霍佳慧,王小云,龔 鐳,顧 馨

霍佳慧,王小云,龔鐳,顧馨,南京醫(yī)科大學附屬無錫市第二人民醫(yī)院消化內科 江蘇省無錫市 214000

0 引言

B淋巴細胞來源于造血干細胞,在骨髓中成熟,能夠分化成漿細胞,合成并且分泌抗體,介導體液免疫[1-3].B細胞能夠產生細胞因子、參與抗原呈遞從而參與疾病的調節(jié)[4-6].調節(jié)性B細胞(regulatory B cells,Breg)作為一類較為特別的B細胞亞群在許多免疫炎癥反應中起到負性調節(jié)作用[7,8].大多研究提示,調節(jié)性B細胞的調節(jié)作用是依靠分泌白介素(interleukin,IL) -10參與免疫調節(jié),所以分泌IL-10的調節(jié)性B細胞也被稱為B10細胞[9].調節(jié)性B細胞不僅僅分泌IL-10,它也能夠分泌IL-35、腺苷酸、轉化生長因子-β (Transforming growth factor-β,TGF-β)等細胞因子[10].然而調節(jié)性B細胞,并不像調節(jié)性T細胞(regulatory T cells,Treg)為大家所熟知,調節(jié)性T細胞的分型包括了天然生成的,為抗原非特異性的自然調節(jié)性T細胞,以及需要特定的免疫環(huán)境抗原刺激才能分化,為抗原特異性適應性調節(jié)T細胞.Foxp3作為轉錄因子是調節(jié)性T細胞特異性標志性分子,目前調節(jié)性B細胞的表型沒有明顯的特異性,于是將這組具有免疫抑制作用的B細胞都歸為Breg[11].Breg在鼠和人類中有多種亞型,比如在鼠中較為常見的有CD19+CD21hiCD23+CD24hiT2-MZPB細胞、CD19+CD21hiCD23-CD24hiMZB細胞、Tim-1+B細胞、CD5+CD1dhiB細胞、CD138+漿細胞、漿母細胞等.人類Breg表型有CD19+CD24hiCD28hi未成熟B細胞、CD19+CD24hiCD27+B細胞等[12,13].到目前為止,Breg的來源被認為有兩種,一種類似于胸腺來源的Treg,是B細胞的一個專門譜系,有特定的基因負責其抑制免疫的性質; 另一種是B細胞在受到一定的刺激后,表現(xiàn)出調控表型,從而抑制局部炎癥反應.Toll樣受體(Tolllike receptor,TLR)和/或CD40的激活是誘導B細胞分化成Breg的最典型的信號[13].盡管Breg數(shù)量不多,但在實驗性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)、類風濕性關節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、橋本氏甲狀腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)等自身免疫性疾病中都起到了免疫調節(jié)的作用[14-17].在EAE中,Wolf等[7]人發(fā)現(xiàn)B細胞缺乏的小鼠無法從EAE中恢復.Matsumoto等[18]人發(fā)現(xiàn)在引流淋巴結中的CD138+漿母細胞作為Breg在EAE中主要產生IL-10,抑制自身免疫反應.研究發(fā)現(xiàn)在長期中度活動或活動性的RA患者血液樣本中CD19+CD27+B細胞的數(shù)量明顯低于健康對照組,與健康對照組相比,RA中Breg抑制CD4+T細胞產生干擾素γ的能力顯著降低,提示Breg的功能缺陷與RA的發(fā)病機制有關[19-21].Breg在以上自身免疫性疾病的發(fā)生及發(fā)展過程中均有參與,本文將就Breg在消化系統(tǒng)自身免疫性疾病中的作用進行綜述.

1 Breg與炎癥性腸病

1.1 Breg與克羅恩病 克羅恩病(Crohn’s disease,CD)是一種慢性胃腸道炎癥性疾病,多見于回腸末端及結腸,可累及全消化道,表現(xiàn)為反復發(fā)作的非特異性的節(jié)段性、非對稱性、透壁性炎癥,大多數(shù)患者在診斷時表現(xiàn)為腸道炎癥,隨著時間推移,半數(shù)的患者出現(xiàn)狹窄、瘺管形成、膿腫等并發(fā)癥,了解CD的發(fā)病機制對于緩解疾病進展、預防和阻止并發(fā)癥的發(fā)生至關重要[22].目前認為遺傳易感性、環(huán)境因素、腸道微生態(tài)等多因素導致的黏膜免疫應答異常和上皮屏障功能受損是CD主要發(fā)病機制[22].腸道黏膜上皮細胞作為黏膜免疫的第一道防線,在CD中,上皮細胞間緊密連接松散,黏膜通透性增加,腸黏膜屏障受損,使腸腔內抗原進入固有層[23].潘氏細胞作為高度特化的上皮細胞,分泌抗微生物肽、α-防御素等保護腸黏膜屏障,潘氏細胞正常的自噬功能能維持腸道內環(huán)境的穩(wěn)定,CD患者自噬基因位點突變,導致其自噬功能受損,誘發(fā)進一步炎癥反應[24].當微生物進入上皮內及固有層后,由不同的模式識別受體如TLR、NOD樣受體識別,啟動信號傳導途徑,與抗原接觸后的樹突狀細胞成熟,將抗原提呈給T細胞及B細胞,導致一系列免疫應答.輔助性T細胞1 (T helper 1 cell,Th1)、輔助性T細胞17 (T helper 17 cell,Th17)、Treg在CD適應性免疫中發(fā)揮重要的免疫調節(jié)功能,Th1、Th17作為效應T細胞,分泌IL-17、IL-22、干擾素(interferons-γ,IFN-γ),腫瘤壞死因子α (tumor necrosis factor α,TNF-α)等促炎細胞因子,Treg分泌IL-10、TGF-β、IL-35等調節(jié)免疫,抑制炎癥反應[25].

Th1、Th17、Treg的免疫失衡是CD發(fā)病機制中的重要環(huán)節(jié),研究表明,Breg能負向調節(jié)T細胞免疫反應,通過產生IL-10抑制Th1和Th17細胞,減少炎癥因子的產生[26].SAMP1/Yit小鼠作為CD的小鼠模型可自發(fā)形成回腸和盲腸腸道炎癥,Olson等[27]人提出SAMP1/Yit小鼠中B細胞穩(wěn)態(tài)和功能可能存在異常.Mishima等[28]進一步研究發(fā)現(xiàn)SAMP1/Yit小鼠的腸系膜淋巴結B細胞的產生的IL-10和TGF-β明顯減少,并且實驗還表明產生IL-10以及TGF-β的B細胞的表面抗原以CD1d為主.IL-10可以通過調節(jié)Th1/Th2平衡及Th17,以及抑制包括IL-1和TNF-α在內的促炎細胞因子的產生來抑制免疫反應,TGF-β則通過誘導效應T細胞的凋亡抑制疾病嚴重程度[29,30].SAMP1/Yit小鼠的腸系膜淋巴結B細胞分別與巨噬細胞、T細胞共同培養(yǎng),與對照組相比IL-1β、IFN-γ明顯增加,該實驗結果是第一次提示Breg功能缺陷參與CD的小鼠模型的發(fā)病機制.

Oka等[31]的實驗檢測了18位CD人、24位潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis,UC)的病人以及26名健康人外周血中IL-10及Breg的表達,患者外周血B細胞產生的IL-10、外周血中的CD19hiCD1dhiBreg及CD24hiCD38hiBreg較健康對照組明顯減少.通過分別將SAMP1小鼠腸系膜淋巴結中的整體CD4+T細胞和去除Treg的T細胞轉移到嚴重免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,SCID)小鼠中,構建兩種結腸炎模型,缺少Treg的SCID小鼠腸道炎癥更為嚴重.然后分別將整體B細胞和去除CD19hiCD1dhiBreg的B細胞再注入兩種結腸炎小鼠中,缺少CD19hiCD1dhiBreg的小鼠炎癥指標明顯高于對照組及注入整體B細胞的小鼠.腸道炎癥的加重可能依賴于CD19hiCD1dhiBreg的減少,且無論是否存在Treg,Breg都能夠緩解腸道炎癥.因此,Breg的減少和缺乏從而加重腸道炎癥可能與CD的發(fā)病機制有關.

另一項自發(fā)性結腸炎的小鼠模型的研究中發(fā)現(xiàn),通過過繼轉移腹膜腔B10細胞,結腸炎的病理特征減弱,杯狀細胞數(shù)量保留,隱窩扭曲變形減輕,顯著減少外周及淋巴結中CD4+T細胞的數(shù)量,并調節(jié)中性粒細胞浸潤,并且發(fā)現(xiàn)腹膜腔B10細胞是脾臟、腸道或腸系膜淋巴結中的10倍,腹膜腔B10細胞能夠下調腸道組織內T細胞的活化,并可能抑制T細胞的募集進入腸道[32].將正常人外周血CD19+CD25hiBreg與CD4+T細胞在體外共同培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)Breg通過細胞間接觸及分泌細胞因子,主要通過分泌TGF-β促進Treg增加,減少Th17細胞的數(shù)量[33].上述實驗表明Breg與CD4+T細胞的相互作用,能夠參與到Th1、Th17、Treg間的平衡,可能與CD的發(fā)病機制有關,但仍需進一步研究.

進一步研究Breg在CD功能障礙研究中的作用機制,Oka等[34]人構建磷酸肌醇-3激酶(phosphoinositide 3-kinase,PI3K) δ突變小鼠模型,探究PI3Kδ信號在Breg參與腸道炎癥免疫調節(jié)中的作用.PI3Kδ基因定位于人炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)易感位點,PI3Kδ信號的基因缺失可導致小鼠自發(fā)性結腸炎,PI3KAkt信號通路是B細胞產生IL-10的重要途徑,來自PI3Kδ突變小鼠的B細胞或用PI3K特異性抑制劑處理的野生型B細胞在細菌刺激下分泌的IL-10明顯減少,IL-12p40增加,這些B細胞與巨噬細胞或CD4+T細胞共培養(yǎng)未能抑制其產生細胞因子從而抑制炎癥.在體內,過繼轉移的野生型B細胞改善了T細胞介導的結腸炎,PI3Kδ突變B細胞則沒有對黏膜炎癥提供保護.這些結果表明,PI3Kδ信號介導Breg免疫分化,對產生Breg在腸道穩(wěn)態(tài)和炎癥中的誘導和調節(jié)功能至關重要(圖1).

1.2 Breg與UC UC作為IBD的一種,病變常累及直腸及結腸,主要局限于黏膜及黏膜下層.其發(fā)病機制與遺傳、免疫、感染等因素相關,固有免疫及適應性免疫同樣也是疾病發(fā)病環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié),CD主要由Th1介導,而UC主要由輔助性T細胞2 (T helper 2 cell,Th2)介導,Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-13等引起免疫應答[35].在Breg與CD4+T細胞的共同培養(yǎng)后,IL-4、IL-6和IL-10的顯著增加,但IL-2、IFN-γ和TNF的變化不明顯,提示Th1與Th2中,Th2分泌細胞因子增多[33].通過檢測UC患者外周血及腸組織中的CD24hiCD38hiBreg以及CD5+Breg較正常對照組顯著下降,Mayo評分、C反應蛋白、血沉等均與Breg及IL-10呈反比,提示Breg可能參與UC的發(fā)病機制[36].

Yanaba等[37]通過葡聚糖硫酸鈉溶液(dextran sulfate sodium,DSS)誘發(fā)小鼠腸道損傷,構建UC模型.使用CD19-/-小鼠和野生型小鼠分別給予3% DSS 7 d,同時記錄體重和疾病活動指數(shù)來評估腸道損傷的嚴重程度.相比野生型小鼠,使用DSS誘導的CD19-/-小鼠出現(xiàn)了更明顯的體重降低以及更高的疾病活動指數(shù).將野生型小鼠脾臟中的CD1d+CD5+B細胞傳輸后,可以顯著的發(fā)現(xiàn)DSS誘導腸道損傷的緩解,然而IL-10-/-小鼠脾臟中CD1d+CD5+B細胞或者是野生型小鼠的非CD1d+CD5+B細胞都不能起到緩解腸道炎癥的效果.實驗結果表明Breg產生的IL-10能夠調節(jié)DSS誘導的腸道損傷.TCR基因敲除小鼠產生由Th2途徑介導的腸道炎癥反應,與UC相似,在該小鼠模型中腸道相關淋巴組織的Breg中CD1d上調,產生IL-10,通過下調與IL-1上調和STAT3激活相關的炎癥級聯(lián)反應來抑制腸道炎癥的進展[38].

IL-35能夠誘導產生Breg,并且促進Breg分泌IL-35及IL-10,IL-35具有抗炎和對自身免疫性炎癥疾病的保護作用[39,40].在UC患者中,通過IL-35預處理的外周單個核細胞提高了Breg分泌IL-10,IL-35抑制了CD4+CD25-T細胞、CD8+T細胞的增生,但是不影響B(tài)細胞增生.通過IL-35處理后的B細胞表現(xiàn)出明顯的調節(jié)功能,其特征是抑制細胞增殖和CD4+T細胞及CD8+T分泌的IFN-γ、IL-17、TNF-α.在UC患者炎癥及非炎癥組織中,IL-35均明顯減少,考慮與抑制p35轉錄有關,在IL-35分泌較高的組織中IL-10分泌也較多[41].也有實驗表明Breg分泌的IL-35在UC活動期較非活動及健康對照組均有顯著增加,增加分泌IL-35的Breg的表達能夠下調炎癥反應[42].然而,要將這些發(fā)現(xiàn)應用于UC的治療策略,還需要進一步研究.

圖1 調節(jié)性B細胞在腸道穩(wěn)態(tài)和炎癥中的誘導和調節(jié)功能.微生物進入上皮內及固有層,樹突狀細胞成熟將抗原提呈給T細胞,Breg負調節(jié)T細胞免疫反應,通過產生IL-10抑制Th1和Th17細胞,減少炎癥因子TNF-α、IFN-γ、IL-17、IL-22的產生,通過產生TGF-β促進Treg增加,緩解腸道炎癥.在CD中,免疫平衡失調,PI3Kδ缺陷使分泌的IL-10減少,Breg功能缺陷,Breg的數(shù)量減少和功能缺乏進一步加重腸道炎癥反應,炎癥因子增加.DC:樹突狀細胞; Th0:輔助性T細胞前體細胞; Th1:輔助性T細胞1; Th17:輔助性T細胞17; Treg:調節(jié)性T細胞; Breg:調節(jié)性B細胞; IL:白介素; IFN-γ:干擾素-γ; TNF-α:腫瘤壞死因子-α; TGF-β:轉化生長因子-β; PI3Kδ:磷酸肌醇-3激酶δ.

2 Breg與自身免疫性肝病

自身免疫性肝病包括自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)、原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis,PBC)及原發(fā)性硬化性膽管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC)等,AIH中自身免疫損傷影響肝細胞,導致界面性肝炎,PBC損傷小葉間膽管,導致非化膿性膽管炎,PSC損傷肝內及肝外膽管,導致同心圓形纖維化,進行性閉塞,導致多灶性膽管狹窄[43,44].目前認為發(fā)病機制與遺傳易感性、環(huán)境因素等相關.

AIH免疫反應由抗原提呈細胞提呈自身抗原后啟動,幼稚CD4+Th細胞被激活,分化成Th1和Th2,Th1細胞產生IL-2和IFN-γ,并同時激活細胞毒性CD8+T細胞,產生IFN-γ和TNF,肝細胞暴露于干擾素γ導致MHC類分子上調,MHC Ⅱ類分子異常表達,從而導致進一步的T細胞活化和肝損傷.分化為TH2細胞導致分泌IL-4、IL-10和IL-13,使B細胞成為分泌自身抗體的漿細胞,通過抗體介導的細胞毒性和補體激活誘導損傷[45].研究顯示在新發(fā)AIH患者中,CD19+CD5+Breg、CD19+CD5+CD1d+Breg和CD19+CD5+CD1d+IL-10+Breg較正常對照組均明顯減少,IL-10也同樣下降,提示Breg與IL-10的減少可能與早期AIH有關[46].通過建立小鼠實驗性自身免疫性肝炎(experimental autoimmune hepatitis,EAH)模型模擬人AIH,B細胞缺陷導致CD4+T細胞增殖和IFN-γ的增加,增加了EAH嚴重性,過繼轉移B細胞后通過影響TCR信號轉導和下調TCR表達改善EAH,CD11b在所有B細胞中的表達和CD19+CD1dhiCD5+B細胞數(shù)量也顯著增加,IL-10可能通過上調CD11b的表達而影響B(tài)細胞的調節(jié)功能[47].

PBC的膽道損傷是免疫循環(huán)失調和肝內免疫反應的結果,促炎效應T細胞包括CD4+、CD8+T細胞等被上調并促進膽道損傷,自然殺傷細胞(natural killer,NK)介導自身抗原釋放和T細胞自身反應,Treg和濾泡調節(jié)細胞的調節(jié)作用未能充分抑制損傷反應,最終導致進行性炎癥、膽汁淤積和膽道纖維化[48].以dnTGF-βRⅡ鼠為PBC模型,并與缺乏B細胞小鼠雜交生成Ig-/-dnTGF-βRⅡ小鼠,Ig-/-dnTGF-βRⅡ小鼠較dnTGF-βRⅡ鼠發(fā)生了更嚴重的膽管炎,并且激活CD4+T細胞和CD8+T細胞更多,降低了肝臟CD4+T細胞中Foxp3+Treg和NK細胞,促炎細胞因子包括TNF-α和IL-6水平升高,并導致了比對照組更嚴重的結腸炎,提示了B細胞在PBC中的抑制作用[49].

3 Breg與自身免疫性胰腺炎

自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis,AIP)包含有兩種亞型,其臨床特征是梗阻性黃疸,組織學特征為淋巴漿細胞浸潤和纖維化[50].1型AIP又稱IgG4相關胰腺炎,可以同時或先后出現(xiàn)其他器官受累的表現(xiàn),2型AIP較為少見,與小葉內中性粒細胞浸潤和粒細胞上皮病變有關[51-53].既往研究報道CD24+CD25hiTreg增加與IgG4的產生有關,而幼稚Treg的減少可能參與了1型AIP的發(fā)病機制[54].Sumimoto等[55]人招募了21例未接受皮質類固醇治療的1型AIP患者、14例慢性胰腺炎患者、20例胰腺癌患者和25名健康受試者作為對照,以闡明Breg在1型AIP中的作用.1型AIP患者外周血中CD19+CD24hiCD38hiBreg較其他組明顯升高,而CD19+CD24hiCD27+Breg有降低的趨勢,但不顯著,通過增加CD19+CD24hiCD38hiBreg可能抑制疾病活動,從而參與1型AIP的發(fā)病機制.

4 結論

本文綜述了Breg在消化系統(tǒng)自身免疫性疾病中的研究進展,包括IBD、自身免疫性肝病、AIP.Breg在自身免疫疾病中有抑制炎癥反應、緩解疾病活動等作用,然而具體機制尚未明確,既往的大多數(shù)研究是基于小鼠模型或在體外進行的,因此可能不能代表Breg在人體內的真正作用.由于Breg數(shù)量較少、功能尚不明確,Breg作為免疫網(wǎng)絡中的一個角色,仍需要進一步的研究.通過識別出Breg的特異性表面標記,并確定其調控作用的機制,Breg在自身免疫疾病中的作用會更明確.