張倩倩，柴向斌

趨化因子是由細(xì)胞分泌的一些小細(xì)胞因子或信號蛋白，因能使細(xì)胞定向移動而得名，參與了炎癥發(fā)生和發(fā)展過程，根據(jù)其氨基酸末端半胱氨酸殘基的不同可分為4類，分別為：C、CC、CXC、和CX3C，受體也分為CR、CCR、CXCR、CX3CR 4個亞家族[1]。趨化因子通過與7次跨膜的G蛋白偶聯(lián)受體結(jié)合而激活傳導(dǎo)信號，引發(fā)一系列免疫反應(yīng)，在炎癥反應(yīng)及自身免疫性疾病中起到重要作用[2]。多數(shù)趨化因子可以與多個受體結(jié)合并產(chǎn)生反應(yīng)，而大多數(shù)受體也可選擇多個趨化因子發(fā)揮生物學(xué)功能[1]，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2014年Comerford等[3]表示不適當(dāng)?shù)内吇蜃踊蜈吇蜃邮荏w的表達可引起過量的白細(xì)胞向外周組織移動，進而引起慢性炎癥性疾病。急性炎癥的的免疫反應(yīng)未能調(diào)節(jié)正常而導(dǎo)致長期炎癥狀態(tài)的疾病統(tǒng)稱為慢性炎癥性疾病[4]。致炎因子的持續(xù)作用以及對機體組織的長期損害是慢性炎癥發(fā)生的關(guān)鍵因素，以淋巴細(xì)胞、漿細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的浸潤為主要特征。近年來有研究證實CCL21和慢性炎癥有關(guān)[5]，CCL21是淋巴細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞的重要趨化因子，通過促進炎癥反應(yīng)參與了哮喘、慢性鼻-鼻竇炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、炎癥性腸病等慢性炎癥性疾病的病理生理過程。但是其在慢性炎癥性疾病的具體免疫機制還有待研究,本文主要綜述趨化因子家族中的CCL21與臨床上常見慢性炎癥性疾病關(guān)系的研究進展。

1 趨化因子配體CCL21

1.1 CCL21的結(jié)構(gòu)

CCL21也被稱為次級淋巴組織趨化因子(secondary lymphoid-tissue chemokine，SLC)，屬于CC類趨化因子，與其他人類CC趨化因子的同源性僅有21%～33%，特有一個包含兩個額外的半胱氨基酸殘基的大約30個氨基酸的羧基末端，其基因與同屬于CC類趨化因子的CCL19基因共同定位于9p13，且二者擁有共同受體CCR7(chemokine C receptor 7，CCR7)[6]，在人體中廣泛分布，在樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞等免疫細(xì)胞及非免疫細(xì)胞中都有表達[7],參與人體的免疫應(yīng)答反應(yīng)。

1.2 CCL21的受體

CCR7屬于CC類趨化因子受體家族，為細(xì)胞內(nèi)環(huán)和細(xì)胞外環(huán)各3個構(gòu)成的7次跨膜折疊螺旋，由短脂肪螺旋鏈將其固定在細(xì)胞表面[8]。先被Birkenbach等[9]在愛潑斯坦-巴爾病毒(Epstein-Barr Virus，EBV)感染的 B 細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，被稱為EBI-1，隨后又被Yashida 等[10]稱之為CCR7，在一些免疫細(xì)胞表面都有表達，如樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞等，另外在一些如腫瘤細(xì)胞等的非免疫細(xì)胞也有表達。在維持機體穩(wěn)態(tài)或感染時，與其高親和力的功能性配體之一CCL21結(jié)合，誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞歸巢，引起一系列免疫反應(yīng)。

1.3 CCL21的生物學(xué)功能

CCL21的產(chǎn)生來源主要是基質(zhì)細(xì)胞和淋巴內(nèi)皮細(xì)胞，通過與CCR7結(jié)合，誘導(dǎo)樹突狀細(xì)胞和T細(xì)胞等免疫細(xì)胞活化，定向遷移到外周組織，產(chǎn)生炎癥反應(yīng)[11]。CCR7-CCL21軸除了調(diào)控淋巴細(xì)胞歸巢外，還能啟動適應(yīng)性免疫反應(yīng)、促進細(xì)胞的增殖，但是調(diào)節(jié)不當(dāng)時就會引起一些慢性炎癥性疾病及腫瘤疾病的發(fā)生[12]，有研究表示CCL21與CCR7的相互作用可促進腫瘤疾病的淋巴轉(zhuǎn)移[13]，因此對CCL21、CCR7及其他相關(guān)因子需要嚴(yán)格調(diào)控。

CCL21是體內(nèi)的穩(wěn)態(tài)趨化因子，在淋巴結(jié)和脾臟高度表達，不能使單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞進行遷移，對淋巴細(xì)胞有特異性趨化作用[6]，與受體CCR7在促進淋巴細(xì)胞歸巢的同時，還可以促進淋巴組織的生成以協(xié)助參與機體的炎癥反應(yīng)[14]。炎癥刺激可通過上調(diào)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞上的CCL21來促進樹突狀細(xì)胞的遷移，影響T細(xì)胞以及淋巴結(jié)的增殖，CCL21或其受體缺乏會導(dǎo)致樹突狀細(xì)胞不能移動至淋巴結(jié)[15]。非典型趨化因子受體家族(atypical chemokine receptors，ACKRs)可結(jié)合CC和CXC亞家族的趨化因子，使趨化因子內(nèi)化而其自身不被溶酶體降解，位于被膜頂端的ACKR4可清除被膜下淋巴結(jié)竇腔內(nèi)的CCL21，產(chǎn)生CCL21生理梯度促進樹突狀細(xì)胞的遷移[16]。

樹突狀細(xì)胞是目前已知人體最強的抗原提呈細(xì)胞，是人體的哨兵細(xì)胞，可以快速發(fā)現(xiàn)入侵的抗原，進行攝取、加工后提呈給T細(xì)胞，激活T細(xì)胞，啟動免疫反應(yīng)[17]，連接固有免疫應(yīng)答和適應(yīng)性免疫應(yīng)答。CCR7在樹突狀細(xì)胞的表達屬于動態(tài)調(diào)控，未成熟的樹突狀細(xì)胞不表達CCR7,體內(nèi)抗原出現(xiàn)，樹突狀細(xì)胞成熟后上調(diào)CCR7，成熟的樹突狀細(xì)胞才能被CCR7介導(dǎo)穿過淋巴管遷移至引流淋巴結(jié)，與淋巴內(nèi)皮細(xì)胞上的CCL21相互作用產(chǎn)生生物學(xué)反應(yīng)。此外，CCR7還可介導(dǎo)起始T細(xì)胞和中央T細(xì)胞從高內(nèi)皮小靜脈遷移至淋巴結(jié)T細(xì)胞區(qū)[18]。

2 CCL21和慢性炎癥性疾病

2.1 哮喘

支氣管哮喘簡稱哮喘，是一種常見的氣道慢性炎癥性疾病，發(fā)病機制復(fù)雜，癥狀包括喘息、咳嗽和呼吸困難等，長期控制不佳，出現(xiàn)呼吸困難可致死，雖然多數(shù)人控制效果較好，但目前病死率仍處于較高水平[19-20]。氣道炎癥是其重要的發(fā)病機制之一，多種免疫細(xì)胞及炎癥介質(zhì)參與該疾病發(fā)生和發(fā)展。在過敏性哮喘的氣道中，捕獲抗原的樹突狀細(xì)胞可誘導(dǎo)輔助性T細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞，而Th2細(xì)胞可誘發(fā)氣道炎癥反應(yīng)，進而誘發(fā)哮喘[21]。CD4+T細(xì)胞是浸潤氣道的主要淋巴細(xì)胞，可分為Th1細(xì)胞和Th2細(xì)胞，Th2細(xì)胞的過度表達是誘發(fā)過敏性哮喘的關(guān)鍵，其可分泌IL-4、IL-5和IL-13等細(xì)胞因子[22]，IL-5能激活哮喘患者氣道的嗜酸性粒細(xì)胞，IL-13參與氣道重塑和氣道高反應(yīng)性，IL-4可介導(dǎo)過敏反應(yīng)、IgE產(chǎn)生、嗜酸性粒細(xì)胞的遷移和Th2細(xì)胞的分化，三者均在哮喘疾病發(fā)展過程中起到重要作用[23]。目前發(fā)現(xiàn)有其他T胞亞群也可誘發(fā)哮喘的發(fā)生[24-25]。

肺樹突狀細(xì)胞是持續(xù)氣道炎癥過程中Th2細(xì)胞刺激所必需的致炎細(xì)胞，也是哮喘氣道炎癥過程中不可缺少的抗原提呈細(xì)胞[26]。CCL21在支氣管周圍高內(nèi)皮微靜脈和肺血管周圍淋巴管中均有表達[27]，CCL21與CCR7相互作用，促進樹突狀細(xì)胞的成熟并將抗原提呈給原始T細(xì)胞，使Th0向Th2轉(zhuǎn)化[23]，誘導(dǎo)特異性細(xì)胞免疫反應(yīng)的發(fā)生?？禃匝郲28]在哮喘患者血清中發(fā)現(xiàn)CCL21水平隨著病情的嚴(yán)重程度而升高，推測CCL21水平可影響哮喘患者的病情。劉梅等[29]也發(fā)現(xiàn)血清CCL21水平與哮喘患兒的病情呈正相關(guān)，原因可能是CCL21與CCR7結(jié)合誘導(dǎo)氣道內(nèi)的樹突狀細(xì)胞向T細(xì)胞傳遞抗原信息，促使T細(xì)胞活化產(chǎn)生氣道炎癥反應(yīng)。曹雯等[30]研究發(fā)現(xiàn)被予以煙霧暴露的哮喘大鼠肺組織中的CCR7表達較對照組顯著升高，血漿中的CCL21、IL4也明顯升高。哮喘模型小鼠的CCL19、CCL21及其受體CCR7的表達水平經(jīng)芍藥苷干預(yù)后明顯下降[31]?？偟膩碚fCCL21參與了哮喘的發(fā)病過程，可用于側(cè)面評估哮喘患者的病情。

2.2 慢性鼻-鼻竇炎

慢性鼻-鼻竇炎(chronic rhinosinusitis，CRS)是一種以鼻塞和流涕為主要癥狀的局部鼻竇黏膜的慢性炎癥性疾病，患病時間超過12周，根據(jù)是否伴有鼻息肉分為慢性鼻-鼻竇炎不伴鼻息肉(chronic rhinosinusitis without nasal polyps，CRSsNP)和慢性鼻-鼻竇炎伴有鼻息肉(chronic rhinosinusitis with nasal polyps，CRSwNP)兩種類型，與過敏性鼻炎、哮喘及氣道高反應(yīng)等密切相關(guān)[32]。淋巴細(xì)胞浸潤是CRS的致病機制之一，且T細(xì)胞亞群的失衡是鼻息肉的發(fā)病因素[33-34]。CRS與哮喘同為呼吸道疾病，發(fā)現(xiàn)哮喘患者的CRS患病率明顯升高[35]。研究發(fā)現(xiàn)CRS患者的鼻腔上皮下間質(zhì)中的樹突狀細(xì)胞大多未成熟，而鼻腔上皮中樹突狀細(xì)胞大多成熟，認(rèn)為在CRS的炎癥發(fā)展過程中，樹突狀細(xì)胞逐漸成熟并從上皮向外遷移[36]。Liu等[37]發(fā)現(xiàn)CRSsNP患者和CRSwNP患者中CCL21的表達增加，且隨著病情的嚴(yán)重程度增加，可見CCL21參與了CRS的致病過程。CCL21可趨化樹突狀細(xì)胞和淋巴細(xì)胞向炎癥部位移動，但其是否通過樹突狀細(xì)胞及其他免疫細(xì)胞參與CRS的免疫機制還需進一步研究。

2.3 慢性阻塞性肺疾病

2.4 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎

類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種以多關(guān)節(jié)炎癥為主的慢性自身免疫性疾病，有滑膜炎、血管翳形成，隨著骨質(zhì)侵蝕可致殘[41]。全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)[42]表明CCL21基因的多態(tài)性與RA的易感性密切相關(guān)，且可以增大人群中RA的患病風(fēng)險。RA患者不僅滑膜組織及滑液中CCL21和CCR7的表達顯著升高[43]，而且單核細(xì)胞及樹突狀細(xì)胞表面CCR7的表達隨病情的加重而升高，與該疾病活動評分緊密相關(guān)[44-45]。有研究發(fā)現(xiàn)RA患者滑膜組織的成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的CCL21與其在微血管內(nèi)皮細(xì)胞表面表達的CCR7結(jié)合和激活PI3K通路后，誘導(dǎo)了內(nèi)皮細(xì)胞的遷移和管的形成，促進新的血管生成，此外CCL21還可直接活化成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞使其分泌促血管生成因子，間接促進血管的生成[46-47]，因此可將抑制RA血管的形成作為治療RA的研究切入點。Nanki等[48]研究發(fā)現(xiàn)RA患者外周血B細(xì)胞在CCL21的作用下加強向滑膜組織的移動和增殖，通過抗原呈遞、產(chǎn)生腫瘤壞死因子等參與RA的發(fā)病。近年來發(fā)現(xiàn)CCL21與CCR7的相互作用可使單純的巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化為分泌IL-6和IL-23的M1細(xì)胞，而M1細(xì)胞又可使T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化，誘導(dǎo)破骨細(xì)胞生成，加劇病情的發(fā)展[44]。除此之外，RA患者破骨細(xì)胞對關(guān)節(jié)軟骨和骨組織的侵蝕可由滑膜組織中的CCL21通過CCR7/Rho信號通路加重[43]?？傊?，CCL21誘導(dǎo)的免疫細(xì)胞的遷移及其他細(xì)胞因子的產(chǎn)生、新生血管和破骨細(xì)胞的生成等共同加快RA患者病情的發(fā)展。

2.5 系統(tǒng)性紅斑狼瘡

系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythemato-sus,SLE)是一種發(fā)病機制復(fù)雜及受多種因素影響的慢性自身免疫性疾病，可產(chǎn)生多種自身抗體及致病性免疫復(fù)合物， B細(xì)胞、T細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞均有參與，累及全身多個系統(tǒng)，女性發(fā)病率較高[49]。何玉玲等[50]發(fā)現(xiàn)活動性SLE患者與正常對照組和非活動性SLE患者相比，其外周血CD8+T細(xì)胞上CCR7表達明顯升高,且在趨化實驗中其CD8+T細(xì)胞在CCL21作用下明顯遷移，可見CCL21有可能參與SLE的發(fā)病過程，CCR7+CD8+T 細(xì)胞可能是檢測SLE活動性改變的一個潛在指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)CCl21在SLE患者血清中的表達水平明顯升高，且與初始T細(xì)胞數(shù)量下降有關(guān)，雖然相關(guān)性不顯著，但仍提示CCl21可能誘導(dǎo)了初始T細(xì)胞向淋巴組織的轉(zhuǎn)移[51]。白玉芬等[52]研究發(fā)現(xiàn)維生素D可降低SLE小鼠體內(nèi)CCL21的表達水平，減弱機體的炎癥反應(yīng)，可用來治療SLE疾病。

2.6 炎癥性腸病

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease,IBD)是一種由腸道天然免疫和獲得性免疫介導(dǎo)的慢性炎癥性疾病，潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)和克羅恩病(crohn disease,CD)是其主要的兩種疾病類型。Middel等[53]推測CD患者腸壁炎性組織中DC的增多和網(wǎng)狀細(xì)胞和淋巴管CCL21表達的升高可能導(dǎo)致大量成熟DC在腸壁炎癥部位集中，使患者體內(nèi)的自身免疫性炎癥反應(yīng)經(jīng)久不停。Kawashima 等[54]在研究中發(fā)現(xiàn)CD患者腸系膜淋巴結(jié)中CCR7mRNA高表達，在高內(nèi)皮微靜脈、淋巴管、間質(zhì)DC中CCL21高度表達，且均高于UC患者和對照組，促使T細(xì)胞增殖，表示CCL21和CCR7+T細(xì)胞可能引發(fā)了Th1優(yōu)勢免疫應(yīng)答反應(yīng)，形成CD的一種免疫反應(yīng)機制。在UC小鼠的模型中CCL21的表達水平顯著增高，且與UC的炎癥程度相關(guān)，推測CCL21可作為UC病情的評估指標(biāo)，通過抑制CCL21的表達，UC小鼠的臨床癥狀和腸道組織的損傷得到緩解[55]，可見CCL21的拮抗劑有可能是治療潰瘍性結(jié)腸炎的有效途徑之一。一項研究發(fā)現(xiàn)IBD患者血清中CCL21的表達水平顯著高于對照組，提出免疫細(xì)胞可能通過調(diào)節(jié)全身CCL21和其他趨化因子及細(xì)胞因子的水平影響IBD患者的局部炎癥反應(yīng)，阻斷這些炎性因子可能是改善IBD患者癥狀的一種有效途徑[56]。以上研究表明CCL21在IBD的的發(fā)病機制中起到一定作用，治療IBD的有效途有可能通過CCL21的靶向調(diào)控實現(xiàn)。

3 CCL21在診斷和治療慢性炎癥性疾病的應(yīng)用進展

CCL21通過多種途徑參與了慢性炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展，用抗體和藥物抑制CCL21和其受體的表達可能是未來治療炎癥性疾病的有效策略。Weninger 等[57]發(fā)現(xiàn) UC 患者 CCL21表達增高, 初始T細(xì)胞增多，認(rèn)為CCL21的表達可誘導(dǎo)幼稚T細(xì)胞向外周聚集，參與UC的發(fā)病，推測CCL21/CCR7信號通路可能是UC疾病的潛在治療靶點。脂多糖可使DC對CCL21的反應(yīng)性增加，蜂毒可抑制樹突狀細(xì)胞的成熟和CCL21對成熟DC的遷移作用，在調(diào)節(jié)RA疾病等慢性炎癥性疾病的異常免疫狀態(tài)，起到治療作用[41]。SLE患者的肺部損害情況與其預(yù)后密切相關(guān)，Odler等[58]發(fā)現(xiàn)外周血中CCL21與肺功能參數(shù)中的一氧化碳彌散量呈負(fù)性相關(guān)，首次認(rèn)為CCL21可能是SLE患者肺部是否受累的生物學(xué)標(biāo)志物。在變應(yīng)性肺炎小鼠模型中下調(diào)CCL21和CCR7的表達，可阻礙DC細(xì)胞向淋巴結(jié)的遷移，減少肺內(nèi)Th2細(xì)胞的數(shù)量，減輕病理性過敏性炎癥反應(yīng)[59]。炎癥反應(yīng)是急性心肌梗死患者心功能下降的重要因素，CCL21單抗干預(yù)的急性心肌梗死模型小鼠，炎性因子TNF-α 和 IL-6外周血中的水平明顯降低，且改善了心肌梗死后心臟功能[60],CCL21單抗是否可用于減輕慢性炎癥性疾病的炎癥反應(yīng)及改善患者的臨床癥狀尚待研究。

4 展望

綜上所述，CCL21通過誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞歸巢在慢性炎癥性疾病的發(fā)生發(fā)展中起到重要作用，CCL21在CRS、COPD和SLE患者表達水平均上調(diào)，具體的致病機制目前尚未明確，誘導(dǎo)的Th1/Th2細(xì)胞失衡可能與哮喘的發(fā)病有關(guān)，介導(dǎo)的DC和T細(xì)胞在腸道的大量聚集可能是IBD的發(fā)病因素。另外，CCL21是RA的風(fēng)險因子，從多個方面參與了RA的病理過程，如炎性細(xì)胞浸潤、關(guān)節(jié)侵蝕、血管新生等。但關(guān)于CCL21與各種慢性炎癥性疾病的關(guān)系還需進一步研究和證實，目前已有研究發(fā)現(xiàn)抑制CCL21的表達，可減輕機體炎癥反應(yīng)，故有望在臨床上用于緩解患者的癥狀，提高患者的生活質(zhì)量。但是針對慢性炎癥性疾病，如何靶向調(diào)控CCL21的表達水平實現(xiàn)精準(zhǔn)治療還有待進一步研究。