B細胞激活因子在慢性炎癥性疾病中研究進展

張 穎 付 妤

BAFF家族是腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)超家族的成員，包括B細胞激活因子(B cell activating factor，BAFF) 和增殖誘導配體 (a proliferation-inducing ligand，APRIL) ，BAFF又稱腫瘤壞死因子與Apol相關的白細胞表達配基1(TNF and Apol related leukocyte expressed ligand-1，TALL-1)，可激活凋亡、核因子κB和c-Jun氨基末端激酶的腫瘤壞死因子同源體(TNF homologue that activates apoptosis,nuclear factor-κB and c-Jun NH2-terminal kinase ，THANK)，是285個氨基酸組成的Ⅱ型跨膜蛋白,主要維持B細胞存活和分化。鑒于BAFF在多種慢性炎癥性疾病中均有重要的作用，本文就BAFF及其受體的特性、免疫調控以及臨床疾病中的研究做簡要綜述。

一、B細胞激活因子表達、結構及調控

BAFF或者APRIL主要由髓系細胞如嗜中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和濾泡細胞表達并分泌BAFF，近年來研究提示適應性免疫細胞，尤其B細胞和T細胞也能表達BAFF。另有研究表明非免疫細胞如上皮細胞(腸道、肺泡、呼吸道、唾液腺、腎臟、皮膚等)、癌細胞或星形膠質細胞在特定情況下也能檢測到BAFF[1]。

生理狀態(tài)下，多聚體形式的BAFF結合于細胞膜，弗林蛋白酶可將BAFF切割為17kDa大小、具有生物學活性的可溶性BAFF。在中性或堿性pH環(huán)境下，20個BAFF三聚體結合為一個60-mer多聚體，在酸性pH環(huán)境下不可逆地解離成三聚體，這種結合取決于TNF家族中人類BAFF所獨有的“Flap”環(huán)，而鼠類BAFF基因存在外顯子以阻止BAFF的60-mer多聚體形成。到目前為止60-mer多聚體的生理功能尚不完全清楚，一系列體內外實驗表明BAFF 60-mer在膜結合性BAFF存在情況下可通過其下游受體發(fā)出生物學信號[2]。

人類 BAFF 基因定位于染色體 13q33.3，包含6個外顯子、5個內含子和1個1020bp的啟動子區(qū)。多種轉錄因子如活化T細胞核因子(nuclear factor of activating T cell，NFAT)成員的c1 和c2，核因子κB(nuclear factor kappa beta，NF-κB)成員的p50、p52、c-Rel和p65和CD40以及TNF受體家族的BAFF R均可作為BAFF啟動子。P65協(xié)同轉錄共刺激因子p300上調鼠類BAFF的啟動子活性。Sj?strand等[3]研究表明干擾素(interferon，IFN)調節(jié)因子 (IFN regulatory factors，IRF)調控BAFF的表達。已有研究提示Ⅰ型干擾素可通過IRF1和IRF2信號直接誘導BAFF基因表達，而轉錄因子IRF4和IRF8可阻斷BAFF的表達。此外，BAFF基因的表達水平以及活性受干擾素γ、白細胞介素10等細胞因子調控。

二、B細胞激活因子受體BAFF R、TACI和BCMA

BAFF作用于3種受體：B細胞成熟抗原(B-cell maturation antigen，BCMA)、轉膜激活劑、該調節(jié)劑和親環(huán)素配體相互作用物(TNFR homolog transmembrane activator and Ca2+modulator and CAML interactor，TACI)，BAFF受體(B cell-activating factor receptor，BAFF R)，3種受體均為Ⅲ型跨膜蛋白。

BAFF三聚體形式可與上述3種受體結合，但60-Mer BAFF僅結合BAFF R和TACI。BAFF/BAFF R作用于過渡性2型階段B細胞，在B細胞陽性選擇和幼稚B細胞的存活發(fā)揮關鍵作用。TACI與BAFF以及APRIL多聚體結合后通過NF-κB的經典途徑、Mek和Jnk/p38途徑促進TACI信號轉導，抑制細胞凋亡，促進免疫球蛋白類別轉換和成熟抗體的產生。TACI也能調節(jié)抗體類別轉換和重組以及T細胞非依賴性抗體反應。BCMA表達于漿細胞并介導骨髓中長壽漿細胞的存活，亞細胞結構存在高爾基體，為清除BCMA引發(fā)的臨床疾病提供較好的治療靶標。小鼠中BCMA優(yōu)先作用于APRIL，通過NF-κB經典途徑介導下游的生物學過程[4]。

三、B細胞激活因子的免疫調控功能

BAFF在天然免疫中占有重要作用，樹突狀細胞和中性粒細胞中Ⅰ型干擾素可在內外炎癥誘導下刺激BAFF表達以維持淋巴器官內BAFF水平。BAFF上調B細胞表面Toll樣受體，協(xié)同BCR/TLR信號通路，促進T細胞非依賴性B細胞分化發(fā)育。BAFF與病毒感染相關研究提示BAFF在先天免疫與自身免疫之間存在一定聯(lián)系。病毒感染后，人唾液腺上皮細胞、人呼吸道上皮細胞以及支氣管上皮細胞系BAFF基因和蛋白水平表達升高[5,6]。用口腔上皮細胞提取的poly I:C(合成的dsRNA類似物)刺激后，表皮和腸上皮表達BAFF上調促進抗體類別轉換，類別轉換后的免疫球蛋白G和A由上皮細胞轉運[7]。BAFF參與脂肪組織來源的間充質細胞(adipose tissue-derived mesenchymal cells，ADMCs)向脂肪細胞和內皮細胞分化，提示BAFF可能以自分泌和旁分泌方式起作用，通過多種通路調節(jié)免疫功能[8]。

四、B細胞激活因子在慢性炎癥性疾病中的研究

1.系統(tǒng)性紅斑狼瘡：系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus，SLE)主要由于T、B細胞過度反應，機體對自身抗原失去耐受性，導致循環(huán)免疫復合物在組織器官內沉積并造成損傷。多項研究證實BAFF在人類系統(tǒng)性紅斑狼瘡及其他自身免疫性疾病傾向小鼠中過表達并導致SLE樣特征[8,9]。通過敲低/敲除BAFF基因或者拮抗BAFF蛋白能明顯降低小鼠SLE易感性[9,10]?？v向研究證實SLE患者血清BAFF高水平和臨床疾病活動性正相關，SLE患者血循環(huán)BAFF水平高者相比BAFF水平正常者更易發(fā)展為中重度SLE，且器官損傷更嚴重[11, 12]。同時，與血清BAFF水平比較，外周血中BAFF轉錄水平是預測疾病活動性和疾病發(fā)作特異性更高的生物學標志物。

2.動脈粥樣硬化：動脈粥樣硬化性心血管疾病(心臟病發(fā)作和腦卒中)是全球死亡主要原因，病理上主要改變?yōu)閯用}壁中斑塊的形成。已有研究檢測到人類動脈粥樣硬化斑塊中BAFF蛋白顯著升高[13]。小鼠模型研究表明BAFF R信號轉導的破壞能誘導成熟B-2細胞耗竭，且與CD20單抗干預的小鼠模型表型相似，而BAFF R缺陷、拮抗BAFF R或拮抗CD20小鼠均顯示改善動脈粥樣硬化斑塊，提示B-2細胞可能具有促動脈粥樣硬化的作用以及靶向BAFF/BAFFR信號通路可能作為改善動脈粥樣硬化性冠心病的潛在靶點[13]。

Dimitrios等用效果肯定的抗BAFF抗體干預Apoe-/-和Ldlr-/-小鼠，中和BAFF后僅促進Apoe-/-模型小鼠的病灶和循環(huán)中促炎性細胞因子如單核細胞趨化因子分泌，但不影響脂質代謝[14,15]。也有研究報道過表達可溶性和膜結合的BAFF小鼠能有效改善動脈粥樣硬化、降低血漿總膽固醇水平(可達50%)[16]。研究顯示BAFF R缺陷小鼠血循環(huán)中BAFF水平顯著升高，綜合上述因素，有理由推測在BAFF R缺陷、B細胞缺失小鼠模型中可溶性BAFF反而具有一定的抗動脈粥樣硬化效應[17]。

3.自身免疫性肝炎：自身免疫性肝炎 (autoimmune hepatitis，AIH) 是一種罕見的肝實質炎癥性疾病，與高丙種球蛋白血癥、循環(huán)自身抗體、特定人類白細胞抗原DR(human leukocyte antigen DR，HLA-DR)等位基因和特征性組織學變化有關。日本研究者Migita 等[18]于2007年發(fā)現(xiàn)，AIH患者相比急性肝炎患者、慢性丙肝患者和健康對照組血清BAFF水平均顯著升高，而且與天冬氨酸氨基轉移酶(r=0.513,P=0.000)、丙氨酸氨基轉移酶(r=0.435,P=0.000)、總膽紅素(r=0.419,P<0.01)、可溶性CD30(r= 0.579，P=0.000)均呈正相關，表明BAFF有助于提示AIH患者的肝損傷和疾病的進展。

Nishikawa 等[19]在研究血清BAFF水平與自身免疫性肝炎患者血清干擾素-γ-誘導蛋白-10 (interferon-γ-inducible protein-10，IP-10) 水平之間的關系時發(fā)現(xiàn)，AIH患者血清中BAFF與IP-10水平顯著相關(rs= 0.561,P=0.000)，與T細胞和樹突狀細胞中表達的BAFF增強T細胞、B細胞反應和B細胞的存活和成熟有關，血清IP-10協(xié)調BAFF募集AIH患者T細胞至肝臟病灶發(fā)揮作用，提示BAFF和IP-10協(xié)調或者相互作用可能與AIH的進展有關，但仍需要擴大樣本量和進一步檢測來確認上述結論。高丙種球蛋白血癥和循環(huán)自身抗體與AIH和其他自身免疫性疾病的相關性表明靶向BAFF可能成為AIH的新的潛在靶點。

4.炎癥性腸?。貉装Y性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一種以腸道炎癥為特征、免疫介導、反復發(fā)作、與遺傳相關的慢性炎癥性疾病，包括克羅恩病(crohn disease，CD)和潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis，UC)。IBD的發(fā)病機制至今尚未研究清楚，但普遍認為IBD是由遺傳易感宿主腸道內共生細菌和免疫反應共同作用引發(fā)。

Zhang等[20]檢測到IBD患者和葡聚糖硫酸鈉(dextran sulphate sodium，DSS)誘導的結腸炎模型小鼠血清和結腸中BAFF表達增加，血清BAFF水平與UC患者的疾病活動度、紅細胞沉降率(C-reactive protein，CRP)、TNF-α和白細胞介素1β(interleukin-1，IL-1β)相關。UC患者與腸易激綜合征患者(irritable bowel syndrome，IBS)或健康對照組的敏感度、特異性和AUC分別為88%、100%和0.936，提示血清和糞便BAFF均可作為檢測慢性炎癥的敏感和特異標志物，與血清 BAFF比較，糞便BAFF的敏感度和特異性更高。Fu等[21]研究表明糞便BAFF是新型非侵入性生物學標志物，可用于區(qū)分UC 和IBS。與UC患者的糞便鈣衛(wèi)蛋白比較，糞便BAFF濃度與內鏡炎癥評分顯示更強的相關性。Fodor等[22]在最新的研究中檢測CD患兒、UC患兒、健康兒童和腸易激綜合征兒童的血清和糞便中BAFF及糞便鈣衛(wèi)蛋白發(fā)現(xiàn)，IBD、IBS和健康組之間的血清BAFF比較，差異無統(tǒng)計學意義，但IBD組糞便BAFF濃度顯著增加(P<0.05)，且與糞便鈣衛(wèi)蛋白有顯著相關性。以上研究提示糞便BAFF可能成為監(jiān)測IBD患者及其活動期的一種新型非侵入性生物學標志物，同時可能成為一種有效的生物靶點。

5.慢性阻塞性肺疾病：慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一種以持續(xù)呼吸道癥狀和氣流受限為特征的常見呼吸系統(tǒng)疾病，煙霧或其他有害顆粒物引起的肺部CD8+T細胞和CD4+T細胞以及B細胞等免疫細胞導致組織破壞和氣道纖維化，形成無效腔和進行性氣流受限。已有報道吸煙COPD患者肺小動脈內皮細胞、肺泡上皮細胞、肺泡巨噬細胞中BAFF及BAFF R表達相比對照吸煙者和非吸煙者明顯增加，且BAFF+巨噬細胞與FEV1呈負相關，提示BAFF可能與肺功能受損、缺氧程度和COPD嚴重程度相關[23]。進一步研究發(fā)現(xiàn)GOLD Ⅳ期的COPD患者肺部淋巴濾泡、血液和肺泡灌洗液中BAFF陽性細胞含量明顯高于GOLD Ⅰ～Ⅱ期患者，提示BAFF信號對早期COPD的識別至關重要，為研究BAFF在COPD患者發(fā)病機制作用提供又一重要依據(jù)[24]。

體外實驗中將人或鼠重組BAFF添加到吸煙提取物(cigarette smoke extract，CSE)預處理后的人或小鼠B細胞，并干預COPD模型小鼠后發(fā)現(xiàn)BAFF能通過調控NF-κB通路減弱CSE誘導的B細胞凋亡并減輕COPD小鼠肺部炎癥和肺泡破壞，而拮抗BAFF信號可能會降低COPD患者適應性免疫反應，反映BAFF的添加更有利于改善COPD的炎癥狀態(tài)。另有研究通過體內外實驗闡明BAFF可能通過抑制COPD患者CD8+細胞凋亡，增加CD8+T細胞穿孔素和顆粒酶表達以及CD4+T細胞IFN-γ表達參與COPD的發(fā)病[25]。但也有研究顯示在重度COPD患者中，BAFF與疾病嚴重程度相關，C57BL / 6J小鼠暴露于香煙煙霧后氣道中性粒細胞BAFF表達升高，BAFF缺陷小鼠氣道中性粒細胞募集趨化因子減少，外源性添加BAFF促進香煙煙霧誘導的中性粒細胞炎癥，提示BAFF作為COPD的一種關鍵促炎因子和中性粒細胞來源可能在天然免疫早期發(fā)揮促炎作用[26]。上述結果均提示BAFF可能在 COPD 的炎性反應中發(fā)揮重要作用，血漿BAFF可能作為疾病嚴重程度的生物學標志物。

五、展 望

目前一系列研究結果強調BAFF是參與自身免疫和天然免疫炎癥的關鍵因素，已在風濕性疾病、動脈粥樣硬化、IBD、AIH和COPD等疾病中開展研究。BAFF 主要由骨髓細胞產生，也存在于非免疫細胞中，包括腎臟的小管上皮細胞、肺泡上皮細胞、星形膠質細胞和小膠質細胞等。遺傳因素以及病毒感染在炎癥狀態(tài)下增強BAFF的表達，導致自身反應性B細胞的增殖和存活增加，自身抗體過量產生并加重臨床癥狀。BAFF在多種慢性炎癥性疾病中的研究尚未闡明清楚，但已表明BAFF為炎癥性疾病的疾病活動性和早期診斷提供有力的證據(jù)，BAFF信號通路的抑制劑如貝利單抗、利妥昔單抗均已投入臨床使用，療效明確。進一步了解BAFF在各類慢性炎癥性疾病中的作用將為BAFF作為臨床治療靶點提供更有說服力的證據(jù)，也為全面了解BAFF信號通路在免疫調控方面的作用提供參考。