PD-1/PD-L1在系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者疾病活動(dòng)中作用的研究進(jìn)展

陳雁飛，陳衛(wèi)紅，王瑞婷，汪鈺涵

(1. 蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 風(fēng)濕免疫科，蘭州 730000；2. 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，蘭州 730000)

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)是一種以病理性自身抗體和免疫復(fù)合物形成并導(dǎo)致多器官、多組織損傷的慢性自身免疫性疾病，具體發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明。研究認(rèn)為T、B細(xì)胞的異?；罨⒖贵w的過量產(chǎn)生以及免疫功能的紊亂是疾病進(jìn)展的免疫病理基礎(chǔ)。最近研究證實(shí)，SLE患者免疫功能的失調(diào)不僅與適應(yīng)性免疫有關(guān)，固有免疫也在其中發(fā)揮重要作用[1-2]。

PD-1也稱CD279，屬B7/CD28超家族，相對(duì)分子質(zhì)量50 000～55 000，是Ⅰ型跨膜糖蛋白，由1個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域、1個(gè)免疫球蛋白可變區(qū)樣結(jié)構(gòu)域和1個(gè)胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域3部分組成。PD-1主要表達(dá)于T細(xì)胞、活化的單核細(xì)胞、DC、B細(xì)胞以及 NKT細(xì)胞等表面。PD-1的2個(gè)配體分別為PD-L1和PD-L2，均屬B7/CD28超家族，PD-L2比起PD-L1表現(xiàn)出更高的與PD-1親和力。PD-L1不僅可表達(dá)于小鼠的T、B細(xì)胞、DC、肥大細(xì)胞等，同時(shí)也在胰腺、腎臟、脾臟和胎盤等器官中的非造血細(xì)胞表面表達(dá)，在細(xì)胞受到外界刺激時(shí)其表達(dá)水平會(huì)上調(diào)。

研究證實(shí)，PD-1/PD-L1通路可通過調(diào)節(jié)T、B細(xì)胞免疫反應(yīng)以及誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫耐受，在自身免疫性疾病等的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[3-4]。本文就PD-1/PD-L1及主要所涉免疫細(xì)胞在SLE發(fā)病機(jī)制中的作用作一綜述，以揭示PD-1/PD-L1在SLE疾病發(fā)生及進(jìn)展中的重要性。

1 SLE患者免疫細(xì)胞表面PD-1/PD-L1的表達(dá)

1.1 B細(xì)胞SLE患者體內(nèi)廣泛的B細(xì)胞異常活化與SLE的發(fā)病密切相關(guān)，而且異常激活的B細(xì)胞參與了疾病發(fā)生發(fā)展的幾乎整個(gè)過程，包括細(xì)胞因子的釋放、抗原提呈以及相應(yīng)致病性抗體的產(chǎn)生。此外，異常激活的B細(xì)胞還可通過抗原提呈過程及多種細(xì)胞因子的釋放調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化和極化，這對(duì)于SLE的發(fā)病及病情進(jìn)展同樣有著促進(jìn)作用[5]。謝長好等[6]及陸楊等[7]研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者CD19+B細(xì)胞表面PD-L1陽性率明顯低于健康對(duì)照組，且活動(dòng)組低于穩(wěn)定組，在狼瘡腎炎患者中同樣如此。這說明CD19+B細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)與SLE病情活動(dòng)度有關(guān)，且與其嚴(yán)重程度有關(guān)。SLE患者外周血中B細(xì)胞PD-L1表達(dá)異常，該分子可通過干預(yù)多條信號(hào)通路使B細(xì)胞的活化及功能處于失調(diào)狀態(tài)：(1)SLE患者B細(xì)胞表面PD-L1表達(dá)減少，PD-1/PD-L1通路傳遞給T細(xì)胞的負(fù)信號(hào)減弱，共刺激信號(hào)相對(duì)增強(qiáng)，有利于T細(xì)胞活化；(2)持續(xù)存在的活化T細(xì)胞又可輔助進(jìn)一步激活B細(xì)胞，如自身反應(yīng)性B細(xì)胞等，使體內(nèi)產(chǎn)生更多的致病性自身抗體，加重病情進(jìn)展；(3)PD-L1可誘導(dǎo)Treg生成，SLE患者外周血中B細(xì)胞表面PD-L1表達(dá)減少可能會(huì)引起Treg的數(shù)量減少及功能紊亂，而Treg數(shù)量減少后可令與病情進(jìn)展相關(guān)的B細(xì)胞及分泌自身抗體的B細(xì)胞數(shù)量增加，從而導(dǎo)致自身抗體水平的進(jìn)一步增加，加速病情進(jìn)展[8]；(4)SLE患者B細(xì)胞表達(dá)PD-L1的減少使得PD-1/PD-L1通路向B細(xì)胞傳遞的負(fù)反饋調(diào)節(jié)信號(hào)減少，不能抑制B細(xì)胞的過度活化及隨后的免疫反應(yīng)進(jìn)程。

1.2 T細(xì)胞

1.2.1 CD4+/CD8+T細(xì)胞 SLE病情活動(dòng)者及狼瘡腎炎患者CD4+T細(xì)胞表面PD-1表達(dá)水平明顯升高，與自身抗體水平及病情活動(dòng)度呈正相關(guān)；PD-1+CD8+T細(xì)胞數(shù)的顯著增加與系統(tǒng)性紅班狼瘡疾病活動(dòng)指數(shù)(systemic lupus erythematosus disease activity index, SLEDAI)、尿蛋白定量呈正相關(guān)，而與補(bǔ)體C3水平呈負(fù)相關(guān)[9]。筆者推測(cè)異常的PD-1+CD8+T細(xì)胞可能是SLE的致病性T細(xì)胞，與病情活動(dòng)及器官損害關(guān)系密切。

1.2.2 CD4+CD28+/CD4+CD28-T細(xì)胞 CD28作為T細(xì)胞活化過程中必需的第二信號(hào)，參與了包括腫瘤免疫以及移植排斥反應(yīng)在內(nèi)的多種免疫相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展。賈孝云等[10]的研究顯示，SLE組患者外周血CD4+CD28-T細(xì)胞的表達(dá)水平較健康對(duì)照組明顯增加，且未合并腎炎組表達(dá)水平明顯低于并發(fā)腎炎組，同時(shí)其表達(dá)水平與疾病活動(dòng)指標(biāo)及相關(guān)臨床評(píng)價(jià)參數(shù)存在一定關(guān)聯(lián)，說明CD4+CD28-T細(xì)胞很可能參與了SLE患者的發(fā)病過程。SLE患者外周血中異常增高的CD4+CD28-T細(xì)胞及其亞群，因具有一定的細(xì)胞毒樣侵蝕特性以及活化不平衡和抗凋亡特性，可使病情遷延反復(fù)。國外研究發(fā)現(xiàn)，CD4+CD28+CD158+CD11ahiT細(xì)胞不僅是SLE患者的促炎性表觀遺傳和轉(zhuǎn)錄特征表型，而且與SLE患者的疾病活動(dòng)情況相關(guān)[10]。作為免疫抑制分子的重要成員之一，PD-1在維持淋巴細(xì)胞穩(wěn)態(tài)方面作用顯著。SLE患者CD4+CD28+/CD4+CD28-T細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平均較健康對(duì)照組上升，尤以CD4+CD28-T細(xì)胞表面PD-1的表達(dá)水平上升為最，與疾病活動(dòng)度的相關(guān)性更高[11]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，通過對(duì)CD28分子的阻斷抑制PD-1及其配體PD-L1的表達(dá)，可以延長狼瘡腎炎NZB/NZW小鼠的生存期[12]。

1.3 單核細(xì)胞研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者的單核細(xì)胞吞噬功能處于異常狀態(tài)，抗原提呈能力明顯增強(qiáng)，有向DC分化的傾向，且從單核細(xì)胞分化而來的DC能夠提呈自身抗原。謝長好等[13]的研究顯示，SLE患者外周血中CD14+單核細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)水平明顯高于對(duì)照組，且活動(dòng)組高于穩(wěn)定組；伴有腎炎的患者也明顯高于無腎炎者，并且與尿蛋白定量、SLEDAI、抗核抗體(antinuclear antibody, ANA)水平等呈正相關(guān)。這提示CD14+單核細(xì)胞表達(dá)PD-L1水平越高，自身抗體產(chǎn)生越多，疾病活動(dòng)度越高，病情也越嚴(yán)重。單核細(xì)胞表面表達(dá)的PD-L1在與PD-1特異性結(jié)合后，通過該通路傳遞的負(fù)性信號(hào)抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞的增殖及活化，有效減弱自身反應(yīng)性T細(xì)胞免疫應(yīng)答及靶器官的過度損害，同時(shí)下調(diào)初始自身反應(yīng)性T細(xì)胞向效應(yīng)T細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過程，起到負(fù)性調(diào)節(jié)作用，以避免機(jī)體遭受過度的損害。而當(dāng)疾病進(jìn)展時(shí)，隨著SLE患者體內(nèi)異常激活的T細(xì)胞增多，機(jī)體通過負(fù)反饋?zhàn)饔迷黾覲D-L1的表達(dá)水平，通過該通路的負(fù)性調(diào)節(jié)作用降低自身免疫反應(yīng)對(duì)組織器官的損害，從而保護(hù)機(jī)體。

1.4 中性粒細(xì)胞固有免疫細(xì)胞中的中性粒細(xì)胞是一類生存時(shí)間短卻有多種功能的細(xì)胞，其死亡方式途徑的改變，是自身抗原產(chǎn)生的重要來源[14]。中性粒細(xì)胞可通過多種途徑和通路限制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制作用，比如通過PD-1/PD-L1通路產(chǎn)生的負(fù)向反饋調(diào)節(jié)。SLE患者外周血中性粒細(xì)胞表面的PD-L1呈高表達(dá)狀態(tài)，并隨病情的加重而增加，即活動(dòng)組明顯高于穩(wěn)定組，同時(shí)SLE患者PD-L1+中性粒細(xì)胞百分比與常用監(jiān)測(cè)疾病活動(dòng)指標(biāo)中的SLEDAI、ANA、IgG和紅細(xì)胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate, ESR)等呈正相關(guān)。這說明異常增加的PD-L1+中性粒細(xì)胞是機(jī)體為了防止過強(qiáng)的免疫應(yīng)答造成組織損傷而產(chǎn)生的一種負(fù)反饋調(diào)節(jié)機(jī)制?？傮w而言，SLE患者外周血中性粒細(xì)胞表達(dá)PD-L1異常，與病情活動(dòng)性和嚴(yán)重程度以及致病性抗體的產(chǎn)生有關(guān)[15-16]。

1.5 NK細(xì)胞NK細(xì)胞是固有免疫系統(tǒng)中重要的組成部分，是最早被募集至炎癥部位的免疫細(xì)胞之一，具有免疫監(jiān)視、殺傷作用，可通過直接殺傷靶細(xì)胞，促進(jìn)炎癥反應(yīng)和調(diào)控細(xì)胞因子釋放等參與免疫調(diào)節(jié)。NK細(xì)胞各亞群在體內(nèi)不同部位生長和成熟，發(fā)育途徑相似但也不盡相同，因此，在SLE疾病過程中對(duì)各靶器官功能影響和疾病表現(xiàn)形式不一可能與此有關(guān)[17]。SLE患者NK細(xì)胞PD-1表達(dá)水平顯著增高，且與炎癥指標(biāo)ESR等呈正相關(guān)。同時(shí)，PD-1表達(dá)水平也與疾病臨床表現(xiàn)如發(fā)熱等呈正相關(guān)。這提示NK細(xì)胞表面高表達(dá)的PD-1或以介導(dǎo)其他通路的方式參與SLE的發(fā)病過程，而不通過負(fù)性共刺激分子發(fā)揮抑制作用，具體尚不明確[18]。

1.6 DCDC因其強(qiáng)大的抗原提呈作用被人們所熟知，同時(shí)在機(jī)體中還發(fā)揮著免疫應(yīng)答和誘導(dǎo)免疫應(yīng)答雙向調(diào)控的重要作用。SLE患者外周血中未成熟的DC由于存在自發(fā)活化的可能，即在未受到活化信號(hào)刺激的情況下，亦能自發(fā)高效提呈抗原，協(xié)同刺激T細(xì)胞增殖與分化，可使患者機(jī)體微環(huán)境中的免疫耐受狀態(tài)被破壞。機(jī)體受到外界刺激后，DC開始發(fā)揮其誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的作用，可通過向初始T細(xì)胞傳遞激活信號(hào)，使得靜息狀態(tài)下的初始T細(xì)胞被活化，誘導(dǎo)初始免疫應(yīng)答，從而調(diào)控免疫反應(yīng)和免疫耐受，作為橋梁在固有免疫與適應(yīng)性免疫之間發(fā)揮連接作用[19-20]。Mozaffarian等[21]研究發(fā)現(xiàn)，SLE患者疾病活動(dòng)期外周血中的單核細(xì)胞和DC表達(dá)PD-L1減少，疾病穩(wěn)定期PD-L1表達(dá)上升，疾病再次活動(dòng)時(shí)，PD-L1表達(dá)水平隨之下降，提示APC表面PD-L1的表達(dá)水平與SLE患者病情活動(dòng)度密切相關(guān)。DC能通過表達(dá)PD-L1引起外周血T細(xì)胞耐受，而抗PD-L1抗體能增加成熟和不成熟DC刺激效應(yīng)T細(xì)胞的能力，提示APC表面表達(dá)的PD-L1對(duì)外周免疫耐受及免疫應(yīng)答均非常重要，同時(shí)可以抑制效應(yīng)T細(xì)胞的功能，與SLE患者疾病進(jìn)展相關(guān)[6]。DC的免疫耐受失衡可使T、B細(xì)胞異常激活，進(jìn)而介導(dǎo)多器官、組織的損傷。DC是目前免疫抑制治療中最常用的靶細(xì)胞，使其停留在成熟前階段，并誘導(dǎo)其免疫耐受或可成為治療SLE的新潛在療法[22]。

2 PD-1/PD-L1在SLE病情活動(dòng)中的作用

SLE是一種多系統(tǒng)、多器官受累的自身免疫性疾病。SLE發(fā)病涉及多種通路和機(jī)制并最終導(dǎo)致機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的失衡，大量致病性自身抗體的產(chǎn)生造成組織損傷，而PD-1/PD-L1通路作為重要的免疫調(diào)節(jié)通路在其中發(fā)揮核心作用，通過連接各種不同的免疫細(xì)胞在SLE發(fā)病中發(fā)揮重要作用。

2.1 T/B細(xì)胞異?；罨龠M(jìn)致病性自身抗體的產(chǎn)生SLE患者B細(xì)胞表面PD-L1在與PD-1結(jié)合后可通過其下游的免疫受體酷氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif, ITIM)和免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序(immunoreceptor tyrosine-based switch motif, ITSM)磷酸化酪氨酸激酶Lyn，ITSM的α-氨基對(duì)羥苯丙酸殘基可通過SH2結(jié)構(gòu)域募集含有SH2結(jié)構(gòu)域的酪氨酸磷酸酶(SH2-containing tyrosine phosphatase, SHP)2，而SHP-2可使下游的信號(hào)分子包括Igα/β和脾臟酪氨酸激酶(spleen tyrosine kinase， Syk)進(jìn)一步去磷酸化，最終減弱下游分子的活化水平[23]，抑制B細(xì)胞的活化。因此，SLE患者B細(xì)胞的異?；罨蛊浞置诖罅恐虏⌒宰陨砜贵w，機(jī)體正反饋調(diào)節(jié)B細(xì)胞表面PD-L1的表達(dá)發(fā)揮負(fù)性調(diào)控作用減少自身反應(yīng)性B細(xì)胞對(duì)組織器官的損害。當(dāng)疾病持續(xù)進(jìn)展時(shí)，PD-L1被大量消耗后抑制作用減弱，不能延緩病情進(jìn)展。同時(shí)，患者外周血CD4+、CD8+T細(xì)胞表面PD-1的高表達(dá)促進(jìn)了T細(xì)胞增殖，形成異常免疫反應(yīng)循環(huán)鏈，使CD4+及CD8+T細(xì)胞成為致病性T細(xì)胞。SLE患者體內(nèi)B細(xì)胞通過共刺激分子的表達(dá)上調(diào)刺激T細(xì)胞，而激活的T細(xì)胞也可幫助自身反應(yīng)性B細(xì)胞合成自身抗體[24]。

2.2 T/B細(xì)胞之間的相互作用加重自身免疫反應(yīng)濾泡輔助性T細(xì)胞(T follicular helper cell, Tfh)是一類輔助性T細(xì)胞，可以持續(xù)表達(dá)CXCR5，在CXCR13(CXCR5的配體)的趨化作用下遷移至淋巴濾泡并高表達(dá)PD-1、誘導(dǎo)性共刺激分子(inducible costimulator, ICOS)；在生發(fā)中心通過其表達(dá)的ICOS與B細(xì)胞表面的ICOS配體結(jié)合，在Tfh自分泌或外分泌的IL-21的共同作用下，促進(jìn)B細(xì)胞的增殖與分化[25]。生理?xiàng)l件下，PD-1/ PD-L1信號(hào)通路通過：(1)抑制Tfh介導(dǎo)的B細(xì)胞活化，從而減少抗體的生成；(2)通過招募的SHP-2阻止諸如Igβ、Syk、磷酸酶Cγ2和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2的磷酸化從而直接抑制B細(xì)胞的活化和細(xì)胞因子的分泌[26]。因此，PD-1/PD-L1分子或可通過加強(qiáng)CD4+T細(xì)胞與B細(xì)胞之間的相互作用抑制適應(yīng)性免疫亢進(jìn)及病理性自身抗體產(chǎn)生，延緩患者病情的進(jìn)展[27]。

2.3 T細(xì)胞過度激活導(dǎo)致免疫反應(yīng)負(fù)調(diào)控機(jī)制失衡正常情況下，活化T細(xì)胞表面的PD-1可識(shí)別并結(jié)合DC、單核-巨噬細(xì)胞等APC表面的PD-L1，活化PD-1/PD-L1通路，繼而引起PD-1自身結(jié)構(gòu)改變發(fā)揮負(fù)性調(diào)節(jié)效應(yīng)。其下游的ITSM招募并激活SHP-1或SHP-2，從而抑制ZAP-70磷酸化，并阻止其與CD3ε結(jié)合，使Ras-MAPK以及鈣-鈣調(diào)素途徑的作用減弱，導(dǎo)致激活蛋白-1、活化T細(xì)胞核因子和核因子κB這3個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)水平下降，最終使T細(xì)胞增殖、分化和細(xì)胞因子分泌受到抑制[26，28]。因此，疾病進(jìn)展時(shí)，起初APC上調(diào)PD-L1的表達(dá)，以此抑制T細(xì)胞過度激活，但持續(xù)的病情活動(dòng)使得PD-L1被大量消耗，傳遞給T細(xì)胞的負(fù)性信號(hào)減弱，因此T細(xì)胞處于過度激活狀態(tài)，造成組織器官損害；同時(shí)該通路還能影響許多細(xì)胞因子的分泌，如下調(diào)IL-2和IFN-γ的分泌，一定程度上下調(diào)了機(jī)體免疫應(yīng)答水平，提示PD-1/PD-L1途徑可能提供了T細(xì)胞活化的負(fù)性共刺激信號(hào)[29]。

2.4 PD-L1+中性粒細(xì)胞、NK細(xì)胞參與SLE疾病抑制及發(fā)病全過程中性粒細(xì)胞可通過產(chǎn)生精氨酸酶1、活性氧類及負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用等抑制T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫抑制作用，因此異常增多的PD-L1+中性粒細(xì)胞可視為機(jī)體產(chǎn)生的一種負(fù)反饋調(diào)節(jié)產(chǎn)物[15]。SLE患者外周血中固有免疫細(xì)胞中的中性粒細(xì)胞及NK細(xì)胞表面可見PD-L1及PD-1高表達(dá)，并隨病情程度的加重而增加，均與SLE患者病情活動(dòng)情況密切相關(guān)。而SLE的發(fā)病涉及全身多系統(tǒng)、多器官，經(jīng)歷了靶器官自身抗體釋放、次級(jí)淋巴器官參與、免疫細(xì)胞歸巢至各個(gè)靶器官/組織以及后續(xù)組織損害，整個(gè)過程中都有NK細(xì)胞的參與。在疾病初始，NK細(xì)胞作為最早到達(dá)炎癥部位的細(xì)胞之一，就已經(jīng)開始發(fā)揮作用。因此，早期對(duì)NK細(xì)胞及其表面PD-1分子的監(jiān)測(cè)可能對(duì)于SLE的病情活動(dòng)以及預(yù)后提示均有幫助[17]。

3 結(jié)語

總體而言，生理狀態(tài)下及疾病初始階段，PD-1/PD-L1通路主要協(xié)同多種免疫細(xì)胞、細(xì)胞因子發(fā)揮負(fù)性調(diào)節(jié)作用，避免過強(qiáng)的免疫應(yīng)答造成的組織損害。但當(dāng)疾病持續(xù)進(jìn)展時(shí)，機(jī)體的免疫系統(tǒng)不足以控制病情進(jìn)展，免疫調(diào)節(jié)出現(xiàn)紊亂，大量免疫因子包括PD-L1等被消耗，傳遞給T、B細(xì)胞的抑制性信號(hào)減弱，持續(xù)活化的T、B細(xì)胞產(chǎn)生大量致病性自身抗體，加速病情進(jìn)展，最終造成嚴(yán)重的組織器官損傷。因此，早期監(jiān)測(cè)PD-1/PD-L1在各細(xì)胞表面表達(dá)水平的變化可為SLE疾病進(jìn)展及患者預(yù)后提供參考，甚至是治療靶點(diǎn)。但PD-1/PD-L1在SLE患者體液免疫、細(xì)胞免疫及固有免疫系統(tǒng)中的具體作用機(jī)制及相關(guān)細(xì)胞因子功能，在未來還需更多的研究一一揭示。