OX40/OX40L在免疫調節及相關疾病中的研究進展①

米執中 王勇 李瑩瑩（大理大學基礎醫學院，大理671000）

OX40L為腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）超家族中的協同刺激分子，在機體免疫應答過程中，OX40L可特異性結合其受體OX40，這一對重要的協同刺激分子的相互作用涉及淋巴細胞與淋巴細胞及淋巴細胞與非淋巴細胞的多種生理學反應，尤其為T細胞和B細胞激活提供重要共刺激信號。OX40/OX40L相互作用可為T細胞活化后期提供共刺激信號，促進T細胞增殖和分化，調節CD4+T、CD8+T細胞活化、增殖和遷移，在疾病發生發展過程中對免疫應答進行有效啟動、適度效應和適時終止。隨著OX40/OX40L研究深入，發現其表達于多種疾病病變部位的吞噬細胞、B細胞、樹突狀細胞（dendritic cells，DCs）等抗原提呈細胞（antigen presenting cell，APC）表面，對疾病發生發展起重要作用。本文結合國內外最新研究進展，從OX40/OX40L免疫調節特性及其在炎癥性疾病、腫瘤及自身免疫性疾病中的相關作用進行綜述。

1 OX40/OX40L的免疫調節特性

1.1 OX40/OX40L結構OX40L基因位于人和小鼠1號染色體，編碼1種Ⅱ型跨膜糖蛋白，相對分子質量為34 kD，由156個氨基酸構成。其最初被鑒定為人T細胞白血病病毒1型（human T-cell leukemia virus type-1，HTLV-Ⅰ）轉化細胞上的gp34 a蛋白，后來發現可與OX40結合［1］。OX40L可在APC上表達，其他細胞，如郎格罕細胞、內皮細胞、平滑肌細胞、肥大細胞和NK細胞也可誘導其表達［2］。

OX40基因位于人1號染色體（小鼠4號染色體），編碼1種Ⅰ型跨膜糖蛋白，其相對分子質量約為50 kD，由277個氨基酸組成，主要表達于活化的CD4+T和CD8+T細胞表面、NK細胞、自然殺傷T細胞（natural killer T cell，NKT）和嗜中性粒細胞［3］。

目前尚無證據證明OX40L有除OX40以外的其他配對受體，人類的1個OX40L單體和3個OX40單體的三聚體構成四級結構復合體，該結構更易與其他細胞連接發揮免疫通訊作用，參與T細胞與淋巴和非淋巴細胞的多種生理及免疫反應，從而參與免疫調控的諸多環節［4］。

1.2 OX40/OX40L信號 轉導OX40表 達需3個 信號：①較強的T細胞受體（T cell receptor，TCR）配體；②CD28參與；③IL-2/IL-2受體信號［5］。抗原刺激后，OX40被瞬時誘導至活化的初代CD4+T和CD8+T細胞，但在激活后的第1 h內幾乎看不到OX40表達，因為OX40并不表達于初始T細胞表面，另外，無論在體內還是體外，需要其活化0.5~6 d才可高表達并達到峰值，而對于記憶T細胞，只需要活化1~4 h即可高表達OX40［6］。研究表明，受到CD40和脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）刺激后，APC表達OX40L，并在2~3 d達到高峰［7］。

OX40/OX40L存在逆向信號轉導，其逆向信號可通過調節胞內游離鈣離子水平參與內皮細胞中基質金屬蛋白酶9（matrix metalloprotein 9，MMP-9）表達調控［8］。此外，OX40/OX40L的逆向信號則能促進DCs成熟及B細胞活化，并促進生發中心（Ger‐minal centers，GCs）形成和DCs分化成熟，使B細胞產生高效價抗體及抗體類別轉換。

研究表明，OX40/OX40L信號可通過PI3K-PKB/AKT、活化T細胞核因子（nuclear factor of activated T cells，NFAT）和NF-κB等途徑啟動下游系列信號途徑，OX40/OX40L信號對這些途徑的持續激活導致部分抗凋亡B淋巴細胞瘤-2基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）家族成員（如Bcl-xL、Bcl-2和Bfl-1）及調節細胞分裂分子上調，從而介導細胞因子及T細胞活化和增殖［9-12］。

1.3 OX40/OX40L促進T細胞增殖OX40L通過促進細胞內抗凋亡因子Bcl-2生成抑制凋亡相關蛋白因子（factor associated suicide，Fas）或FasL表達或功能，并與T淋巴細胞表面OX40特異性結合，提供共刺激信號給幼稚T細胞，以調節CD4+T細胞活化和增殖，且可持續活化、增殖、遷移T細胞至反應部位及產生細胞因子，并通過抑制T細胞凋亡延長T淋巴細胞存活時間，從而增強和延長T細胞介導的免疫應答效應［13］。采用OX40基因敲除動物進行抗原刺激實驗發現，OX40/OX40L信號可調控調節性T細胞（regulatory cells，Tregs）增加或IL-4缺陷，導致效應CD4+T細胞顯著減少，而采用OX40抗體激動劑可顯著加強抗原刺激效果，產生大量免疫細胞并大幅度減少T細胞免疫耐受［14］。

OX40/OX40L信號也可直接促進抗原刺激后的CD8+T細胞增殖和存活，但該信號對CD8+T細胞的作用呈效應環境特異性，多個病毒感染過程中的免疫應答不依賴OX40/OX40L信號，如流感病毒、皰疹性口炎病毒，而CD8+T細胞對牛痘病毒的免疫應答則強烈依賴該信號［15-17］。

1.4 OX40/OX40L促進記憶T細胞增殖研究表明，CD4+CD3-淋巴組織誘導細胞、B細胞和正在反應的T細胞表達OX40L，支持T細胞在效應后期的存活，初次免疫啟動階段的OX40/OX40L相互作用可控制效應T細胞在免疫應答高峰時積累，從而使部分效應T細胞轉化為記憶T細胞［18-19］。OX40缺陷小鼠模型研究證實，OX40/OX40L的共刺激信號參與加強初始CD4+T細胞克隆化膨脹、分化和存活過程，經抗原刺激后且在初始免疫反應后期正向調控記憶CD4+T細胞增殖，促進再次免疫應答［20］。OX40/OX40L同樣也可影響記憶CD8+T細胞增殖。研究發現，阻斷OX40/OX40L相互作用可下調細胞因子受體，如IL-7R或IL-15R持續表達，從而顯著抑制記憶CD8+T細胞產生［21］。因此，OX40L是參與持久性和記憶性免疫反應的重要分子之一。

2 OX40/OX40L與炎癥性疾病

2.1 OX40/OX40L與支氣管哮喘研究發現，OX40L可表達于人呼吸道平滑肌，OX40-Fc作用于哮喘患者平滑肌細胞后，IL-6分泌顯著增加，而IL-6是一種重要的前炎癥介質，可加重哮喘嚴重程度［22］。OX40L還可誘導激活T細胞表達IL-4，激活B細胞產生IgE，激發分布于中、小支氣管黏膜內的肥大細胞脫顆粒，釋放多種炎癥介質，導致支氣管痙攣和阻塞。IL-4還可引起輔助型T細胞2（T helper 2 cell，Th2）分化，而Th1/Th2亞群數目比例和（或）功能比例失衡亦是哮喘最重要的免疫學異常標志。OX40基因敲除小鼠模型的卵清蛋白致敏和激發實驗有力證明這一觀點［23］。大量臨床數據證明急性發作支氣管哮喘患者外周血淋巴細胞表面CD4+OX40和OX40L表達水平均顯著高于對照組［24］。目前，用于哮喘治療的OX40L中和抗體已進入臨床試驗階段，前景廣闊。

2.2 OX40/OX40L與炎癥性腸病（inflammatory bowel disease，IBD）IBD為累及回腸、直腸和結腸的一種特發性腸道炎癥性疾病，主要病理表現為腸黏膜固有層CD4+T細胞分泌大量炎癥因子，導致炎癥持續發生，而OX40/OX40L分子可促進T細胞活化，對IBD發生發展起重要作用。慢性腸炎小鼠模型中可明顯發現OX40+CD4+T細胞浸潤于病變部位［25］。潰瘍性結腸炎和克羅恩病患者病例資料研究發現，患者腸炎部分黏膜固有層OX40+細胞和OX40L+細胞較對照組患者顯著增高［26］。OX40基因缺陷小鼠模型中阻斷OX40/OX40L的相互作用可顯著抑制結腸炎發展，為IBD治療提供重要思路［27］。

2.3 OX40/OX40L與變應性鼻炎（allergic rhinitis，AR）AR又稱過敏性鼻炎，屬于Ⅰ型變態反應性炎癥，是多種信號通路和細胞因子共同參與的鼻腔黏膜炎癥性疾病。AR患者上皮細胞中的胸腺基質淋巴細胞生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）與受體結合后活化DCs，從而產生OX40L，進而刺激CD4+T細胞分化為Th2細胞，最終促進炎癥反應，是AR的重要致病機制。研究表明，Toll樣受體-4（Tolllike receptor4，TLR-4）依賴性TSLP/OX40L信號通路可能在AR發生發展中發揮作用［28］。小鼠AR模型實驗中，采用siRNA-OX40L干擾OX40/OX40L信號通路可抑制小鼠AR過敏反應并緩解相關癥狀［29］。人體病例資料分析發現，患者B淋巴細胞上的OX40L表達明顯高于對照組，且與CD4+T淋巴細胞產生的血清總IgE和IL-4呈正相關［30］。目前，通過抑制TSLP-OX40L信號通路治療AR取得一定成果，為AR治療提供指導。

3 OX40/OX40L與自身免疫性疾病

3.1 OX40/OX40L與系統性紅斑狼瘡（systemic lu‐pus erythematosus，SLE）SLE是一種累及全身多臟器的系統性自身免疫性疾病，患者免疫系統中免疫細胞包括T細胞和APC異常活化是導致免疫紊亂的基礎，其中OX40-OX40L相互作用在SLE發生發展中發揮作用，其基因多態現象可能是SLE的高危因素［31］。OX40+CD4+T在淋巴細胞中的百分比可作為SLE疾病活動的指標［32］。此外，OX40在CD4+T淋巴細胞上的表達和血清中OX40L表達水平可作為狼瘡性腎炎的標志物，狼瘡小鼠模型實驗發現，OX40-OX40L相互作用可導致狼瘡性腎炎加劇［33］。流式細胞術檢測SLE患者外周血發現，患者CD4+T細胞OX40表達水平及單核細胞OX40L表達異常上調，阻斷OX40-OX40L相互作用或OX40L生物抑制劑可成為SLE新的治療選擇［34］。

3.2 OX40/OX40L與類風濕性關節炎（rheumatoid arthritis，RA）RA是一種病因未明的慢性、以炎癥性滑膜炎為主的系統性疾病，主要由T細胞介導，而T細胞活化需共刺激分子提供第二信號，OX40/OX40L屬于TNF/TNFR家族的共刺激信號分子，雖與RA的具體免疫反應作用機制尚不明確，但其通過增強Th1型自身免疫應答在關節炎發展中起關鍵作用，RA滑液和滑膜組織細胞中亦可發現OX40L高表達［35］。熒光免疫實驗及流式細胞術檢測RA患者外周血發現，OX40/OX40L在T細胞、B細胞及單核細胞表面表達顯著升高［36］。此外，OX40L及其受體的相互作用可使活化的CD4+T細胞轉化為濾泡輔助性T（T follicular helper，Tfh）細胞，Tfh細胞通過調節自身抗體酸化促進RA發展［37］。

4 OX40/OX40L與腫瘤

4.1 OX40/OX40L與乳腺癌人體正常乳腺組織不表達OX40L，但機體免疫系統紊亂時，細胞OX40L表達上調，與T細胞上的OX40結合，為T細胞參與抗腫瘤免疫提供信號。研究表明，腫瘤大小與OX40表達呈正相關，與OX40L表達呈負相關，提示腫瘤體積大的組織OX40L陽性率降低，不利于機體激發T細胞消除腫瘤［38］。OX40/OX40L相互作用可導致細胞間黏附，將OX40L融合蛋白（OX40LFP）與痘病毒為基礎的腫瘤疫苗（MVATwist-Tricom）結合共免疫小鼠乳腺癌模型，可顯著減少腫瘤肺部轉移和提高總生存率，可能與OX40L-FP可誘導T細胞增殖和記憶T細胞形成有關，阻止腫瘤轉移［39］。Tregs在抑制腫瘤免疫監視方面具有重要作用，是制約腫瘤免疫治療成功的主要因素，OX40通過下調叉狀頭轉錄因子3（Forkhead box P3，FOXP3）降低Tregs的免疫抑制功能，病例研究發現，乳腺癌患者外周血中OX40L分子表達水平下降時FOXP3轉錄水平升高，是乳腺癌發生的可能機制之一［40］。

4.2 OX40/OX40L與胃癌胃黏膜組織中OX40L主要表達于固有層腺上皮細胞，但OX40L在胃癌組織細胞中的表達低于胃黏膜上皮不典型增生和慢性非萎縮性胃炎表達，可能與惡性腫瘤局部免疫受抑制有關［41］。研究發現，OX40L在胃黏膜上皮不典型增生組織上皮細胞中表達較高，可能因為胃黏膜上不典型增生組織較正常組織存在明顯組織異型性，可產生具有抗原性的蛋白和肽類等，引發局部免疫反應，OX40L表達增加，使T細胞活化以參與機體抗腫瘤免疫反應［42］。胃癌患者外周血分析發現，患者T細胞、單核細胞和中性粒細胞OX40L表達增高，且與胃癌病情分期相關［43］。

4.3 OX40/OX40L與白血病OX40/OX40L與多種血液病發生發展密切相關，OX40L最初被鑒定為HTLV-Ⅰ轉化細胞gp34 a蛋白，后來逐漸認識到OX40L在包括DCs在內的多種細胞上均有表達。研究證明，HTLV-1感染的T細胞株在其細胞表面可同時表達OX40和OX40L，與HTLV-1編碼的致癌蛋白TAX作用相關［43］。OX40還可在成人T細胞白血病（adult T-cell leukemia，ATL）上表達，OX40和OX40L的相互作用直接介導表達OX40的細胞與表達OX40L的血管內皮細胞發生黏附［44］。檢測ATL患者血漿發現，可溶性OX40水平顯著增高，且與血漿可溶性CD25呈正相關，可作為ALT新的診斷標志物［45］。急性髓系白血病（acute myeloid leukemia，AML）患者白血病細胞上也表達OX40，受OX40刺激后，可介導白血病細胞生長和生存的細胞因子增殖和釋放。但OX40L信號可促進NK細胞活化、細胞因子產生和細胞毒作用，破壞OX40-OX40L相互作用，以降低NK細胞對原代AML細胞的反應性［46］。急性淋巴細胞白血病（acute lymphoblastic leuke‐mia，ALL）患者體內，白血病細胞上OX40表達與風險因子BCR-ABL酪氨酸激酶陽性表達顯著相關，通過OX40信號通路增強原代ALL細胞代謝活性，并導致參與疾病病理生理的細胞因子釋放。此外，ALL表達的OX40與其同源配體在NK細胞上的相互作用可刺激ALL細胞裂解，從而影響疾病發生發展［47］。

5 結語與展望

隨著OX40/OX40L研究不斷進展，其作為機體內TNFR/TNF超家族中的協同共刺激分子，在機體生理及免疫應答方面發揮重要作用。OX40/OX40L信號轉導及表達與多種疾病發生與發展有關，并逐漸成為某些疾病的診斷標志物。目前，以其為靶點的治療方法正成為免疫治療和基因治療的發展方向，為臨床個體化治療提供新思路并逐漸成為研究熱點。