劉 露 張英謙

1 河北北方學(xué)院研究生學(xué)院,河北省張家口市 075000; 2 河北省兒童醫(yī)院心內(nèi)科 河北省小兒心血管重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

川崎病(Kawasaki disease,KD)是一種全身系統(tǒng)性的免疫性血管炎,主要發(fā)生在5歲以下的兒童,是兒童獲得性心臟病的主要原因。它主要累及全身的中小動(dòng)脈,尤以冠狀動(dòng)脈為主,有15%～25%未經(jīng)有效治療的患兒可出現(xiàn)冠狀動(dòng)脈瘤(CAA)、血栓、冠脈狹窄甚至猝死等嚴(yán)重并發(fā)癥[1]。本病的病因和發(fā)生機(jī)制仍然未知,感染、遺傳易感性、免疫系統(tǒng)紊亂等均被證明與KD的發(fā)病有關(guān)[2]。目前,研究認(rèn)為機(jī)體免疫系統(tǒng)失衡在KD的發(fā)病機(jī)制中扮演了重要作用。大多數(shù)研究者發(fā)現(xiàn),在KD及冠狀動(dòng)脈損傷(Coronary artery lesion,CAL)中,會出現(xiàn)機(jī)體的動(dòng)態(tài)免疫失調(diào),包括早期固有免疫的增強(qiáng)以及適應(yīng)性免疫中Th17/Treg/CTL/B細(xì)胞反應(yīng)的失衡[3]。本文就國內(nèi)外有關(guān)固有免疫和適應(yīng)性免疫在KD及冠脈病變發(fā)生機(jī)制中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述,為臨床預(yù)防及診療KD及CAL提供新的研究思路。

1 固有免疫在KD及冠脈病變中的作用機(jī)制

固有免疫系統(tǒng)是機(jī)體在種系發(fā)展、演變和進(jìn)化中逐步產(chǎn)生的一種天然免疫系統(tǒng),主要由組織屏障、固有免疫細(xì)胞和固有免疫分子,如Toll樣受體(TLRs)、補(bǔ)體等構(gòu)成。

1.1 血—心屏障 血—心屏障是血液系統(tǒng)與心內(nèi)膜細(xì)胞間的一個(gè)重要的理化屏障,心內(nèi)膜發(fā)揮分泌、調(diào)控炎癥性免疫應(yīng)答及修復(fù)損傷血管的功能,有利于維持心臟的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。血管破損時(shí),心內(nèi)膜的內(nèi)皮細(xì)胞分泌豐富的血管性血友病因子(vWF因子)與血小板膜GPⅠb-Ⅸ復(fù)合物及內(nèi)皮下膠原結(jié)合,誘導(dǎo)血小板于血管損傷處黏附,參與血管修復(fù)過程[4]。心內(nèi)膜內(nèi)皮細(xì)胞合成的vWF因子和P選擇素還參與炎性免疫過程,在免疫復(fù)合物介導(dǎo)的血管炎中二者促使中性粒細(xì)胞匯集于炎癥部位,增加病變血管通透性,而敲除vWF基因的小鼠炎癥部位的中性粒細(xì)胞明顯減少。推測vWF因子可能通過募集中性粒細(xì)胞促進(jìn)KD血管炎的發(fā)生。心內(nèi)膜所含的血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和Cx40基因是血管生成必不可少的因素,VEGF促使心內(nèi)膜向冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變,Cx40表達(dá)上調(diào)使得內(nèi)皮細(xì)胞表現(xiàn)為動(dòng)脈表型,其可參與心肌梗死后新冠狀動(dòng)脈血管的形成。提示心內(nèi)膜屏障可能對于冠脈損傷后的修復(fù)與重建治療具有重要意義。Jakob等[5]發(fā)現(xiàn),在CAL的KD患兒中,vWF:膠原蛋白結(jié)合(CB)/vWF:抗原(Ag)的比率顯著降低,CAA的患兒比值降低更為明顯,提示vWF:CB/vWF:Ag比值較低的患兒發(fā)生CAA的風(fēng)險(xiǎn)可能更高。vWF因子有望成為KD患兒發(fā)生冠脈病變的潛在標(biāo)志物,臨床醫(yī)生應(yīng)增強(qiáng)對此類患兒的隨訪與診療。

1.2 固有免疫細(xì)胞

1.2.1 單核/巨噬細(xì)胞及相關(guān)調(diào)節(jié)因子。單核/巨噬細(xì)胞是機(jī)體核心的固有免疫細(xì)胞。當(dāng)機(jī)體遭遇病原微生物攻擊時(shí),巨噬細(xì)胞會分化成M1和M2巨噬細(xì)胞,M1巨噬細(xì)胞可產(chǎn)生一氧化氮(NO)、白介素(IL)-1β、IL-2、IL-6等炎癥因子,促進(jìn)Th1的活化,產(chǎn)生促炎反應(yīng);M2型巨噬細(xì)胞提高IL-10和趨化因子的表達(dá),促進(jìn)Th2的活化,參與抗炎反應(yīng)及血管生成過程[6]。IL-1β主要由前哨細(xì)胞(單核/巨噬細(xì)胞)分泌,且IL-1家族的細(xì)胞因子和受體主要參與固有免疫應(yīng)答[7]。有研究發(fā)現(xiàn)在KD患兒急性期的血清中,IL-1β的濃度高于健康兒童,提示在KD早期,機(jī)體可能存在單核巨噬細(xì)胞的異?；罨?但CAL組與NCAL組的IL-1β的水平無顯著性差異[8]。同時(shí),Hashimoto等[9]利用IL-1β拮抗劑抑制IL-1β的表達(dá)能有效減輕KD模型小鼠的血管炎,降低IL-1β的表達(dá)在巨噬細(xì)胞激活征中也有較好的效果。表明活化的巨噬細(xì)胞通過分泌大量IL-1β參與KD血管炎的發(fā)生發(fā)展,抑制巨噬細(xì)胞活化而降低IL-1β分泌可能是預(yù)防或減輕KD血管炎發(fā)生的手段之一,但I(xiàn)L-1β是否參與冠脈損傷的發(fā)生過程仍需進(jìn)一步研究。

高遷移率族蛋白B1(HMGB1)是一種DNA結(jié)合核蛋白,它能特異性刺激單核細(xì)胞合成腫瘤壞死因子-α(TNF-α),TNF-α也能反作用于單核細(xì)胞使其釋放HMGB1,形成正反饋回路介導(dǎo)先天免疫反應(yīng)[10]。研究發(fā)現(xiàn),KD患兒的急性期血清中高表達(dá)HMGB1和RAGE(HMGB1的受體)基因。推測HMGB1可能通過與其受體RAGE結(jié)合后作用于巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎癥反應(yīng),提示HMGB1/RAGE通路可能在KD的急性期被激活,但因CAL病例數(shù)不足,無法知曉HMGB1/RAGE通路在CAL的作用。之后,Qian等[11]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),HMGB1/RAGE/NF-κB通路參與KD冠脈損傷的過程,且在兔KD模型的冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞中驗(yàn)證了該通路的存在。表明HMGB1可能不僅通過單核巨噬細(xì)胞的正反饋環(huán)路介導(dǎo)KD冠狀動(dòng)脈炎,還能直接作用于冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生損傷。HMGB1有望作為KD的炎癥指標(biāo),并且在預(yù)測冠脈病變方面提供臨床價(jià)值。

巨噬細(xì)胞遷移抑制因子(MIF)是一種調(diào)節(jié)先天免疫的炎癥介質(zhì)因子,主要由單核/巨噬細(xì)胞合成釋放。MIF不僅能抑制巨噬細(xì)胞的遷移活動(dòng),使巨噬細(xì)胞定向游走于炎癥損傷部位發(fā)揮作用,而且具有調(diào)節(jié)促炎因子釋放,抑制細(xì)胞凋亡的功能。Hoshina等[12]認(rèn)為MIF與其受體CD70靶向調(diào)控ERK/MAPK通路,該通路的激活促進(jìn)KD的發(fā)生發(fā)展。MIF不僅在炎癥部位的血管中高表達(dá),而且在KD患兒的血清中表達(dá)也顯著上調(diào),提示在患兒體內(nèi)有巨噬細(xì)胞的活化并其分泌的MIF釋放到外周血中誘導(dǎo)血管炎的發(fā)生。目前,MIF在KD及CAL的作用機(jī)制研究較少,有待日后進(jìn)一步研究。

1.2.2 NK細(xì)胞和中性粒細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn)在KD的急性期,患兒的NK細(xì)胞比例下降。NK細(xì)胞分泌的炎性因子如TNF-α和干擾素-γ(IFN-γ)濃度降低,調(diào)節(jié)T、B細(xì)胞的作用減弱,打破機(jī)體固有免疫與適應(yīng)性免疫的平衡推動(dòng)KD的炎癥反應(yīng)的進(jìn)展。提示NK細(xì)胞在固有免疫與適應(yīng)性免疫之間發(fā)揮重要的橋梁作用,此研究未明確CAL與NK細(xì)胞參與固有免疫調(diào)節(jié)的關(guān)系,未來應(yīng)針對該問題分析研究。同時(shí),Takahashi等[13]觀察到在KD的早期大量的CD66+中性粒細(xì)胞的浸潤于冠狀動(dòng)脈的中膜區(qū)域,由中性粒細(xì)胞產(chǎn)生和釋放的蛋白酶、自由基等相關(guān)因子推動(dòng)CAL的進(jìn)展。表明中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑可能成為治療CAL的新靶點(diǎn)。Choi等[14]報(bào)道靜脈注射免疫球蛋白(IVIG)抵抗的KD患兒,外周血中NK細(xì)胞顯著降低,提示NK細(xì)胞可能在KD的病理生理機(jī)制和IVIG治療后的免疫應(yīng)答中起一定作用。

1.3 固有免疫分子

1.3.1 Toll樣受體。病原相關(guān)分子模式(PAMPs)與固有免疫細(xì)胞表面的模式識別受體(PRRs)結(jié)合在固有免疫應(yīng)答中起關(guān)鍵作用。Toll樣受體(TLRs)是PRRs家族成員之一,主要激活下游NF-κB通路。有研究報(bào)道在KD急性期,TLR2、MyD88和TRIF的水平升高,經(jīng)IVIG治療后的患兒外周血單核細(xì)胞表面TLR2、3、9及信號傳導(dǎo)介質(zhì)MyD88和TRIF的轉(zhuǎn)錄物水平較治療前明顯降低。這可能與IVIG阻斷NF-κB通路介導(dǎo)的先天免疫應(yīng)答以及抑制固有免疫細(xì)胞分泌內(nèi)源性致炎因子:TNF-α、IL-1和IL-6相關(guān)。有實(shí)驗(yàn)表明TLR4和MyD88不僅在KD急性期高表達(dá),而且在CAL患兒血清中的表達(dá)水平也顯著升高。提示TLR4-MyD88通路可能參與KD及冠脈損傷過程,下調(diào)TLR4及MyD88的表達(dá)并阻礙此信號通路的傳遞可能為治療KD及CAL提供新的科研思路。此外,Huang等[15]發(fā)現(xiàn)與健康兒童相比,KD患兒的TLR2、6、9 mRNA水平顯著升高,而急性期TLRs的CpG位點(diǎn)甲基化水平較低,證明DNA甲基化水平可能會抑制TLRs的mRNA基因表達(dá)。探索TLR相關(guān)通路的調(diào)控機(jī)制及不同亞型在KD及冠脈病變中的作用,有助于為KD的臨床診斷和治療提供新的研究方向。

1.3.2 補(bǔ)體。補(bǔ)體(C)系統(tǒng)由血漿和細(xì)胞表面的30多種蛋白質(zhì)組成,是重要的固有免疫效應(yīng)分子,通過經(jīng)典途徑、凝集素途徑和替代途徑發(fā)揮溶菌殺菌、中和及溶解病毒及炎癥介質(zhì)的作用。多種系統(tǒng)性血管炎的發(fā)病機(jī)制可能與補(bǔ)體的過度激活有關(guān)[16]。Weng等[17]發(fā)現(xiàn)KD合并CAA的患兒血清C1q/腫瘤壞死因子相關(guān)蛋白-1(C1q/CTRP1)濃度明顯高于健康兒童。提示KD啟動(dòng)子區(qū)CTRP1甲基化水平低影響轉(zhuǎn)錄,導(dǎo)致下游蛋白水平上調(diào)介導(dǎo)CAA的發(fā)生,說明CTRP1可能是KD患兒發(fā)生CAA的潛在預(yù)測標(biāo)記物。

2 適應(yīng)性免疫在KD及冠脈病變中的作用機(jī)制

2.1 T細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞免疫 基于T細(xì)胞表面受體、分泌物質(zhì)和執(zhí)行免疫功能的不同,分為輔助性T細(xì)胞(Th)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)和細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)三個(gè)亞群。

2.1.1 Th細(xì)胞。Th是含量最多的T細(xì)胞亞群,具有輔助T、B細(xì)胞應(yīng)答的功能,前體Th在抗原的刺激下分化為Th0的中間階段,在不同因素的作用下,Th0向Th1、Th2和Th17等不同的亞群分化。在自身免疫性疾病中,轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)和IL-6可激活Sata3通路增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄因子ROR-γt和ROR-α的表達(dá)誘導(dǎo)Th0向Th17分化,從而發(fā)揮重要的免疫應(yīng)答和炎癥損傷作用[18]。Th17主要分泌IL-17和IL-22等促炎因子,參與多種自身免疫性疾病,如系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎等。KD作為一種自身免疫性病,在疾病初期,KD患兒Th17頻率及血清IL-17和IL-22的水平較健康對照組明顯升高,且Th17細(xì)胞頻率與IL-17和IL-22水平呈正相關(guān),說明Th17細(xì)胞可能通過分泌促炎因子IL-17和IL-22促進(jìn)KD血管炎的發(fā)生。Larosa 等[19]發(fā)現(xiàn),IL-23可穩(wěn)定維持Th17的表型并能刺激Th17合成釋放IL-17,提示Th17/IL-17軸在KD的早期免疫應(yīng)答中起到了關(guān)鍵作用。此外,CAL的患兒外周血中Th17 表達(dá)水平顯著高于無CAL組,可見Th17對KD患兒發(fā)生CAL也起了一定作用。觀察Th17及分泌的炎性因子的變化,有助于KD及CAL的早期診斷。

2.1.2 Treg細(xì)胞。Treg是一類具有免疫負(fù)調(diào)控功能的CD4+T細(xì)胞亞群,通過生成TGF-β、IL-10等抑炎因子抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞應(yīng)答及炎癥性自身免疫反應(yīng)。轉(zhuǎn)錄因子(FOXP3)是Treg的特異性表面標(biāo)記,對Treg的發(fā)育成熟和免疫功能至關(guān)重要。多項(xiàng)研究顯示,KD患兒外周血中FOXP3表達(dá)量明顯減少,Treg占比顯著下降,經(jīng)IVIG治療后患兒血中Treg的含量逐漸升高,說明Treg可能參與KD的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制[20]。此外,盡管KD患兒外周血中的TGF-β和IL-10的表達(dá)量顯著高于發(fā)熱對照組,且經(jīng)IVIG治療后的FOXP3基因表達(dá)顯著增加,但CAL組及無CAL組的血漿IL-10、TGF-β及FOXP3 mRNA的表達(dá)量無顯著差異。說明Treg對冠脈病變可能是一種保護(hù)機(jī)制,但并非通過IL-10及TGF-β介導(dǎo)此類免疫反應(yīng)。因此,探究Treg分泌何種細(xì)胞因子介導(dǎo)免疫反應(yīng)參與KD冠脈病變的過程是未來研究的重點(diǎn)。然而,有研究發(fā)現(xiàn)KD患兒的IL-10和TGF-β mRNA表達(dá)水平顯著降低與Treg功能受損及Th17和Treg的平衡紊亂有關(guān)。關(guān)于Treg分泌的相關(guān)因子IL-10和TGF-β表達(dá)量的高低不一,研究者需要深入探究Treg在KD中的具體作用機(jī)制。

2.1.3 CTL。CTL即CD8+T細(xì)胞,是一類具有特異性免疫殺傷效應(yīng)的T細(xì)胞亞群,主要針對外來病毒抗原發(fā)揮特異性殺傷作用,CTL對靶細(xì)胞的殺傷作用可通過多種機(jī)制實(shí)現(xiàn)。首先,CTL可以通過釋放細(xì)胞毒性顆粒如顆粒酶和穿孔素等傳遞促凋亡分子間接介導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。其次,CD8+T細(xì)胞識別感染的靶細(xì)胞表面Fas受體和Fas配體,與其結(jié)合后直接誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡。此外,抗原提呈細(xì)胞表面的MHCⅠ類分子與CTL表面特異性T受體結(jié)合,刺激CTL分泌TNF-α和IFN-γ等細(xì)胞因子促進(jìn)炎癥反應(yīng)的發(fā)生[21]。Noval Rivas等[22]研究發(fā)現(xiàn)KD小鼠的冠狀動(dòng)脈中CD8+T細(xì)胞表達(dá)顯著增高,且耗竭CD8+T細(xì)胞能保護(hù)并減弱KD小鼠冠狀動(dòng)脈炎的發(fā)生。因此,推測CD8+T細(xì)胞的浸潤驅(qū)動(dòng)KD小鼠冠狀動(dòng)脈炎的發(fā)生發(fā)展。另外,KD急性期外周血中的CD8+T細(xì)胞異?；罨?可能與CD8+T細(xì)胞表面的ActRIIA受體表達(dá)異常增高有關(guān)。然而,激活素A與ActRIIA結(jié)合后能抑制ActRIIA的表達(dá),從而降低外周血CD8+T細(xì)胞的活性[23]。激活素A有望作為KD早期干預(yù)的治療手段。在機(jī)體抵抗病毒感染時(shí),濾泡細(xì)胞毒性T細(xì)胞(Tfc)顯著增加,提高機(jī)體清除病毒的能力。與未形成冠脈瘤的患兒相比,KD合并CAA的患兒外周血中的Tfc表達(dá)量明顯升高,不僅提示Tfc在CAA的形成中有著不可忽視的作用,也說明KD可能與病毒感染有關(guān)。這為預(yù)測KD及CAA的發(fā)生提供新的檢測指標(biāo)。

2.2 B細(xì)胞介導(dǎo)的體液免疫 B細(xì)胞始于骨髓組織,經(jīng)特異性抗原刺激后,在Th輔助作用下增殖分化為漿細(xì)胞及少量的記憶B細(xì)胞,合成和釋放特異性抗體介導(dǎo)體液免疫。眾所周知,IVIG用于治療KD患兒的炎癥反應(yīng),能降低CAA的發(fā)生率。KD合并CAA的標(biāo)本中有大量漿細(xì)胞的浸潤,提示B細(xì)胞異?；罨赡苁菍?dǎo)致KD及CAL發(fā)病的機(jī)制之一[24]。研究表明,急性期的KD患兒骨髓中漿細(xì)胞占比增多,且血清IL-4和IL-6表達(dá)上升,提示IL-4和IL-6的升高可能刺激骨髓中B細(xì)胞的成熟活化,參與KD的體液免疫應(yīng)答。Zhang等[25]發(fā)現(xiàn),接受IVIG治療前,KD患兒體內(nèi)的CD19+B細(xì)胞絕對值及IL-10的表達(dá)增高,IVIG治療后兩者水平明顯降低,且二者間呈正相關(guān)關(guān)系。說明急性期KD患兒體內(nèi)的體液免疫應(yīng)答異?；钴S,B細(xì)胞分泌具有抗炎作用的IL-10來維持體內(nèi)的免疫平衡,二者既可以用于臨床評估IVIG治療的有效性也能作為KD的炎性指標(biāo)反映患兒體內(nèi)的炎癥情況。另有研究顯示,外周血B細(xì)胞中B淋巴細(xì)胞酪氨酸激酶(BLK)的表達(dá)減低與KD的基因易感性有關(guān),在KD的急性期,具有rs2736340等位基因的人BLK的表達(dá)水平顯著降低,由于低表達(dá)的BLK會阻礙B細(xì)胞表面受體刺激的信號傳導(dǎo),抑制B細(xì)胞分泌抗體,最終導(dǎo)致機(jī)體的體液免疫紊亂及抗炎能力的減退。在基因?qū)用嫔狭私釨細(xì)胞的致病機(jī)理,可以幫助研究者開發(fā)精準(zhǔn)化診斷和治療KD的新策略。

綜上所述,固有免疫和適應(yīng)性免疫的平衡失調(diào)是導(dǎo)致KD及冠脈病變發(fā)生的重要機(jī)制之一。固有免疫作為人體免疫的第一道防線,在炎癥反應(yīng)的初期啟動(dòng)體內(nèi)的固有免疫系統(tǒng),使固有免疫屏障中的vWF因子發(fā)揮組織修復(fù)作用,固有免疫細(xì)胞分泌多種炎性因子和調(diào)節(jié)因子介導(dǎo)免疫應(yīng)答,TLRs和補(bǔ)體過度激活產(chǎn)生炎癥反應(yīng)。適應(yīng)性免疫在KD及CAL中也有重要地位,細(xì)胞免疫既可通過分泌細(xì)胞毒性顆粒促進(jìn)KD血管炎的發(fā)生,也可產(chǎn)生IL-10、TGF-β等抗炎因子保護(hù)機(jī)體,抑制KD血管炎的發(fā)展,B細(xì)胞在T細(xì)胞的輔助下分化成熟并分泌特異細(xì)胞因子介導(dǎo)體液免疫參與KD及CAL的致病,且B細(xì)胞本身的基因表達(dá)與KD的易感性有著不可忽視的關(guān)系。目前,固有免疫和適應(yīng)性免疫的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在KD及冠脈病變中的具體作用機(jī)制尚未完全闡明,還需研究者進(jìn)一步深入探索。