馬婷婷，肖廣輝，諸葛欣

(天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院，天津市老年病學(xué)研究所，天津300052)

程序性細(xì)胞死亡因子1(PD-1)是新近發(fā)現(xiàn)的一種新的介導(dǎo)負(fù)性調(diào)控信號(hào)的共刺激分子受體，在激活的T細(xì)胞、B細(xì)胞和一些髓樣細(xì)胞上表達(dá)，表現(xiàn)對(duì)激活后T、B細(xì)胞炎癥程度的下調(diào)和炎癥范圍的限制［1］，其配體包括 PD-L1 和 PD-L2。研究［2］發(fā)現(xiàn)，PD-1與其配體結(jié)合后能介導(dǎo)免疫細(xì)胞周圍性耐受，下調(diào)其炎癥反應(yīng)程度。PD-1/PD-Ls路徑與免疫耐受、自身免疫型疾病、腫瘤、急慢性感染等密切相關(guān)。因動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展與炎癥及免疫反應(yīng)有密切聯(lián)系，故PD-1及其通路與動(dòng)脈粥樣硬化間關(guān)系的研究較多。現(xiàn)將近年來國(guó)內(nèi)外有關(guān)PD-1及其配體與動(dòng)脈粥樣硬化關(guān)系的研究進(jìn)展情況作一綜述。

1 PD-1及其配體的結(jié)構(gòu)與功能

PD-1最初是從凋亡的小鼠T細(xì)胞雜交瘤2B4.11克隆出來［3］，其結(jié)構(gòu)類似于 CD28分子。隨后的研究表明PD-1及其配體是CD28/B7超家族成員，廣泛表達(dá)于各種組織。PD-1亦稱CD279，屬于免疫球蛋白超家族成員，是一種相對(duì)分子質(zhì)量為55 kD的Ⅰ型跨膜糖蛋白，以單體的形式存在于細(xì)胞表面，其序列與其他共刺激分子(CTLA-4、CD28、ICOS)相比，有21%～33%的同源性［4］。PD-1是由細(xì)胞外IgV結(jié)構(gòu)域、跨膜結(jié)構(gòu)域、以酪氨酸為信號(hào)基序的胞內(nèi)信號(hào)構(gòu)成［5］。PD-1的胞質(zhì)區(qū)尾部含有2個(gè)酪氨酸殘基，N端酪氨酸殘基參與構(gòu)成免疫受體酪氨酸抑制基序(ITIM)，C端酪氨酸殘基則參與構(gòu)成免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)換基序(ITSM)，其中ITSM高度保守，提示其具有重要功能;當(dāng)PD-1與其配體結(jié)合時(shí)，ITSM發(fā)生磷酸化，招募酪氨酸磷酸酶 SHP-1和SHP-2，使下游的效應(yīng)分子(如磷脂酰肌醇化酶3，PI3K)去磷酸化，去磷酸化的PI3K不能活化絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，從而限制T細(xì)胞的活化、增殖與存活［6］?；罨腡細(xì)胞、B細(xì)胞、單核細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞可誘導(dǎo)PD-1表達(dá)并明顯限制適應(yīng)性免疫反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間和程度［7］。

PD-1配體包括PD-L1(B7-H1或CD274)和PDL2(B7-DC或 CD273)。PD-L1的相對(duì)分子質(zhì)量為40 kD，其包括細(xì)胞外免疫球蛋白V樣和C樣結(jié)構(gòu)域及跨膜結(jié)構(gòu)域，但缺乏可識(shí)別的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)結(jié)構(gòu)域;PD-L1廣泛表達(dá)于B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、培養(yǎng)的骨髓來源的肥大細(xì)胞及T細(xì)胞，這些細(xì)胞活化后表達(dá)上調(diào);PD-L1還表達(dá)于各類非血源性細(xì)胞(包括血管內(nèi)皮細(xì)胞、胰島細(xì)胞)、星形膠質(zhì)細(xì)胞、角質(zhì)細(xì)胞等。干擾素α、β和γ是潛在的 PD-L1表達(dá)上調(diào)因子，使其表達(dá)于抗原遞呈細(xì)胞(APCs)、內(nèi)皮細(xì)胞和上皮細(xì)胞;PD-L1可能在T細(xì)胞的非免疫性調(diào)節(jié)中起作用。

PD-L2相對(duì)分子質(zhì)量為25 kD，其結(jié)構(gòu)與PD-L1相似，但PD-L2僅能誘導(dǎo)表達(dá)于活化的樹突狀細(xì)胞(DC)、巨噬細(xì)胞;有報(bào)道稱PD-L2可能誘導(dǎo)正性或負(fù)性共刺激;如在實(shí)驗(yàn)性自身免疫腦脊髓炎(EAE)鼠模型的多發(fā)性硬化(MS)中，應(yīng)用PD-L2阻滯性抗體可增加中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥及疾病嚴(yán)重度，證實(shí)PD-L2是一個(gè)負(fù)性共刺激分子;然而，在哮喘的鼠模型中，給予可溶性PD-L2可加重嚴(yán)重反應(yīng)，原因可能是在T細(xì)胞表面，PD-L2存在另一種至今未識(shí)別的受體［7］。

2 PD-1或其配體表達(dá)異常與動(dòng)脈粥樣硬化

2.1 加速動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成 動(dòng)脈粥樣硬化是一組稱為動(dòng)脈硬化的血管病中最常見、最重要的一種，其特點(diǎn)是動(dòng)脈管壁增厚變硬、失去彈性和管腔縮小，由于在動(dòng)脈內(nèi)膜上積聚的脂質(zhì)外觀呈黃色粥樣，因此稱為動(dòng)脈粥樣硬化。在我國(guó)，本病的患病率和發(fā)病率呈上升趨勢(shì)，并成為老年人主要病死原因之一。動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明，目前存在4種學(xué)說，即脂質(zhì)浸潤(rùn)學(xué)說、血小板聚集和血栓形成學(xué)說、平滑肌細(xì)胞克隆學(xué)說和損傷反應(yīng)學(xué)說。動(dòng)脈粥樣硬化是一個(gè)多因素參與的疾病，近年來研究表明，炎癥與免疫反應(yīng)在其發(fā)生、發(fā)展中起重要作用，越來越多的證據(jù)顯示動(dòng)脈粥樣硬化是一種自身免疫相關(guān)性疾病，免疫細(xì)胞(包括單核巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞)顯著參與并調(diào)控了動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)病的起始、進(jìn)展以及血栓性并發(fā)癥的發(fā)生［8］。研究證實(shí)免疫細(xì)胞聚集啟動(dòng)了動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成，如在實(shí)驗(yàn)小鼠模型中，動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)以血管內(nèi)皮黏附分子1為著的白細(xì)胞黏附分子，其導(dǎo)致血管對(duì)膽固醇聚集于內(nèi)膜的反應(yīng)［9］。動(dòng)脈粥樣硬化病變的各個(gè)時(shí)期均存在激活的T細(xì)胞，T細(xì)胞的浸潤(rùn)、激活和增殖在易損性動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成和進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。CD+8T細(xì)胞在動(dòng)脈粥樣硬化早期脂質(zhì)條紋中占多數(shù)，成熟的動(dòng)脈粥樣硬化纖維板塊中則含有T細(xì)胞。激活后的T淋巴細(xì)胞分泌多種細(xì)胞因子，如IFN-γ、TNF-β、GMCSF、IL-2等，使巨噬細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生金屬蛋白酶，溶解粥樣斑塊纖維帽中的基質(zhì)，破壞斑塊的穩(wěn)定性［10］。

研究［11］發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞的激活及T輔助細(xì)胞亞群的失衡促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生及發(fā)展，而PD-1或其配體的缺如可加速動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成。缺乏PD-1受體的T淋巴細(xì)胞(無論是CD+4還是CD+8細(xì)胞)增殖能力和分泌細(xì)胞因子功能均顯著增強(qiáng)，并且基本不表現(xiàn)凋亡，不能介導(dǎo)周圍性耐受［12］。Gotsman 等［13］將 LDLR-/-與 PD-L1-/-/PD-L2-/-的小鼠進(jìn)行雜交繁殖，培育出PD-L1-/-/PD-L2-/-/LDLR-/-小鼠模型，利用這一模型，與有動(dòng)脈粥樣硬化傾向的LDLR-/-小鼠對(duì)比研究體內(nèi)斑塊抗原特異性細(xì)胞所介導(dǎo)的免疫反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PD-L1/2缺陷可導(dǎo)致小鼠主動(dòng)脈弓、降主動(dòng)脈的動(dòng)脈粥樣硬化面積較對(duì)照組增加了3倍，進(jìn)一步對(duì)斑塊免疫組化的分析提示不僅斑塊面積增加，其內(nèi)部細(xì)胞組成結(jié)構(gòu)亦有顯著變化，表現(xiàn)為CD4+和CD8+T細(xì)胞增加;PDL1/2缺陷導(dǎo)致的免疫反應(yīng)增強(qiáng)表現(xiàn)在模型小鼠髂部淋巴結(jié)腫大、活化的CD4+T細(xì)胞數(shù)量增加、血清中TNF-α 水平升高;從 PD-L1-/-/PD-L2-/-/LDLR-/-模型小鼠體內(nèi)分離的APCs的體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞增殖能力顯著增強(qiáng)，細(xì)胞因子如IFN-γ的分泌也增加，這些免疫反應(yīng)的增強(qiáng)在動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。

雖然 PD-L1和 PD-L2均可與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合，但近來發(fā)現(xiàn)PD-L1還可與抗原遞呈細(xì)胞表面的B7-1(CD80)結(jié)合，傳遞抑制性信號(hào)［14］。為明確PD-1/PD-Ls通路對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的影響，有學(xué)者 Bu［15］將雜交繁殖的 PD-1-/-/LDLR-/-小鼠模型與LDLR-/-小鼠進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD-1/PD-Ls通路與調(diào)節(jié)粥樣硬化斑塊病灶中的T細(xì)胞反應(yīng)密切相關(guān)，并且限制CD8+T細(xì)胞的潛在反應(yīng)，而這種反應(yīng)在共抑制途徑完整的對(duì)照組小鼠中一般很微弱，PD-1缺失后CD8+T細(xì)胞顯著增多，能起到對(duì)鼠動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞的殺傷作用。上述研究結(jié)果提示PD-1激動(dòng)劑有可能用來治療粥樣斑塊炎癥的急性發(fā)作，如急性冠脈綜合癥［13，15］。

國(guó)內(nèi)的研究亦有類似報(bào)道，周音頻等用PD-1阻斷性抗體對(duì)進(jìn)展期動(dòng)脈粥樣小鼠模型進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)與未使用阻斷性抗體的對(duì)照組比較，使用阻斷性抗體組動(dòng)脈粥樣斑塊發(fā)生明顯形態(tài)學(xué)改變，表現(xiàn)為浸潤(rùn)的炎性細(xì)胞明顯增加，而粥樣斑塊中膠原含量減少，斑塊表現(xiàn)為薄的纖維帽下包含較大的脂質(zhì)核心，與臨床上的易損斑塊形態(tài)極其相似，其機(jī)制可能是由于PD-1/PD-Ls信號(hào)途徑阻斷后CD4+T淋巴細(xì)胞激活加劇，其增殖能力明顯增強(qiáng)，導(dǎo)致分泌的細(xì)胞因子增多，使斑塊結(jié)構(gòu)成分和性狀發(fā)生改變。

2.2 反映動(dòng)脈粥樣硬化病程進(jìn)展 對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化形成后T淋巴細(xì)胞上PD-1的水平在目前研究中尚無一致性結(jié)論。Lee等［9］研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化(CAD)患者中無論是穩(wěn)定性心絞痛組(SA group)還是急性冠脈綜合癥組(ACS group)，CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞和髓樣樹突狀細(xì)胞(mDCs)上PD-1表達(dá)與健康對(duì)照相比明顯降低，體外CD4+和CD8+T細(xì)胞淋巴細(xì)胞增殖能力及產(chǎn)生細(xì)胞因子(如IFN-γ、IL-2)的能力均比健康人的mDCs明顯升高，推測(cè)冠心病患者mDCs功能失調(diào)可能與共刺激因子表達(dá)失衡、負(fù)性共刺激分子 PD-L1表達(dá)降低有關(guān)，從而導(dǎo)致T細(xì)胞的免疫活化，細(xì)胞因子分泌增加。趙歡等［16］研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化患者T細(xì)胞上PD-1表達(dá)較對(duì)照組下降，從而導(dǎo)致體內(nèi)負(fù)性共刺激信號(hào)減少，使體內(nèi)正負(fù)性共刺激信號(hào)失去了平衡，使冠心病發(fā)生機(jī)制中的保護(hù)性因素減弱，進(jìn)而不能有效抑制因T細(xì)胞激活引起的細(xì)胞因子分泌的增加，不能抑制動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的形成，導(dǎo)致斑塊的不穩(wěn)定。

魏瑋等［17］發(fā)現(xiàn)，ACS患者外周血CD4+T細(xì)胞表面PD-1表達(dá)顯著增高，而CD28的表達(dá)無明顯變化，考慮CD4+T細(xì)胞上激活性共刺激分子CD28的活化信號(hào)途徑被明顯抑制，PD-1表達(dá)是一種對(duì)炎癥應(yīng)答的反饋性抑制表現(xiàn)，以達(dá)到降低T細(xì)胞激活程度和限制斑塊炎癥過度的作用。氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)具有很強(qiáng)的細(xì)胞毒性，可致內(nèi)皮細(xì)胞功能損害，其濃度在 SA和 UA組中均升高，推測(cè)引起CD4+T細(xì)胞PD-1高表達(dá)最可能的原因是長(zhǎng)期持續(xù)ox-LDL抗原刺激所致。周音頻等發(fā)現(xiàn)，ApoE基因敲除小鼠與對(duì)照組比較，斑塊中PD-1表達(dá)隨著動(dòng)脈粥樣硬化形成加劇而增高;其后，他們應(yīng)用他汀類藥物對(duì)模型鼠進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈粥樣硬化斑塊形成的面積減少，斑塊中PD-1表達(dá)明顯降低。原因可能是在動(dòng)脈粥樣硬化形成過程中，因ox-LDL和相關(guān)炎癥因子導(dǎo)致T淋巴細(xì)胞激活，使得T淋巴細(xì)胞上的負(fù)調(diào)共刺激因子PD-1表達(dá)增加，從而降低T淋巴細(xì)胞激活程度，并且限制斑塊內(nèi)炎癥過度的作用，而他汀類藥物可以降低血中的ox-LDL濃度，并由此減少了其引發(fā)的免疫應(yīng)答反應(yīng)，降低炎性細(xì)胞的激活及細(xì)胞因子的分泌，減輕炎癥程度，導(dǎo)致PD-1表達(dá)減少。

雖然動(dòng)脈粥樣硬化形成后T淋巴細(xì)胞上PD-1的表達(dá)變化尚無統(tǒng)一意見，其表達(dá)下調(diào)或反饋性上調(diào)可能反映了動(dòng)脈粥樣硬化病程進(jìn)展的不同階段，但其無論表達(dá)上調(diào)或下調(diào)都可以導(dǎo)致體內(nèi)正負(fù)性調(diào)節(jié)系統(tǒng)失衡，從而影響斑塊內(nèi)的炎癥細(xì)胞的激活以及相關(guān)炎癥細(xì)胞因子的分泌。由于相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道不多，動(dòng)脈粥樣硬化形成后T淋巴細(xì)胞上PD-1/L1的異常表達(dá)與動(dòng)脈粥樣硬化形成過程的相關(guān)機(jī)制仍需進(jìn)一步研究。

綜上所述，PD-1及其配體表達(dá)異常與動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展有一定關(guān)系，但在動(dòng)脈粥樣硬化患者中CD+4T細(xì)胞上的PD-1表達(dá)上調(diào)或下調(diào)的機(jī)制目前尚無定論;PD-L2在動(dòng)脈粥樣硬化過程中的作用及機(jī)制目前研究較少，如何將PD-1/PD-Ls途徑對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的作用轉(zhuǎn)換為治療動(dòng)脈粥樣硬化的方法等需要進(jìn)一步深入研究，了解動(dòng)脈粥樣硬化的病理過程與免疫反應(yīng)的關(guān)系將為臨床控制動(dòng)脈粥樣硬化、預(yù)防心血管事件提供新的思路。

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