誘導性支氣管相關淋巴組織（iBALT）在COPD中作用的研究進展①

蔡星璇 林嬌嬌 賈俊青

（山西醫科大學附屬汾陽醫院，汾陽032200）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmo‐nary disease，COPD）是一種氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病，免疫炎癥反應在其中發揮重要作用[1-3］。研究證實，在COPD患者的支氣管、肺血管旁以及肺實質中存在以B細胞（B lymphocyte，B）為主的淋巴濾泡，它的結構還包括T細胞（T lymphocyte，T）、樹突狀細胞（dendritic cell，DC）、濾泡樹突狀細胞、高內皮小靜脈（high endothelial venule，HEV）、淋巴管等。這種淋巴濾泡為異位淋巴組織，屬于三級淋巴組織（tertiary lymphoid organ，TLO），現被稱為誘導性支氣管相關淋巴組織（inducible bronchus-asso‐ciated lymphoid tissue，iBALT）[4］，見圖1。iBALT是COPD慢性炎癥發展的標志之一，其數量與COPD患者肺功能的嚴重程度成正比[1］。BRACKE等[5］發現健康的吸煙人群中也有iBALT的形成。因此，COPD發生與發展可能與iBALT密切相關，但其產生機制及臨床意義尚未完全明確。目前大多數學者認為，在炎癥早期，iBALT作為保護性因素能夠控制炎癥反應，如若炎癥反應沒有被完全控制，長期的慢性炎癥刺激將導致iBALT成為病理性因素，加重COPD患者的免疫炎癥反應[2-4］。因此，找到COPD患者中與iBALT相關的標志物及對應靶向藥物可以為COPD患者的精準化治療提供新思路。

圖1 香煙煙霧暴露小鼠模型和COPD患者肺組織中誘導性支氣管相關淋巴組織（iBALT）病理學表現圖[6-7］Fig.1 Histopathology of inducible bronchus-associated lymphoid tissue（iBALT）in chronic cigarette smoke exposed to mice and patients with COPD[6-7］

1 iBALT的形成過程

支氣管相關淋巴組織（bronchus associated lym‐phoid tissue，BALT）是嵌入大氣道壁上的次級淋巴組織，分布于各肺葉的支氣管上皮下，是發生黏膜免疫的主要場所[8］。與經典的BALT不同，iBALT不是固有存在的，僅在誘導的情況下產生。iBALT的誘導因素包括抗原（antigen，Ag）暴露類型和時間、早期細胞因子信號、下游炎癥介質以及Ag誘導的輔助T細胞的反應類型[4，9］。iBALT的形成過程為免疫細胞的模式識別受體（pattern recognition receptor，PRR）識別病原體的相關分子模式（pathogen-associ‐ated molecular patterns，PAMP），從而誘導特定的趨化因子及細胞因子發生級聯反應，它們募集B細胞、T細胞為主的免疫細胞發生局部免疫反應，并且上述免疫細胞通過C-X-C趨化因子配體（chemokine CX-C motif ligand，CXCL）（CXCL13）、C-C趨化因子配體（chemokine C-C motif ligand，CCL）（CCL19/CCL21）和HEV上獨特的黏附分子促使外周血B細胞、T細胞進一步聚集，形成iBALT的生發中心（ger‐minal center，GC）。GC進一步誘導免疫細胞分泌細胞因子如IL-23、IL-22、IL-17、TNF-α、IL-13、IL-6等，它們在肺部感染期間驅動和維持iBALT的形成，并且還誘導幼稚T細胞向特定的T輔助亞群分化。iBALT通過白細胞和基質細胞（包括上述炎癥細胞、免疫細胞等）之間的相互作用維持動態平衡。當急性炎癥發生時，iBALT可快速有效誘導免疫反應[4，10］。

2 COPD患者iBALT的標志物及相關藥物靶點

目前參與iBALT形成的標志物分為三類：①B細胞相關的標志物：B細胞活化因子（BAFF）/增殖誘導配體（APRIL）、CXCL13/CXCR5；②T細胞相關的標志物：Th2/Th17、IL-1；③T細胞和B細胞共相關的標志物：病毒誘導的受體2（EBI2）/7α，25-二羥基膽固醇（7α，25-OHC）、中性粒細胞，它們均在iBALT的形成中發揮重要作用，見圖2。

圖2 標志物與iBALT關系圖Fig.2 Relationship between biomarkers and iBALT

2.1 B細胞相關的標志物

2.1.1 BAFF/APRIL iBALT的結構主要以B細胞為主，B細胞通過IL-10誘導巨噬細胞活化和基質金屬蛋白酶12（MMP12）的上調參與COPD的發病，所以B細胞可作為探測及治療iBALT的靶細胞，從而為COPD患者的治療提供了新的機制[4-5，7］。BAFF通過結合B細胞受體激活B細胞，并且促進B細胞的增殖、分化和成熟[1，11］，見圖3。SEYS等[12］發現，小鼠模型中應用可溶性融合蛋白拮抗BAFF減少了肺中B細胞數量，阻止了香煙煙霧誘導iBALT的形成，減輕了肺部炎癥和肺泡壁的破壞，同時阻止抗體滴度的增加。上述發生機制可能是拮抗BAFF阻止了B細胞在T細胞群中的定位，同時也減少T細胞的數量及抑制T細胞分泌細胞因子，從而阻止肺組織被破壞[13］。APRIL和BAFF具有高度的同源性，參與支氣管黏膜的抗感染免疫，APRIL增多會促進自身抗體產生，發生自身免疫反應，因此推測，APRIL也可 能 參 與iBALT的 形 成[10，14］。APRIL和BAFF同iBALT的作用相似，一方面控制急性炎癥發展，一方面在慢性炎癥的刺激下導致局部免疫炎癥的發生和自身抗體滴度的增加，所以對于COPD患者的治療，必須更好地把握APRIL及BAFF的免疫激活和免疫抑制之間的平衡[15］。同時最新研究發現，血清中羰基修飾蛋白可作為自身抗體形成的標志物，且羰基修飾蛋白抗體的效價與COPD的病情程度成正比，因此自身抗體可作為預測穩定期或進展期COPD臨床表型的生物學標志物[2］。目前與iBALT相關的自身抗體包括抗核抗體、抗環瓜氨酸肽抗體、抗內皮細胞抗體、類風濕因子、抗支氣管上皮細胞抗體等[2，14，16］。藥物治療方面，靶向藥物共同抑制BAFF和APRIL并沒有減弱靶器官中自身抗體沉積的炎癥反應，而單獨抑制BAFF卻可以，并且會影響iBALT的形成[2，11］。目前抑制BAFF的藥物在合并間質性肺炎的類風濕性關節炎患者、COPD合并肺癌患者中取得了很好的療效，例如：抗CD20單抗（Rituximab）、BAFF抑制劑（Belimumab），但是還未在無合并癥COPD患者中應用[2，17］。

2.1.2 CXCL13/CXCR5 CXCL13是BALT的B細胞區域基質細胞分泌的信號蛋白，CXCL13與其受體CXCR5結合，誘導B細胞定向趨化形成iBALT。此外，CXCL13還通過上調B細胞上的淋巴毒素參與GC的形成，GC進一步誘導B細胞分泌CXCL13形成iBALT。LITSIOU等[18］證實，COPD患者中CX‐CL13水平與iBALT的密度呈正相關，但是RAN‐GEL-MORENO等[19］研究發現，肺中不表達CXCL13不會影響iBALT的形成，僅影響其維持，EDDENS等[9］證實上述差別的原因是CXCL13的表達與病原體的類型相關。目前發現可引起CXCL13產生并導致iBALT形成的病原體包括：真菌（肺孢子蟲）、蠕蟲、細菌（銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌）、病毒（流感、改良痘苗病毒安卡拉、腺病毒、SARS冠狀病毒、呼吸道冠狀病毒）、特殊菌（結核分枝桿菌、支原體）、微生物產品、顆粒污染物和其他炎癥刺激等[9，20］。因此，CXCL13參與iBALT的形成與病原體的種類相關。此外，FRIJA-MASSON等[21］發現，在重復吸入熱滅活的銅綠假單胞菌誘導了淋巴濾泡聚集后，并沒有發現iBALT的GC結構以及CXCL13的表達，由此證明iBALT的形成與刺激類型相關。因此，未來應該研究免疫細胞誘導的趨化因子在不同病原體或不同刺激類型的影響下對淋巴組織形成的作用，從而進一步了解CXCL13/CXCR5與iBALT的關系。目前CXCL13/CXCR5的靶向藥物：抑制Ⅰ型干擾素信號的藥物（通過抑制Ⅰ型干擾素可直接抑制CXCL13）：抗干擾素α單克隆抗體（Sifalimumab、Rontalizumab）[19］，這類藥物在自身免疫性疾病的TLO中已取得較好的臨床療效，但是應用于COPD患者，其安全性及有效性還需進一步研究。

2.2 T細胞相關的標志物

2.2.1 Th2/Th17 COPD患者1秒用力呼氣容積占預計值百分比與Th17呈負相關，并且COPD患者Th17細胞占總CD4+T細胞的比例（中位數1.90%）顯著升高[22］，因此Th17可能為COPD的致病因素。目前研究已經證實IL-17（Th17分泌）通過CXCL12介導B細胞的聚集，刺激趨化因子的產生（CXCL13，CCL21/CCL19），同時刺激局部基質細胞的分化，上述細胞因子共同參與iBALT的形成[11，22］。此外，與Th17相關的細胞因子IL-22調節CXCL13的產生，并參與呼吸道及腸道上皮修復以及結腸、肺中TLO的形成[9］；IL-6（Th17分泌）和IL-13（Th2分泌）聯合誘導CXCL13表達；γδT細胞促進IL-17A和IL-13的分泌，CXCL13、IL-17A、IL-13進一步又促進iBALT形成[9］。綜 上 所 述，Th2/Th17細 胞 可 能 協 同 參 與iBALT的形成，但事實上，IL-17主要參與iBALT的啟動，其對已建立的iBALT結構幾乎沒有影響[6］。因此，Th2、Th17亞群對iBALT的促進作用及機制還需進一步明確。Th2/Th17的共同靶向藥物包括：維生素D，OX40/OX40L阻斷劑（GBR 830單克隆抗體、KHK4083），組胺4受體抑制劑(ZPL-3893787)等。Th17的靶向藥物包括：IL-17A阻斷劑（bimeki‐zumab），IL-17C阻斷劑（MOR106），IL-6阻斷劑（sil‐tuximab、tocilizumab）等。Th2的靶向藥物包括：JAK抑制劑（baricitinib、upadacitinib），IL-13阻斷劑（leb‐rikizumab）等。上述藥物在免疫疾病的治療中起至關重要的作用，其中，維生素D可以改善COPD患者的肺功能及炎癥指標[23-24］；Lebrikizumzb可以輕度改善哮喘患者1秒用力呼氣容積；OX40/OX40L調節CD4+T細胞活化，阻斷它的活性對哮喘及COPD的患者均有療效[25］。其余藥物在其他免疫性疾病的臨床試驗中也取得一定療效，但還需進一步驗證。

2.2.2 IL-1 IL-1過度活躍于各種疾病（如類風濕性關節炎、COPD）中，驅動炎癥細胞因子，并且參與TLO的形成[26］。可能的機制包括：①IL-1誘導內皮黏附分子的表達從而產生CXCL13，IL-1還誘導γδT細胞和Th17產生IL-17，CXCL13、IL-17參與形成iBALT級聯反應的一部分。②IL-1受體（IL-1R）驅動單核細胞分泌為DC樣表型的細胞因子，DC的耗盡會導致現有iBALT的消失[16］。IL-1的靶向藥物有：IL-1拮抗劑（IL-1RA）、IL-1β拮抗劑（Canakinum‐ab），不過上述藥物對于COPD患者的臨床療效一般[27］，但是IL-1對于iBALT的啟動至關重要，因此未來對于IL-1在COPD患者中的應用還需進一步研究。

2.3 B細胞和T細胞共相關的標志物

2.3.1 EBI2/7α，25-OHC膽固醇與EBI2在25-羥化酶（CH25H）、膽固醇25α7羥化酶（CYP7B1）的作用下合成7α，25-OHC，然后7α，25-OHC被3β羥基delta5類固醇脫氫酶（HSD3B7）代謝成3-氧代衍生物。CH25H、CYP7B1在香煙煙霧誘導的小鼠模型和COPD患者中顯著表達，它們主要定位于氣道上皮。其次，缺乏CH25H、CYP7B1、EBI2表達的COPD小鼠模型不會形成iBALT，并且進一步阻止COPD的 發 展[28］。目 前 可 能 的 機 制 如 下：①CH25H、CYP7B1、HSD3B7在淋巴樣基質細胞中大量表達，同時CH25H、CYP7B1產生7α，25-OHC的濃度梯度會影響B細胞運動[29］；②EBI2/7α，25-OHC介導活化的CD4+T細胞在淋巴濾泡-T區界面定位，并且與DC相互作用促進輔助性T細胞與誘導性協同共刺激分子結合，進而促進GC的形成[30］。因此，EBI2/7α，25-OHC與iBALT息息相關。目前影響EBI2/7α，25-OHC軸途徑的藥物包括：維生素D（抑制CH25H）、克霉唑（抑制CYP7B1）、二甲雙胍（影響膽汁酸的代謝）、他汀類（影響膽固醇水平）[28，31-33］，這些藥物近年來在COPD患者中的應用也取得一定療效[24，34］。所以EBI2/7α，25-OHC代謝軸中與iBALT相關的標志物可能是未來有效治療COPD的靶目標。

2.3.2 中性粒細胞 中性粒細胞被認為是急性炎癥反應的最終效應細胞，同時也是固有免疫和適應性免疫效應器的關鍵組成部分，參與感染、自身免疫、慢性炎癥和癌癥等。LIEW等[26］證明，在COPD患者中，中性粒細胞維持B細胞的活化和增殖，從而促進iBALT的形成，同時中性粒細胞的耗竭顯著減少了鼻內注射脂多糖后iBALT區域的大小和數量。此外，急性全身性炎癥期間，中性粒細胞可抑制T細胞的增殖和激活，反之調節性T細胞的耗竭又會減少誘導的中性粒細胞數目，上述兩種情況均會影響iBALT的形成，這可能與中性粒細胞的亞群相關[8，26］。因此，中性粒細胞與iBALT的相關性還需要進一步深化到中性粒細胞亞群。中性粒細胞與iBALT相關的可能機制有：①COPD患者氣道中凝血酶的表達常升高，它激活中性粒細胞和內皮細胞上的蛋白酶受體，并促進中性粒細胞趨化和觸發炎癥趨化因子（如：IL-22、IL-17、IL-17A）分泌，這可能是iBALT形成的重要途徑[35］；②中性粒細胞大量產生BAFF和APRIL，它們激活B細胞，從而有利于促進iBALT的形成；③激活的中性粒細胞還會產生中性粒細胞外陷阱，它有助于捕獲和殺滅細菌，但也會導致炎癥反應從而造成組織損害，這也促進iBALT的形成[21，26］；④B細胞激活中性粒細胞釋放各種細胞因子，如：IL-17、IL-8、干擾素-γ、粒-巨噬細胞集落刺激因子，同時激活的中性粒細胞還可以暴露或產生新的表位，這些表位有可能打破免疫耐受導致自身抗體的產生，釋放的細胞因子和產生的自身抗體與iBALT密切相關[8，36］。目前影響中性粒細胞的藥物包括：糖皮質激素、非甾體抗炎分子、他汀類（介導IL-17減弱中性粒細胞的數目），但是它們長期治療效果不佳[2，26，32］。此外，重組人可溶性血栓調節蛋白可抑制中性粒細胞與內皮的黏附，減少黏附分子的表達，增強內皮屏障功能，不良反應小，在特發性肺纖維化的患者中已見療效，但還未應用于COPD患者[37］。因為中性粒細胞有不同的亞群，不同亞群對急慢性炎癥反應不同，因此確定藥物對中性粒細胞不同亞群及其觸發炎癥細胞因子的靶向治療可能是iBALT的精準治療的關鍵。

3 小結

iBALT在COPD的免疫炎癥反應中發揮關鍵作用，但是iBALT形成的細胞分子機制復雜，所以明確參與機制的細胞分子可以為COPD的免疫炎癥治療提供基礎。同時參與iBALT的細胞分子可能在COPD的發展過程中誘導病態反應的發生，導致自身抗體的產生[3］。因此，確定自身抗體形成的種類有利于進一步確定參與iBALT的細胞分子及精準COPD患者的治療策略。此外，未來應該致力于阻斷iBALT在慢性炎癥中的致病性作用，發揮iBALT在急性炎癥中的保護性作用，但是如何在治療中平衡兩者的關系值得進一步研究。