再生障礙性貧血發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

吳小凡 周永明

摘 要 再生障礙性貧血（AA）的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，可能涉及造血干細(xì)胞缺陷、免疫功能異常和信號通路等各個環(huán)節(jié)。本文從端粒及相關(guān)蛋白缺陷、免疫功能失調(diào)和信號通路異常等方面綜述AA發(fā)病機(jī)制，以便為臨床研究和治療提供思路和方法。

關(guān)鍵詞 再生障礙性貧血 發(fā)病機(jī)制 血液病

中圖分類號：R551.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-1533（2019）21-0038-05

Research progress in pathogenesis of aplastic anemia*

WU Xiaofan**， ZHOU Yongming***

（Yueyang Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine， Shanghai University of Traditional Chinese Medicine， Shanghai 200437， China）

ABSTRACT The pathogenesis of aplastic anemia （AA） has not been fully elucidated and it is possibly involved in hematopoietic stem cell defects， immune dysfunction and signaling pathways. The pathogenic mechanism of AA is reviewed from the aspects of telomere and related protein defects， immune dysfunction and signal pathway abnormalities so as to provide ideas and methods for clinical research and treatment.

KEy WORDS aplastic anemia； pathogenesis； blood disease

再生障礙性貧血（aplastic anemia，AA）是一種以外周全血細(xì)胞減少和骨髓造血細(xì)胞增生低下為主的獲得性骨髓衰竭性疾病。據(jù)流行病學(xué)研究統(tǒng)計，中國再生障礙性貧血的年發(fā)病率為7.4/10萬，男女發(fā)病率相等，發(fā)病年齡主要以15～25歲的年輕人及60歲上的老年人為主，與其他國家相比，國內(nèi)的再生障礙性貧血發(fā)病率更高[1]。目前，臨床上以免疫抑制療法為主，雖然一部分患者取得了滿意的療效，但仍有30%左右的病人治療無效或者復(fù)發(fā)[2]，而長期使用免疫抑制劑容易導(dǎo)致患者感染甚至患上腫瘤。由于AA的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，至今尚缺乏理想的治療方法。因此，本文將從端粒及相關(guān)蛋白缺陷、免疫功能失調(diào)和信號通路異常以及其他相關(guān)方面對AA的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行綜述。

1 端粒及相關(guān)蛋白缺陷

端粒是由端粒DNA和端粒相關(guān)蛋白組成的一種復(fù)合體結(jié)構(gòu)。王琰等[3]通過實驗發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，AA患者端粒長度縮短，同時發(fā)現(xiàn)AA患者的P53 mRNA及P21的mRNA表達(dá)水平均較正常對照組明顯升高。根據(jù)結(jié)果推測，由于端粒長度縮短導(dǎo)致端粒功能受損，進(jìn)而出現(xiàn)DNA損傷，從而引發(fā)P53等基因激活，導(dǎo)致造血細(xì)胞功能受損。而宋佳音等[4]通過臨床實驗發(fā)現(xiàn)對照組與AA組的端粒酶活性有較大差別，其中AA組陽性例較對照組高，并推測端粒酶活性與AA的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。B？r等[5]認(rèn)為端粒酶或其他端粒成分突變導(dǎo)致端粒長度縮短，過早地限制了干細(xì)胞的增殖潛力，導(dǎo)致組織更新能力降低。研究者采用端粒酶激活基因靶向治療端粒短小的AA小鼠，發(fā)現(xiàn)這種治療方法可以顯著增加小鼠端粒長度，并且有效提高AA小鼠的存活率，所以端粒酶基因靶向療法可能是AA的一種新的治療策略。王琰等[6]通過臨床實驗發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，AA患者M(jìn)RE11（減數(shù)分裂重組蛋白11）mRNA和Ku80（DNA末端修復(fù)結(jié)合蛋白）mRNA表達(dá)水平明顯降低，提示MRE11和Ku80的表達(dá)水平的降低可能與AA的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

2 免疫功能失調(diào)

2.1 自然殺傷細(xì)胞與AA

自然殺傷（NK）細(xì)胞是來源于造血干細(xì)胞（HSCs）或常見淋巴祖細(xì)胞（CLP）的大顆粒淋巴細(xì)胞[7]。既往的研究[8]發(fā)現(xiàn)，NK細(xì)胞的功能主要由NKG2D激活，而介導(dǎo)的免疫機(jī)制可能是通過觸發(fā)穿孔素介導(dǎo)的T細(xì)胞殺傷來實現(xiàn)。此外，NK細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用的發(fā)揮主要依賴于細(xì)胞溶解蛋白（如穿孔蛋白和顆粒酶）的產(chǎn)生和釋放[9-11]。Chen等[12]發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重再生障礙性貧血（SAA）患者NK細(xì)胞中NKG2D和NKp46表達(dá)過量，NKG2A表達(dá)不足，導(dǎo)致NK細(xì)胞毒性增強(qiáng)，NK細(xì)胞調(diào)節(jié)T細(xì)胞方式是通過減少CD8+ T細(xì)胞分泌的IFN-g從而限制自身CD8+ T細(xì)胞免疫。另外，Zhang等[13]發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞免疫球蛋白黏蛋白-3（TIM-3）是一種重要的免疫調(diào)節(jié)因子，未經(jīng)治療的SAA患者的CD56dim NK和TIM-3含量較正常人減少，而經(jīng)過藥物治療后，TIM-3的表達(dá)水平恢復(fù)正常，推斷NK細(xì)胞功能障礙可能與TIM-3的表達(dá)水平下降有關(guān)，而NK細(xì)胞功能的改變可能誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞功能異常，導(dǎo)致骨髓造血功能受損。

2.2 樹突狀細(xì)胞與AA

樹突狀細(xì)胞（DC）是免疫系統(tǒng)中的主要抗原提呈細(xì)胞（antigen presenting cell，APC），其主要功能是處理抗原并將抗原信息傳遞給免疫細(xì)胞。鄭萌穎等[14]研究發(fā)現(xiàn)，SAA患者的mDC細(xì)胞中的PKM2（丙酮酸激酶M2型）含量及PKM2 mRNA水平相較于對照組均升高，提示PKM2的含量與SAA的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，并推測PKM2含量增高也可以作為AA患者早期的檢測指標(biāo)。Shao等[15]實驗發(fā)現(xiàn)SAA患者的mDC數(shù)量增加，并認(rèn)為mDC數(shù)量變化與疾病的階段有關(guān)，并推測T淋巴細(xì)胞的異常激活與mDC的數(shù)量增加及共刺激分子的表達(dá)上調(diào)有關(guān)。李仲龍等[16]研究發(fā)現(xiàn)，相較于對照組，含IL-27的實驗組可以促進(jìn)DC細(xì)胞的增殖及DC表面共刺激分子表達(dá)上調(diào)，提示IL-27與DC細(xì)胞增殖有關(guān)，而免疫機(jī)制的異常最終導(dǎo)致AA的發(fā)生。

2.3 T淋巴細(xì)胞與AA

2.3.1 CD8+ T細(xì)胞與AA

CD4+/CD8+的平衡在免疫調(diào)節(jié)中至關(guān)重要，而CD8+ T淋巴細(xì)胞數(shù)量變化與AA的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)。巫進(jìn)明等[17]研究TRAIL（腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體）和TRAIL-R2（TRAIL受體2）在SAA患者外周血CD8+ T細(xì)胞的表達(dá)變化，與正常對照組相比，初診AA組CD8+ T細(xì)胞中TRAIL、TRAIL-R2陽性表達(dá)率及蛋白表達(dá)量均偏低，同時SAA患者CD8+ T細(xì)胞中TRAIL表達(dá)水平與中性粒細(xì)胞計數(shù)、網(wǎng)織紅細(xì)胞百分比均呈顯著正相關(guān)關(guān)系，CD8+ T細(xì)胞的異常激活與CD8+ T細(xì)胞表面TRAIL和TRAIL-R2表達(dá)降低有關(guān)，并推測TRAIL系統(tǒng)被抑制可能促進(jìn)CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞激活，進(jìn)而促進(jìn)CD8+細(xì)胞毒性T細(xì)胞分泌殺傷因子，導(dǎo)致骨髓造血細(xì)胞凋亡。曾立浩等[18]通過流式細(xì)胞術(shù)等檢測外周血CD8+ T細(xì)胞SLAMF6（信號轉(zhuǎn)導(dǎo)淋巴細(xì)胞激活分子）表達(dá)量，與正常對照組相比，發(fā)現(xiàn)初治SAA患者組SLAMF6表達(dá)量明顯偏低，初治SAA患者組SLAMF6表達(dá)量與PLT和中性粒細(xì)胞絕對值均正相關(guān)，與穿孔素、顆粒酶B、IFN-g表達(dá)量均呈負(fù)相關(guān)，采用anti-SLAMF6 Ab阻斷該信號分子后，該組穿孔素、顆粒酶B、IFN-g表達(dá)量較未處理組明顯增多，提示SAA的發(fā)病機(jī)制與CD8+ T細(xì)胞SLAMF6表達(dá)量密切相關(guān)。

2.3.2 Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞失衡與AA

Th1/Th2兩者在免疫應(yīng)答過程中起著關(guān)鍵性作用，而AA的發(fā)生與Th1/Th2比例失衡有重要關(guān)系。盧遠(yuǎn)強(qiáng)等[19]認(rèn)為，骨髓造血功能被抑制主要與Th1和Th2之間的平衡關(guān)系相關(guān)，隨著平衡向Th1偏移，Th1和其產(chǎn)生的IFN-g的含量越高，造血功能抑制越嚴(yán)重。Abdoel等[20]研究發(fā)現(xiàn)，LAT（激活跨膜轉(zhuǎn)換蛋白）的改變會引起T細(xì)胞的數(shù)量及功能發(fā)生改變。Sheng等[21]研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，SAA患者中LAT和其相關(guān)分子（ZAP-70）表達(dá)增高，而且LAT的表達(dá)量增高，其穿孔素和顆粒酶B的表達(dá)量也會增高，并且LAT過表達(dá)使CD4+和CD8+ T細(xì)胞數(shù)量增高，并推測LAT的表達(dá)增加可能導(dǎo)致T細(xì)胞功能亢進(jìn)，從而使Th1/Th2亞群失衡，使IFN-g產(chǎn)生增加，導(dǎo)致造血細(xì)胞損傷。LAT的表達(dá)量可能與AA的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，因此，抑制LAT的表達(dá)可能是AA治療的新理念。

2.3.3 Treg細(xì)胞與AA

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory T cells，Treg）是CD4+ T細(xì)胞中一種具有調(diào)節(jié)免疫功能的亞群（占5%～10%）[22]。Shi等[23]發(fā)現(xiàn)來自AA患者骨髓中的Tregs顯示出明顯的數(shù)量不足及功能缺陷。Treg比例降低與SAA發(fā)病機(jī)制有關(guān)，也與SAA病情嚴(yán)重程度相關(guān)，Treg比例的高低與疾病的嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)。齊薇薇等[24]根據(jù)研究結(jié)果推測SAA發(fā)病的機(jī)制可能為Treg數(shù)量減少，調(diào)節(jié)免疫功能降低，從而導(dǎo)致DC、效應(yīng)T細(xì)胞數(shù)量增多，外周血T細(xì)胞亞群失衡，細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞數(shù)量增多、功能亢進(jìn)，導(dǎo)致骨髓造血干細(xì)胞損傷。Kallies等[25]和Martins等[26]發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞Blimp-1表達(dá)水平較高，Treg的數(shù)量及功能與Blimp-1（B細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白1）有著密切的關(guān)系。而Blimp-1缺陷的Treg的免疫調(diào)控功能受損，進(jìn)而導(dǎo)致免疫性疾病的發(fā)生[26]。陳啟慧等[27]研究發(fā)現(xiàn)調(diào)控基因Prdm1（正向調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域鋅指蛋白1）表達(dá)水平與Treg數(shù)量呈正相關(guān)關(guān)系，提示Blimp-1及Prdm1表達(dá)的下調(diào)與AA的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān)，推測其發(fā)病機(jī)制是由于Prdm1表達(dá)減少，導(dǎo)致Treg增殖障礙、功能異常并進(jìn)一步介導(dǎo)AA發(fā)病，但Blimp-1與Treg在AA發(fā)病中的具體作用及因果關(guān)系暫無法確定，需進(jìn)一步實驗去驗證其中的調(diào)控機(jī)制。Kordasti等[28]的研究發(fā)現(xiàn)，Treg B在IST（免疫抑制劑治療）應(yīng)答患者中的表達(dá)占優(yōu)勢，IST患者中的Treg B數(shù)量顯著升高，認(rèn)為Treg B細(xì)胞增殖可能可更好地控制AA患者的免疫應(yīng)答，并提出采用低劑量IL-2治療AA的新治療理念，以增加Treg細(xì)胞數(shù)量，達(dá)到治療再生障礙性貧血的目的。

2.3.4 Treg/Th17細(xì)胞與AA

研究表明Treg和Th17亞群在免疫調(diào)節(jié)中具有相反的作用[29]，Treg/Th17兩者是CD4+ T細(xì)胞兩種的亞群，兩者生理上相互抑制，維持動態(tài)平衡，在機(jī)體免疫防御及免疫自我穩(wěn)定中發(fā)揮重要作用[30]。王娜等[31]發(fā)現(xiàn)，AA患者中Treg/Th17調(diào)節(jié)失衡是疾病發(fā)生的關(guān)鍵因素，并推測比例失衡的程度與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)。黃中迪等[32]在臨床治療中研究發(fā)現(xiàn)，治療組的Treg/Th17比例明顯高于對照組，推測改善AA患者的貧血、出血癥狀，提升機(jī)體造血功能可能與調(diào)節(jié)Treg/Th17的比值有關(guān)。Li等[33]研究輸注骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞治療難治性AA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BMMSCs可以調(diào)節(jié)慢性AA患者中Th1， Th2，Th17和Treg細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞因子的水平，并且通過Notch/RBP-J/FOXP3/RORgt途徑參與調(diào)節(jié)Treg/ Th17平衡，同樣，在動物實驗中也得到了相關(guān)論證。目前，較多實驗均證實AA與Treg/Th17的比值有關(guān)，而Treg/ Th17的比值是否可以成為AA的早期檢測指標(biāo)需要進(jìn)一步研究。

2.3.5 補(bǔ)體系統(tǒng)與AA

補(bǔ)體系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時，可以保護(hù)生物體免受病原體侵害。當(dāng)平衡被破壞時，補(bǔ)體系統(tǒng)可能會攻擊細(xì)胞和組織，引起多種炎癥反應(yīng)和自身免疫疾病[34]。血清補(bǔ)體（complement component 1q，C1q）是補(bǔ)體經(jīng)典激活途徑重要的啟動分子。C1q通過識別IgG或IgM免疫復(fù)合物中抗體Fc片段的補(bǔ)體結(jié)合位點，由此激活級聯(lián)反應(yīng)來清除抗原抗體復(fù)合物[35]。Ding等[36]發(fā)現(xiàn)，與正常受試者相比，NSAA（非重型再生障礙性貧血）患者的各種蛋白質(zhì)表達(dá)不同，蛋白質(zhì)通路分析表明，與正常對照相比，NSAA患者體液免疫途徑相關(guān)蛋白的表達(dá)是異常的。結(jié)果表明NSAA的發(fā)病機(jī)制可能與特異性抗原刺激有關(guān)，其導(dǎo)致抗原提呈細(xì)胞的活化，使Th細(xì)胞平衡遭到破壞，Th2細(xì)胞增多并激活B細(xì)胞產(chǎn)生抗體，破壞骨髓中的造血細(xì)胞，同時也表明補(bǔ)體系統(tǒng)在NSAA中具有重要作用，而NSAA的新的治療方向可能是平衡補(bǔ)體成分的穩(wěn)定性。

3 細(xì)胞信號通路異常

3.1 mTOR信號通路與AA

哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）是具有調(diào)控細(xì)胞生長、增殖、分化過程作用的一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶[37-38]。張曉東等[39]發(fā)現(xiàn)，相較于正常健康對照組，AA組小鼠骨髓中mTOR及S6K1的表達(dá)明顯較高，且mTOR與S6K1呈正相關(guān)。而且隨著mTOR及S6K1的表達(dá)增加，其外周血細(xì)胞水平越低，提示mTOR及S6K1參與了AA小鼠骨髓的脂肪化，促進(jìn)脂肪細(xì)胞的增多及造血細(xì)胞減少。魏芳等[40]采用激光共聚焦等方法發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，其中AA組p-mTOR和過氧化物酶體增殖物激活受體g（PPARg）蛋白的熒光強(qiáng)度和脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化率均較高；與未干預(yù)組對比，經(jīng)雷帕霉素干預(yù)組的PPARg蛋白和脂肪轉(zhuǎn)化率明顯下降，提示骨髓脂肪化機(jī)制可能與mTOR信號調(diào)控PPARg的表達(dá)有關(guān)。鑒于mTOR參與AA的發(fā)病，其抑制劑或拮抗劑是否可以改善或治療AA尚需進(jìn)一步研究。

3.2 MAPK信號通路與AA

MAPK是一類主要以調(diào)控細(xì)胞增殖和凋亡信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的絲/蘇氨酸蛋白激酶，其作用與細(xì)胞的生長、增殖、分化、黏附及凋亡等有關(guān)[41]。施海濤等[42]研究發(fā)現(xiàn)患者骨髓基質(zhì)細(xì)胞內(nèi)MEK1/2和p-ERK1/2蛋白表達(dá)水平均低于正常組，p-P38和p-JNK蛋白表達(dá)水平均高于正常組。由此推斷MAPK信號通路異常與AA發(fā)病機(jī)制有關(guān)以及p-P38的異常影響了造血干細(xì)胞的存活；同時推斷p-P38可以作為AA患者疾病發(fā)病狀態(tài)的檢測指標(biāo)。張愛萍等[43]通過研究發(fā)現(xiàn)再生障礙小鼠骨髓組織和細(xì)胞中MEK1/2、p-MEK1/2、ERK1/2和p-ERK1/2蛋白的表達(dá)較正常對照組下降，而其治療組中上列各項蛋白表達(dá)水平均上升。由此推斷AA可能與MEK1/2、ERK1/2蛋白激酶低表達(dá)及其磷酸化水平下降有關(guān)，并推測MEK1/2及p-MEK1/2蛋白下調(diào)后可能導(dǎo)致ERK1/2和p-ERK1/2蛋白水平降低，使信號從胞質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)至胞核的過程出現(xiàn)障礙，其下游轉(zhuǎn)錄因子如AP-1等作用減弱，導(dǎo)致造血干細(xì)胞的增殖、分化能力下降，對抗造血干細(xì)胞凋亡作用減弱，從而引發(fā)了AA的發(fā)生。綜上所述，MAPK/ERK信號通路與AA發(fā)病機(jī)制有關(guān)。

3.3 Notch信號通路與AA

Notch信號主要在調(diào)節(jié)成年生命體中組織穩(wěn)態(tài)、細(xì)胞分化、增殖、凋亡起到關(guān)鍵作用[44]。鄧姝等[45]研究發(fā)現(xiàn)，AA患者中間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）與Notch信號通路相關(guān)蛋白、基因表達(dá)受抑制，并發(fā)現(xiàn)VEGF可通過阻斷S期細(xì)胞促進(jìn)AA患者M(jìn)SC的增殖，抑制其凋亡，故推測VEGF通過Notch信號通路來調(diào)控AA患者M(jìn)SC，從而改善骨髓的造血功能。

4 病毒感染及其他

近年來發(fā)現(xiàn)EB病毒（Epstein-Barr virus，EBV）感染會引起免疫功能失衡。最近，Zhang等[46]研究發(fā)現(xiàn)，相對于正常健康對照組，大多數(shù)的SAA患者的CD8+ T細(xì)胞具有較高的EBNA-1 DNA表達(dá)，而且隨著EBNA-1 DNA表達(dá)水平的上升，CD8+ T細(xì)胞的活力同步增加，而其凋亡率沒有變化，而且在敲除EBNA-1基因后，患者的CD8+ T細(xì)胞功能下降，端粒酶B和穿孔素的表達(dá)明顯降低，推測EBV可能影響SAA患者的CD8+ T細(xì)胞的功能。EBV可能與AA的免疫機(jī)制異常有相關(guān)性，但EBV是否與AA疾病有必要關(guān)聯(lián)性？這也需要更多的臨床實驗數(shù)據(jù)來驗證。

綜上所述，AA是一種難治性血液病，其發(fā)病機(jī)制是免疫機(jī)制異常及與其他異常共同引起的，而免疫機(jī)制異常在AA發(fā)病機(jī)制占據(jù)核心地位[47]。因此只有對AA的發(fā)病機(jī)制進(jìn)行深入的研究，揭示其病理機(jī)制，才能得到最佳的治療方法。目前臨床上關(guān)于如何提高治療的有效率，如何延長患者的生存期及降低患者對治療藥物的耐藥性都值得進(jìn)一步的研究。

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