程序性細(xì)胞死亡-1與系統(tǒng)性紅斑狼瘡的相關(guān)性研究

竇瑩瑩 李英楠

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，黑龍江哈爾濱 150086

程序性細(xì)胞死亡-1與系統(tǒng)性紅斑狼瘡的相關(guān)性研究

竇瑩瑩 李英楠

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院風(fēng)濕免疫科，黑龍江哈爾濱 150086

程序性細(xì)胞死亡-1（programmed cell death-1，PDCD-1）分子是一種重要的下調(diào)型共刺激因子，通過與其配體的作用而發(fā)揮免疫抑制功能，主要參與細(xì)胞的中樞及外周免疫耐受，在自身免疫性疾病中起重要作用。系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是自身免疫疾病的原型，是機(jī)體喪失了正常的免疫耐受平衡，淋巴細(xì)胞異常活化，不能正確識別自身組織導(dǎo)致疾病發(fā)生。近年來眾多研究發(fā)現(xiàn)PDCD-1的多態(tài)性與SLE的發(fā)展有關(guān)，因此，本文就近年來關(guān)于PDCD-1與SLE相關(guān)性的研究進(jìn)展作一綜述。

程序性細(xì)胞死亡-1；系統(tǒng)性紅斑狼瘡；自身免疫病；免疫調(diào)節(jié)異常

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（systemic lupus erythematosus，SLE）是一種彌漫性、全身性非器官特異性自身免疫疾病，以T、B淋巴細(xì)胞異常活化，機(jī)體產(chǎn)生大量致病性自身抗體為主要特征。患者體內(nèi)喪失了正常的免疫耐受平衡，淋巴細(xì)胞異常活化，不能正確識別自身組織導(dǎo)致免疫病理損傷而引起組織器官功能障礙，最終因一個或多個器官衰竭而死亡。

程序性細(xì)胞死亡-1（programmed cell death-1，PDCD-1）是一種新近發(fā)現(xiàn)的CD28免疫球蛋白超家族新成員，相對分子質(zhì)量為55 000的Ⅰ型跨膜糖蛋白，與CTLA-4（cytotoxic T-lymphocyte antigen-4）有23%的相同氨基酸序列[1]，是一種重要的下調(diào)型共刺激因子。PDCD-1基因是一種非人類白細(xì)胞抗原基因，位于染色體2q37.3，并在自身免疫性疾病中起重要作用[2]。

1 SLE的免疫發(fā)病機(jī)制

SLE被公認(rèn)為自身免疫病的原型，其病因及發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明。一般認(rèn)為細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能的紊亂在SLE疾病的發(fā)生、發(fā)展中占主導(dǎo)地位，大多數(shù)研究已顯示SLE患者T淋巴細(xì)胞各功能亞群存在失衡現(xiàn)象[3]。近年來，對SLE患者的免疫病理機(jī)制研究多集中在免疫機(jī)制的異常反應(yīng)探討，特別是細(xì)胞免疫功能在參與調(diào)控機(jī)體免疫自穩(wěn)和免疫病理損傷中的作用、T淋巴細(xì)胞及其亞群在以上免疫效應(yīng)過程中的角色和效應(yīng)路徑。

T淋巴細(xì)胞的活化為雙信號依賴性，即TCR/CD3復(fù)合物與MHC/多肽識別的第一信號與共刺激分子對提供的第二信號共同活化T淋巴細(xì)胞，任一信號的缺乏或傳導(dǎo)異常均可致T淋巴細(xì)胞克隆無能或發(fā)生凋亡。因此，T淋巴細(xì)胞表面共刺激分子表達(dá)和信號傳導(dǎo)在自身免疫性疾病的免疫紊亂和免疫損傷中有著重要作用。根據(jù)共刺激分子的分子結(jié)構(gòu)，現(xiàn)對參與T淋巴細(xì)胞活化的表面共刺激分子分為重要的三大家族：①免疫球蛋白超家族：如促進(jìn)T淋巴細(xì)胞活化的正性調(diào)節(jié)分子 CD28，可誘導(dǎo)共刺激分子（inducible costimulators，ICOS），CD28為T淋巴細(xì)胞上構(gòu)成性表達(dá)，而ICOS為活化后誘導(dǎo)性表達(dá)；抑制T淋巴細(xì)胞活化的負(fù)性調(diào)節(jié)分子CTLA-4、PD-1（programmed death-1），該兩種分子均為活化后誘導(dǎo)性表達(dá)。該家族成員的配體均屬B7分子家族成員，包括B7.1（CD80） 或 B7.2 （CD86），B7RP-1 （B7-related protein-1）和PD-L1或PD-L2分子[4]。②腫瘤壞死因子超家族：如促進(jìn)T淋巴細(xì)胞和 B淋巴細(xì)胞共同活化 CD40L（CD154）、TRANCE、BAFF、CD70 和 CD30L（CD153），可構(gòu)成性或活化后誘導(dǎo)性表達(dá)于APC或T淋巴細(xì)胞[5]。③腫瘤壞死因子受體超家族：如促進(jìn) T 淋巴細(xì)胞活化的 OX40 （CD134）、4-1BB（CD137）、CD30和CD27分子，均為細(xì)胞活化后誘導(dǎo)性表達(dá)，其配體分別為表達(dá)于APC或活化T、B淋巴細(xì)胞上的OX40L、4-1BBL、CD30L（CD153）和 CD70[5]。

2 PDCD-1的生物學(xué)功能

2.1 PDCD-1的結(jié)構(gòu)及表達(dá)

PDCD-1分子是Ⅰ型跨膜糖蛋白，其相對分子質(zhì)量為55 000，與CTLA-4同屬于CD28免疫球蛋白超家族，二者的氨基酸序列有23%為相同序列[1]。其之所以命名為程序性死亡-1是因?yàn)楸徽J(rèn)為與細(xì)胞凋亡有關(guān)，最早的發(fā)現(xiàn)是通過削減雜交技術(shù)從小鼠處于凋亡狀態(tài)的雜交瘤及造血祖細(xì)胞系克隆而得到[6]。PDCD-1基因是一種非人類白細(xì)胞抗原基因，位于染色體2q37.3，并在自身免疫性疾病中起重要作用[2]。PDCD-1的配體包括PD-L1和PD-L2兩種，兩者基因都位于染色體9q24[2]。PDCD-1及其配體都屬于CD28：B7家族，PDCD-1包含免疫受體酪氨酸抑制基序（ITIM）和免疫受體酪氨酸轉(zhuǎn)化基序（ITSM），它們表達(dá)于激活的T細(xì)胞、B細(xì)胞和髓樣細(xì)胞[2]。PD-L1表達(dá)于T細(xì)胞、B細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和非淋巴細(xì)胞；而PD-L2表達(dá)于激活的巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和髓源性肥大細(xì)胞[2]。PD-1/PD-L共刺激信號視機(jī)體的炎癥程度、免疫狀態(tài)和遺傳背景不同而激活或抑制，主要參與T細(xì)胞的中樞及外周免疫耐受。與其他CD28超家族成員相比，PD-1信號通路發(fā)揮著更廣泛和復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)作用，與自身免疫病、腫瘤、慢性感染及炎癥密切相關(guān)。PDCD-1與其配體結(jié)合后能抑制活化T細(xì)胞的增殖及細(xì)胞因子的產(chǎn)生（INF-γ、IL-10、IL-2 等）[2-7]。

2.2 PDCD-1與免疫調(diào)節(jié)

PDCD-1誘導(dǎo)性表達(dá)在被激活的T、B淋巴細(xì)胞上，與配體PD-L1和PD-L2相互作用后，導(dǎo)致T細(xì)胞停留于G0/G1期，這是通過向活化的T細(xì)胞傳導(dǎo)抑制信號引起的，但不增加T細(xì)胞死亡率[8]。研究表明，PD-L1/PD-1信號途徑在T細(xì)胞調(diào)節(jié)與保持耐受性方面起重要作用。PD-L-PD-1信號對機(jī)體免疫自穩(wěn)的維持起重要作用，可防止免疫損傷的過度發(fā)生及自身免疫性疾病的發(fā)生，這些作用是通過負(fù)性調(diào)控淋巴細(xì)胞的增殖而實(shí)現(xiàn)的，可雙重抑制免疫反應(yīng)（即抑制免疫反應(yīng)的起始部位及效應(yīng)部位）。

在動物模型中顯示PDCD-1基因的缺乏將導(dǎo)致狼瘡樣疾病或擴(kuò)張性心肌病的發(fā)生[9-10]。在有免疫豁免的小鼠的眼前房，筆者發(fā)現(xiàn)PDCD-1、PD-L1和PD-L2的mRNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)都升高，而CD+PD-1+T細(xì)胞表面的特異性抗原活性受限制[11]。這些結(jié)果表明，PDCD-1及其配體參與免疫應(yīng)答的調(diào)控。PD-1和PD-L信號途徑既影響中樞耐受機(jī)制，也影響外周耐受。PD-1表達(dá)在胸腺細(xì)胞上，無論在陰性選擇的中樞耐受及陽性選擇的中樞耐受中PD-1都有著十分重要的作用[12]。

NOD小鼠模型中，當(dāng)PD-1或PD-L1缺陷，而PD-L2正常時，可發(fā)生自身免疫性糖尿病（快速進(jìn)展型），以及更多的CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ和TNF[13]。因此，PD-1配體（即PD-L1及PD-L2），特別是PD-L1發(fā)揮的作用，主要由發(fā)生炎癥的狀態(tài)及T細(xì)胞活化的階段而決定是發(fā)揮協(xié)同刺激作用還是發(fā)揮協(xié)同抑制作用；PD-L特別是PD-L1在自身免疫反應(yīng)的初始階段，可對淋巴結(jié)中的天然自身反應(yīng)性T細(xì)胞提供正信號，此信號途徑并不是通過PD-1受體傳遞，而可能是通過天然T細(xì)胞表達(dá)的受體傳遞。總之，PD-L-PD-1信號途徑，既調(diào)節(jié)外周耐受的誘導(dǎo)，又調(diào)節(jié)外周耐受的維持。

3 PDCD-1與SLE的相關(guān)性

PDCD-1分子在外周耐受的維持中發(fā)揮了重要的作用，因而PDCD-1可作為一個負(fù)性調(diào)控免疫反應(yīng)的分于而參與自身免疫性疾病的發(fā)病過程。這一點(diǎn)已通過在有不同遺傳背景的PD-1基因敲除小鼠中得到證實(shí)。研究表明，PDCD-1基因的多態(tài)性與多種自身免疫性疾病有關(guān)，包括SLE[14]、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎（RA）[15]、Ⅰ型糖尿病[16]、多發(fā)性硬化癥[17]、強(qiáng)直性脊柱炎（AS）[18]和 Graves病（GD）等[19]。

Nishimura等[20]首先研究發(fā)現(xiàn)了PD-/-小鼠與SLE關(guān)系。該研究中心發(fā)現(xiàn)C57BL/6PD-/-小鼠可以發(fā)展為狼瘡樣腎小球腎炎（其特征表現(xiàn)為腎小球內(nèi)IgG3和C3沉積）和狼瘡樣關(guān)節(jié)炎。以后隨著研究的深入，逐漸發(fā)現(xiàn)了PD-1基因多態(tài)性與SLE易感性有關(guān)，以及PD-1在SLE的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。

PDCD-1是一種重要的負(fù)調(diào)節(jié)型共刺激因子，在瑞典和冰島的SLE個體和家族中發(fā)現(xiàn)其基因的7個單核苷酸多肽性 （SNP），其中一個 SNP PDCD-1.3A可能使轉(zhuǎn)錄因子PUNX-1與DNA的結(jié)合位點(diǎn)發(fā)生了改變，從而使PDCD-1的轉(zhuǎn)錄發(fā)生了改變，PDCD-1的表達(dá)下調(diào)使自身耐受喪失，從而使淋巴細(xì)胞長期處于超敏感而發(fā)生SLE[17]。有研究證明，PDCD-1在SLE患者外周血單個核細(xì)胞的表達(dá)較正常人明顯減少，導(dǎo)致PDCD-1-PD-L1/PD-L2途徑缺陷，對CD8+T細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞的活化缺乏抑制效應(yīng)，導(dǎo)致自身免疫耐受喪失，產(chǎn)生自身抗體和炎性細(xì)胞因子。Liu等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在SLE患者外周血中，CD3+PD-1+T細(xì)胞和CD19+PD-1+B細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)都明顯高于對照組，并且CD19+PD-L1+B細(xì)胞和CD14+PD-L2+單核細(xì)胞的百分?jǐn)?shù)也同樣高于對照組。但該研究也發(fā)現(xiàn)在體外經(jīng)培養(yǎng)的外周血單個核細(xì)胞（SLE患者和正常對照組），用PD-1單抗或抗PD-L單抗拮抗后，外周血單個核細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子如IL-2、IFN-γ和IL-10等無差別[21]。

PDCD-1的多態(tài)性與SLE的相關(guān)性有各種不同的報道，Lee等[22]對PDCD-1多態(tài)性與SLE種族人群的相關(guān)性進(jìn)行了Meta分析。在這個分析中有15個個體，其中有9個歐洲人，2個拉丁美洲人，2個非洲人，1個亞洲人及1個國籍未知的參與者。分組討論分析，PDCD-1.3A等位基因與拉丁美洲人的SLE顯著相關(guān)，與歐洲人和北非人的SLE無關(guān)。PDCD-1.5C等位基因是歐洲人SLE患者的危險因素。總之，這個分析顯示，PDCD-1.3A等位基因與歐洲人的LN及拉丁美洲人的SLE有關(guān)，PDCD-1.5C等位基因與歐洲人SLE有關(guān)。

雖然早在1999年就發(fā)現(xiàn)PD-1在SLE的發(fā)病機(jī)制中可能有十分重要的作用，但至今也未弄清PD-1在SLE中的生物學(xué)作用。CD4+PD-1+T細(xì)胞可能在SLE患者病情進(jìn)展中起著重要作用，但需要更多研究來發(fā)現(xiàn)PD-1和PD-L信號途徑在SLE發(fā)病機(jī)制中的作用，從而為SLE的治療提供新思路。美國Medarex公司已研發(fā)出重組人類PD-1抗體，已被FDA批準(zhǔn)用于早期臨床試驗(yàn)，用于治療癌癥、丙型肝炎和HIV患者[23]，隨著研究PD-L-PD-1途徑的深入，更有助于了解自身免疫性疾病和腫瘤的發(fā)病機(jī)制，并為其治療提供新的策略。因此，PDCD-1及其配體的研究對多種自身免疫性疾病的防治提供了新的發(fā)展前景。

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Correlational research between programmed cell death-1 and systemic lupus erythematosus

DOU Yingying LI Yingnan
Department of Rheumatology,the Second Affiliated Hospital of Harbin Medical University,Heilongjiang Province,Harbin 150086,China

Programmed cell death-1 (PDCD-1)molecule is an important down-regulated costimulatory molecule,which plays a role of immuno-suppressive function through its ligand.It mainly involves in the central and peripheral immune tolerance of T lymphocyte,and it plays an important role in autoimmune disease.Systemic lupus erythematosus(SLE)is a kind of autoimmune disease,it will develop when the body loses normal immune tolerance balance,and lymphocyte which is activated abnormally cannot recognize autologous tissue correctly.In recent years,many studies have found that the polymorphism of PDCD-1 is related to the development of SLE,therefore,this article reviews a recent research progress about the relationship between the PDCD-1 and SLE.

Programmed cell death-1;Systemic lupus erythematosus;Autoimmune disease;Immune dysregulation

R593.24

A

1673-7210（2012）08（b）-0019-03

竇瑩瑩（1985-），女，山東青島人，2009級在讀碩士研究生；研究方向：系統(tǒng)性紅斑狼瘡發(fā)病機(jī)制。李英楠（1973-），女，黑龍江綏化人，博士，副教授，副主任醫(yī)師；研究方向：內(nèi)科學(xué)風(fēng)濕病。

2012-04-17 本文編輯：衛(wèi) 軻）