調(diào)節(jié)性B細(xì)胞在過敏原免疫治療中的機(jī)制研究進(jìn)展

王承倩 鄭躍杰 馬卓婭

汕頭大學(xué)附屬深圳市兒童醫(yī)院呼吸科518038

過敏性疾病即變態(tài)反應(yīng)性疾病,包括濕疹、過敏性鼻炎、過敏性哮喘,過敏性結(jié)膜炎、食物過敏等,近幾十年來逐漸增加,引起了全世界的高度關(guān)注。針對過敏性疾病的治療,目前主要為藥物對癥治療 (包括抗組胺藥物、糖皮質(zhì)激素、白三烯受體調(diào)節(jié)劑)和過敏原免疫治療(allergen immunotherapy,AIT)。與對癥藥物治療相比,AIT 是唯一可能改變過敏性疾病自然進(jìn)程的對因治療,可以阻止兒童過敏性鼻炎進(jìn)展為過敏性哮喘,并且療效可在療程結(jié)束后維持?jǐn)?shù)年時間[1-3]。目前常用的AIT 方法有皮下免疫治療 (subcutaneous immunotherapy,SCIT)和舌下免疫治療 (sublingual immunotherapy,SLIT)兩種。

當(dāng)前AIT 的機(jī)制尚不完全清楚,主要有以下幾種觀點[4-6]：(1)肥大細(xì)胞和嗜堿粒細(xì)胞早期脫敏的誘導(dǎo) (活化閾值的改變); (2)促進(jìn)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞 (regulatory T lymphocytes,Tregs)和調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞 (regulatory B lymphocytes,Bregs)的產(chǎn)生; (3)Ig E 和IgG4 的調(diào)節(jié);(4)Th1/Th2失調(diào)的糾正;(5)抑制嗜酸粒細(xì)胞的活化和遷移等。其中Bregs 與Tregs 是重要的作用細(xì)胞。關(guān)于Tregs的作用機(jī)制,既往已有較多研究,而且關(guān)于Bregs,現(xiàn)有的研究更多地集中于其在自身免疫性疾病中的作用機(jī)制,對其在AIT 中的機(jī)制研究相對較少,本文將對Bregs在AIT 治療過程中的研究進(jìn)展作一綜述。

1 調(diào)節(jié)性B細(xì)胞

1.1 Bregs的分類及亞型 Neta等[7]在遲發(fā)性超敏反應(yīng)豚鼠模型中發(fā)現(xiàn)了一類抑制性B細(xì)胞,可以抑制T 細(xì)胞的功能。Wolf等[8]在小鼠實驗性自身免疫性腦炎模型中發(fā)現(xiàn),缺乏調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞的小鼠,不能從該病中恢復(fù),提示Bregs免疫抑制功能的重要性,因此Bregs逐漸引起人們關(guān)注。此后,在自身免疫性疾病[9]、病毒感染、外科疾病[10]等多種疾病中均開展了關(guān)于Bregs的研究,對Bregs的分型、細(xì)胞因子、表面標(biāo)志、作用機(jī)制等研究不斷深入。目前發(fā)現(xiàn),Bregs并不是一種單一表型的細(xì)胞,我們很難找到某一種特定的標(biāo)志來定義區(qū)分它。從幼稚B細(xì)胞,到未成熟B細(xì)胞,再到分化成熟的B 細(xì)胞、漿細(xì)胞,均可發(fā)現(xiàn)Bregs的存在,因此其具有表型多樣性的特點[6]。目前在人類中發(fā)現(xiàn)的亞型主要有[11-12]：(1)B10/前B10細(xì)胞,是最多見也是研究最深入的Bregs,由Yanaba等在野生型小鼠脾內(nèi)分離出,表達(dá)CD5+CD1dhi,占小鼠脾內(nèi)B 細(xì)胞的1%～3%,人類外周血中B10 細(xì)胞比例在童年期間高達(dá)30%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于健康新生兒 (3%～4%)和成年人 (7%～9%),其表達(dá)CD24hiCD27+CD148hiCD48hi,主要通過分泌IL-10產(chǎn)生抑制作用[13-14]; (2)Br1 細(xì)胞,表達(dá)CD19+CD25hiCD71hi,在外周血中發(fā)現(xiàn)特異性產(chǎn)生高水平的IL-10和IgG4,并有效抑制抗原特異性CD4+T 細(xì)胞增殖[15];(3)過渡B細(xì)胞,表達(dá)CD19+CD24hiCD38hi,在外周血及炎癥局部發(fā)現(xiàn),也可產(chǎn)生IL-10; (4)表達(dá)CD27intCD38+的漿細(xì)胞,可產(chǎn)生IL-10和免疫球蛋白[16];(5)產(chǎn)生轉(zhuǎn)化生長 因 子 β (transforming growth factor-β,TGF-β)的Breg(Br3),在小鼠腸炎模型中發(fā)現(xiàn),表達(dá)CD5+CD19+CX3CR1+[17]。

1.2 細(xì)胞因子 Bregs 主要通過產(chǎn)生IL-10、TGF-β、IL-35及表面結(jié)合和細(xì)胞內(nèi)分子,包括CD19、CD21、CD23、CD24、CD5、CD62L、MHC-Ⅱ、fas配體、T 細(xì)胞免疫球蛋白、程序性死亡配體、黏蛋白結(jié)構(gòu)域 (TIM)-1、CD138、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄激活因子3以及髓系分化反應(yīng)基因88 等表達(dá)免疫負(fù)向調(diào)節(jié)作用[18]。其中主要的細(xì)胞因子有以下幾種：

1.2.1 IL-10 IL-10是一種重要的抑制性細(xì)胞因子,多種細(xì)胞 (單核細(xì)胞、T 細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、肥大細(xì)胞、B 細(xì)胞)均可產(chǎn)生,高產(chǎn)IL-10 的Treg稱為IL-10分泌1型調(diào)節(jié)性T (Tr1)細(xì)胞,Bregs的多種亞型均可產(chǎn)生該因子,主要有B10 細(xì)胞和Br1 細(xì)胞[19]。它有著極為強(qiáng)大的免疫抑制功能,不僅在建立對變應(yīng)原的外周耐受性中起重要作用,而且在保護(hù)宿主免受對病原體以及自身免疫疾病的過度炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)B 細(xì)胞存活、類別轉(zhuǎn)換重組和漿細(xì)胞分化中均有一定作用。對于T細(xì)胞來說,IL-10通過抑制炎性細(xì)胞因子、趨化因子和趨化因子受體的產(chǎn)生,以及抑制單核/巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞上MHC-Ⅱ和共刺激分子CD80/CD86的表達(dá),可進(jìn)一步抑制CD4+T 細(xì)胞的增殖。而對B細(xì)胞來說,IL-10可以誘導(dǎo)其存活、擴(kuò)增和分化,并在誘導(dǎo)Ig G4產(chǎn)生和抑制Ig E中起主要作用[15,20]。Stanic等[21]用人IL-10 轉(zhuǎn)染原代人B 細(xì)胞,采用ELISA、磁珠測定法、流式細(xì)胞術(shù) (flow cytometry,FMC)和定量實時熒光聚合酶聯(lián)反應(yīng)等技術(shù),發(fā)現(xiàn)過表達(dá)IL-10的B細(xì)胞可以降低促炎性細(xì)胞因子 (TNF-α、IL-8和巨噬細(xì)胞炎性蛋白1α)的水平,并且增強(qiáng)了抗炎性IL-1受體拮抗劑和血管內(nèi)皮生長因子的產(chǎn)生,同時,該類細(xì)胞分泌IgE較少并且有效地抑制外周單個核細(xì)胞中的促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生、單核細(xì)胞衍生的樹突細(xì)胞的成熟和體外抗原特異性增殖,表明IL-10在誘導(dǎo)B 細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)表型中發(fā)揮重要的抗炎和免疫抑制作用。

1.2.2 TGF-β TGF-β也是一種具有強(qiáng)大免疫調(diào)節(jié)能力的多效性細(xì)胞因子,在傷口愈合,組織重塑和免疫調(diào)節(jié)及抑制免疫反應(yīng)方面具有非常重要的作用,特別是可以誘導(dǎo)和維持過敏原的外周耐受[22],Treg細(xì)胞是TGF-β的主要來源。TGF-β通過多種途徑抑制B 細(xì)胞和效應(yīng)T 細(xì)胞的增殖、分化和生存。盡管TGF-β抑制了大多數(shù)免疫球蛋白的類別轉(zhuǎn)換,但它可以促進(jìn)小鼠模型中分泌Ig A 的漿細(xì)胞的分化、促進(jìn)朗格漢斯細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的成熟[20]。近年來發(fā)現(xiàn)Bregs也可以產(chǎn)生該類細(xì)胞因子,Wu等[23]在20例食物過敏患者和20例健康個體的對照研究中發(fā)現(xiàn),在食物過敏組的患者外周血標(biāo)本中,表達(dá)CX3CR1、可以產(chǎn)生TGF-β的B細(xì)胞水平明顯低于健康個體組,提示B細(xì)胞來源的TGF-β可能在食物過敏的耐受誘導(dǎo)中起關(guān)鍵作用。Tordesillas等[24]選擇C3H/HeJ小鼠通過口服或通過皮膚致敏卵清蛋白建立過敏模型,給予表皮或口服途徑進(jìn)行AIT,采用FMC比較各細(xì)胞水平,結(jié)果提示過敏小鼠胃腸道因組織缺陷,從頭生成Treg細(xì)胞不足,而表皮特異性免疫治療可誘導(dǎo)對過敏反應(yīng)的持續(xù)保護(hù),提示保護(hù)機(jī)制是一種新的途徑——直接TGF-β依賴性Treg細(xì)胞抑制肥大細(xì)胞活化,而這種作用不依賴調(diào)節(jié)T 細(xì)胞或B 細(xì)胞應(yīng)答。

1.2.3 IL-35 IL-35是近幾年新發(fā)現(xiàn)的一種重要的免疫抑制細(xì)胞因子,屬于IL-12細(xì)胞因子家族成員,通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性細(xì)胞和抑制Th細(xì)胞,在多種自身免疫性疾病中發(fā)揮重要作用[25]。最初認(rèn)為該細(xì)胞因子僅由Tregs特異性產(chǎn)生,并被發(fā)現(xiàn)有助于Tregs的抑制功能[26]。Shen等[27]發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞不表達(dá)IL-35的小鼠不能從T 細(xì)胞介導(dǎo)的實驗性自身免疫性腦脊髓炎中恢復(fù),且表現(xiàn)出顯著提高的對細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌病原體鼠傷寒沙門氏菌感染的抗性,提示了產(chǎn)生IL-35的B細(xì)胞在免疫調(diào)節(jié)中的重要性。

1.2.4 CD1d CD1d是一種多數(shù)Bregs表達(dá)的非多態(tài)性主要組織相容性復(fù)合體I類抗原呈遞分子,Oleinika等[28]發(fā)現(xiàn),在嵌合小鼠實驗性關(guān)節(jié)炎模型中由Bregs表達(dá)的CD1d可提呈脂質(zhì)抗原誘導(dǎo)不變性自然殺傷T 細(xì)胞 (invariant NKT,iNKT)細(xì)胞分泌干擾素-γ,有助于下調(diào) Th1 和Th17免疫反應(yīng)和改善實驗性關(guān)節(jié)炎癥狀,指出Bregs可通過該途徑抑制過度炎癥。

2 調(diào)節(jié)性B細(xì)胞在AIT中的研究進(jìn)展

2.1 Bregs與Tregs Tregs是一類對體內(nèi)炎癥及自身免疫反應(yīng)有抑制作用的T 細(xì)胞亞群,1995年Sakaguchi等[29]發(fā)現(xiàn)Tregs具有強(qiáng)大的免疫抑制作用,可促進(jìn)自體免疫耐受并維持免疫系統(tǒng)平衡,它的功能失常與自身免疫性疾病的發(fā)生關(guān)系密切[30]。AIT 的目的是誘導(dǎo)和維持無害環(huán)境和自身抗原的免疫耐受,在這一過程中誘導(dǎo)生成Tregs是極為重要的一步[31]。關(guān)于Tregs在AIT 中的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制,既往已經(jīng)研究頗多[5,30],對B 細(xì)胞來說,Tregs除了可以產(chǎn)生與之相似的IL-10、TGF-β、IL-35 等細(xì)胞因子,還可誘導(dǎo)過敏原特異性Ig G4 和抑制過敏原特異性IgE 的產(chǎn)生。Bregs主要通過分泌細(xì)胞因子對Tregs進(jìn)行調(diào)節(jié)。最初主要在貓主人和養(yǎng)蜂人中進(jìn)行了關(guān)于免疫耐受的研究,發(fā)現(xiàn)對變應(yīng)原健康反應(yīng)的特征是誘導(dǎo)產(chǎn)生IL-10的Tr1細(xì)胞和阻斷型IgG4抗體,而過敏反應(yīng)為Th2 型細(xì)胞及IgE 的過度產(chǎn)生[32]。Suárez-Fueyo等[33]通過對58例成人花粉過敏患者在舌下脫敏治療過程中外周血中細(xì)胞因子的變化用流式細(xì)胞術(shù)進(jìn)行分析對比后發(fā)現(xiàn),Tregs細(xì)胞水平在外周血中明顯增多。Yamanaka等[34]將對柳杉花粉過敏的患者 (29例)分為安慰劑對照組及舌下脫敏治療組,治療組接受預(yù)防性舌下脫敏5個月后花粉癥的發(fā)生率明顯下降,而通過流式細(xì)胞術(shù)分析,提示Tr1 細(xì)胞、Br1 細(xì)胞在治療組和對照組均增加。Amu等[35]將來自蠕蟲感染的小鼠脾臟產(chǎn)生IL-10的B細(xì)胞進(jìn)行表型分離,轉(zhuǎn)移至卵清蛋白致敏小鼠,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生IL-10的B 細(xì)胞可以通過誘導(dǎo)Tregs細(xì)胞,防止卵清蛋白誘導(dǎo)的過敏性氣道炎癥。同樣,Kim 等[36]通過建立牛奶酪蛋白誘導(dǎo)小鼠食物過敏模型,發(fā)現(xiàn)小鼠腸系膜產(chǎn)IL-10的調(diào)節(jié)性CD5+B 細(xì)胞通過調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞抑制小鼠牛奶酪蛋白誘導(dǎo)的過敏性反應(yīng),這種作用是1L-10依賴性的。Liu等[17]通過建立腸道Th2炎癥小鼠模型,用流式細(xì)胞術(shù)對腸道的一群耐受性B 細(xì)胞 (tolerogenic B cells,TolBCs)進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)作用分析,發(fā)現(xiàn)該群細(xì)胞表達(dá)CX3CR1、CD5+、CD19+,可以產(chǎn)生TGF-β,用Th0細(xì)胞與TolBCs亞群共培養(yǎng)可產(chǎn)生CD4+CD25+Foxp3+Treg,而TolBCs的過繼轉(zhuǎn)移則顯著抑制了小鼠食物過敏引起的小腸Th2 模式炎癥。提示該群細(xì)胞能夠在小腸中誘導(dǎo)Tregs,同時抑制小鼠食物過敏相關(guān)的Th2 模式炎癥。而Shen等發(fā)現(xiàn)Breg產(chǎn)生的IL-35可以誘導(dǎo)Tregs的擴(kuò)增[27]。

2.2 Bregs與濾泡型輔助性T 細(xì)胞 (follicular T helper,Tfh) Tfh是一種CD4+T 細(xì)胞,表達(dá)B 細(xì)胞濾泡歸巢趨化因子受體CXCR5,通過細(xì)胞接觸機(jī)制 (CD40L、ICOS等)及分泌細(xì)胞因子 (IL-21),Tfh誘導(dǎo)和促進(jìn)抗原特異性B細(xì)胞免疫球蛋白的類別轉(zhuǎn)換及高親和力抗體的產(chǎn)生[37]。目前已知在機(jī)體循環(huán)中有3個Tfh細(xì)胞亞組：Tfh1、Tfh2和Tfh17。黃璇等[38]選取25 例急性發(fā)作期、20 例緩解期哮喘患者及20例健康對照者作為研究對象,經(jīng)FMC 檢測外周血中循環(huán)Tfh百分率,ELISA 法檢測血清中總IgE 水平,發(fā)現(xiàn)Tfh 細(xì)胞數(shù)量在哮喘患者中明顯增多,尤其是Tfh2細(xì)胞,比率 (Tfh2/Tfh1)與血液中總IgE 水平呈正相關(guān)。Kamekura等[39]在23例鼻炎患者、19例鼻炎合并哮喘患者和24例健康對照者的外周血標(biāo)本中,亦發(fā)現(xiàn)有相似的現(xiàn)象,過敏性鼻炎患者外周血標(biāo)本中的Tfh增多且明顯偏向 Tfh2 細(xì)胞,且與Bregs 的減少呈正相關(guān)。Coquet等[40]在粉塵螨致敏的小鼠模型中發(fā)現(xiàn),Tfh 分泌的IL-21促進(jìn)了肺部的2型炎癥,加強(qiáng)了Th2細(xì)胞因子的產(chǎn)生及功能。因此,有理由認(rèn)為過敏性疾病與Tfh 功能亢進(jìn)有關(guān)。人類T 細(xì)胞在IL-12和IL-21存在下多克隆刺激可產(chǎn)生Tfh細(xì)胞,Tfh可誘導(dǎo)B細(xì)胞最終分化為漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞。新近Achour等[41]根據(jù)這一基礎(chǔ)進(jìn)行了人體外細(xì)胞培養(yǎng)實驗,純化來源于兒童扁桃腺組織和成人脾臟組織的T、B細(xì)胞,用IL-12和IL-21 刺激培養(yǎng)幼稚T 細(xì)胞,得到Tfh細(xì)胞,同時刺激培養(yǎng)得到Bregs,將二者共同培養(yǎng),采用流式細(xì)胞技術(shù)和ELISA 檢測該過程中各相關(guān)細(xì)胞、細(xì)胞因子及免疫球蛋白水平,發(fā)現(xiàn)Bregs可抑制Tfh的產(chǎn)生和功能,擴(kuò)大濾泡調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞 (follicular regulatory T,Tfr)數(shù)量,并抑制Tfh細(xì)胞介導(dǎo)的抗體分泌,提示Bregs細(xì)胞可以通過調(diào)節(jié)Tfh細(xì)胞來干擾生發(fā)中心反應(yīng),抑制免疫應(yīng)答。

2.3 Bregs產(chǎn)生的IgG4 在人類B細(xì)胞表達(dá)IgG 的4個亞類 (IgG1、IgG2、IgG3、IgG4)中,IgG4是血清中含量最少的一類,約占B 細(xì)胞IgG 總量的4%,但其水平在AIT治療中可高達(dá)75%[42],由Br1細(xì)胞特異性產(chǎn)生[15]。Br1可通過IL-10介導(dǎo)的抑制作用并將體液應(yīng)答導(dǎo)向IgG4來促進(jìn)AIT 期間的變應(yīng)原耐受,也可特異性地上調(diào)IgG4產(chǎn)生[32]。IgG4有一些獨特的特點,使之在免疫耐受中發(fā)揮重要作用：首先IgG4抗體通過具有不同特異性的IgG4分子之間的交換重-輕鏈對來交換Fab臂 (因此可稱其為動態(tài)分子),這導(dǎo)致雙特異性抗體的產(chǎn)生,使之具有顯著降低的交聯(lián)能力;其次IgG4鉸鏈區(qū)的特定結(jié)構(gòu)對某些Fcγ受體親和力較低,并且IgG4不能固定補(bǔ)體;最后,IgG4是阻斷性抗體,其通過與Ig E競爭結(jié)合于抗體而阻止效應(yīng)細(xì)胞的活化和脫顆粒[43]。在AIT 期間過敏原特異性IgE 的初期表現(xiàn)為升高,隨后逐漸降低,同時過敏原特異性IgG4抗體則逐漸增加,在連續(xù)使用過敏原的AIT 過程中,血清IgG4 明顯增加,導(dǎo)致過敏原特異性IgE∶IgG4 比例降低,對于AIT,臨床癥狀的改善往往發(fā)生在血清Ig E 降低之前,因此療效并不與特異性IgE 水平的降低相對應(yīng)。因此,AIT 似乎誘導(dǎo)了保護(hù)性免疫應(yīng)答,而不是通過減少IgE 起作用。只有長期來看,這種保護(hù)性免疫機(jī)制才可能導(dǎo)致IgE 的減少[30]。雖然在停止AIT 治療1年后,免疫反應(yīng)性IgG/IgG4水平減少了80%至90%,但I(xiàn)gG 相關(guān)的對血清Ig E抑制活性仍會堅持?jǐn)?shù)年,顯示了持續(xù)的免疫耐受效果[44-46]。

2.4 其他 此外,Bregs還可以通過抑制效應(yīng)T 細(xì)胞增殖和細(xì)胞因子的產(chǎn)生來支持AIT。Bregs可以直接抑制效應(yīng)T細(xì)胞,也可以通過分泌IL-10等細(xì)胞因子抑制樹突狀細(xì)胞間接抑制效應(yīng)性T 細(xì)胞。已經(jīng)在過敏原耐受性方面進(jìn)行了研究的人類Bregs子集是Br1 細(xì)胞,Wu等[23]收集對比了20例雞蛋過敏患者 (男女比例1∶1)和10例健康成人的外周血標(biāo)本,采用流式細(xì)胞術(shù)、ELISA 及實時熒光PCR 等技術(shù),發(fā)現(xiàn)表達(dá)CX3CR1 的B 細(xì)胞 (Br1)可通過分泌TGF-β有效地抑制抗原特異性效應(yīng)CD4+T 細(xì)胞的增殖。Braza等[47]在屋塵螨誘導(dǎo)過敏性哮喘小鼠模型中,采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表型分析,發(fā)現(xiàn)過繼轉(zhuǎn)移小鼠CD9+Breg細(xì)胞后可以經(jīng)IL-10依賴性方式抑制Th2和Th17驅(qū)動的炎癥來使氣道炎癥和肺功能正?；?從而恢復(fù)肺組織中有利的免疫學(xué)平衡。進(jìn)一步研究顯示,注射CD9+Breg可控制肺效應(yīng)T 細(xì)胞的擴(kuò)增,從而允許在肺中建立有利的Tregs/效應(yīng)T 細(xì)胞比例。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突