變應性鼻炎免疫發病機制中相關細胞的作用

康成林 劉朋 劉悅 曾憲海 趙海亮 邱書奇 劉江琦

1.遵義醫科大學珠海校區臨床醫學院，廣東珠海 519041；2.深圳市龍崗區耳鼻咽喉醫院耳鼻咽喉科，廣東深圳 518172；3.深圳市耳鼻咽喉研究所，廣東深圳 518172；4.甘肅省第二人民醫院耳鼻咽喉科，甘肅蘭州 730000

變應性鼻炎（allergic rhinitis，AR）是特應性個體暴露于過敏原后主要由免疫球蛋白 E（immunoglobulin E，IgE）介導的鼻黏膜非感染性慢性炎性疾病。臨床癥狀主要表現為鼻塞、流清涕、打噴嚏、鼻癢等[1]。根據其過敏原的種類可分為季節性AR（seasonal allergic rhinitis，SAR）和常年性AR（perennial allergic rhinitis，PAR）。SAR 一般由與季節相關的過敏原（如花粉、柳絮等）引起，在相應季節過后患者的臨床癥狀會逐漸緩解；而PAR 一年四季均可發病，且癥狀會持續一整年，常見的過敏原有霉菌、塵螨等。我國AR 的患病率與過去數年相比有明顯增加，且不同地區的患病率有所差異，城市和農村的患病率亦有不同，其中上海的患病率在全國范圍內最高，占比達23.0%；成都最低，僅為9.8%[2]。日本成年人的AR 患病率處于世界中等水平，高于我國AR 的平均患病率[3]。美國AR 的患病率約為16.1%[4]。據報道，AR 及哮喘對全球人口的影響數量占比高達40%[5]。隨著AR 全球患病率的增加，AR 對人們的睡眠、生活質量、工作、情緒等多方面的影響日漸明顯，所以深入探討AR 的發病機制，尋求新的治療靶點，期待能夠對其治療提供新的理念。

1 AR 的免疫發病機制

當鼻黏膜接觸到過敏原后，上皮細胞（epithelial cells，EC）吸附過敏原并被抗原呈遞細胞（antigen presenting cell，APC）[主要為樹突狀細胞（dendritic cell，DC）]捕獲。DC 捕獲過敏原后，成熟并遷移至引流淋巴結，將加工后的過敏原呈遞給幼稚T 細胞，隨后幼稚T 細胞分化成Th2 細胞，產生白細胞介素（interleukin，IL）-4，IL-5 和IL-13[6,7]。IL-4 和IL-13與Th2 細胞和B 細胞連接在一起，可促進B 細胞表型轉換以產生過敏原特異性IgE，而后與肥大細胞（mast cells，MC）和嗜堿性粒細胞表面的高親和力受體（FcεRI）結合，形成IgE-FcεRI 復合物而致敏[8]。當相同的過敏原再次接觸到鼻腔黏膜后，過敏原與結合在MC 和嗜堿性粒細胞上IgE 的Fab 端結合并使其激活，使MC 和嗜堿性粒細胞脫顆粒釋放生長因子、細胞因子、趨化因子等炎性介質，這些介質共同導致血管舒張、血管通透性增加和黏液產生，刺激感覺神經引起鼻癢、鼻腔分泌物增加、打噴嚏和鼻腔黏膜充血腫脹等[9]，此過程稱為AR 的速發相反應。速發相反應常發生在鼻腔黏膜與過敏原接觸幾分鐘內。最近的研究表明IL-33 能調節MC 的脫顆粒，放大AR 的速發相反應[10]。

當過敏原與IgE-FcεRI 復合物再次結合，可導致炎性介質的釋放，MC 通過產生腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白三烯B4（(leukotriene B4，LTB4）、IL-5、IL-8 和趨化因子配體2（chemokine C-C motif ligand 2，CCL2）促進炎性細胞的活化[8,9]。Th2細胞釋放的IL-4 和IL-13 可以刺激MC 產生更多的IgE 并誘導杯狀細胞增生，導致大量黏液產生。MC釋放組胺、LTB4、前列腺素D2（prostaglandin D2，PGD2）和TNF-α 也可以調節DC、T 細胞和B 細胞的活性。活化的嗜酸性粒細胞、嗜堿性粒細胞與Th2細胞結合導致炎性介質的進一步釋放[1,8]。嗜酸性粒細胞進一步分化、成熟，聚集在鼻腔黏膜，炎性細胞因子促進嗜酸性粒細胞的聚集造成鼻腔黏膜的損傷，加重鼻腔的局部反應，此為AR 的遲發相反應。嗜堿性粒細胞、MC和Th2細胞釋放的細胞因子IL-4、IL-5、IL-9 和IL-13 在遲發相反應中起到重要作用[6]。遲發相反應一般發生在速發相反應后的數小時，在此過程中患者的鼻塞、流清涕、打噴嚏等癥狀會有所加重。

2 相關細胞在AR 發病過程中的作用

2.1 MC

MC 起源于骨髓造血干細胞，分布在幾乎所有血管化組織中。MC 可導致AR 的發生并參與調節免疫反應，但通常成熟的MC 不會出現在血液循環中，MC 活化、脫顆粒和介質的釋放與AR 有關[7,11,12]。MC 在過敏原刺激下通過釋放組胺和炎癥因子在AR中發揮關鍵作用[10]。MC 是IgE 介導的Ⅰ型變態反應的主要效應細胞，其活化機制是IgE 介導的脫顆粒，MC 脫顆粒是AR 的基礎，MC 的分泌反應與FcεRI簇的大小和分布有顯著差異[7,13-15]。未成熟的MC 可通過IgE 誘導的組胺合成和細胞因子的釋放而趨于成熟[11,13]。

MC 在各種刺激下產生多種炎性介質，在AR 和其他疾病（如腫瘤、哮喘、蕁麻疹、特應性皮炎）中產生的炎性介質有所不同。在AR 中，MC 釋放的介質可以增強T 細胞的功能，有助于氣道的組織修復[7]。MC 主要通過釋放白細胞介素、生長因子等細胞因子與其他細胞交流，MC 中的FcεRI 脫敏與其動力學特征有關，脫敏的MC 顯示IgE 結合的FcεRI減少。MC 上的FcεRI 可對過敏原刺激的強度作出反應，并將其轉化為適當的MC 反應，改善AR 中FcεRI靶向治療，因此阻斷MC 的激活可以為治療AR 提供參考依據[7,15,16]。奧馬珠單抗無法在MC 表面交聯FcεRI 結合的IgE，它可以從FcεRI 中解離IgE，目前已有奧馬珠單抗及其聯合過敏原特異性免疫治療（allergen immunotherapy，AIT）治療AR 的報道，且療效優于單一的治療，還可降低不良反應，更加安全[16-18]。因此，全面了解MC 的功能及其釋放的介質有助于更好地理解MC 在AR 中的作用，從而有可能開發出新的治療AR 的方法。

2.2 調節性T 細胞

調節性T 細胞（regulatory T cell，Treg）是一類具有免疫調節功能的T 細胞亞群，屬于T 淋巴細胞中表達CD4+、CD25+及轉錄因子Foxp3 的一類T細胞亞型，具有免疫負調節作用[19]。Treg 細胞與DC 相互作用以誘導免疫耐受，Treg 細胞可根據其發育起源分為兩組：胸腺Treg 細胞（tTregs）和誘導Treg 細胞（iTregs）[20]。iTreg 細胞發育在預防及控制AR 中起到關鍵作用[8,21]。在體內，Tregs 起源于胸腺中的直接分化或從外周的常規CD4+T 細胞發育而來[21]。

Foxp3 是Treg 發育和功能的主要調節劑，對誘導和維持Treg 細胞表型至關重要[19-21]，Foxp3+Treg細胞可在體內和體外擴增后保留抑制功能，利用這種抑制功能和擴增能力可以治療AR[19]。Foxp3 是tTreg 細胞發育、維持功能所必需的，其乙酰化、磷酸化和泛素化可影響蛋白穩定性和DNA 結合能力，從而調節Treg 細胞功能。Foxp3 與其他轉錄因子和蛋白質協同工作，決定Treg 細胞的轉錄特征和效應器功能，中斷Foxp3 與特定蛋白質的相互作用會降低Treg 細胞的功能。Treg 細胞可在特定環境條件下調節Foxp3蛋白復合物的成分來調整AR所產生的炎癥[20]。Foxp3 的表達和穩定性在維持Treg 細胞功能中起著至關重要的作用。Treg 細胞具有一定程度的可塑性和不穩定性，活化的Treg 可以阻礙T 細胞應答和DC 之間的接觸，Foxp3 的翻譯后修飾在調節Treg 細胞的可塑性或不穩定性方面發揮著至關重要的作用，Foxp3 的高乙酰化可以提高其穩定性[19,20]。IL-2 是T 細胞增殖和分化的主要細胞因子，它對Foxp3+Tregs 細胞的發育、生存和功能有不可替代的作用。研究表明，Foxp3 的表達可識別天然存在的Treg 細胞[19,22]。Treg 細胞的抑制功能不僅受 Foxp3表達控制，還受微環境控制，Tregs 通過細胞接觸機制和抑制性細胞因子的分泌來抑制免疫功能，還可通過調節APC 影響T 細胞的功能[21,23,24]。

Foxp3 是目前最可靠的天然Treg 分子標記，作為Treg 細胞的特異性標記信號它可以揭示Treg 細胞分化的機制，但是Treg 細胞中Foxp3 表達的不穩定性可以使其抑制能力急劇下降，從而導致免疫耐受性中斷和AR 的發生，目前對于控制Foxp3 穩定性和維持Treg 細胞完整性的機制尚不完全清楚[19,22,24]，而且特定的Treg 細胞群在接觸到特定的過敏原時會對AR 的嚴重程度有所影響[9]。目前已有Treg 細胞治療免疫性疾病的臨床試驗的報道，這使將來Treg細胞應用于臨床治療AR 成為一種可能。

2.3 DC

DC 起源于共同骨髓造血干細胞，可分為漿細胞樣DC（plasmacytoid dendritic cell，pDC）和常規DC（conventional dendritic cells，cDC），cDC 和pDC 代表血液和淋巴組織中兩種主要類型的DC[25]。人類的DC 主要分布在血液、上皮組織和淋巴結中。DC 在AR 的免疫發病機制中發揮著關鍵作用，可與特定的T 細胞亞群相互作用，在啟動和控制AR 的免疫反應中起決定作用[26,27]。靜息狀態下，DC 是不成熟的，不成熟DC 可獲得自身抗原但不會激活T 細胞；受到刺激后轉變為成熟DC，可增強共刺激分子的表達，產生有效激活T 細胞反應所必需的細胞因子和趨化因子，隨后其遷移到次級淋巴組織啟動幼稚T細胞和AR 的免疫反應[25,26]。

DC 在AR 的發病過程中扮演著“傳遞者”的作用，過敏原進入機體后被DC 捕獲并呈遞給幼稚T細胞，隨后產生一系列的后續反應。DC、巨噬細胞和B 細胞是APC 的3 個主要群體，巨噬細胞不會遷移到淋巴結，也無法離體激活T 細胞，而DC 具有將抗原轉運至引流淋巴結以啟動T 細胞活化的獨特能力[25]。DC 能夠產生記憶免疫反應，其遷移至淋巴結對誘導AR 的免疫反應至關重要，只有活的、成熟的和功能齊全的DC 遷移到淋巴結中才能刺激T 細胞反應[26]。

2.4 B 細胞

B 細胞是體液免疫防御的基礎，也是AR 中過敏原特異性IgE 的來源[28]。B 細胞對AR 的主要貢獻是產生IgE，通過從MC 和嗜堿性粒細胞釋放介質來觸發Ⅰ型變態反應，B 細胞也可以通過產生IgG 或作為調節性B 細胞（regulatory B cell，Breg）在AR 中起到保護作用。所以，B 細胞既可以促進也可以抑制AR的發展。值得注意的是，表達IgG 的B 細胞永遠不會轉換為IgE[29,30]。雖然不同B 細胞亞群在AR 發病機制中的潛在參與尚未得到充分證明，但是AR 患者中記憶B 細胞、漿細胞及CD19+CD24hiCD27+Bregs 的占比和數量與健康個體相比有顯著增加，而幼稚B 細胞明顯下降[30]。

血清中過敏原特異性IgE 的增加是AIT 開始時B細胞反應的特征，這可能是過敏原暴露引發的記憶反應，長期的過敏原致敏性或耐受性可以通過記憶B 細胞來維持[29,31]，在遇到抗原后，B 細胞被激活，迅速增殖并經歷體細胞突變以及類別轉換重組[32]。Treg 細胞可以抑制B細胞的作用，還可以影響B細胞的增殖、活化和凋亡[22]。B 細胞對AR 中IgE 產生的幅度、持續時間和親和力有很大的影響，B 細胞中的IL-21 受體信號傳導對IgE 調節至關重要[29]。

2.5 嗜堿性粒細胞

嗜堿性粒細胞在骨髓成熟，后釋放到外周血，其在白細胞中的占比僅為0.5%～1.0%，但是能夠快速合成Th2 型細胞因子并很好地支持AR 的免疫反應。嗜堿性粒細胞在部分特征上與肥大細胞相似，不僅可以作為Th2 誘導細胞，可還以作為其APC，尤其是在其細胞表面表達和結合 IgE 受體FcεRI[33,34]。過敏原特異性IgE 可在嗜堿性粒細胞上結合并在接觸過敏原后交聯，隨后釋放組胺、白三烯等效應分子。需要注意的是，嗜堿性粒細胞激活模式通過FcεRIα 和IgE 介導的交聯啟動，它的激活不依賴于其膜上IgE 抗體的存在[14,33,35]。嗜堿性粒細胞是AR 發生、發展和維持的重要因素，也是AR 的主要效應細胞，它對IgE 介導的激活高度敏感[13,33,34]。嗜堿性粒細胞已證明是AR 等多種過敏性疾病發病機制的促成因素。人類嗜堿性粒細胞中FcεRI 的表面表達水平與血清IgE 濃度相關。對IgE-抗原復合物高度敏感的IL-3 引發的嗜堿性粒細胞可導致AR 的發生，IL-3 可以促使嗜堿性粒細胞對IgE 的刺激更具反應性。而且嗜堿性粒細胞本身可能產生IL-3[11,14,33,35]。

嗜堿性粒細胞作為潛在的免疫調節劑和效應細胞，與MC 一起，在AR 的發病過程中導致Ⅰ型變態反應的發生，尤其是在AR 遲發相反應期間。嗜堿性粒細胞過敏原誘導的組胺釋放是確定患者過敏原特異性IgE 的重要診斷工具[33]，而嗜堿性粒細胞活化試驗（basophil activation testing，BAT）已被證明能夠診斷AR 和其他過敏性疾病，IgE 介導的嗜堿性粒細胞活化發生在AR 的致敏之后，IgE 的重新引入誘導了嗜堿性粒細胞的激活，進一步強調了IgE-FcεRI介導的AR 的免疫發病機制。嗜堿性粒細胞對過敏原刺激的反應可以通過與其受體結合的過敏原特異性IgE 的特性來調節。在臨床上，BAT 可以支持AR 的診斷并監測AR 患者對治療的反應[36]。然而，目前對嗜堿性粒細胞在AR 中的重要性的研究還存在很多的爭議。畢竟這些細胞的數量非常稀少，而且在AR 和寄生蟲感染的小鼠模型中消耗這些細胞的方式有著相互矛盾的結果[33]。嗜堿性粒細胞對AR 的發展仍然需要進行更加深入的研究，在將來的研究中更加清楚的了解、證明其在AR 發生、發展過程中的作用。

2.6 其他

除了上述重要的細胞在AR 發病過程中的作用外，EC、P 物質、蛋白激酶C、趨化因子、轉化生長因子等在AR 的發病中亦有重要作用。全面、深入了解AR 的發病機制，對臨床的治療具有重大的幫助。此外，除了免疫發病機制，神經調節機制、生活環境及遺傳因素、營養和腸道菌群及其他細胞因子等在AR 的發病機制中亦有不可忽視的作用，空氣污染、廣譜抗生素的使用、全球氣候的變化、肥胖亦是AR 發生的促成因素[37]。中醫的病機辨證對AR的診治有西醫無法取代的作用，亦值得深入探討。

3 總結及展望

綜上所述，AR 的發病機制有多種因素的影響，其發病機制復雜，治療效果也因人而異，目前還沒有能徹底根治AR 的方案，現有的治療方案亦有不足之處，需要全面剖析AR 的發病機制，為將來探索新的治療靶點鋪平道路，進而能夠進一步預防AR 的發生，對已患AR 患者的治療能有突破性、個體化的治療進展。