IgG4相關(guān)性疾病(IgG4-RD)發(fā)病機(jī)制的研究進(jìn)展

() △()

(1復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院風(fēng)濕免疫科 上海 200032; 2復(fù)旦大學(xué)風(fēng)濕免疫過(guò)敏中心 上海 200032)

IgG4相關(guān)性疾病(IgG4-related disease,IgG4-RD)是以多發(fā)臟器腫大、血清IgG4升高為特點(diǎn)的一類自身免疫性疾病。IgG4-RD的組織病理特點(diǎn)為IgG4+漿細(xì)胞浸潤(rùn)、席紋狀纖維化和閉塞性脈管炎,可累及腺體、眼眶、鼻竇、腹膜后、胰腺、膽管、肺、腎、淋巴結(jié),甚至血管、腦垂體等。早在1995年Yoshida等[1]就提出了自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis,AIP)的概念,隨后陸續(xù)報(bào)道了全身其他臟器發(fā)生的類似組織病理學(xué)表現(xiàn),并有部分患者以淚腺和涎腺炎為表現(xiàn)而被認(rèn)為是米庫(kù)利茲病,實(shí)則為IgG4相關(guān)的自身免疫性疾病。Kamisawa等[2]于2003年首次引入IgG4系統(tǒng)性疾病概念,并于2010年更名為IgG4-RD[3]。目前IgG4-RD的發(fā)病機(jī)制仍不明確,相關(guān)研究涉及固有免疫和適應(yīng)性免疫,本文即從這兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

固有免疫

模式識(shí)別受體 感染可能啟動(dòng)了IgG4-RD發(fā)病,文獻(xiàn)報(bào)道IgG4-RD的患者同時(shí)合并感染幽門螺桿菌[4-5]、分枝桿菌[6]和革蘭氏陰性菌[7]。Toll樣受體(Toll-like receptor,TLR)和NOD樣受體(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor,NLR)是介導(dǎo)病原微生物免疫識(shí)別的重要受體,廣泛分布于免疫細(xì)胞表面。微生物抗原激活單核細(xì)胞表面的TLR和NLR后可通過(guò)B細(xì)胞激活因子(B cell activating factor,BAFF)信號(hào)通路促進(jìn)IgG4的產(chǎn)生[8]。在IgG4相關(guān)的AIP患者中,TLR7在單核細(xì)胞表面的表達(dá)顯著高于其他胰腺疾病患者,而TLR8和TLR9的表達(dá)無(wú)明顯差異,提示TLR7是參與AIP發(fā)病的關(guān)鍵模式識(shí)別受體[9]。

在TLR介導(dǎo)的免疫反應(yīng)中,嗜堿性粒細(xì)胞起到了重要作用。嗜堿性粒細(xì)胞被認(rèn)為是一種Th2效應(yīng)細(xì)胞或者抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cell,APC),可啟動(dòng)Th2相關(guān)的免疫反應(yīng)[10-11],經(jīng)過(guò)微生物抗原激活產(chǎn)生BAFF及Th2細(xì)胞因子,從而促進(jìn)免疫球蛋白產(chǎn)生[12-13]。體外研究證實(shí),IgG4-RD患者的嗜堿性粒細(xì)胞表面TLR經(jīng)配體激活后,細(xì)胞液中BAFF和IgG4水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于健康對(duì)照。因患者的嗜堿性粒細(xì)胞表面TLR活化后可產(chǎn)生BAFF和IL-13,BAFF通路的激活進(jìn)一步促進(jìn)了B細(xì)胞在非T細(xì)胞依賴途徑下產(chǎn)生IgG4。同時(shí),TLR2還能促進(jìn)IL-10分泌,從而激活Th2介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[14]。

NLR在細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌的識(shí)別中起到重要作用,其中NOD2是NLRs家族成員之一。單核細(xì)胞表面NOD2激活后促進(jìn)B細(xì)胞在非T細(xì)胞依賴途徑下產(chǎn)生IgG4,后者的產(chǎn)生同樣依賴于BAFF通路,而BAFF則是由NF-κb通路所激活的[15]。

補(bǔ)體 研究發(fā)現(xiàn),超過(guò)半數(shù)的IgG4-RD患者存在補(bǔ)體C3和C4下降,提示補(bǔ)體系統(tǒng)激活可能參與了疾病的發(fā)生。然而,目前補(bǔ)體系統(tǒng)在IgG4-RD疾病發(fā)生中的作用尚存在爭(zhēng)議。有學(xué)者認(rèn)為IgG4不能和C1q結(jié)合并形成免疫復(fù)合物并激活補(bǔ)體系統(tǒng),而IgG1卻能通過(guò)經(jīng)典途徑導(dǎo)致補(bǔ)體激活[16]。然而,Sugimoto等[17]證實(shí)IgG4通過(guò)和C1q結(jié)合參與了IgG4-RD患者體內(nèi)免疫復(fù)合物的形成,在低補(bǔ)體血癥的狀態(tài)下,可能通過(guò)多種途徑促進(jìn)了IgG4-RD患者補(bǔ)體系統(tǒng)的激活。有研究指出IgG4是通過(guò)抗鉸鏈區(qū)抗體(anti-hinge antibodies,AHA)和AHA結(jié)合的。因慢性炎癥狀態(tài)可促進(jìn)彈性蛋白酶和組織蛋白酶G的激活,將IgG分解為Fab或F(ab’)2片段,AHA能和IgG4 F(ab’)2片段特異性結(jié)合形成免疫復(fù)合物,從而導(dǎo)致補(bǔ)體系統(tǒng)激活[18]。

肥大細(xì)胞 嗜堿性細(xì)胞在結(jié)締組織和黏膜上皮內(nèi)時(shí)稱為肥大細(xì)胞。肥大細(xì)胞能分泌多種細(xì)胞因子,參與免疫調(diào)節(jié),同時(shí)可表達(dá)大量IgE Fc受體,釋放過(guò)敏介質(zhì)。Takeuchi等[19]發(fā)現(xiàn),IgG4-RD患者唾液腺組織中肥大細(xì)胞表達(dá)明顯增多,由肥大細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子Th2和Treg而參與發(fā)病。IgG4-RD患者常合并過(guò)敏性疾病,亦提示肥大細(xì)胞可能參與發(fā)病。病例報(bào)道顯示該病可在使用抗組胺藥物后緩解,抗組胺藥物可抑制肥大細(xì)胞釋放介質(zhì)及產(chǎn)生IL-10等細(xì)胞因子[20],可能通過(guò)抑制肥大細(xì)胞的功能而改善疾病。

適應(yīng)性免疫

T細(xì)胞及其細(xì)胞因子 外周血CD4+Th細(xì)胞分類顯示,IgG4-RD患者存在Th1/Th2不平衡和Th2細(xì)胞比例增加[21],且Th2細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)參與IgG4的大量產(chǎn)生[22]。同時(shí),IgG4-RD組織中的Th2細(xì)胞及Th2細(xì)胞因子包括IL-4、IL-5、IL-13表達(dá)明顯增多[23-24],其中IL-4、IL-13可促進(jìn)B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞并產(chǎn)生IgE和IgG4[25]。唾液腺組織免疫組化結(jié)果提示IgG4-RD患者IL-33表達(dá)明顯增加。IL-33可促進(jìn)Th2細(xì)胞表面ST-2(IL-33受體)激活,誘導(dǎo)Th2細(xì)胞產(chǎn)生IL-4、IL-5和IL-13。研究證實(shí),IL-33在IgG4-RD中主要由M2巨噬細(xì)胞分泌,從而促進(jìn)了后續(xù)Th2細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)[26]。合并過(guò)敏性疾病是導(dǎo)致IgG4-RD患者Th2細(xì)胞比例明顯增加的原因[27]。與此結(jié)論相反,有研究發(fā)現(xiàn)IgG4-RD中以Th1細(xì)胞表達(dá)增加為主,同時(shí)伴有IFN-g水平升高[28-29]。

Treg細(xì)胞可通過(guò)與效應(yīng)細(xì)胞相互作用或分泌IL-10和TGF-β來(lái)調(diào)節(jié)免疫耐受和免疫穩(wěn)態(tài)。其中,IL-10能夠協(xié)同IL-4促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生IgG4,并促進(jìn)Ig的類別轉(zhuǎn)換,使IgE減少的同時(shí)IgG4增多。TGF-β具有促進(jìn)纖維化的作用,從而導(dǎo)致IgG4-RD組織中的纖維化改變。后續(xù)研究也證實(shí)Treg細(xì)胞、IL-10和TGF-β在IgG4-RD胰腺和膽管組織中表達(dá)增多[30-31],可能參與了疾病的發(fā)生。

濾泡性輔助性T (Follicular helper T,Tfh)細(xì)胞是一種新型的Th細(xì)胞,參與Ig類別轉(zhuǎn)換和生發(fā)中心形成。Tfh細(xì)胞促進(jìn)效應(yīng)Th細(xì)胞的激活,在IL-21作用下能協(xié)同Tfh細(xì)胞促進(jìn)異位生發(fā)中心形成。Tfh細(xì)胞包括Tfh1、Tfh2和Tfh17細(xì)胞[32]。Tfh2和Tfh17能夠促進(jìn)Ig的類別轉(zhuǎn)換。Tfh2細(xì)胞在IgG4-RD患者外周血中比例明顯增加,且與漿母細(xì)胞、IgG4、IL-4水平及疾病活動(dòng)度存在相關(guān)性[33],同時(shí)Tfh1細(xì)胞比例也增加,與疾病活動(dòng)度相關(guān),但與IgG4水平無(wú)相關(guān)性。體外實(shí)驗(yàn)顯示,Tfh2細(xì)胞能促進(jìn)B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿母細(xì)胞[34]。提示Tfh細(xì)胞可能是導(dǎo)致IgG4-RD疾病發(fā)生的一類T細(xì)胞。

有文獻(xiàn)報(bào)道細(xì)胞毒CD4+T細(xì)胞在IgG4-RD患者外周血中比例明顯升高,在病變組織中大量浸潤(rùn),且組織中的數(shù)量與IgG4水平和累及的臟器數(shù)量成正比[35]。

除IL-4、IL-5、IL-10、IL-13和TGF-b之外,IL-21也參與IgG4-RD疾病的發(fā)生。IL-21是一種由CD4+T細(xì)胞和NK細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子,促進(jìn)B細(xì)胞活化、增殖和Ig類別轉(zhuǎn)換重組(class switch recombination,CSR),誘導(dǎo)B細(xì)胞產(chǎn)生自身抗體及免疫球蛋白。IL-21在CD40L、BAFF和IL-4的協(xié)同作用下促進(jìn)B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞。IL-21在B細(xì)胞受體存在或T、B細(xì)胞交互作用時(shí)可促進(jìn)B細(xì)胞的激活和分化,缺乏以上刺激因素時(shí)IL-21反而能誘導(dǎo)B細(xì)胞凋亡,因此IL-21在臨床試驗(yàn)中還用于治療B細(xì)胞淋巴瘤。在IgG4-RD患者的淚腺及唾液腺中,IL-21在mRNA和蛋白水平均表達(dá)增加,且表達(dá)水平與病理組織中IgG4漿細(xì)胞比例和生發(fā)中心數(shù)量成正比[36],IL-21能促進(jìn)Tfh細(xì)胞激活和異位生發(fā)中心形成,故IL-21在IgG4-RD的發(fā)病中可能起到重要作用。

BAFF是TNF配體超家族的一員,骨髓中的單核、巨噬細(xì)胞和外周血中的T細(xì)胞、活化B細(xì)胞和肥大細(xì)胞等均可產(chǎn)生BAFF。IL-10、TGF-β可促進(jìn)BAFF的產(chǎn)生,脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)也可促進(jìn)BAFF的產(chǎn)生。BAFF能調(diào)節(jié)B細(xì)胞存活、B細(xì)胞成熟,促進(jìn)B細(xì)胞轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞,并在IL-4的作用下誘導(dǎo)IgG4的類別轉(zhuǎn)換。BAFF的同源物APRIL(A proliferation-inducing ligand),對(duì)外周B細(xì)胞的穩(wěn)態(tài)的維持也起重要的作用。和BAFF類似,APRIL在IL-4存在的情況下,能促進(jìn)漿細(xì)胞轉(zhuǎn)換為產(chǎn)IgG4和IgE的漿細(xì)胞。在IgG4-RD患者血清中BAFF和APRIL水平較健康對(duì)照均明顯升高[37]。因此,BAFF和APRIL可能促進(jìn)了IgG4-RD患者體內(nèi)IgG4的產(chǎn)生。

漿母細(xì)胞 漿母細(xì)胞是未成熟的漿細(xì)胞前體,是介于激活的B細(xì)胞和漿細(xì)胞的中間狀態(tài)。健康人外周血的漿母細(xì)胞是極少的。然而,IgG4-RD患者體內(nèi)的B細(xì)胞大量地活化并轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞。因此,活動(dòng)和復(fù)發(fā)的IgG4-RD患者血液中均發(fā)現(xiàn)CD19lowCD38+CD20-CD27+循環(huán)漿母細(xì)胞數(shù)量明顯升高。漿母細(xì)胞的增多還與患者累及臟器數(shù)量有關(guān)。在利妥昔單抗治療后,漿母細(xì)胞數(shù)量明顯減少。研究顯示,即使活動(dòng)期IgG4-RD患者血清IgG4水平正常,漿母細(xì)胞仍增多。以上均提示漿母細(xì)胞數(shù)量可作為疾病活動(dòng)的預(yù)測(cè)標(biāo)志,可用于疾病的診斷、監(jiān)測(cè)和隨訪,該標(biāo)志物甚至優(yōu)于IgG4[38]。CD19+CD24-CD38hi漿母細(xì)胞和漿細(xì)胞在疾病活動(dòng)期明顯增加,經(jīng)糖皮質(zhì)激素治療后減少[39]。除了和IgG4-RD存在相關(guān)性以外,漿母細(xì)胞的數(shù)量在RA、SLE和潰瘍性結(jié)腸炎中均發(fā)現(xiàn)有異常升高。

抗原遞呈細(xì)胞 APC在免疫應(yīng)答中起重要作用。病原體激活A(yù)PC表面的TLR和NLR,APC進(jìn)行抗原遞呈,激活CD4+T細(xì)胞,促進(jìn)其分化,并產(chǎn)生一系列T細(xì)胞因子,APC還能通過(guò)產(chǎn)生BAFF和APRIL來(lái)促進(jìn)Ig類別轉(zhuǎn)換[40]。樹(shù)突細(xì)胞和單核-巨噬細(xì)胞是最常見(jiàn)的APC。M2巨噬細(xì)胞分泌IL-33,能促進(jìn)Th2細(xì)胞因子的分泌。巨噬細(xì)胞還能產(chǎn)生TGF-β1和血小板源性生長(zhǎng)因子,直接激活成纖維細(xì)胞,導(dǎo)致纖維化的發(fā)生。

漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀細(xì)胞(plasmacytoid dendritic cell,pDC),又稱淋巴樣樹(shù)突細(xì)胞,也被證實(shí)和IgG4-RD的發(fā)病相關(guān)。IgG4相關(guān)AIP小鼠模型和患者的胰腺組織中均發(fā)現(xiàn)存在較多產(chǎn)IFN-α的pDC和中性粒細(xì)胞胞外陷阱(neutrophil extracellular trap,NET)。通過(guò)外周血pDC細(xì)胞培養(yǎng)提示,在NETs的作用下,患者的pDC細(xì)胞較對(duì)照組產(chǎn)生更多IFN-α和BAFF并能促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生IgG4而非IgG1。因此推測(cè)pDC在IgG4相關(guān)AIP的發(fā)病中起到一定的作用[41]。NET是一種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),由染色體和顆粒蛋白組成,在炎癥部位大量產(chǎn)生,捕獲并殺死各種病原體,并能促進(jìn)pDC的活化[42]。乳鐵蛋白(lactoferrin,LF)是存在于NET結(jié)構(gòu)中的一種蛋白,其抗體能促進(jìn)pDC產(chǎn)生IFN-α,而在AIP患者也發(fā)現(xiàn)血清中LF抗體顯著升高[22],再次提示了NET參與疾病的發(fā)生。

免疫球蛋白G4(IgG4) IgG4是IgG的4個(gè)亞型之一,正常人血液中IgG4僅占IgG的1%～7%,多數(shù)IgG4-RD患者的血清IgG4水平明顯升高。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,AIP患者IgG4水平是對(duì)照組的10倍,90%AIP患者的IgG4水平明顯升高,而其他疾病如慢性硬化性膽管炎、胰腺癌、干燥綜合征和非IgG4相關(guān)的慢性胰腺炎極少升高。因此推測(cè)IgG4在IgG4-RD的發(fā)病中起重要作用。IgG4能夠封閉抗體、減輕過(guò)敏反應(yīng),還參與一些疾病(如尋常性天皰瘡、血小板減少性紫癜等)的發(fā)病。IgG4通過(guò)結(jié)合循環(huán)過(guò)敏物質(zhì),抑制IgE與其結(jié)合,從而減少肥大細(xì)胞的激活,同時(shí)還能抑制Th2細(xì)胞相關(guān)的免疫反應(yīng)。除了以上作用,Fab臂交換[43-44]和類風(fēng)濕因子樣作用[42]可能也是其致病的關(guān)鍵。IgG4和H鏈有一個(gè)不穩(wěn)定的二硫化物連接,可導(dǎo)致半個(gè)分子脫落后與其他IgG4分子的一半進(jìn)行重組,妨礙了IgG4與抗原的交聯(lián)反應(yīng),抑制了免疫復(fù)合物沉積和中性粒細(xì)胞產(chǎn)生IL-8,最終抑制固有免疫反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn),AIP患者血清中提取的IgG4能通過(guò)Fc-Fc相互作用和IgG的Fc段結(jié)合,提示具有類風(fēng)濕因子樣作用,稱為新型RF(novel RF,NRF),能作為一種自身抗體和體內(nèi)抗原進(jìn)行反應(yīng),導(dǎo)致疾病的發(fā)生[45]。

結(jié)語(yǔ)病原體感染導(dǎo)致APC表面TLR和NLR的激活可能是導(dǎo)致IgG4-RD發(fā)生的啟動(dòng)因素。APC表面的模式識(shí)別受體激活后,分泌BAFF、APRIL等細(xì)胞因子促進(jìn)B細(xì)胞活化和IgG4產(chǎn)生,同時(shí)進(jìn)行抗原呈遞,促進(jìn)CD4+T細(xì)胞激活,分化為Th1、Th2、Treg和Tfh細(xì)胞,產(chǎn)生IL-4、IL-10、IL-13和IL-21等細(xì)胞因子,能促進(jìn)B細(xì)胞活化、轉(zhuǎn)化為漿細(xì)胞,進(jìn)一步產(chǎn)生IgG4并能促進(jìn)Ig類別轉(zhuǎn)換。在B細(xì)胞轉(zhuǎn)化過(guò)程中產(chǎn)生了大量漿母細(xì)胞。其中,IgG4大量產(chǎn)生抑制了固有免疫反應(yīng)并激活了補(bǔ)體系統(tǒng),并可能作為一種自身抗體和體內(nèi)抗原進(jìn)行反應(yīng)。IL-21促進(jìn)了Tfh細(xì)胞產(chǎn)生和異位生發(fā)中心的形成。最終導(dǎo)致組織器官內(nèi)IgG4+的漿細(xì)胞浸潤(rùn)。而巨噬細(xì)胞和Treg細(xì)胞產(chǎn)生的TGF-β、血小板源性生長(zhǎng)因子等進(jìn)一步促進(jìn)了纖維化的發(fā)生。目前臨床上發(fā)現(xiàn)的IgG4-RD表現(xiàn)不一。在血清學(xué)改變上,43%的患者血清IgG4水平仍處于正常水平[46]。同時(shí),還有些患者對(duì)糖皮質(zhì)激素和CD20單抗治療均不敏感。因此,需要進(jìn)一步研究IgG4-RD的發(fā)病機(jī)制,以期使臨床診治獲益。