獲得性再生障礙性貧血的免疫發病機制

劉家慶 朱玉霞

再生障礙性貧血(aplastic anemia，AA)，簡稱再障，是由多種原因引起的骨髓造血功能減低或衰竭，導致周圍血全血細胞減少的綜合征，臨床上常表現為較嚴重的貧血、出血和感染。有關獲得性再障的機制研究主要經歷3個階段。最初人們認為，獲得性再障的發生是各種誘發因素(尤其藥物及化學物質)對骨髓細胞的直接毒性作用的結果。隨著免疫學、細胞生物學及分子生物學的迅速發展，人們發現再障的病理機制呈現高度的異質性，“種子(HSC內在增殖缺陷)”、“土壤(造血微環境支持功能缺陷)”和“蟲子(異常免疫反應損傷造血干細胞)”學說逐漸占據上風。但隨著免疫抑制劑在再障治療上的應用，其治療再障的顯著療效使人們逐漸意識到免疫機制在再障的發生中發揮了重要的作用。現今眾多的研究表明，獲得性再障是在遺傳易感性和異常免疫狀態的基礎上，由諸多外界因素誘發，共同致病的結果。異常細胞免疫反應是獲得性再障發病機制中的主要環節。這不僅為免疫抑制治療(IST)的應用提供了可靠的理論依據，亦對IST方案的改進具有重要的指導意義。本文就再障患者的遺傳易感性及異常免疫狀態做一簡單闡述，以總結目前再障的免疫發病機制。

1 遺傳易感性

在對再障的研究中，人們發現了相關的易感基因，其中，以人類白細胞抗原(HLA)表型、谷胱甘肽轉移酶(GST)基因及端粒酶基因的研究最為深入。

1.1 HLA表型 HLA與免疫應答和免疫調節密切相關。Song等[1]檢測了109例韓國再障患者和800例健康對照者的HLA－DRBI等位基因，發現再障患者HLA－DRBI*1501基因頻率明顯升高，重型再障HLA－DRBI*1302基因頻率明顯低于慢性再障，故認為在韓國，HLA－DRBl*1501是再障的易感因素，HLA－DRBI*1302是重型再障的一個保護基因。Usman等[2]通過檢測38位巴基斯坦卡拉奇再障患者和300例健康對照者的HLA－DR2發現，再障患者HLA－DR2陽性率明顯高于正常對照者。黃永蘭等[3]的研究結果顯示，我國山東日照地區HLA－DRBI*1501陽性再障患者對環孢素治療更敏感。

1.2 GST基因 GSTMl與GSTFl互為同功酶。GSTFl的缺乏導致機體喪失了對外界有毒物質或致癌物質的調節代謝作用，也因此增加了罹患疾病的危險性。Sutton等[4]檢測了196例再障患者GSTMl和GSTFl的基因型，發現GSTFl無效基因型在高加索、亞洲和西班牙的患者中過度表達，并且在高加索再障患者中還發現GSTMl/GSTFl雙無效基因型過度表達。因此認為，缺乏GSTFl或GSTMl/GSTFl雙缺乏的個體患再障的危險性增加。

1.3 端粒酶基因 TERC基因是編碼端粒酶RNA的基因，TERT是基因決定端粒酶RNA逆轉錄酶活性的基因。Zhong TX等通過對再障患者研究，發現了TERT序列8種不同變異和5種TERC變異。Vulliamy等[5]檢測了包括再障在內的80例骨髓衰竭綜合征患者，發現15例有不同程度的TERT突變。而一組對124例再障患者的研究亦發現患者組TERT基因突變率高于正常對照組。因此認為，TERT基因突變可能是其致病原因，TERC基因突變使端粒長度縮短，TERT基因突變使得端粒酶活性不足以代償端粒縮短現象，從而導致骨髓干細胞儲備和更新能力下降，再障發病增加[6]。

此外，TNF－α啟動子區為TNF2(308A)基因型、VNDR 1349基因為12－12純合子型、細胞色素 P450亞酶為CYP1A1m4型等均被認為是可能的再障易感因素[7]。

2 再障患者異常免疫狀態

2.1 固有免疫 與正常人比較，再障患者CD4+細胞的Toll蛋白樣受體(TLR)基因上調，TLR能識別脂蛋白抗原，參與天然免疫反應，提示天然免疫在再障發生中發揮一定作用。但是天然免疫激活如何導致或促成再障發病尚待深入研究。

2.2 特異性免疫

2.2.1 細胞亞群分布及表型表達異常 大量實驗研究結果表明，多數AA患者骨髓及外周血DC細胞、T細胞亞群分布及表型表達異常，如SAA患者DC表面共刺激分子CD86表達增高，提示其抗原呈遞能力增強[8]。同時，再障患者DC1細胞(CD11c+)在骨髓單個核細胞中所占比例較正常人增高，提示其激活Th0向Th1轉化的能力更強;而從T細胞角度來看[7]，再障患者CD4+和CD8+T細胞數量較正常人多，調節性T細胞(CD4+、CD25+、FOXP3+)相對缺乏，CD4+、TGFβ1+(Th3)細胞、CD8+、TGFβ1+細胞的百分率均明顯低于正常對照組，以 Th3細胞下降更明顯，CD4/CD8，TH1/TH2，Tcl/Tc2細胞比例升高，提示機體特異性免疫增強，抑制自身免疫反應的能力下降，尤其是Th3細胞的下降，使得Thl細胞的抑制被解除，進而Thl細胞功能亢進，CD4+和CD8+細胞向Ⅰ型細胞極化，并通過一系列下游細胞因子的作用，導致骨髓造血功能衰竭的發生;此外，再障患者骨髓CD4+和CD8+細胞及慢性再障患者CD8+細胞在受植物血凝素刺激前表達CD69比例高于正常對照，并且受植物血凝素刺激后CD69表達率明顯增高。SAA患者B淋巴細胞的CD86(B7－2)與T細胞膜上的相應受體CD28均處于高表達狀態，而自然殺傷T細胞(NKT細胞)CDR3的表達呈多克隆性(其在正常人呈寡克隆或單克隆性)，NKT細胞特異的JaQ基因在再障患者中表達很弱或是檢測不到(其在正常人中則有很強的表達)，提示再障患者的T細胞處于預激活狀態，對外來刺激的激活潛能大，T細胞激活增多，而NKT細胞數量則有明顯減少或缺失，不能正常發揮免疫調節作用[9]。上述發現均說明，細胞免疫功能的紊亂在再障發生中發揮了重要的作用。

2.2.2 造血調控因子異常 再障患者體內活化的淋巴細胞可產生多種細胞因子，它們在機體的免疫及造血調節中發揮重要作用。如再障患者血液和骨髓中的IFN－γ和TNF－α增加，且游離腫瘤壞死因子受體(TNFR)水平較正常對照高。治療后隨病情好轉，IFN－γ和TNF－α亦呈下降趨勢。再障患者的血清及單個核細胞(MNC)培養上清中IL－2水平升高，IL－12水平上調。而IL－12能誘導早期輔助性T淋巴母細胞分化為Thl細胞，并可與IL－2協同刺激細胞毒性淋巴細胞增殖[7]。此外，再障患者T細胞表達的T－bet明顯升高，GATA－3明顯下降，在沒有任何刺激的情況下，T－bet直接結合到IFN－γ啟動子的鄰近部位，引發IFN－γ的轉錄和表達[7]。而GATA－3是Th2特異的轉錄因子，有研究顯示，T－bet通過抑制GATA－3表達來阻斷GATA－3與Th2因子相互作用而誘導已成熟的Th2向Th1逆向轉化。Th1極化的增強使得I型細胞因子分泌增多，其中IFN－γ和TNF－α能誘導一氧化氮聚合酶合成，產生大量的一氧化氮，加重骨髓的造血衰竭，而再障患者骨髓單個核細胞可表達一氧化氮合酶(iNOS)基因，正常人或骨髓移植治愈后的患者不表達該基因。患者骨髓液NO濃度高于正常對照，進一步加重了對骨髓的造血衰竭[10]。

綜合以上發現，人們提出異常細胞免疫反應是獲得性再障發病機制中的主要環節。目前普遍接受的細胞免疫模式為，正常情況下，抗原提呈細胞將抗原提呈給T淋巴細胞，誘導T淋巴細胞活化，活化的T細胞釋放大量IL－2，進一步誘導T細胞的克隆增殖。從信號傳導方面看[7]，一方面結合有抗原肽的TCR活化PKC，從而激活T－bet，T－bet作為轉錄因子結合到IFN－γ啟動子區，誘導IFN－γ基因表達;另一方面APC與T細胞相互作用后募集SAP，SAP與Fyn結合后調節SLAM的活性，從而抑制IFN－γ基因的過度表達。但在再障患者體內，T－bet基因持續表達，而SAP基因處于低水平表達，從而導致IFN－γ及TNF－α的表達上調。過度表達的IFN－γ及TNF－α可以上調造血干細胞表面IFN受體、TNF受體以及Fas受體的表達[11]。當異常表達的IFN－γ、TNF－α以及FasL與造血干細胞表面相應的受體結合后，則可通過阻斷細胞周期;誘導一氧化氮合成酶(NOS)活化，產生具有細胞毒性的NO;增加RNA酶L的表達，減少細胞生存必需蛋白的合成。上述作用的結果最終導致造血干細胞的大量凋亡，骨髓造血功能的全面衰竭。因此很好的解釋了T細胞免疫抑制治療(ATG/ALG+CSA等)之所以能在獲得性再障治療中取得良好的療效的原因[7]。

此外，有關自身抗原的研究也在深入進行中。有關T細胞表面TCR－VβCDR3區域的研究表明，正常對照組CDR3呈正態分布，而再障患者CDR3分布曲線出現數個單克隆或寡克隆峰，去除優勢克隆的患者T細胞僅對異基因造血干細胞有殺傷作用，而未經處理的患者T細胞對自身細胞也有殺傷作用，提示特異性抗原存在的可能。Hirano等[12]的研究表明，Kinectin蛋白可以與近40%的再障患者體內的抗體相結合。體外研究表明，Kinectin蛋白可以誘導產生具有抑制人類造血細胞克隆形成能力的細胞毒性T細胞，但時至今日，尚無人體內存在抗Kinectin的T淋巴細胞的依據。Feng等[13]人的研究則表明，安定結合抑制蛋白－1可以與少數骨髓衰竭患者體內的抗體相結合。同樣，他們的體外實驗也證實了安定結合抑制蛋白－1可以誘導產生細胞毒性T細胞，并且現已從2個患者體內分離到可以與安定結合抑制蛋白－1多肽結合的T細胞前體。膜突蛋白是一種連接細胞膜和細胞骨架的細胞內蛋白，Takamatsu等[14]人的實驗證實，再障患者體內存在的抗膜突蛋白抗體，在體外可以誘導再障患者外周血單個核細胞分泌TNF－α和IFN－γ。盡管AA的體液免疫不是直接的發病因素，但抗原特異性自身抗體的出現也可作為尋找T細胞靶抗原的證據。

綜上所述，免疫異常反應在AA患者中具有更重要的意義，尤其是T淋巴細胞數量、亞群及功能的異常與再障密切相關。因此，深入研究再障患者的細胞免疫功能，特別是T淋巴細胞免疫功能的異常表現、致病機制及病因，對于正確闡明再障的免疫發病機制，進而指導免疫調控治療將有重要意義，且有可能為其他免疫性疾病的研究治療提供線索和思路。

[1]Song EY，Park S，Lee DS，et al.Association of human leukocyte antigen－DRB1 alleles with disease susceptibility and severity of aplastic anemia in Korean patients[J].Hum Immunol，2008，69(6):354－359.

[2]Usman M，Adil SN，Moatter T，et al.Increased expression of HLA DR2 in acquired aplastic anemia and its impact on response to immunosuppressive therapy[J].J Pak Med Assoc，2004，54(5):251－254.

[3]黃永蘭，黃紹良，黃科，等.再生障礙性貧血患兒HLA－DRB1*15表達及其與免疫抑制治療療效的關系[J].中國實驗血液學雜志，2007，15(6):1212 －1215.

[4]Sutton JF，Stacey M，Kearns WG，et al.Increased risk for aplastic anemia and myelodysplastic syndrome in individuals lacking glutathi-one S － transferase genes[J].Pediatr Blood Cancer，2004，42(2):122－126.

[5]Vulliamy TJ，Walne A，Baskaradas A，et al.Mutations in the reverse transcriptase component of telomerase(TERT)in patients with bone marrow failure[J].Blood Cells Mol Dis，2005，34(3):257－263.

[6]Aspesi A，Vallero S，Rocci A，et al.Compound heterozygosity for two new TERT mutations in a patient with aplastic anemia[J].Pediatr Blood Cancer，2010，55(3):550 －553.

[7]Young NS，Scheinberg P，Calado RT.Aplastic anemia[J].Curr Opin Hematol，2008，15(3):162 － 168.

[8]Zonghong S，Meifeng T，Huaquan W，et al.Circulating myeloid dendritic cells are increased in individuals with severe aplastic anemia[J].Int J Hematol，2011，93(2):156 － 162.

[9]Zeng W，Maciejewski JP，Chen G，et al.Selective reduction of natural killer T cells in the bone marrow of aplastic anaemia[J].Br J Haematol，2002，119(3):803 － 809.

[10]Chung IJ，Lee JJ，Nam CE，et al.Increased inducible nitric oxide synthase expression and nitric oxide concentration in patients with aplastic anemia[J].Ann Hematol，2003，82(2):104 －108.

[11]Solomou EE，Keyvanfar K，Young NS.T－bet，a Th1 transcription factor，is up－regulated in T cells from patients with aplastic anemia[J].Blood，2006，107(10):3983 －3991.

[12]Hirano N，Butler MO，Von Bergwelt－Baildon MS，et al.Autoantibodies frequently detected in patients with aplastic anemia[J].Blood，2003，102(13):4567 －4575.

[13]Feng X，Chuhjo T，Sugimori C，et al.Diazepam－binding inhibitorrelated protein 1:a candidate autoantigen in acquired aplastic anemia patients harboring a minor population of paroxysmal nocturnal hemoglobinuria － type cells[J].Blood，2004，104(8):2425 －2431.

[14]Takamatsu H，Espinoza JL，Lu X，et al.Anti－moesin antibodies in the serum of patients with aplastic anemia stimulate peripheral blood mononuclear cells to secrete TNF－alpha and IFN－gamma[J].The Journal of Immunology，2009，182(1):703 －710.