B細胞活化因子及其受體介導的信號通路參與類風濕關節炎病理機制研究進展①

·專題綜述·

B細胞活化因子及其受體介導的信號通路參與類風濕關節炎病理機制研究進展①

張鳳張玲玲魏偉

(安徽醫科大學臨床藥理研究所，抗免疫藥物教育部重點實驗室，抗炎免疫藥物安徽省工程技術研究中心，合肥230032)

①本文為國家自然科學基金(No. 81173075, 31100640, 81330081,81473223)和中國博士后科學基金 (No. 2013M540509)資助項目。

魏偉(1960年-)，男，醫學博士，教授，博士生導師，主要從事自身免疫病學及抗炎免疫藥理學方面的研究，E-mail:wwei@ahmu.edu.cn。

類風濕關節炎(Rheumatoid arthritis,RA)是一種慢性系統性自身免疫病，其病理特征是侵蝕性、對稱性關節滑膜組織炎癥病變[1,2]。目前RA發病機制仍不清楚，臨床上運用抗CD20單抗清除B細胞可有效治療RA[3]，提示B細胞在RA免疫病理中的重要作用。B細胞可作為抗原提呈細胞提供協同刺激信號活化T細胞，另外B細胞通過分泌類風濕因子、抗瓜氨酸抗體等自身抗體誘導RA異常免疫應答[4]。B細胞活化因子(B cell-activating factor of the TNF family,BAFF)是腫瘤壞死因子超家族成員，是維持體內B細胞穩態重要細胞因子，可幫助調節固有和適應性免疫應答[5]。BAFF過量表達與RA等自身免疫病發病機制和疾病進程密切相關[6]。本文將近年來關于BAFF生物學特性、功能、參與RA病理機制及靶向BAFF生物制劑方面的研究進展進行綜述。

1BAFF生物學特性及其功能

BAFF是腫瘤壞死因子家族一名新成員，于1999年被發現并被克隆,BAFF也被稱為B淋巴細胞刺激因子(B lymphocyte stimulator,BLyS)[7]。BAFF是Schneider在人類粒細胞的cDNA文庫中得以確認的全長為285個氨基酸的Ⅱ型跨膜蛋白，以三聚體形式構成受體結合區域。其胞外區可被弗林蛋白酶水解生成分子量為17的可溶性功能片段，這種可溶性片段與其三個受體結合發揮生物學功能[8]。單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、樹突狀細胞、活化的T細胞、濾泡樹突細胞、脾基質細胞、成纖維細胞樣滑膜細胞等可產生BAFF[9,10]。BAFF有幾個剪接變體，最具特征的一個是ΔBAFF，其缺失外顯子，是從細胞表面裂解的變體。ΔBAFF不與BAFF受體結合，但通過與BAFF形成異源三聚體阻斷BAFF的作用[11]。

BAFF對骨髓中B細胞沒有作用，因為非成熟B細胞很少表達BAFF受體，當B細胞從骨髓中遷到外周組織遇到自身抗原將進行陰性選擇發生凋亡。非成熟B細胞BCR介導凋亡信號。B細胞發育成熟要經過未成熟過渡期即T1、T2期，才能發育為成熟B細胞。T1過渡期B細胞不僅依賴BCR信號還需要BAFF提供共刺激信號，才能向T2過渡期分化，然后發育成熟存活[12]。小鼠實驗研究表明BAFF是外周成熟B細胞尤其是過渡期脾B細胞一個存活因子。BAFF缺陷小鼠中T2過渡期B細胞、邊緣區B細胞、成熟B細胞變少，說明BAFF可促進B細胞存活[13]。BAFF轉基因小鼠BAFF表達增多，BAFF調節的非成熟自身反應性B細胞生存信號大于其凋亡信號，使自身反應性B細胞逃離陰性選擇并發育成熟，同時伴有自身反應性抗體產生[14]。

BAFF通過其三個受體發揮調控B細胞發育、成熟、增殖及活化功能。目前已知BAFF有三個受體：B細胞活化因子受體(B cell-activating factor of the TNF family receptor,BAFF-R)、跨膜蛋白活化因子鈣離子信號調節親環素配體(Transmembrane activator and calciummodulator and cyclophilin ligand interactor,TACI)、B細胞成熟抗原(B cell maturation antigen,BCMA)[15]。在B細胞成熟和活化不同階段，BAFF受體表達不同。BAFF-R在外周B細胞和活化或記憶性T細胞上表達。TACI在過渡期T2期B細胞、邊緣區B細胞和活化的B細胞上表達。BCMA主要表達于生發中心B細胞和漿細胞[16]。TACI、BCMA不僅與BAFF結合，還與TNF家族另一個成員APRIL結合，而BAFFR只與BAFF結合[17]。

2BAFF通過其受體介導的信號轉導通路參與RA炎癥免疫細胞促增殖和抗凋亡病理過程

BAFF與其三個受體結合介導的信號轉導通路促進B細胞增殖、存活及抑制凋亡，參與RA異常炎癥反應和免疫應答。BAFF轉基因小鼠臨床表現與RA等自身免疫病相似[18]。RA患者血清BAFF水平顯著高于正常人，RA患者關節液BAFF水平明顯高于血清，且BAFF水平與炎癥反應強度有關[19]。

BAFF與 BAFF-R結合介導的信號通路對非成熟B細胞的存活和成熟是必不可少的[20]。BAFFR通過介導磷脂酰肌醇3-激酶(Phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)/絲氨酸蘇氨酸蛋白激酶(Serine/threonine kinase,Akt)/哺乳動物雷帕霉素靶向蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信號轉導通路促進B細胞增殖及抗凋亡而參與RA發病過程[21]。PI3K催化亞基P110是BAFF介導的B淋巴細胞生長所必需的，缺乏P110將使BAFF介導的B淋巴細胞存活受損，提示PI3K對調節BAFF介導的B淋巴細胞存活有直接作用。PI3K是AKT的上游信號蛋白，下游AKT的激活依賴于PI3K。活化的AKT能夠促進細胞增殖、抑制凋亡，增加細胞因子的基因表達。BAFF能夠使PI3K磷酸化，增加AKT和mTOR的表達，使抗凋亡蛋白水平升高。BAFF與BAFFR結合通過介導PI3K/AKT/mTOR信號轉導通路上調Bcl-2家族成員,誘導抗凋亡蛋白Bcl-xL表達,促凋亡蛋白Bad、Bim磷酸化等,抑制促凋亡蛋白,削弱凋亡,增加B細胞存活。本實驗室研究發現膠原誘導的關節炎(Collagen-induced arthritis,CIA)大鼠脾臟組織中抗凋亡蛋白Bcl-xL表達增加，而促凋亡蛋白 Bim表達減少。免疫組化顯示CIA 大鼠脾臟組織中 P110、Akt 陽性細胞數增多，表達水平明顯升高。免疫印跡顯示 CIA 大鼠脾臟 B 淋巴細胞中 P110、mTOR 蛋白表達顯著上升。提示 PI3K/Akt/mTOR信號通路增強與CIA大鼠B淋巴細胞增殖和存活密切相關[22,23]。

BAFFR還介導非經典NF-κB信號轉導通路參與RA發病機制。BAFFR可以結合TRAF3激活NF-κB信號通路。NF-κB家族包括 RelA、RelB、p50/NF-κB1、p52/NF-κB2和c-Rel。抑制性κB激酶(Inhibitor of nuclear factor kappa-B kinase,IKK)對NF-κB信號通路的調節是非常重要的，其包括催化亞基IKKα、IKKβ和調節亞基IKKγ[24]。BAFF與BAFFR結合傳入信號，TRAF3蛋白可以與NF-κB誘導蛋白激酶(NF-kappa B-inducing kinase,NIK)相互作用，觸發NIK蛋白泛素化-蛋白酶體降解途徑。NIK在非經典NF-κB途徑中起關鍵作用，TRAF3蛋白水平降低能夠促進NIK蛋白在細胞內積聚，而NIK能夠通過與IKKα發生相互作用，直接磷酸化 IKKα，引起下游p100磷酸化和泛素化，生成p52，p52與RelB形成二聚體后發生緩慢核轉位。引起下游靶基因Bcl-xL、Bcl-2等抗調亡因子過表達[25]。TACI能夠招募TRAF2、TRAF5、TRAF6到胞漿區激活NF-κB1、轉錄蛋白-1(Activator protein-1,AP-1)、活化 T 細胞的轉錄因子(Nuclear factor of activated T cells，NF-AT)信號轉導通路。AP-1、NF-AT是一個負性轉錄因子對B細胞有負向調節作用。另外BCMA與TRAF1、TRAF2、TRAF3結合激活經典NF-κB信號通路介導B細胞存活和增殖[26]。

3BAFF單抗及其受體融合蛋白通過中和BAFF抑制炎癥免疫細胞功能，調節RA炎癥免疫應答病理過程

BAFF過表達參與了RA發病機制，提示BAFF可能成為RA的一個治療靶點。BAFF單抗(Belimumab)及其受體融合蛋白(TACI-Ig)通過中和BAFF發揮其調節炎癥免疫應答作用，改善RA的臨床表現及病理過程。Belimumab是一種人源化單克隆抗體，可以抑制BAFF活性[27]。Belimumab對食蟹猴治療研究發現，Belimumab有良好耐受性，且未出現與治療相關的感染。食蟹猴脾臟、腸系膜淋巴結和循環CD20+B細胞、成熟CD20+CD21+B細胞數目減少，脾臟白髓、淋巴濾泡數目和體積減少，脾臟重量減輕。對外周單個核細胞和血清免疫球蛋白沒有顯著影響。Ⅱ期臨床試驗表明Belimumab可使RA患者疼痛關節明顯好轉，改善RA癥狀，降低RF水平。外周B細胞數目下降，IGM、IGA、IGE水平明顯下降。用藥24周時RA癥狀改善程度達到29.4%，能顯著性提高ACR20，對高疾病活動性、RF陽性、未使用過抗TNF藥物治療和甲氨蝶呤治療失敗的患者療效更好，但未能增加ACR50和ACR70。提示Belimumab治療RA臨床效果還需進一步研究[28]。

TACI-Ig是由TACI分子胞外部分與人IgG1Fc段重組而成的融合蛋白，可以中和BAFF，從而阻斷BAFF與B細胞上的受體結合[29]。本實驗室研究發現TACI-Ig能夠降低CIA小鼠T、B淋巴細胞亞群百分含量[30]。小鼠關節炎指數明顯降低，對軟骨組織腫脹有改善趨勢，減少滑膜組織增生，減少脾生發中心數量，降低T、B淋巴增殖反應，降低血清BAFF和免疫球蛋白水平[31]。TACI-Ig 降低AA大鼠脾臟中BAFF、IL-17、 IFN-γ、IgG1、 IgG2a 、IgM水平[32]。TACI-Ig調節促炎細胞因子水平和抗炎細胞因子平衡，還可上調AA大鼠中降低BAFF-R蛋白表達，下調其過高的TACI和BCMA蛋白表達。TACI-Ig通過調節TACI、BCMA和BAFF-R受體表達水平，恢復BAFF受體功能及正常轉導信號[33]。臨床研究發現TACI-Ig可使RA患者體內循環成熟B細胞漿細胞數目減少，免疫球蛋白和類風濕因子水平降低[34]。TACI-Ig是用于治療RA的新的靶向藥物，目前還處于臨床研究階段。

4結語

BAFF作為TNF超家族的新成員之一，是B細胞增殖、成熟、存活的重要細胞因子，在免疫應答中起重要作用。RA中BAFF過表達破壞了B細胞穩態平衡，使B細胞耐受喪失，BAFF通過與其受體結合介導PI3K/Akt/mTOR、非經典和經典的NF-κB信號轉導通路使自身反應性B細胞增殖存活并產生自身抗體從而誘導RA等自身免疫性疾病。對BAFF進行深入研究將有助于闡明RA發病機制，為RA治療提供新思路。目前以BAFF為靶點治療RA藥物(Belimumab、TACI-Ig)在臨床試驗中已取得了較好的治療結果，但仍存在一些問題。如BAFF介導的信號在正常B細胞的發育成熟過程中也發揮非常重要的作用，抑制BAFF可能對患者機體免疫系統有潛在危害，如何避免這些副作用也同時需要我們思考。靶向BAFF生物制劑的作用機制還需進一步研究，其對RA不同病程階段B細胞的影響和對除B細胞以外其他炎癥免疫細胞的影響有待進一步闡明。

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[收稿2015-03-16修回2015-06-01]

(編輯張曉舟)

通訊作者及指導教師：張玲玲(1972年-)，女，醫學博士，教授，碩士生導師，主要從事自身免疫病學及抗炎免疫藥理學方面的研究，E-mail:llzhang@ahmu.edu.cn。

作者簡介：張鳳(1990年-)，女，在讀碩士，主要從事自身免疫病學及抗炎免疫藥理學方面的研究，E-mail:1459724796@qq.com。

中圖分類號R332

文獻標志碼A

文章編號1000-484X(2016)02-0258-04

doi:10.3969/j.issn.1000-484X.2016.02.026