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系统性红斑狼疮发病机制的研究进展

2022-07-29
来源:求医网
摘要本文总结近几年来对狼疮动物模型以及系统性红斑狼疮(SLE)病人的研究发现,阐述细胞凋亡、凋亡基因或自身基因与这种自身免疫性疾病的关系,着重于自身反应性T、B细胞克隆的激活,自身隐蔽抗原的释放,自身抗体的产生及基致病作用等主要方面。

关键词 系统性红斑狼疮;细胞凋亡;凋亡基因;发病机制

系统性红斑狼疮(SLE)是一种多器官、多系统受损的自身免疫性疾病,由于发现有许多自身抗体,致使近20年来,大多数研究者都在探求一种特异性自身抗体在SLE中的致病作用,尤其是在80年代后期,更多地注意到抗dsDNA,特别是其独特型16/6的致病作用。不过,近几年来,已从特异性自身抗体转移到细胞生物学的研究,对SLE发病机制的研究也有了新进展。

本文主要综述近几年来关于SLE发病机制的一些新发现,着重于细胞凋亡(apoptosis)、凋亡基因或自身基因(autogene)与这种自身免疫性疾病的关系,阐明自身反应性T、B细胞克隆的激活,自身隐蔽抗原的释放,自身抗体的产生及其致病作用等主要环节。

自身反应性T细胞克隆的激活

首先是在MRL狼疮鼠lpr(lymphoproliferation)基因型中发现:Fas(Apo-1/CD95,细胞凋亡诱导基因)mRNA表达量极少或几乎没有[1,2],并且,其胸腺细胞和脾B细胞的Fas蛋白(抗原)表达量也极少或几乎没有[3]。进一步的研究发现[2,4]:在Fas基因第2内含子处插入了一个168-200 bp(碱基对)的病毒早期逆转录转座子(ETn),导致Fas基因突变,转录产物异常,诱发凋亡功能丧失,使自身反应性T细胞克隆消除功能缺陷,大量的CD4-CD9-双阴性T细胞在MRL-lpr/lpr外周淋巴组织积聚,出现狼疮样病变。

随后在gld(generalized lymphoproliferative disease)基因型中发现[5]:其FasL(Fas ligand,Fas 配体)有点突变,在靠近3'端编码序列有T到C的转换,这种突变使FasL细胞外区第273号氨基酸由亮氨酸替换苯丙氨酸,导致FasL因突变而丧失功能,无法与Fas抗原结合,也就不能诱导细胞凋亡,同样有大量CD4-CD8自身反应性T细胞堆积,而有狼疮样表现。

吴氏等6]用基因鼠证明Fas基因突变在MRL-lpr/lpr中的致病作用:他们用正常全长Fas cDNA转染到CK2启动子和增强子的调控下,使其T细胞特异性表达Fas。结果在18周龄的这种转基因鼠中,CD4-CD8-B220+T细胞明显减少到完全被清除,至4.5月龄时则没有淋巴结病,血尿素氮正常,未见肾小球炎,IgG2a正常,IgG2a抗ds-DNA阴性;IgG1及IgG1抗ds-DNA减少;而未转染CD2-Fas基因的鼠仍在4.5月龄时有相应狼疮样表现。

以上都是MRL狼疮鼠中所见,而在NZB/WF1、BXSB等狼疮模型中,却没有相应发现;并且,在人SLE中,也未发现有Fas抗原表达及其功能的异常[7,8],只是最近有人报道[9]:在75例SLE病中,有1例出现FasL第4个外显子内84 bp缺失,这种FasL表现低的凋亡功能,但此例却无CD4-CD8-CD3+T细胞的增多,因此,可能尚有其它因素参与其发病机制。

自身反应性B细胞的活化

在未将Bcl-2基因作为抗凋亡基因看待之前,只是将其称作B细胞淋巴瘤(B cell lymphoma)的癌基因,但目前已认识到其增强细胞的存活更甚于增生的作用。因此,早在1991年就有人用Bcl-2转基因鼠,建立了人SLE相似的狼疮模型[10]:他们将在免疫球蛋白(lg)重链增强子(Eμ)控制下的人Bcl-2 cDNA(即Eμ-Bcl-2-22)转染人(C57 BL/6×SJL)F1、F2中,发现:这种转基因鼠中,脾内激活B细胞及浆细胞Bcl-2基因转录产生有20-50倍升高,而T细胞几乎没有表达;同时,这种分泌lg的B细胞及浆细胞生存期明显延长,而胸腺细胞、外周T细胞未受影响;并且有大量小B细胞和lg分泌细胞积聚于循环血中、脾、骨髓、淋巴结和腹腔内。这种转基因鼠,在3-12月龄时,60%发病:弓背、脱毛、失重、水肿、脾淋巴结基质增生,新月体形成,表现免疫复合物性肾炎;还可检测到许多自身抗体:ANA、抗ds-DNA、抗Sm、抗RMP、抗心磷脂抗体、抗组蛋白抗体、RF等,表现出较典型的SLE,而未见新生物。

随后的研究[11]证明了Bcl-2可阻抑外周自身反应性B细胞克隆的清除,这种逃逸的自身反应性B细胞活化后,产生自身抗体而致病。再则,在MRL-lpr/lpr狼疮鼠中,也可能因Fas基因突变,自身反应性B细胞存活延长,甚至逃脱Fas介导的细胞凋亡,而产生自身抗体引致SLE[1]

但是,在SLE病人中,并未发现B淋巴细胞的Bcl-2蛋白表达增高,反而在T细胞上有高水平表达[8,12]。尽管总体淋巴细胞的Bcl-2 mRNA表达增高,也可能主要是T细胞表达高之故[12],同时也未发现Bcl-2基因有重振或突变[12]。不过,仅凭对Bcl-2的基因的检测,尚不能除外自身反应性B细胞就逃脱不了凋亡的命运。因为,Bax(Bcl-2-associated x,凋亡诱导基因)往往与Bcl-2形成同源或异二聚体,而决定细胞生存命运:如果是Bcl-2同源或异二聚体,细胞倾向生存,若是Bax同源二聚体,则细胞易凋亡,这种Bcl-2/Bax比率关系,就如一变阻器决定细胞生与死[13]。因此,有必要进一步研究SLE病人淋巴细胞Bax的表达情况。

自身隐蔽抗原的释放

在90年代初,就有人[14]将人和鼠的淋巴细胞体外培养,均发现有细胞凋亡,同时释放核小体、核组蛋白体及DNA等,它们均具有刺激B细胞多克隆激活的作用,从而产生相应自身抗体。这可解释为何正常个体也存在许多少量的自身抗体。

后来,Livia等[5]将人角化细胞在体外培养,用紫外线照射诱导细胞调亡,发现这种凋亡细胞表面含有不同自身抗原的二大类泡:较小的表面泡内主要是RNA、内质网片段、核糖体、核糖核蛋白(ribonucleoprotein,RNP)和胞浆RNPs(SS-A/Ro);而较大的泡(apoptotic bodies,凋亡小体)内有核小体DNA、Ro、La及小核核糖核蛋白(small nuclear ribonucleoproteins,snRNPs)。在这两类泡膜部位有自由基产生,以其蛋白起修饰作用,暴露出隐蔽的抗原决定簇,从而诱发相应自身抗体产生[15]。这一实验发现,为SLE病人暴露于阳光照射下而诱发临床表现,提供了理论依据。接着,他们又进行病毒感染诱导的细胞凋亡实验研究,发现[16]:在上述小凋亡泡表面富含病毒颗粒和病毒糖蛋白,这种特异性的病毒自身抗原复合物很可能打破自身耐受,同样诱发自身抗体产生。这又可解释多种感染,特别是病毒感染,往往为SLE病人的诱发因素。

近年来,Livia等的实验还提示[17]:凋亡具有促凝活性。因为,有促凝活性的磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine)在细胞凋亡失去双层结构时重排,暴露到凋亡细胞的外表面,诱发抗磷脂抗体的产生,从而在SLE病人中表现为抗磷脂抗体综合征和血管内凝血[17]

自身抗体的致病作用

过去几十年的研究发现,SLE中的自身抗体种类繁多,有针对细胞膜表面抗原及胞浆、胞核等成份的抗体。前一类自身抗体主要是通过细胞表面分子(膜抗原)而起免疫损伤,达到破坏细胞作用,引起溶血性贫血、血栓性血小板减少,淋巴细胞毒现象;而后二类自身抗体,包括研究得最多的抗DNA,所引起的组织损伤及狼疮性肾炎(LN),普遍认为是相应自身抗原在组织中预先种植或原位形成以及与之有交叉反应,从而形成免疫复合物(如DNA/抗DAN免疫复合物)沉积致病[18,19]

近年的资料显示[19]:在SLE中,细胞凋亡明显增多,出现很多核小体及抗核小体抗体,这种抗核小体抗体可表现抗DNA的抗体反应性,而抗DNA及抗组蛋白抗体也可与核小体结合。对DNA/抗DNA免疫复合物沉积于肾小球的研究发现[19]:并非抗DNA抗体本身结合,而是因肾小球基底膜(GBM)的固有成份硫酸肝素(HS)带负电荷,与免疫复合物中含有带正电荷的核小体结合,是核小体介导的抗体或免疫复合物结合沉积于GBM上。SLE中其它组织的免疫损伤也可能有类似的情况,并因有细胞凋亡存在,出现自身抗原的“预先种植”或原位暴露,也可能牵涉到分子模拟机制(molecular mimic mechanism)及分子内或分子间抗原决定簇扩散(intra-and inter-molecular determinat spreading)[17],产生相应的免疫反应及损伤。

小结

总结以上所述,参与SLE的发病机制是多因素,甚至是多基因的,但其主要环节在于:①自身隐蔽抗原的大量释放,刺激特异性致病性辅助性T细胞,活化B细胞产生自身抗体;②自身反应性T细胞克隆未能消除而激活自身反应性B细胞,产生自身抗体;③自身反应性B细胞本身未正常凋亡而存活延长或持续,产生自身抗体。

这三条径路都可作为SLE发病始动因素,第一条径路可解释临床SLE病人因日晒、感染而诱发病情反复。至于SLE病人中自身反应性T、B细胞的凋亡异常与否,可能影响的凋亡调控基因,以及是否也有逆转录病毒的插入引起突变,尚需进一步研究探讨。

参考文献

  1. Watanabe-Fukunaga R,Brannan CI,Copeland NG,et al.Nature,1992;356(6367):314-317

  2. Chu JL,Drappa J,Parnassa A et al.J Exp Med ,1993;178(2):723-730