張紀(jì)紅 董會卿
多發(fā)性硬化(multiple sclerosis,MS)是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)慢性炎性脫髓鞘疾病,其病因尚未明確,目前傾向認(rèn)為是自身免疫相關(guān)性疾病。MS的動物模型實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis,EAE)小鼠研究發(fā)現(xiàn)CD4+T淋巴細(xì)胞在EAE起病及進(jìn)展中均有重要作用[1];Th1及Th17細(xì)胞能夠轉(zhuǎn)移到中樞神經(jīng)系統(tǒng)并且分泌細(xì)胞因子導(dǎo)致髓鞘脫失及軸索喪失[2]。CD8+T淋巴細(xì)胞在MS發(fā)病中也有重要作用,可以殺傷膠質(zhì)細(xì)胞、暴露/橫斷軸索、增加血管通透性、促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞死亡[2]。T淋巴細(xì)胞增殖數(shù)量與患者擴(kuò)展殘疾狀態(tài)評分(expanded disability status scale,EDSS)及復(fù)發(fā)次數(shù)呈正相關(guān),與緩解期長短呈負(fù)相關(guān)[3]。T淋巴細(xì)胞的免疫活動基本通過T淋巴細(xì)胞受體(T cell receptor,TCR)實(shí)現(xiàn),因此可以通過監(jiān)測TCR來監(jiān)測MS患者的免疫狀態(tài)。
T淋巴細(xì)胞起源于骨髓多能造血干細(xì)胞,多能造血干細(xì)胞發(fā)育為前T淋巴細(xì)胞后轉(zhuǎn)移到胸腺完成成熟過程,其中TCR隨機(jī)重排,產(chǎn)生可以識別多種不同抗原的TCR。通常情況下,體內(nèi)表達(dá)某一特異性TCR的T淋巴細(xì)胞克隆僅占總T淋巴細(xì)胞庫的1/(104~105),其被相應(yīng)抗原激活后克隆擴(kuò)增產(chǎn)生大量效應(yīng)細(xì)胞,后者離開淋巴器官隨血液循環(huán)到達(dá)相應(yīng)部位。
TCR表達(dá)于所有T淋巴細(xì)胞表面,由αβ或γδ兩條肽鏈構(gòu)成,前者占成熟T淋巴細(xì)胞的90%~95%。每條鏈分為可變區(qū)(variable region,V區(qū))與恒定區(qū)(constant region,C區(qū)),抗原特異性存在于V區(qū),V區(qū)上互補(bǔ)決定區(qū)(complementarydeterminingregion,CDR)決定TCR的抗原特異性,其中CDR3變異最大。TCRβ鏈基因位于7號染色體的7q32-35區(qū),約有67個基因,其中47個有功能的基因被分為23個功能性基因家族。
2.1 PCR方法 CDR3譜型分析[4]是最常用的方法。以流式細(xì)胞儀等方法從患者的腦脊液或外周血中分離出T淋巴細(xì)胞,獲取mRNA,反轉(zhuǎn)錄為cDNA,用TCRVβ引物(熒光標(biāo)記)進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)擴(kuò)增,產(chǎn)物在丙烯酰胺凝膠上電泳,用影像熒光分析儀記錄分析。健康人可形成8~10個條帶并呈正態(tài)分布,MS患者可出現(xiàn)1個或多個擴(kuò)增條帶。從凝膠上獲取擴(kuò)增條帶,再次進(jìn)行PCR擴(kuò)增(為減少誤差,一般擴(kuò)增5個循環(huán)),用基因掃描軟件進(jìn)行分析,獲得單峰圖像者為單克隆性,有1個主峰及少數(shù)次主峰者為寡克隆性,有多個峰而無明顯主峰者為多克隆性。另外,用于TCRVβ研究還有單克隆抗體方法[5],目前采用TCRVβ單克隆抗體試劑與樣本特異性抗原抗體反應(yīng),之后經(jīng)流式細(xì)胞儀分析即可檢測出該樣本表達(dá)的TCRVβ并計(jì)算出表達(dá)水平。
2.2 動物實(shí)驗(yàn) TCRVβ的一些研究是在EAE動物模型上進(jìn)行的。有研究者在小鼠EAE形成過程中觀察TCRVβ變化,發(fā)現(xiàn)其淋巴結(jié)、脾、脊髓中有 TCR Vβ8.2及 Vβ16克隆性擴(kuò)增,在出現(xiàn)癥狀前即出現(xiàn),癥狀消失恢復(fù)至正常時(shí)消失[6]。轉(zhuǎn)基因TCRVβ6(鼠8.6)的T淋巴細(xì)胞有中樞性及周圍性免疫耐受;轉(zhuǎn)基因Vβ8(鼠8.8)的T淋巴細(xì)胞則逃離中樞性及周圍性免疫耐受,并對堿性髓鞘蛋白(myelin basic protein,MBP)79-87發(fā)生反應(yīng)而大量增殖[7]。
動物模型的遺傳背景與人類有一定差距,而且人MS患者發(fā)病也受到環(huán)境、心理等因素影響,因此對MS患者TCRVβ具體表現(xiàn)的研究仍有待于臨床研究。
自20世紀(jì)80年代末即有TCRVβ相關(guān)研究,到目前為止,許多TCRVβ相關(guān)研究,多針對免疫相關(guān)疾病如風(fēng)濕病、白血病、腫瘤、乙肝等傳染病及MS等。MS患者不論處于哪個階段,如臨床孤立綜合征(clinically isolated syndrome,CIS)、臨床剛確定的MS或惡化進(jìn)展階段,其TCRVβ的表達(dá)均與健康人存在顯著不同。
3.1 健康人的TCRVβ表現(xiàn) T淋巴細(xì)胞發(fā)育過程中,TCRVβ基因隨機(jī)重排,健康人TCRVβ一般呈多樣性,不存在擴(kuò)增的 TCRVβ[8-9]。但有些健康人會有1個或以上TCRVβ克隆性擴(kuò)增[10],并與年齡有一定關(guān)系,20~30歲者無克隆性擴(kuò)增,40~50歲者會有1~2個克隆性擴(kuò)增,其中TCRVβ9克隆性擴(kuò)增較常見[4]。健康人克隆性TCRVβ擴(kuò)增的T淋巴細(xì)胞對MBP不會發(fā)生反應(yīng)[11],這提示健康人的TCRVβ擴(kuò)增針對的是非MS抗原或被免疫調(diào)節(jié)機(jī)制所控制,這種現(xiàn)象可能與年齡較大者所接觸的病原體及疫苗接種等較多有關(guān)。
3.2 不同MS臨床分型的TCRVβ表現(xiàn) MS不同臨床分型的研究目前尚處于探索階段,不同臨床分型MS患者的TCRVβ表現(xiàn)有所不同,疾病緩解期也可見TCRVβ克隆性擴(kuò)增,長時(shí)間緩解后可恢復(fù)到正常[4]。糖皮質(zhì)激素(激素)及免疫調(diào)節(jié)劑對T淋巴細(xì)胞均有影響。多數(shù)研究中要求采集標(biāo)本前應(yīng)至少3個月[12](也有的研究要求6周即可[8])未使用激素治療;從未接受免疫抑制劑或免疫調(diào)節(jié)劑[12],也有研究要求前3個月未使用免疫抑制劑即可[10]。
3.2.1 CIS:Mandel等[13]的研究中,12例 CIS患者均于首發(fā)癥狀出現(xiàn)3個月內(nèi)采集外周血,用髓磷脂抗原刺激40~45d,其T淋巴細(xì)胞出現(xiàn)TCRVβ6-Vβ9克隆性擴(kuò)增,與健康對照組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Démoulins等[14]的研究中僅1例表現(xiàn)為CIS,其腦脊液TCRVβ有克隆性擴(kuò)增,其中TCRVβ13、Vβ15、Vβ20-23為單克隆性,TCRVβ7、Vβ11、Vβ12為寡克隆性;其外周血TCRVβ無克隆性擴(kuò)增,用 MBP84-102刺激6d后,TCRVβ8、Vβ9、Vβ13呈單克隆性擴(kuò)增,另有數(shù)個TCRVβ為寡克隆性擴(kuò)增;用 MBP139-164刺激6d后未出現(xiàn)單克隆性擴(kuò)增的TCRVβ;用人源化 MBP刺激6d后,TCRVβ13呈單克隆性擴(kuò)增[14]。
3.2.2 復(fù)發(fā)-緩解型 MS(relapsing-remitting MS,RRMS):Biegler等[12]的研究中,4例 RRMS患者均至少有1個主要克隆性TCRVβ存在(占所有受體的10%以上),但個體差異較大。CD4+及CD8+T淋巴細(xì)胞的 TCRVβ4、Vβ5、Vβ7、Vβ9及 Vβ11均明顯高表達(dá),TCRVβ3及 Vβ27明顯低表達(dá)[12]。另一項(xiàng)研究中有9例RRMS患者,其TCRVβ5.2、Vβ8、Vβ12.2、Vβ16及 Vβ21均呈明顯克隆性擴(kuò)增[10]。
澳大利亞的一項(xiàng)研究對較多報(bào)道的克隆性擴(kuò)增的TCRVβ在MS患者與健康人之間進(jìn)行比較[15],在 122 例 RRMS 與 96 名 健 康 人 的TCRVβ8.1、Vβ11、Vβ6.5、Vβ8.1、Vβ10.1、Vβ15.1及 Vβ3.1 的表達(dá) 中,兩 組 TCRVβ8.1、Vβ10.1、Vβ15.1及Vβ3.1均有克隆性擴(kuò)增,但擴(kuò)增水平不同,患者組擴(kuò)增程度更高,以TCRVβ8.1擴(kuò)增最顯著,其次為 TCRVβ8.1/Vβ3.1[15]。
3.2.3 繼 發(fā) 進(jìn) 展 型 MS(secondary-progressive MS,SPMS):對1例SPMS患者尸檢發(fā)現(xiàn)腦中急、慢性期病灶、脊髓病灶及表觀正常白質(zhì)中均有TCRVβ克隆性擴(kuò)增[16]。與慢性期及正常表觀白質(zhì)相比,急性病灶的TCRβ鏈的表達(dá)相對更多[16]。
對83例高加索SPMS患者的研究發(fā)現(xiàn),與197例健康高加索人相比前者的TCR Vβ8.1及Vβ11顯著性克隆性擴(kuò)增,并使罹患MS的相對風(fēng)險(xiǎn)增加4.06倍[17]。另一項(xiàng)針對3例SPMS患者的研究發(fā)現(xiàn)其 TCRVβ15、Vβ17、Vβ18、Vβ19呈克隆性擴(kuò)增[10]。
3.2.4 原發(fā)進(jìn)展型 MS(primary-progressive MS,PPMS):Matsumoto等[4]的研究中有42例 MS患者,其中 RRMS 35例、PPMS 2例、SPMS 5例,采血時(shí)間距發(fā)病6個月至15年,發(fā)現(xiàn)無克隆性擴(kuò)增患者4例均為20~30歲復(fù)發(fā)階段的RRMS患者,其余患者均有至少1個克隆性擴(kuò)增的TCRVβ,以TCRVβ5.2最常見,其次為 TCRVβ1、Vβ9、Vβ11及 Vβ24;與健康人相比,TCRVβ5.2及 Vβ24的擴(kuò)增最顯著;腦脊液T淋巴細(xì)胞也有Vβ5.2克隆性擴(kuò)增[4]。
一項(xiàng)研究中用 TCRVβ5.2/6.5/13.1三聯(lián)多肽治療23例從未接受治療的MS患者,1年后10/11例 RRMS、3/3例 PPMS、6/9例SPMS患者病情無加重并且體內(nèi)免疫活動下降,1例RRMS及3例SPMS患者病情有進(jìn)展[18]。該研究表明不同類型的MS患者可能存在相同TCRVβ克隆性擴(kuò)增,但仍需要后續(xù)研究進(jìn)一步明確。
3.2.5 進(jìn)展復(fù)發(fā)型 MS(primary-relapsing MS,PRMS):該類型發(fā)病率較低,對其TCRVβ研究較少。一項(xiàng)研究以患者的健康親屬為對照,發(fā)現(xiàn)DRw15+PRMS患者(DRw15的基因組名為HLA-DRBI*1501)的 TCRVβ8-Vβ11基因表達(dá)顯著增多,TCRVβ1-Vβ8在 DRw15-PRMS患者中顯著增多[19]。這項(xiàng)研究表明,患者的遺傳背景不同其擴(kuò)增的TCRVβ可能也不相同。
至今未有針對MS分型特異性TCRVβ的報(bào)道。Laplaud等[10]報(bào)道,SPMS與 RRMS克隆性擴(kuò)增的TCRVβ可能無差異,但RRMS患者克隆性擴(kuò)增數(shù)目更多且擴(kuò)增程度更顯著;克隆性擴(kuò)增的均數(shù)在 RRMS為3.2±3.1,在 SPMS為1.3±1.0[8-9]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),隨著臨床病情的加重,TCRVβ克隆性擴(kuò)增數(shù)目及擴(kuò)增程度均增加[11],但其具體關(guān)系仍有待于進(jìn)一步研究明確。
3.2.6 MS TCRVβ表現(xiàn)與視神經(jīng)脊髓炎(NMO)的比較:Warabi等[9]對11例 NMO患者(緩解-復(fù)發(fā)病程)、13例RRMS患者、8例SPMS患者(病程大于8年)及25名健康人進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)NMO、MS患者及健康人均有克隆性擴(kuò)增的TCRVβ,但克隆性擴(kuò)增的數(shù)目不同,擴(kuò)增的均數(shù)MNO為6.0±3.2,MS患者為2.5±2.7,健康人為0.9±1.1。與MS相比,TCRVβ1及TCRVβ13在NMO患者中有更高的擴(kuò)增,克隆性擴(kuò)增的TCRVβ數(shù)目與NMO患者EDSS有相關(guān)性[9]。
3.3 治療對MS患者TCRVβ的影響 MS的治療方法有激素、免疫調(diào)節(jié)劑、免疫抑制劑治療及造血干細(xì)胞移植等。目前僅有觀察醋酸格拉替雷(glatiramer acetate,GA)及造血干細(xì)胞移植治療前后TCRVβ變化的研究報(bào)道。
Berthelot等[20]報(bào)道,10例RRMS患者與7名健康者人每日皮下注射GA,10例患者在GA治療前均有TCRVβ克隆性擴(kuò)增,分別于治療后3個月、24個月及34個月再次采集樣本分析,發(fā)現(xiàn)克隆性擴(kuò)增的TCRVβ仍存在,擴(kuò)增程度有所下降,但無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。該研究提示GA對MS的治療作用可能不是通過T淋巴細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的。
Dubinsky等[21]的研究中,4例 MS患者移植前均有寡克隆性擴(kuò)增的TCRVβ,自體造血干細(xì)胞移植后隨訪其TCRVβ變化,3例寡克隆性擴(kuò)增的TCRVβ持續(xù)存在,并呈多態(tài)性增加;1例患者寡克隆性擴(kuò)增的TCRVβ在移植后2年呈現(xiàn)多態(tài)性。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),自體造血干細(xì)胞移植后至少需要兩年克隆性擴(kuò)增的TCRVβ才恢復(fù)到正常的多態(tài)性[22]。
MS患者TCRVβ的研究傾向認(rèn)為MS患者TCRVβ會有克隆性擴(kuò)增,其擴(kuò)增的TCRVβ各研究發(fā)現(xiàn)有一定差異,不同患者之間也有異質(zhì)性,其差異性可能與研究的樣本量較小有關(guān)。
TCRVβ對于監(jiān)測MS患者的臨床病程有一定意義,新的克隆性擴(kuò)增TCRVβ的出現(xiàn)與強(qiáng)化病灶的出現(xiàn)相關(guān)[10],病情穩(wěn)定患者克隆性擴(kuò)增的TCRVβ不會發(fā)生改變,原來TCRVβ的進(jìn)一步擴(kuò)增或新克隆性擴(kuò)增TCRVβ的出現(xiàn)可能預(yù)示著疾病復(fù)發(fā)。
國外已有將常見克隆性擴(kuò)增的TCRVβ識別肽制作成疫苗并用于臨床試驗(yàn),并顯示了一定的療效及安全性。國內(nèi)尚無MS的TCRVβ的研究報(bào)道,考慮到種族的差異性,我國 MS患者TCRVβ的表現(xiàn)可能不同,研究中國人MS患者TCRVβ具有重要意義并且是亟需的。
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中國神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)病學(xué)雜志2013年2期