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人过渡性B细胞的基础研究及相关靶向治疗影响

更新时间:2021-02-20 08:47点击:

  摘    要:
  
  
  过渡性B细胞(transitional B cell, TrB)是处于骨髓未成熟B细胞与外周成熟B细胞间的关键发育阶段。近年研究发现,TrB在自身免疫性疾病和免疫缺陷性疾病的发病中发挥重要作用,其中自身免疫性疾病患者表现为自身反应性未成熟B细胞明显增多。靶向B细胞治疗通过影响TrB的生成为自身免疫性疾病的治疗提供新可能,但其产生及特征仍存在争议,文章主要介绍了目前已知的TrB产生机制及B细胞靶向治疗对其的影响。
  
  
  关键词:
  
  
  过渡性B细胞 贝利单抗 利妥昔单抗 依帕珠单抗
  
  
  B细胞的发育始于造血干细胞(hematopoietic stem cell, HSC)早期祖细胞,历经数个阶段发育成熟后形成不同的B细胞亚群[1]。B细胞发育过程中,新生B细胞具有明显的自身反应性。因此,机体需要免疫耐受机制清除这类自身反应性B细胞(self-reactive B cell)。这主要通过2个耐受检查点(tolerance checkpoint)进行筛选。第一个在骨髓中,为中枢耐受检查点:前B细胞发育至未成熟B细胞后,其表面仅表达完整的mIgM,它与骨髓中的自身抗原结合非但不能激活B细胞,反而会引起细胞凋亡,导致克隆清除(clonal deletion);同时还可能引起未成熟B细胞mIgM表达下调,这类细胞虽可进入血循环,但对抗原刺激不产生应答,形成失能(anergy)[2-3]。此外,一些完成基因重排并成功表达BCR(mIgM)的B细胞识别自身抗原后未被克隆清除,而是发生重组激活基因(recombinant activating gene,RAG)再活化,导致轻链VJ基因二次重排,合成新的轻链,替代自身反应性轻链,这一过程称为受体编辑(receptor editing)。机体中(20~50)%的 B细胞发育经历了受体编辑,这一过程在中枢耐受检查点作用的发挥中起主要作用[3-5]。经历选择后的未成熟B细胞进入外周血并转化为过渡性B细胞(transitional B cell,TrB),进一步发育成熟(图1[4,6])。通常人体从骨髓进入外周血的TrB当中约40%仍能够对自身抗原产生反应,进一步的发育过程中,具有自身反应性的B细胞百分比减少至20%[4,7]。这提示在外周血中存在一个免疫耐受检查点,它可继续筛选出自身反应性B细胞并阻滞其发育成熟[1],称为外周耐受检查点,其主要通过失能和克隆清除起作用。在生发中心,只有经历阳性选择完成亲和力成熟的B细胞(表达高亲和力IgM)才能继续分化发育,阻碍亲和力成熟和高亲和力自反应性是外周耐受的主要机制。因此,只有一小部分对自身抗原无反应的TrB能通过选择向初始B细胞(CD19+CD27-IgMloIgDhi)分化。近年来TrB作为骨髓与外周血间B细胞发育的桥梁逐渐受到重视,然而相关研究进展主要基于动物模型,关于人体的进一步研究较少。鉴于目前对人TrB发育、分化和调控机制认识的不足,文章结合近年来研究进展,介绍其在人类自身免疫性疾病发病机制中的作用及相关治疗进展。
  
  
  1 人TrB
  
  
  1.1 细胞表型特征
  
  
  1995年Carsetti等[8]首次发现并标记了小鼠TrB,2003年人TrB被发现和描述[9],但对后者的认知明显滞后于小鼠。基于FACS的研究发现人TrB表型为CD19+CD27-CD10+ CD24++CD38++[5]。与初始B细胞在某些方面类似,TrB也表达IgM和IgD,与此同时人TrB CD5分子表达增高。TrB在不同免疫器官中的百分比不尽相同,在外周血、骨髓和二级淋巴器官中其所占百分比分别为约10.0%、30.0%和(0.5~5.0)%[1,4]。
  
  
  1.2 人TrB亚型的鉴定
  
  
  以CD21、IgD表达情况为标准可以将TrB分为T1和T2(CD10+ CD24hiCD21loIgDlo 和CD10+ CD24hi CD21hi IgDhi)2种不同表型[10]。T2发育更成熟并表达更高水平的Bcl-2、CD23、CD44、IgD 和B细胞激活因子受体(B cell activating factor receptor, BAFF-R),同时在体外凋亡受抑并更多向产生抗体的浆细胞分化[1,4]。另一研究发现了一种独特的T3细胞,其表型特点为CD10-CD24intCD38intIgD+CD27-,因其高表达CD5而低表达CD10,故有一种观点认为这种亚群更接近前初始B细胞(CD38loCD27-IgD+CD5+)[4,11]。B细胞由过渡向初始阶段分化的时期,自身反应性B细胞在外周血经历阴性选择并显著减少[1]。TrB的基因表达谱分析提示淋巴样增强因子1[(lymphoid enhancer factor 1, LEF-1),一种由未成熟淋巴细胞高表达的转录因子]在T1中高表达而在T2中低表达,而T2在体外具有较高的增殖和分泌Ig能力,因此T2比T1成熟[1]。
  
  
  图1 人B细胞的发育过程
  
  
  2 TrB与疾病
  
  
  2.1 TrB与免疫缺陷和移植
  
  
  研究发现X-连锁淋巴细胞异常增生症、STAT3缺陷和造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation,HSCT)后均有TrB数量的增加[4,12]。对HSCT后患者的随访研究发现一年内机体重建的B细胞中TrB占多数,且在早期95%以上的细胞是T1,随着时间的推移,T2亚群逐渐增多,这表明T1先于T2被重建[4]。出乎意料的是,近年来的研究发现,TrB具备调节性B细胞[ (regulatory B cell, Breg),CD19+CD24hiCD38hi]的免疫调控能力,早期TrB属于Breg[13]。但在人体中,这些具备免疫调控功能的B细胞表型仍存在争议。Blair等[14]研究发现,人TrB表达较高水平的IL-10和较低水平的TNF-α,这与上述观点相符。Cherukuri等[15]对肾移植后患者外周血的研究发现,T1分泌IL-10、TNF-α的比值明显高于T2或其他B细胞亚群,且T1/T2与肾移植预后有关,比值降低更有可能发生移植后排斥反应,提示TrB可作为肾移植预后判断的指标之一。
  
  
  2.2 TrB与自身免疫性疾病
  
  
  Cuss等[12]研究发现,SLE患者外周血中TrB百分比明显增高,这在随后的大规模临床样本研究中得到证实,部分研究认为TrB中的T1具有更高的自身反应性[1]。Liu等[16]发现我国SLE患者机体以Ⅰ型IFN依赖的方式促进了TrB的存活,这与NF-κB信号通路活化和促凋亡因子Bax表达降低有关,而IFN-γ对TrB的存活无明显影响。在SLE患者中,TrB表面CD19表达下调,TLR9应答受损,并伴有Ⅰ型IFN、IL-6、IL-21、CXCL10等细胞因子和B细胞激活因子(B lymphocyte stimulator,BLyS/BAFF)的过度表达[17]。上述因素参与了B细胞耐受受损所致的早期过渡发育阶段阻滞,导致机体自身反应性未成熟B细胞和自身抗体增多,其中干扰素刺激因子可能在促进TrB存活中发挥重要作用[17];且TLR7信号通路激活可诱导IFN产生,促进自身反应性B细胞生成,参与疾病的发生[18]。原发性干燥综合征(primary Sjögren's syndrome,pSS)患者外周血CD27-TrB和初始B细胞数量明显增多,而BAFF-R表达显著降低[19]。一项针对多发性硬化症患者的研究发现,其外周血TrB数量明显减少,而在脑脊液中发现了TrB,推测外周血TrB可能通过某种途径穿过血脑屏障进入脑脊液并致病[20]。
  
  
  3 B细胞靶向治疗对TrB的影响
  
  
  B细胞发育和功能调控异常导致了免疫耐受平衡的破坏,这是很多自身免疫性疾病的特征之一。因此,针对B细胞的靶向治疗成为自身免疫性疾病治疗策略的焦点,而相关的治疗也影响了TrB。
  
  
  3.1 贝利单抗(belimumab)
  
  
  BAFF是肿瘤坏死因子超家族的成员之一,参与B细胞活化、增殖与存活[5]。BAFF可抑制B细胞凋亡,促进其分化为产生Ig的细胞,BAFF的过度表达与SLE等自身免疫性疾病的发病密切相关[21]。贝利单抗是一类重组人IgG1λ单克隆抗体,2011年3月被FDA批准用于治疗成人难治性SLE。它通过阻断B细胞可溶性BLyS与BAFF-R结合,抑制自身反应性B细胞的分化和存活[21-22]。国外2项随机、双盲、安慰剂对照Ⅲ期临床试验表明,相较于安慰剂组,贝利单抗治疗组有更多患者实现SELENA-SLEDAI评分下降,同时SLE反应者指数的反应率明显升高,并且治疗可减少激素用量、减轻疾病活动度及病情严重发作次数,且临床耐受性良好[21]。同样地,对于pSS患者,贝利单抗治疗后初始B细胞和TrB的百分比及BAFF-R表达恢复正常,而浆细胞和已完成类别转化的CD27+IgD-记忆B细胞数量无明显变化,这表明贝利单抗影响的是新生成的B细胞但不降低自身反应性抗体水平[19]。然而,长远来看,贝利单抗治疗不影响患者血清BAFF水平,推测其可能通过调节BAFF和BAFF-R的相互作用以恢复外周血B细胞稳态[19]。基于SLE小鼠和患者的研究发现,贝利单抗主要在T1至T2期阻滞B细胞发育,治疗后的患者体内T2、滤泡和边缘区B细胞数量显著减少,而T1数量明显增加[23]。贝利单抗的疗效已在2项Ⅲ期临床试验中得到证实且疾病活动度高的患者更有可能受益[21]。
  
  
  3.2 利妥昔单抗(rituximab)
  
  
  CD20是B细胞特异性表面抗原,表达于B细胞在分化为浆细胞之前从前B到成熟B细胞的各个阶段[5]。利妥昔单抗(商品名:美罗华)是一种针对B细胞表面CD20抗原的人鼠嵌合单克隆抗体,可通过ADCC、补体依赖的细胞毒性有效杀伤B细胞[24]。接受利妥昔单抗治疗的SLE患者B细胞恢复规律与HSCT后淋巴细胞恢复规律相似,CD24++CD38++TrB数量迅速恢复且百分比增高[4-5]。长期的随访观察发现利妥昔单抗治疗后患者外周血TrB百分比明显升高且自身抗体水平降低,同时,治疗导致患者的CD20+记忆B细胞数量减少[4,25]。2014年,Wang等[26]研究也发现接受利妥昔单抗治疗的SLE患者出现IgD+CD27-初始B 细胞数量明显减少和CD27+浆母细胞数量明显增加;虽然全部患者的病情均得到缓解,但只有50%的患者自身抗体水平有明显下降。因此,利妥昔单抗能够显著减少B细胞总量,并能在B细胞重建过程中部分修复自身免疫检查点缺陷。虽然早期的小规模研究得到了预期结果,但最近的2项大型随机对照临床试验并未达到预期效果,这可能与利妥昔单抗介导B细胞耗竭后BAFF水平升高有关,其促使自身反应性B细胞的重建,削弱了疗效[27]。因此,利妥昔单抗联合贝利单抗(研究热点)治疗SLE可能产生协同作用,目前多个相关临床试验正在进行中[28]。
  
  
  3.3 依帕珠单抗(epratuzumab)
  
  
  CD22特异性表达于B细胞表面,是BCR复合物的抑制性辅助受体。CD22的生物学功能尚未完全阐明,可能与BCR信号转导的抑制、B 细胞的黏附与归巢、B 细胞活化的调节密切关联[29]。依帕珠单抗是一种特异性靶向CD22的人源化IgG1单克隆抗体,体外研究发现它还能通过增加CXCL12表达促进CD27-B细胞迁移,这提示其可通过影响B细胞的迁移阻滞其从骨髓释放至外周血并抑制细胞成熟[30]。同时依帕珠单抗可抑制B细胞产生促炎细胞因子IL-6和TNF-α,而不影响IL-10的产生,具有免疫抑制功能[29,31]。依帕珠单抗输注后可显著减少CD27-TrB和初始 B细胞数量,而对CD27+记忆B细胞影响较小[30]。一项研究表明,接受依帕珠单抗治疗的SLE患者其外周血循环B细胞数量可减少(35~40)%,疾病活动度也得到有效控制,但对血清Ig和自身抗体水平没有明显影响[32]。pSS患者接受依帕珠单抗治疗后也能获得相似的临床疗效。Jacobi等[33]研究发现CD27-IgD-记忆B细胞数量在SLE患者中异常升高并高表达CD95,与疾病活动度及复发率密切相关。Shock等[29]研究发现依帕珠单抗能够明显降低上述细胞百分比并下调CD95表达,同时在相当长的时间内维持双阴性记忆B细胞数量稳定在低水平。因此,依帕珠单抗可能通过影响B细胞成熟以调控B细胞正常发育,抑制自身反应性B细胞进入外周血。最近一项评估了依帕珠单抗疗效(1 921例SLE患者)的meta分析表明,依帕珠单抗可能是治疗中重度活动期SLE的有效药物[34]。
  
  
  4 结语
  
  
  TrB是B细胞发育成熟的关键阶段,同时也是B细胞由骨髓向外周血释放的中间节点,具有免疫不稳定性和免疫可调控性。TrB通过2个主要耐受检查点阻滞自身反应性B细胞发生发育并诱导细胞凋亡,避免自身免疫反应的发生。此外,多种靶向B细胞的单克隆抗体可通过影响TrB的生成治疗SLE、pSS、MS等自身免疫性疾病,但目前关于TrB仍存在许多争议,需要进一步研究以揭示其内在本质。
  
  
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