免疫細胞在帕金森病發(fā)病機制中的研究進展

趙秀珍，李春曉，蔣 雪，蘇雅娜綜述，張 穎審校

帕金森病是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，越來越多的證據(jù)表明，帕金森病的起始和發(fā)展與免疫系統(tǒng)存在著千絲萬縷的聯(lián)系?；罨男∧z質細胞，外周T淋巴細胞的滲入，T淋巴細胞與小膠質細胞的相互作用均可能影響帕金森病的發(fā)生發(fā)展。在此，我們綜述了目前關于固有免疫細胞和適應性免疫細胞在帕金森病發(fā)病機制中的研究進展。

帕金森病也稱震顫麻痹，是發(fā)病率僅次于阿爾茲海默病的第二大神經(jīng)退行性疾病[1]。隨著年齡的增長，其發(fā)病率逐年上升。帕金森病的特征性病理改變是黑質多巴胺能神經(jīng)元的大量丟失，尤其是黑質致密區(qū)多巴胺能神經(jīng)元丟失最嚴重，同時在殘存的神經(jīng)元胞體內出現(xiàn)嗜酸性包涵體-路易小體[1]。帕金森病的臨床表現(xiàn)主要是靜止性震顫、肌張力增高、運動遲緩等；其病因和發(fā)病機制目前尚未明確，可能與遺傳、環(huán)境因素、細胞凋亡、氧化應激、線粒體功能障礙、免疫炎癥等有關。大量的研究表明，免疫系統(tǒng)在帕金森病的發(fā)病機制中發(fā)揮著至關重要的作用。本文就近期帕金森病發(fā)病過程中相關的免疫細胞的研究進展進行綜述。

1 固有免疫細胞

1.1 固有免疫細胞概述 固有免疫反應是宿主快速識別病原菌感染的第一道防線，也是機體適應性免疫的基礎。機體固有免疫細胞主要包括單核-巨噬細胞、樹突狀(DC)細胞、自然殺傷(NK)細胞、粒細胞、γδT細胞、B-1細胞及肥大細胞等，它們通過一系列模式識別受體(PPRs)及相關分子激活后調控固有免疫應答，從而控制或清除機體病原體感染。小膠質細胞是大腦的常駐型免疫細胞，正因為如此，它的功能也是作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)固有免疫的初始反應者。它們在監(jiān)視細胞環(huán)境、免疫吞噬、抗原處理和提呈、產(chǎn)生細胞因子和趨化因子等方面發(fā)揮重要的作用[2]。雖然小膠質細胞的形態(tài)和功能類似于循環(huán)中的單核細胞和組織中的巨噬細胞，但它們來源于不同的譜系，小膠質細胞起源于卵黃囊，在發(fā)育的早期遷移到大腦。在成熟的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，小膠質細胞約占大腦所有細胞總數(shù)的5%，在維持大腦穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮重要作用。最近的研究表明循環(huán)中的單核細胞在病理狀態(tài)下可以侵入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在這里它們對炎癥和神經(jīng)損傷發(fā)揮重要的作用。需要注意的是，直到現(xiàn)在，用于研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)活化的小膠質細胞的技術不能區(qū)分是大腦駐留的小膠質細胞還是侵入的其他單核細胞。在許多早期的報道中稱為“小膠質細胞”的細胞可能代表混合的細胞群，既有大腦駐留的小膠質細胞又有侵入的外周單核細胞，這些細胞對疾病的狀態(tài)有不同的影響。

1.2 固有免疫細胞在帕金森病患者中的研究進展 免疫系統(tǒng)參與帕金森病發(fā)病機制的最早證據(jù)是 McGeer等[3]在帕金森病患者尸檢中腦的黑質致密部中發(fā)現(xiàn)了激活的小膠質細胞，同時這個部位的多巴胺能神經(jīng)元變性也最為突出，這提示了小膠質細胞的活化與帕金森病的發(fā)病機制有關。Croisie等[4]通過CD68和人白細胞抗原-DR(HLA-DR)染色發(fā)現(xiàn)小膠質細胞活化的程度與帕金森病患者尸檢腦組織中α-syn的負荷直接相關，這表明α-syn可以直接活化固有免疫系統(tǒng)。11C-PK11195是外周苯二氮卓類受體(TSPO)的拮抗劑,TSPO在激活的小膠質細胞中高表達。Ouchi等[5]研究發(fā)現(xiàn)帕金森病患者中腦11C-PK11195結合增加，并且與紋狀體多巴胺能轉運體的顯像呈負相關，與UPDRS評分呈顯著正相關，這表明活化的小膠質細胞與帕金森病臨床上和病理上的嚴重程度直接相關。

此外，先天性免疫的激活會導致免疫系統(tǒng)的可溶性介質的產(chǎn)生，包括趨化因子、細胞因子和補體系統(tǒng)，這些都在帕金森病患者尸檢的腦組織中發(fā)現(xiàn)了其數(shù)量的增加。在帕金森病患者尸檢的腦組織和腦脊液中都發(fā)現(xiàn)了促炎細胞因子和趨化因子表達上調,尤其是腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白介素-1β(IL-1β)、IL-6 和干擾素- γ(IFN-γ)[6,7]。Loeffler等[8]發(fā)現(xiàn)帕金森病患者黑質多巴胺能神經(jīng)元及路易小體中早期激活補體iC3b和晚期激活補體C9均較正常老年人高，提示其中存在補體系統(tǒng)的整體激活過程。

另外，許多研究發(fā)現(xiàn)一些非甾體類抗炎藥(NSAIDs),尤其是布洛芬，可能降低帕金森病進展的風險[9]，間接支持了免疫炎癥反應在帕金森病中發(fā)揮一定作用。

1.3 固有免疫細胞在帕金森病動物模型中的研究進展 固有免疫系統(tǒng)在毒素誘導的帕金森病動物模型和α-syn過表達的帕金森病動物模型中都發(fā)揮著致病性的作用。在MPTP、6-OHDA及魚藤酮誘導的帕金森病動物模型中，均發(fā)現(xiàn)了大量的活化的小膠質細胞。在黑質致密部立體定向注射腺相關病毒(AAV)過表達α-syn的AAV-SYN模型鼠中，同樣也觀察到顯著的小膠質細胞的活化[10]。

此外，在帕金森病的動物模型中，細胞因子在調節(jié)多巴胺能神經(jīng)元的丟失方面也發(fā)揮著重要的作用。小膠質細胞的活化可以產(chǎn)生一些促炎因子如TNF-α、IL-1β等，引起神經(jīng)元變性壞死；抑制小膠質細胞的活化可以抑制神經(jīng)退行性變。相關研究表明，在6-OHDA和MPTP誘導的帕金森病的鼠模型中，經(jīng)過米諾環(huán)素(它是一種四環(huán)素衍生物，可以抑制小膠質細胞的活化)干預后，多巴胺能神經(jīng)退行性變得到了改善[11,12]。大量研究表明，TNF-α在中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性中起重要作用，TNF-α作為炎癥介質過表達時可引起炎性損傷及免疫抑制。在帕金森病的6-OHDA的鼠模型中，抑制TNF-α可以改善神經(jīng)炎癥和多巴胺能神經(jīng)元的丟失[13]。敲除TNF-α受體基因對PD小鼠或者AD小鼠具有保護作用[14]。在LPS鼠模型中，敲除IL-1基因的鼠免受神經(jīng)炎癥和運動功能喪失的損傷[15]。盡管小膠質細胞可以對黑質多巴胺能神經(jīng)元造成損害，然而近年來許多研究亦發(fā)現(xiàn)小膠質細胞也可通過分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子或相應的細胞因子起到一定的神經(jīng)保護作用[16]。

地塞米松是一種強效皮質類固醇激素，它能全面抑制免疫反應。在MPTP模型鼠中，地塞米松的抗炎作用可以保護多巴胺能神經(jīng)元免受損傷[17]，這進一步支持了免疫炎癥反應在帕金森中的重要作用。

2 適應性免疫細胞

2.1 適應性免疫細胞概述 適應性免疫是指體內抗原特異性T/B淋巴細胞接受抗原刺激后，自身活化、增殖、分化為效應細胞，產(chǎn)生一系列生物學效應的全過程。根據(jù)參與免疫應答細胞種類及其機制的不同，可將適應性免疫應答分為B細胞介導的體液免疫應答和T細胞介導的細胞免疫應答兩種類型。適應性免疫應答能有效排除體內抗原性異物，保持機體內環(huán)境的相對穩(wěn)定；但在某些情況下，免疫應答也可對機體造成損傷，引起超敏反應或其他免疫性疾病，此種免疫應答為病理性免疫應答。

2.2 適應性免疫細胞在帕金森病患者中的研究進展 Brochard 等[18]發(fā)現(xiàn)CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞浸入帕金森病患者的黑質致密部，并且其數(shù)量是年齡匹配的對照組的10倍之多。黑質中滲入的 CD4+T 細胞具有促炎表型，能促進小膠質細胞的活化和多巴胺能神經(jīng)元的變性[18,19]。原始CD4+T 細胞可以分化為輔助性T細胞(Th1,Th2,Th17)和調節(jié)性T細胞(Treg)。原始CD4+T 細胞接受抗原刺激后首先分化為Th0細胞，然后分化為Th1細胞、Th2細胞和Th17細胞等多種細胞亞群，它們可以合成并分泌不同的細胞因子。Th1 細胞(分泌炎性因子INF-γ)和Th17 細胞具有免疫損傷作用，Th2 細胞(分泌炎性因子IL-4)和調節(jié)性T 細胞(Treg)發(fā)揮神經(jīng)保護作用，Treg具有免疫抑制功能，在免疫應答的負調節(jié)中發(fā)揮重要作用。

為了更好的理解適應性免疫反應在帕金森病患者中是否發(fā)生了改變，研究者對外周血中T細胞亞群的組成進行了大量的研究。Chen等[20]發(fā)現(xiàn)帕金森病患者的淋巴細胞的絕對值，淋巴細胞在白細胞中的比例，CD4+T細胞的比例，CD4+T細胞的絕對數(shù)在淋巴細胞中減少。Th1細胞和Thl7細胞在PD組明顯增加，Th2細胞和Treg的比例明顯減少，Th1/Th2 和Th17/Treg的比例在PD組明顯增高，并向Th1和Th17轉移，這表明細胞免疫處于活躍的狀態(tài)。有研究表明，α-突觸核蛋白可以激活免疫系統(tǒng)，導致Th1型免疫反應和Th1/Th平衡向Th1轉移，這與細胞內病原體產(chǎn)生的免疫反應是一致的[21]。只要α-突觸核蛋白在黑質紋狀體多巴胺能神經(jīng)元中繼續(xù)沉積，就會持續(xù)激活免疫系統(tǒng)，導致過度的、持續(xù)的免疫反應，進而導致多巴胺能神經(jīng)元的進行性丟失和帕金森病的進展。

B淋巴細胞是免疫系統(tǒng)的抗體產(chǎn)生細胞，雖然尚無證據(jù)表明B淋巴細胞滲透入帕金森病患者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，但有證據(jù)表明帕金森病患者的外周血中B淋巴細胞數(shù)量減少[22]。此外，帕金森病患者體內存在一些自身抗體，尤其是抗α-突觸核蛋白抗體存在于90%的家族性PD中。有證據(jù)表明IgG,而不是IgM，與α-syn共同沉積在帕金森病患者尸檢的黑質致密部的多巴胺能神經(jīng)元中[23]。Chen等[24]將帕金森病患者外周血中提取的IgG注射到鼠的黑質紋狀體系統(tǒng)中，造成了神經(jīng)元的損傷，進一步表明帕金森病患者的IgG在體內可以引發(fā)一個相對特異性的炎癥，破壞黑質的致密層神經(jīng)元。最新一項研究表明，健康正常人在接受靜脈注射一種抗α-突觸核蛋白抗體(PRX002)后，血清中未結合PRX002的α-突觸核蛋白呈劑量依賴性減少，這表明在抗體作用下，α-突觸核蛋白的量可以按劑量依賴性的方式進行調節(jié)[25]。

2.3 適應性免疫細胞在帕金森病動物模型中的研究進展 在帕金森病的毒素模型和α-syn過表達模型中都發(fā)現(xiàn)了T細胞的數(shù)量增加，這表明T細胞在神經(jīng)退行性變中發(fā)揮特定的角色[10,26]。一項研究表明，在帕金森病的MPTP鼠模型中，CD4+T細胞缺陷的鼠表現(xiàn)為神經(jīng)退行性變的程度減輕，然而CD8+T細胞缺陷的鼠神經(jīng)退行性變的程度未發(fā)現(xiàn)明顯改變[18]。缺乏T細胞和B細胞的RAG2基因敲除小鼠，經(jīng)過急性和慢性MPTP處理后，多巴胺能神經(jīng)元的丟失和行為缺陷程度也減輕[18,27]。

Benner等[28]用硝化的α-突觸核蛋白的C-末端免疫小鼠時，小鼠啟動了強大的T細胞反應。將上述免疫鼠的T細胞移植到MPTP處理的小鼠中，顯著增強了神經(jīng)炎癥反應。進一步將上述免疫鼠的Th17型的T細胞亞群移植到野生型鼠中明顯加劇了MPTP誘導的神經(jīng)退行性變；移植Th1型的T細胞亞群(產(chǎn)生IFN-γ)或Th2型的T細胞亞群(產(chǎn)生IL-4)則沒有加劇這種神經(jīng)退行性變。這項研究證明了調節(jié)適應性免疫確實可以改變帕金森病模型中神經(jīng)退行性變的結局。

如前所述，Chen等將帕金森病患者外周血中提取的IgG注射到鼠的黑質紋狀體系統(tǒng)中，導致了鼠的酪氨酸羥化酶陽性的神經(jīng)元的大量丟失，而乙酰膽堿轉移酶陽性的神經(jīng)元未受到破壞。此外，Theodore等[10]在α-syn過表達的帕金森病鼠模型中也發(fā)現(xiàn)了IgG 的大量沉積。這些研究表明體液免疫反應在慢性神經(jīng)炎癥中也發(fā)揮一定的作用。

3 結 論

綜上，固有免疫及適應性免疫在帕金森病的發(fā)病及進展中均可能起作用；但是免疫系統(tǒng)是如何發(fā)揮作用的目前尚不能具體闡述。雖然越來越多的研究者致力于帕金森病與免疫系統(tǒng)之間的關系研究，但現(xiàn)在針對帕金森病的藥物、手術、疫苗[29]治療只能緩解臨床癥狀，不能控制病情發(fā)展。顯然，尚需進一步研究，發(fā)現(xiàn)帕金森病治療上的突破點，為帕金森病患者帶來福音。