協(xié)同共刺激分子B7-H4與母胎免疫

蔣夢琪 王雁林

B7-H4是B7家族之一，于2003年被發(fā)現(xiàn)，是一種負(fù)向調(diào)節(jié)分子。B7-H4可通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的增殖而發(fā)揮作用，同時與細(xì)胞的生長分化密切相關(guān)，可以調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答，在母體中發(fā)揮作用。有學(xué)者針對于妊娠期間B7-H4所起的作用進(jìn)行研究，認(rèn)為B7-H4主要在母胎界面表達(dá)，可能參與了妊娠的維持和發(fā)展。

一、B7-H4的分子結(jié)構(gòu)與表達(dá)特性

B7-H4蛋白由282個氨基酸組成，通過糖基磷脂酰肌醇(Glycosyl phosphatidyl inositol，GPI)鉚定于細(xì)胞膜上。人的B7-H4分子有C端跨膜結(jié)構(gòu)域，而鼠的B7-H4分子則由GPI連接在細(xì)胞表面，沒有跨膜結(jié)構(gòu)域。人的B7-H4基因位于1號染色體上，包括6個外顯子和5個內(nèi)含子，其中外顯子6可以被選擇性剪切產(chǎn)生兩個不同的轉(zhuǎn)錄本，B7-H4的開放讀碼框部分由849個堿基對組成，B7-H4的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后。相似的B7-H4結(jié)構(gòu)定位在鼠的3號染色體上，是構(gòu)成性表達(dá)[1]。B7-H4的配體目前尚不明確。該分子在b7家族的同源性分子分別為：B7-1(12%)，B7-2(13%)，B7-3(14%)，B7-H1(20%)，B7-H2(16%)及B7-H3(24%)。B7-H4 mRNA廣泛表達(dá)于腎、脾、胸腺、子宮、胎盤等多種組織中。然而，卻只有有限的幾種細(xì)胞能表達(dá)B7-H4蛋白。B7-H4蛋白主要表達(dá)在T細(xì)胞、NK細(xì)胞、 DCs細(xì)胞等淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞中，在某些腫瘤細(xì)胞中也呈現(xiàn)高表達(dá)狀態(tài)[2]。B7-H4蛋白在體內(nèi)有膜性和可溶性兩種狀態(tài)，這兩種狀態(tài)對于免疫功能的調(diào)節(jié)均發(fā)揮重要作用。

二、B7-H4的生物學(xué)功能

目前已知的B7-H4的生物學(xué)功能主要有：(1)負(fù)性調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞免疫應(yīng)答，抑制T淋巴細(xì)胞增殖[3]；(2)控制細(xì)胞周期。B7-H4作用于T淋巴細(xì)胞活化的早期，可使細(xì)胞增殖停滯，阻滯細(xì)胞周期進(jìn)展[4]，以此抑制T淋巴細(xì)胞的增殖；(3)降低細(xì)胞因子水平。B7-H4-Ig與T淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)可發(fā)現(xiàn)B7-H4蛋白可顯著降低T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IL-2和IL-10等細(xì)胞因子；(4)維持并保護(hù)妊娠。有研究證明雌三醇能刺激DC細(xì)胞表面B7-H4表達(dá)上調(diào)[5]，并且在妊娠狀態(tài)下B7-H4+巨噬細(xì)胞穩(wěn)定高表達(dá)以維持母胎界面免疫耐受狀態(tài)[6]；(5)免疫耐受。B7-H4蛋白高表達(dá)于多種腫瘤細(xì)胞中并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)控。

三、B7-H4與免疫

有實(shí)驗(yàn)證明[6]，調(diào)節(jié)性T細(xì)胞會觸發(fā)抗原遞呈細(xì)胞分泌大量的IL-10，而IL-10可以誘導(dǎo)相關(guān)免疫細(xì)胞表達(dá)大量的B7-H4分子，從而導(dǎo)致抗原遞呈細(xì)胞產(chǎn)生免疫抑制。敲除其上的B7-H4，可以抑制調(diào)節(jié)性T細(xì)胞介導(dǎo)的抗原遞呈細(xì)胞的免疫抑制作用。

近幾年有研究發(fā)現(xiàn)了一群新的免疫抑制性細(xì)胞，被稱為B7-H4+腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞。腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞是卵巢癌間質(zhì)中的重要組成成分，且與腫瘤的進(jìn)程密切相關(guān)[7]。B7-H4+腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞可能與腫瘤細(xì)胞免疫監(jiān)控逃避的功能有關(guān)，有利于免疫耐受。

四、B7-H4與妊娠維持

T淋巴細(xì)胞能識別抗原，并且能夠激發(fā)炎性反應(yīng)消滅外來抗原起到免疫殺傷作用。免疫耐受在妊娠維持中起著關(guān)鍵性作用，胎兒作為一個半移植物對母體來說就相當(dāng)于是一個外來抗原，免疫耐受與免疫殺傷作用之間的平衡關(guān)系著妊娠的成敗。在妊娠期間，在母胎界面有一類特異的免疫耐受細(xì)胞及分子能抑制T淋巴細(xì)胞及巨噬細(xì)胞等的殺傷作用以及抑制母體對胎兒的排斥。

Darmochwal-Kolarz團(tuán)隊(duì)[8]檢測到在妊娠過程中，在CD303+ DC細(xì)胞上有B7-H4表達(dá)。他們發(fā)現(xiàn)在妊娠的早期和中期，B7-H4的表達(dá)水平基本沒有變化，但在妊娠晚期B7-H4的表達(dá)水平降低。除此之外，整個B7家族共刺激分子的表達(dá)水平也都是妊娠早期和中期的表達(dá)高于妊娠晚期。

五、B7-H4與分娩

分娩是一個復(fù)雜的過程，受多種機(jī)制及因素的調(diào)節(jié)和控制，包括細(xì)胞因子的分泌、免疫機(jī)制以及精神因素等。在妊娠過程中，母體的免疫耐受確保胎兒可以正常發(fā)育，并且在每一個特定的階段，母胎微環(huán)境都是在不斷變化的。

在妊娠的第一和第三階段以Th1型細(xì)胞因子為主的促炎反應(yīng)占優(yōu)勢，而在妊娠中期則以Th2型細(xì)胞因子為主的抑炎反應(yīng)發(fā)揮著免疫耐受作用[9]。母胎界面中由細(xì)胞因子介導(dǎo)的炎性微環(huán)境能促進(jìn)細(xì)胞膜的分離、子宮收縮、子宮頸的擴(kuò)張，這些反應(yīng)都會引發(fā)分娩反應(yīng)[10]。分娩的發(fā)生與IL-6等促炎蛋白的水平變化相關(guān)。Kryczek團(tuán)隊(duì)[7]發(fā)現(xiàn)，IL-6和IL-10都可以刺激巨噬細(xì)胞上B7-H4的表達(dá)?？扇苄缘鞍譈7-H4是分娩發(fā)生相關(guān)免疫反應(yīng)的抑制性因素，可以抑制毒性細(xì)胞的激活甚至使其凋亡[11]。例如，Galazka團(tuán)隊(duì)[6]已經(jīng)證實(shí)在宮頸擴(kuò)張階段，母胎界面上有抑制性B7-H4+巨噬細(xì)胞的積累。

Mach團(tuán)隊(duì)[12]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，剖宮產(chǎn)后病人血清中可溶性B7-H4水平有明顯升高。與此相反的是，自然分娩產(chǎn)前的血清可溶性B7-H4呈現(xiàn)明顯高水平，并在分娩后的一小段時間內(nèi)保持穩(wěn)定然后逐漸降低。足月自然分娩的發(fā)生伴隨著母體免疫耐受的改變。例如，在自然分娩中，子宮上段和下段的白細(xì)胞浸潤起著十分重要的作用[13]，然而，這些細(xì)胞的調(diào)節(jié)機(jī)制至今尚不明確。在分娩過程中，可以觀察到在蛻膜組織中有抑制性的CD14/B7-H4+巨噬細(xì)胞的積累，這可能是生殖系統(tǒng)免疫穩(wěn)態(tài)的自我平衡和約束的過程[6]。

Kryczek團(tuán)隊(duì)[14]觀察到細(xì)胞因子IL-6和IL-10可以刺激B7-H4在巨噬細(xì)胞上的表達(dá)。并且選擇剖宮產(chǎn)手術(shù)產(chǎn)婦血清中的IL-6水平低于自然分娩的產(chǎn)婦。他們同時還發(fā)現(xiàn)了正在進(jìn)行分娩時的IL-6和IL-10水平比分娩前要高。血清中可溶性B7-H4水平的變化說明了B7-H4參與了母胎界面免疫抑制微環(huán)境的發(fā)展和改變，是生殖道內(nèi)穩(wěn)態(tài)和產(chǎn)后穩(wěn)態(tài)所必需的一種蛋白。

六、B7-H4與未足月胎膜早破

未足月胎膜早破(preterm premature rupture of amniotic membranes，pPROM)發(fā)生率高達(dá)4.5%，會引發(fā)胎兒早產(chǎn)，而早產(chǎn)是影響新生兒發(fā)病率和死亡率水平的主要原因之一[12]。Mach團(tuán)隊(duì)[15]發(fā)現(xiàn)，對比正常組、pPROM和PROM三組血清可溶性B7-H4水平，pPROM組B7-H4水平最高，其次是正常組，PROM組最低；并且在發(fā)生pPROM的病人中，急性絨毛膜羊膜炎病人的血液中可溶性B7-H4濃度比沒有炎癥的濃度高。

Azuma團(tuán)隊(duì)[16]建立的小鼠模型顯示可溶性B7-H4相當(dāng)于起到以誘餌分子的形式抑制細(xì)胞表面B7-H4功能的作用，從而增強(qiáng)了T細(xì)胞介導(dǎo)的自我免疫殺傷作用。但更多的證據(jù)證明可溶性B7-H4是T淋巴細(xì)胞的負(fù)性調(diào)節(jié)分子并幫助腫瘤細(xì)胞逃避免疫監(jiān)控。Zhang團(tuán)隊(duì)[17]提出不同來源的可溶性B7-H4可能有特異的結(jié)構(gòu)和功能。羊膜的破裂促使免疫應(yīng)答向Th1型轉(zhuǎn)化。B7-H4抑制Th1型免疫應(yīng)答這一作用可以通過Th2型免疫應(yīng)答向Th1型免疫應(yīng)答轉(zhuǎn)化時可溶性B7-H4水平升高表現(xiàn)出來。在慢性感染的環(huán)境下，為了維持免疫耐受，這個模擬免疫系統(tǒng)也會增加選擇性抑制的強(qiáng)度以避免早產(chǎn)。這也就能解釋了pPROM病人尤其是伴隨急性絨毛膜羊膜炎的pPROM病人的血清中可溶性B7-H4水平高的現(xiàn)象。免疫系統(tǒng)的活化適應(yīng)于妊娠的環(huán)境。因此，在妊娠初期血清中可溶性B7-H4水平升高可能預(yù)示著母胎界面上免疫殺傷作用的活化，這可以作為妊娠狀態(tài)監(jiān)測的一個指標(biāo)。

七、B7-H4與子癇前期

子癇(eclampsia)是妊娠期高血壓疾病綜合癥的特殊表現(xiàn)，以抽搐及昏迷為特點(diǎn)，可并發(fā)腎功能衰竭、心力衰竭、肺水腫、顱內(nèi)出血、胎盤早期剝離等并發(fā)癥。子癇前期(pre-eclampsia，PE)則是于抽搐前，在妊高癥基礎(chǔ)上伴有頭痛、頭暈、眼花、上腹不適、惡心等癥狀，預(yù)示子癇即將發(fā)生的階段。子癇及子癇前期是造成母胎界面損傷及母嬰死亡的重要病因之一，發(fā)生率為3%～5%[18]。

Mach團(tuán)隊(duì)[19]發(fā)現(xiàn)在孕早期有PE高風(fēng)險的患者血清可溶性B7-H4水平遠(yuǎn)高于低風(fēng)險患者。而在孕晚期，在早發(fā)型PE患者的胎盤中檢測到了高表達(dá)的B7-H4 mRNA；另外，相比于正常妊娠者，早發(fā)型和遲發(fā)型患者胎盤中可溶性B7-H4和B7-H4 mRNA均呈高表達(dá)。由此，Mach團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論，可溶性B7-H4在孕晚期PE患者的母胎耐受中起到重要作用，并且可溶性B7-H4可能作為PE疾病的一個免疫靶點(diǎn)有待于進(jìn)一步研究。

八、小結(jié)與展望

不良妊娠與機(jī)體免疫功能異常的關(guān)系已受到了廣泛的關(guān)注。眾多的研究表明，機(jī)體免疫狀態(tài)在妊娠維持的過程中起到了至關(guān)重要的作用。但是對于母胎界面的確切免疫機(jī)制至今還尚無定論，因此，深入研究母胎界面的免疫機(jī)制，對于預(yù)防和治療不良妊娠具有十分重要的意義。

B7-H4又稱B7S1或者B7x，在正常組織中不表達(dá)或者低表達(dá)，而在多種腫瘤組織中呈現(xiàn)高表達(dá)。在腫瘤組織中，B7-H4通過與T細(xì)胞表面相應(yīng)受體結(jié)合從而影響CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞的增殖、細(xì)胞周期及其細(xì)胞因子的產(chǎn)生。有研究[20]發(fā)現(xiàn)B7-H4在腫瘤微環(huán)境中選擇性表達(dá)，腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞通過抑制B7-H4從而誘導(dǎo)T細(xì)胞周期阻滯，由此抑制腫瘤特異性T細(xì)胞免疫，從而導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞可以逃避免疫監(jiān)視。另外，B7-H4也以可溶性的形式存在于血液和體液中，抑制同種反應(yīng)性細(xì)胞毒性T細(xì)胞的產(chǎn)生。有研究顯示乳腺癌、宮頸癌等患者血清sB7-H4水平顯著升高，提示sB7-H4可能也參與了腫瘤的免疫逃逸。因此，sB7-H4被認(rèn)為是一種新的腫瘤標(biāo)記物。除了影響T細(xì)胞的增殖，B7-H4作為負(fù)性調(diào)節(jié)分子在腫瘤組織中對巨噬細(xì)胞、DC等免疫細(xì)胞的活性及細(xì)胞因子的產(chǎn)生也產(chǎn)生重大影響。

本文就B7-H4在妊娠、分娩以及未足月胎膜早破等中的免疫作用進(jìn)行相關(guān)闡述。在妊娠維持過程中B7-H4高表達(dá)，而在不良妊娠中母胎界面B7-H4表達(dá)量降低，提示B7-H4與妊娠維持與母胎免疫平衡有關(guān)。由此可以推斷，胎兒作為一個半移植物對母體免疫來說與抗腫瘤免疫機(jī)制大致相似，而B7-H4的高表達(dá)可以幫助胎兒逃避機(jī)體的免疫攻擊從而維持正常妊娠狀態(tài)。母胎界面中的B7-H4分子高表達(dá)被認(rèn)為是母體對胎兒產(chǎn)生免疫耐受的重要機(jī)制之一，深入研究B7-H4在母胎免疫中的作用及其表達(dá)調(diào)控機(jī)制，不僅有助于進(jìn)一步了解母胎免疫機(jī)制，更可能為不良妊娠的臨床免疫治療提供新的治療方案。