學(xué)院 臨床醫(yī)學(xué)院(成都　610500)； 4.成都醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)系(成都　610500)

?

以T細(xì)胞為靶點(diǎn)的免疫抑制劑研究現(xiàn)狀及進(jìn)展*

羅興燕1，夏超亞2，鄭緒香2，馮琳2，周宏3，張鵬4，莫春芬1，賴翼2，劉陽(yáng)1，鄒強(qiáng)1，郭慧杰1△

1. 成都醫(yī)學(xué)院 科研實(shí)驗(yàn)中心(成都610500)； 2.成都醫(yī)學(xué)院 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)院(成都610500)；3.成都醫(yī)學(xué)院 臨床醫(yī)學(xué)院(成都610500)； 4.成都醫(yī)學(xué)院 生物醫(yī)學(xué)系(成都610500)

【關(guān)鍵詞】T細(xì)胞靶點(diǎn)；免疫抑制劑；天然產(chǎn)物

T細(xì)胞是在特異性免疫中發(fā)揮重要功能的免疫細(xì)胞，其正常的增殖分化在機(jī)體免疫監(jiān)視、防御中起關(guān)鍵作用。大量研究[1-2]表明，T細(xì)胞的異常增殖分化是器官移植排斥反應(yīng)、自身免疫性疾病等眾多疾病發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵影響因素。隨著研究的不斷深入，抑制T細(xì)胞活化和增殖的免疫抑制劑革命性地改變了這些疾病的臨床治療效果。因此，以T細(xì)胞為靶點(diǎn)的免疫抑制劑成為治療器官移植排斥反應(yīng)和控制自身免疫性疾病發(fā)病進(jìn)程的重要臨床治療手段[3-4]。本文綜述了以T細(xì)胞為靶點(diǎn)的治療策略以及現(xiàn)有免疫抑制劑的應(yīng)用和局限，同時(shí)總結(jié)了基于T細(xì)胞治療的新靶點(diǎn)和天然產(chǎn)物來(lái)源的免疫抑制劑研究進(jìn)展。

1經(jīng)典的靶點(diǎn)及免疫抑制劑

第一代免疫抑制劑對(duì)所有的T細(xì)胞及部分非免疫細(xì)胞具有抑制作用，為器官移植排斥反應(yīng)和自身免疫性疾病的治療做出了突出貢獻(xiàn)。但其廣泛的抑制作用給機(jī)體帶來(lái)了嚴(yán)重的不良反應(yīng)，如糖皮質(zhì)激素類藥物造成的反復(fù)感染[5]。近年來(lái)，大量的文獻(xiàn)報(bào)道了T細(xì)胞的活化增殖方式及其分化的不同亞型細(xì)胞和功能。研究者通過(guò)對(duì)T細(xì)胞活化、增殖及分化的進(jìn)一步了解，將免疫抑制劑的研究重心轉(zhuǎn)變?yōu)檫x擇性地抑制T細(xì)胞的免疫功能[6]。因此，現(xiàn)有免疫抑制劑研究開(kāi)發(fā)主要以T細(xì)胞為分子靶點(diǎn)，部分免疫抑制劑已成功應(yīng)用于臨床，給患者提供了更好的治療選擇和生命保障[7]。藥物作用的T細(xì)胞分子靶點(diǎn)是參與T細(xì)胞活化過(guò)程中的關(guān)鍵分子和信號(hào)通路(圖1)：如T細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)；共刺激分子及其輔助受體；細(xì)胞因子及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子；T細(xì)胞遷移及分化過(guò)程中的調(diào)節(jié)分子等。

T細(xì)胞活化的第一信號(hào): 抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cell,APC)通過(guò)主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)及抗原復(fù)合物激活T細(xì)胞的TCR/CD3復(fù)合物后導(dǎo)致酪氨酸激酶活化。激酶活化后使細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)磷酸酶、絲裂原激活的蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)和NF-κB 3條信號(hào)通路活化，從而引起T細(xì)胞核因子(nuclear factor activated T cell，NFAT) 、AP-1和NF-κB等轉(zhuǎn)錄因子的活化。活化的轉(zhuǎn)錄因子將啟動(dòng)下游多種基因的表達(dá)，包括IL-2、IL-2受體(CD25)、CD69和CD154，CD154通過(guò)結(jié)合APC表面的CD40進(jìn)一步激活A(yù)PC，使APC上調(diào)共刺激因子的表達(dá)[8]。

T細(xì)胞活化的第二信號(hào)：T細(xì)胞表面的共刺激因子及輔助分子結(jié)合配體能增強(qiáng)T細(xì)胞與APC的連接并加強(qiáng)第一信號(hào)。T細(xì)胞的完全活化必須依賴第一信號(hào)和第二信號(hào)的共同作用，二者協(xié)同使T細(xì)胞活化并上調(diào)細(xì)胞因子和細(xì)胞受體的表達(dá)。當(dāng)僅具有第一信號(hào)而缺失第二信號(hào)時(shí)，會(huì)造成T細(xì)胞對(duì)抗原刺激無(wú)應(yīng)答狀態(tài)[9]。

細(xì)胞因子效應(yīng)階段：第一信號(hào)和第二信號(hào)共同啟動(dòng)了T細(xì)胞活化并產(chǎn)生一系列細(xì)胞因子，這些活化的細(xì)胞因子與受體結(jié)合后，通過(guò)JAK、PI3K與mTOR等信號(hào)通路，向細(xì)胞內(nèi)傳遞T細(xì)胞增殖信號(hào)，從而啟動(dòng)細(xì)胞周期，使T細(xì)胞增殖。

圖1T細(xì)胞的靶點(diǎn)及相應(yīng)的抑制劑

T細(xì)胞的遷移階段：T細(xì)胞的趨化性是細(xì)胞遷移至炎性位置發(fā)揮功能的特性之一。如血液中磷酸鞘氨醇1(sphingosine phosphate 1,SIP1)結(jié)合磷酸鞘氨醇1受體(sphingosine 1-phosphate receptors,SIP1-R)使T細(xì)胞遷移出胸腺組織而發(fā)揮功能[10]。

基于T細(xì)胞的活化和增殖過(guò)程中關(guān)鍵靶點(diǎn)的免疫抑制劑已被研發(fā)并應(yīng)用于臨床(表1)。T細(xì)胞活化增殖階段的化合物抑制劑：環(huán)孢霉素A(真菌產(chǎn)品)和FK506(土壤細(xì)菌中分離大環(huán)內(nèi)脂)[11]等免疫抑制藥物作用于鈣調(diào)磷酸酶從而干擾TCR介導(dǎo)的信號(hào)通路活化；CP690550抑制JAK3磷酸化；雷帕霉素抑制mTOR磷酸化從而阻斷增殖信號(hào)的傳遞；MMF抑制核酸合成從而阻斷DNA的復(fù)制。針對(duì)目的共刺激分子和粘附分子靶點(diǎn)如CD28的抗體也被研發(fā)用于治療。細(xì)胞因子調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和分化具有重要的作用，因此針對(duì)IL-15、IL-12、IL-23和IFN-γ的單克隆抗體也被廣泛研究，如針對(duì)IL-2可溶性受體α(CD25)已被用于移植排斥反應(yīng)的治療。趨化因子的中和抗體用于阻斷T細(xì)胞的遷移，小分子抑制劑FTY720為S1P1R的拮抗劑，干擾淋巴細(xì)胞遷移出淋巴組織。

抑制T細(xì)胞活化增殖以緩解患者病情是臨床常用的治療方案。環(huán)孢素A、FK506、雷帕霉素等化學(xué)抑制劑已拯救很多患者的生命并提高了其生活質(zhì)量。但這些免疫抑制劑在發(fā)揮免疫抑制功能的同時(shí)也表現(xiàn)出了多種不良反應(yīng)(表1)，主要原因是免疫抑制劑作用的靶點(diǎn)廣泛及特異性差。如環(huán)孢素A、FK506通過(guò)抑制鈣調(diào)磷酸酶來(lái)抑制NFAT，但鈣調(diào)磷酸酶和NFAT并非T細(xì)胞特異的因子，因此這些靶點(diǎn)除了免疫抑制活性還具有細(xì)胞毒性。鈣調(diào)磷酸酶抑制后會(huì)發(fā)生感染、腫瘤、腎功能失調(diào)、高膽固醇血癥、糖尿病和高血壓等并發(fā)癥。新的治療性單克隆抗體、小分子及重組可溶性受體分子的快速發(fā)展，開(kāi)創(chuàng)了免疫療法的黃金時(shí)代[13]。但研究發(fā)現(xiàn)，針對(duì)T細(xì)胞靶點(diǎn)高特異性的免疫抑制劑往往也具有強(qiáng)細(xì)胞毒性，即使只針對(duì)T細(xì)胞的免疫抑制劑也會(huì)造成廣泛的免疫功能抑制，具有威脅生命的毒副作用。因此，繼續(xù)開(kāi)發(fā)低毒、高效的新一代免疫抑制劑成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。

2在研的靶點(diǎn)及免疫抑制劑

目前，以T細(xì)胞為靶點(diǎn)的免疫抑制劑主要抑制T細(xì)胞的活化和增殖信號(hào)通路，如抑制NFAT的活化，基于JAK3[14]和mTOR[15]信號(hào)通路傳遞的抑制劑開(kāi)發(fā)最為成功，但要開(kāi)發(fā)更多、更有效的免疫抑制劑還需投入更多的精力和物力。開(kāi)發(fā)針對(duì)T細(xì)胞的免疫抑制劑應(yīng)避免上述缺點(diǎn)，其理想靶點(diǎn)應(yīng)只針對(duì)必要的T細(xì)胞免疫功能，并對(duì)非免疫細(xì)胞沒(méi)有抑制作用，或免疫抑制劑只抑制自身反應(yīng)性的T細(xì)胞而不抑制抗外源性抗原的T細(xì)胞的功能。目前醫(yī)藥公司和科研機(jī)構(gòu)都遵循這一原則去尋找新的T細(xì)胞靶點(diǎn)和免疫抑制劑。

蛋白酶C(protein kinase C,PKC)的家族成員PKCθ是選擇性地表達(dá)于T細(xì)胞的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。研究發(fā)現(xiàn)，PKCθ是活化TCR成為成熟T細(xì)胞的必要條件之一，APC通過(guò)招募PKCθ到APC和T細(xì)胞的免疫突觸部位參與T細(xì)胞的活化，PKCθ敲除或RNAi沉默后都會(huì)影響T細(xì)胞活化和IL-2等細(xì)胞因子的產(chǎn)生；PKCθ還具有促進(jìn)T細(xì)胞增殖循環(huán)和調(diào)節(jié)T細(xì)胞程序性死亡過(guò)程[16]。Marsland等[17]研究結(jié)果顯示：小鼠敲除PKCθ基因后可以避免吸入性過(guò)敏原導(dǎo)致的肺部過(guò)敏反應(yīng)，Th2細(xì)胞的功能作用被抑制而Th1細(xì)胞的體液免疫功能不受影響?；谝陨涎芯?，PKCθ可作為抑制T細(xì)胞活化的新靶點(diǎn)，因此一系列選擇性地抑制PKCθ表達(dá)或生物活性的抑制劑被開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于移植排斥反應(yīng)和自身免疫性疾病的臨床研究[18]。Jun CD課題組從姜黃根中提取的對(duì)羥基桂皮酸(p-hydroxycinnamic acid,HCA)具有抑制T細(xì)胞活性而不影響細(xì)胞存活的特性，發(fā)現(xiàn)HCA是通過(guò)抑制PKCθ的磷酸化從而抑制T細(xì)胞活化[20]，同時(shí)HCA能夠在體外抑制CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)h1或Th2細(xì)胞和相應(yīng)的細(xì)胞因子產(chǎn)生，具有降低T細(xì)胞分化和細(xì)胞因子分泌的功能[19]。該課題組還發(fā)現(xiàn)了其他來(lái)源于天然產(chǎn)物的化合物如4-羥基-3-甲氧基肉桂醛(4-hydroxy-3-methoxycinnamaldehyde,4H3MC)也可通過(guò)抑制PKCθ的磷酸化起到免疫抑制作用[21]。

我國(guó)的研究者也從天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了一系列具有免疫抑制效果的化合物，如雷公藤[22]、青藤堿[23]和青蒿素衍生物[24]等。近年來(lái)，昆明植物所從于帚狀香茶菜(Isodon scoparius)分離得到的新型二萜類化合物Scopariusic acid，并通過(guò)結(jié)構(gòu)改造發(fā)現(xiàn)這一系列化合物具有抑制鼠T細(xì)胞增殖的體外活性[25]。天然產(chǎn)物來(lái)源的化合物不良反應(yīng)少、安全性好和價(jià)格低，但開(kāi)發(fā)效率低，目前一些大型醫(yī)藥公司通過(guò)預(yù)處理、自動(dòng)分離和計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)，使粗提物的加工時(shí)間大大縮短，同時(shí)優(yōu)化天然產(chǎn)物研究技術(shù)平臺(tái),大大提高了天然產(chǎn)物的研發(fā)速度。

3小結(jié)與展望

抑制T 細(xì)胞增殖及分化的特異性免疫抑制劑和單克隆抗體是器官移植排斥反應(yīng)和自身免疫性疾病的常規(guī)治療方法，如環(huán)孢素A、FK506研究與應(yīng)用，使越來(lái)越多患者的病情得到控制和緩解。但由于自身免疫性疾病發(fā)病機(jī)制的復(fù)雜性和患者個(gè)體差異性，以及現(xiàn)有免疫抑制劑較大的不良反應(yīng)，使藥物不能對(duì)所有的患者起到治療效果。因此，針對(duì)T細(xì)胞特異性的靶點(diǎn)和新型免疫抑制劑的開(kāi)發(fā)與利用將為移植排斥反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)病機(jī)制研究與治療提供更多的途徑。

天然產(chǎn)物中的化學(xué)小分子為藥物的開(kāi)發(fā)提供了豐富的寶庫(kù)，為研究者提供了豐富來(lái)源的先導(dǎo)化合物。目前研發(fā)天然產(chǎn)物的3個(gè)大型制藥公司是拜耳、默克和惠氏。其中，拜耳的天然產(chǎn)物研究部主任M.Gehling評(píng)價(jià)天然產(chǎn)物是新藥化合物的重要來(lái)源。該研究部研究開(kāi)發(fā)公司為感興趣的所有疾病領(lǐng)域篩選各種天然產(chǎn)物。除大型制藥公司，許多科研機(jī)構(gòu)也從天然產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了多種具有抑制T細(xì)胞活化增殖的天然產(chǎn)物。因此從天然產(chǎn)物中去篩選具有抑制T細(xì)胞增殖的化合物將為免疫抑制劑的開(kāi)發(fā)提供更多的思路和前景。未來(lái)的研究可以基于T細(xì)胞分子靶點(diǎn)去尋找免疫抑制劑，有望發(fā)現(xiàn)更多活性更高的免疫抑制劑；基于免疫抑制劑作為分子探針有望發(fā)現(xiàn)新的分子靶點(diǎn)；也可通過(guò)結(jié)構(gòu)改造優(yōu)化先導(dǎo)化合物去開(kāi)發(fā)活性更高的免疫抑制劑。

參考文獻(xiàn)

[1]Yang Z,Matteson EL,Goronzy JJ,etal.T-cell metabolism in autoimmune disease[J].Arthritis Res Ther,2015,17:29.

[2]Wang Y,Zhang M,Liu ZW,etal.The ratio of circulating regulatory T cells (Tregs)/Th17 cells is associated with acute allograft rejection in liver transplantation[J].PLoS One,2014,9(11):112135.

[3]Segoloni GP,Quaglia M.New immunosuppressive drugs for prevention and treatment of rejection in renal transplant[J].J Nephrol,2006,19(5):578-586.

[4]Ryan C,Abramson A,Patel M,etal.Current investigational drugs in psoriasis[J].Expert Opin Investig Drugs,2012,21(4):473-487.

[5]Matsumura-Kimoto Y,Inamoto Y,Tajima K,etal.Association of Cumulative Steroid Dose with Risk of Infection after Treatment for Severe Acute Graft-versus-Host Disease[J].Biol Blood Marrow Transplant,2016,22(6):1102-1107.

[6]Park BV,Pan F.Metabolic regulation of T cell differentiation and function[J].Mol Immunol,2015,68(2):497-506.

[7]Cruzado JM,Bestard O,Melilli E,etal.Targets of new immunosuppressants in renal transplantation[J].Kidney Int Suppl (2011),2011,1(2):47-51.

[8]Tamura T,Nakano H,Nagase H,etal.Early activation signal transduction pathways of Th1 and Th2 cell clones stimulated with anti-CD3.Roles of protein tyrosine kinases in the signal for IL-2 and IL-4 production[J].J Immunol,1995,155(10):4692-4701.

[9]Abraham RT,Weiss A.Jurkat T cells and development of the T-cell receptor signalling paradigm[J].Nat Rev Immunol,2004,4(4):301-308.

[10] Matloubian M,Lo CG,Cinamon G,etal.Lymphocyte egress from thymus and peripheral lymphoid organs is dependent on S1P receptor 1[J].Nature,2004,427(6972):355-360.

[11] Calne R.Cyclosporine as a milestone in immunosuppression[J].Transplant Proc,2004,36(2):13-15.

[12] Liu EH,Siegel RM,Harlan DM,etal.T cell-directed therapies: lessons learned and future prospects[J].Nat Immunol,2007,8(1):25-30.

[13] Vitetta ES,Ghetie VF.Immunology.Considering therapeutic antibodies[J].Science,2006,313(5785):308-309.

[14] Stepkowski SM,Kirken RA.Janus tyrosine kinases and signal transducers and activators of transcription regulate critical functions of T cells in allograft rejection and transplantation tolerance[J].Transplantation,2006,82(3):295-303.

[15] Waickman AT,Powell JD.mTOR,metabolism,and the regulation of T-cell differentiation and function[J].Immunol Rev,2012,249(1):43-58.

[16] Tan SL,Parker PJ.Emerging and diverse roles of protein kinase C in immune cell signalling[J].Biochem J,2003,376(3):545-552.

[17] Marsland BJ,Soos TJ,Sp?th G,etal.Protein kinase C theta is critical for the development of in vivo T helper (Th)2 cell but not Th1 cell responses[J].J Exp Med,2004,200(2):181-189.

[18] Chand S,Mehta N,Bahia MS,etal.Protein kinase C-theta inhibitors: a novel therapy for inflammatory disorders[J].Curr Pharm Des,2012,18(30):4725-4746.

[19] Lee HS,Choi EJ,Lee KS,etal.Oral Administration of p-Hydroxycinnamic Acid Attenuates Atopic Dermatitis by Downregulating Th1 and Th2 Cytokine Production and Keratinocyte Activation[J].PLoS One,2016,11(3):e0150952.

[20] Lee HS,Kim YD,Na BR,etal.Phytocomponent p-Hydroxycinnamic acid inhibits T-cell activation by modulation of protein kinase C-θ-dependent pathway[J].Int Immunopharmacol,2012,12(1):131-138.

[21] Akber U,Na BR,Ko YS,etal.Phytocomponent 4-hydroxy-3-methoxycinnamaldehyde ablates T-cell activation by targeting protein kinase C-theta and its downstream pathways[J].Int Immunopharmacol,2015,25(1):130-140.

[22] 周銘,馬麗華,崔穎,等.雷公藤甲素對(duì)類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者外周血T細(xì)胞的免疫抑制作用[J].中國(guó)藥房,2014,25(47):4441-4443.

[23] 黎煉,羅志剛.青藤堿的免疫抑制作用機(jī)制的研究進(jìn)展[J].中南醫(yī)學(xué)科學(xué)雜志,2015,43(1):86-89.

[24] 張東,王滿元,楊嵐.青蒿素類藥物新制劑研究進(jìn)展[J].中國(guó)藥學(xué)雜志,2015,50(3):189-193.

[25] Zhou M,Zhang HB,Wang WG,etal.Scopariusic acid,a new meroditerpenoid with a unique cyclobutane ring isolated from Isodon scoparius[J].Org Lett,2013,15(17):4446-4449.

doi:10.3969/j.issn.1674-2257.2016.03.024

*基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No:81302786；81402944)；四川省教育廳科研項(xiàng)目(No:15ZB0233；15ZB0235)；大學(xué)生國(guó)家創(chuàng)新項(xiàng)目(No:201513705032；201513705048) ；成都醫(yī)學(xué)院自然基金項(xiàng)目(No:CYZ14-001；CYZ15-13)

通信作者：△郭慧杰, E-mail: huijie_20088787@126.com

【中圖分類號(hào)】R967

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20160613.1048.006.html

·綜述·