馮永民 綜述 潘慶軍 劉華鋒 審校

(廣東醫(yī)學院附屬醫(yī)院腎臟疾病研究所，湛江524001)

嗜堿性粒細胞已被認知130余年，特別是近年來隨著動物敲除模型的建立、高純度細胞分選技術的應用，以及單克隆抗體技術的發(fā)展，對其表型和功能認識更加的深入和全面，發(fā)現嗜堿性粒細胞不僅參與過敏反應，而且在固有性免疫及免疫調節(jié)方面也發(fā)揮了重要作用［1］。已知，活化是嗜堿性粒細胞發(fā)揮其生物學功能的關鍵步驟，對其活化機制的研究，也已從經典的IgE介導的活化，發(fā)展到多途徑的活化機制。本文謹對目前嗜堿性粒細胞的活化機制研究進展作一綜述。

1 嗜堿性粒細胞的分化

外周循環(huán)或定植于組織的成熟嗜堿性粒細胞主要由骨髓CD34+的造血祖細胞分化而來。在轉錄水平其分化受兩個轉錄因子(C/EBPα and GATA2)的調控［2］，IL-3可調節(jié)這些轉錄因子的表達，從而影響嗜堿性粒細胞的早期生長發(fā)育［3］。如IL-3缺陷在Th2免疫應答中明顯導致嗜堿性粒細胞的分化受限，但嗜堿性粒細胞在IL-3缺陷幼稚小鼠中的分化與野生型小鼠并沒有差別［4，5］，說明嗜堿性粒細胞在穩(wěn)態(tài)時的分化不依賴于IL-3，而在Th2相關炎癥反應時，IL-3卻明顯促進了骨髓中嗜堿性粒細胞的分化。

2 嗜堿性粒細胞的多種活化途徑

目前研究發(fā)現，嗜堿性粒細胞能被細胞因子、抗體、蛋白酶、Toll樣受體配體和補體介導的一系列信號所活化。其活化后，可產生各種效應分子，包括組胺、白三烯和抗微生物肽，以及 IL-4、IL-5、IL-13和趨化因子等，此外還會表達活化相關膜標記物，如CD203c 和 CD63 等［1］。

2.1 細胞因子介導的活化 IL-3不僅能促進嗜堿性粒細胞的成熟和分化，而且能誘導嗜堿性粒細胞分泌相應的細胞因子和表達膜表面抗原分子。用IL-3處理嗜堿性粒細胞可明顯增加包括IL-4等細胞因子的產生［6，7］。此外，IL-3 處理能明顯上調人嗜堿性粒細胞膜表面抗原的表達，包括CD203c和ST2(IL-33 受體)等［8，9］。除 IL-3 外，目前較受關注的IL-1家族成員IL-18和IL-33同樣能活化和增強嗜堿性粒細胞的功能［9，10］。IL-18主要由巨噬細胞和肥大細胞產生，能通過MyD88信號通路誘導小鼠骨髓來源的嗜堿性粒細胞分泌Th2型細胞因子［10］。然而，人嗜堿性粒細胞雖然表達IL-18受體，但IL-18并不能活化人嗜堿性粒細胞［9，11］。IL-33主要由表皮成纖維細胞、氣道上皮細胞和支氣管平滑肌細胞產生，與IL-18類似，IL-33同樣可通過MyD88信號通路誘導小鼠骨髓來源的嗜堿性粒細胞分泌IL-4和IL-13［10］。此外，IL-33能誘導人外周血來源的嗜堿性粒細胞分泌 IL-4、IL-5、IL-6 和 IL-13［12］。作為IL-17家族成員的IL-25在Th2免疫應答中發(fā)揮重要作用［13］，可能也參與了嗜堿性粒細胞的活化［14］。來源于季節(jié)性過敏性鼻炎患者的嗜堿性粒細胞高表達IL-25受體(IL-17RB)，在IL-25作用下，嗜堿性粒細胞的凋亡減少和IgE介導的脫顆粒明顯增加［14］。

2.2 免疫球蛋白介導的活化 嗜堿性粒細胞通過IgE高親和力受體FcεRl與IgE-抗原復合物交聯，可激活一系列信號通路，包括信號分子Fyn、Syk、Lyn、PI3k和Akt等，共同誘導嗜堿性粒細胞活化進而釋放炎性介質［15-17］。同時，活化后的嗜堿性粒細胞一系列表面分子表達上調，如CD203c、CD63和CD11b等［18-20］。最近在一個 Th2主導狼瘡樣小鼠模型(Lyn-/-)中發(fā)現:外周血中嗜堿性粒細胞能被自身反應性 IgE 免疫復合物活化［21］。Tsujimura 等［22］報道，用三硝基苯酚-BSA(TNP-BSA)攻擊已用TNP特異性IgG1單抗預致敏的C57BL/6小鼠或肥大細胞缺失的 C57BL/6小鼠(C57BL/6-KitW-sh/W-sh)，可誘發(fā)顯著的過敏反應，而IgG1單抗預致敏前清除嗜堿性粒細胞則可顯著抑制所誘發(fā)的過敏反應。而用TNP特異性IgE單抗預致敏的C57BL/6小鼠，清除嗜堿性粒細胞對所誘發(fā)的過敏反應無顯著影響。說明清除嗜堿性粒細胞可影響IgG1介導的過敏反應，而對IgE介導者無影響。同時，青霉素V-BSA(PenV-BSA)和其特異性IgG1單抗形成的復合物可體外活化脾臟來源的嗜堿性粒細胞產生PAF，說明特異性IgG1也可介導嗜堿性粒細胞的活化。此外，B細胞分化早期所產生另一類免疫球蛋白IgD，在上呼吸道感染時高表達于上呼吸道，可活化嗜堿性粒細胞進而產生廣譜的抗微生物肽［23］，說明IgD介導的嗜堿性粒細胞活化在上呼吸道感染中可能發(fā)揮潛在抗感染作用。但有趣的是，IgD介導的嗜堿性粒細胞活化并不影響組胺的釋放［23］，提示IgD介導其活化不同于IgE。此外，IgD介導嗜堿性粒細胞活化后可產生IL-4和B細胞刺激因子等，而且活化的嗜堿性粒細胞可促使B淋巴細胞分泌免疫球蛋白IgM、IgD和IgA［23］。至于在機體內哪一類免疫球蛋白介導活化為主，可能與致病原種類、數量和產生的特異性抗體有關。

2.3 蛋白酶和糖蛋白類介導的活化 房塵螨抗原Der p1是一種活化的蛋白酶，能在缺乏抗原特異性IgE情況下直接誘導嗜堿性粒細胞系KU812細胞和純化的人嗜堿性粒細胞分泌細胞因子IL-4、IL-5和IL-13。而使用蛋白酶抑制劑作用于Derp1后，卻明顯消除了上述抗原對嗜堿性粒細胞的活化作用［24］。此外，鉤蟲所分泌的蛋白酶被證實同樣能誘導嗜堿性粒細胞分泌Th2型細胞因子［24］。已知，蛋白酶活化受體(PARs)是一類潛在受體家族，它能夠感知蛋白酶類活性，能夠活化固有和獲得性免疫細胞［25］。然而，目前并沒有證據表明人類或小鼠嗜堿性粒細胞表達所謂的PARs［26］。因此，蛋白酶類直接活化嗜堿性粒細胞可能由于嗜堿性粒細胞表達其它類似于PARs的受體，或是通過別的分子機制。

另外，當HIV感染機體后，gp120通過結合免疫球蛋白IgE的VH3區(qū)而活化嗜堿性粒細胞，并釋放IL-4和IL-13［27］，而且血吸蟲來源的糖蛋白IPSE/alpa-1同樣不依賴于抗原特異性的方式誘導小鼠嗜堿性粒細胞產生 IL-4［28］。

2.4 模式識別受體介導的活化 已知人嗜堿性粒細胞表達一系列 Toll like receptor(TLR)，包括TLR2、TLR4、TLR9 和 TLR10，其中顯著表達 TLR2和 TLR4［29，30］，提示嗜堿性粒細胞能夠直接識別各種病原體產生的病原相關分子模式。如TLR2配體肽聚糖能在體外刺激嗜堿性粒細胞分泌IL-4和IL-13，而 TLR4配體卻對嗜堿性粒細胞作用不明顯［30，31］。而日本學者分別用 TLR2和 TLR4配體處理潰瘍性結腸炎患者來源的嗜堿性粒細胞，發(fā)現兩種處理后的嗜堿性粒細胞均能分泌大量的IL-4?？梢奣LR2和TLR4均可能介導嗜堿性粒細胞的活化。

此外，嗜堿性粒細胞也表達一系列補體受體，包括CR1、CR2和CR3等。研究表明，補體片段 C5a能誘導嗜堿性粒細胞釋放組胺，而此作用并不依賴于 IgE 的介導［32］。

3 嗜堿性粒細胞活化的檢測方法

嗜堿性粒細胞的活化表現為組胺、白三烯、細胞因子等活性介質的釋放以及相應膜抗原的表達上調［1］。目前檢測其活化的方法包括ELISA和生化法檢測組胺和相應細胞因子的釋放量以及應用流式細胞術檢測細胞表面膜抗原免疫學標記物，其中流式細胞術的應用更加廣泛［33，34］。既往CD63被廣泛用于嗜堿性粒細胞活化檢測，但現發(fā)現CD63不是嗜堿性粒細胞的特異性標記物，也不是流式細胞術檢測的敏感參數指標［19，35］。目前的研究表明，CD203c是嗜堿性粒細胞的特異性標記物，而且是一個敏感的活化指標［20，36］。此外，流式細胞術不但可定性檢測CD203c陽性的細胞數量，而且同時可定量檢測CD203c的平均熒光強度。因此，常用流式細胞術檢測CD203c的表達水平來評估嗜堿性粒細胞的活化程度。

4 目前嗜堿性粒細胞研究的局限性

4.1 外周嗜堿性粒細胞的純化 目前公認的嗜堿性粒細胞純化技術包括應用特異性單克隆抗體選擇性標記目的細胞群的免疫磁珠負選(或正選)和流式細胞分選術［37-39］。但遺憾的是，雖然上述嗜堿性粒細胞分離純度高達95%以上，但獲取率僅有60%左右［39，40］，必然需要大量的樣本，這對以患者為對象的研究帶來極大的困擾，而且上述純化技術費用昂貴。

4.2 嗜堿性粒細胞細胞系 部分研究使用了細胞系KU812或KU812F作為實驗對象。KU812細胞是從慢性髓性白血病患者體內獲取建立起來的一種未成熟的嗜堿性粒細胞前體細胞。Masuko等［41］對KU812F細胞進行甲苯胺藍染色(一種嗜堿性顆粒的特殊染色)后，發(fā)現大約30%KU812F細胞胞漿內呈現異染顆粒，而用IL-3(20 ng/ml)作用3天后，呈現異染顆粒的 KU812F細胞增加至46%，這表明IL-3能誘導KU812F細胞分化成熟為嗜堿性粒細胞樣細胞。另有報道，細胞因子IL-4、TNF-α及IL-6等能誘導KU812細胞部分呈成熟嗜堿性粒細胞表型［42，43］。同時，部分學者直接使用未經 IL-3誘導的KU812細胞作為實驗對象研究藥物對嗜堿性粒細胞活性的影響，結果顯示KU812細胞和人純化嗜堿性粒細胞受該藥物作用效應類似［44］。但未經誘導的KU812細胞形態(tài)及功能與人成熟嗜堿性粒細胞差異較大，而且未誘導成熟的KU812細胞對實驗結果的影響無法評估。因此，用細胞系 KU812/KU812F作為嗜堿性粒細胞研究對象仍需要進一步的斟酌和反復的驗證。

Reimer等［40］用IL-3作用來源于人臍帶血的白細胞，發(fā)現嗜堿性粒細胞前體細胞FcεR1和CD203c的表達上調，但在臍帶血培養(yǎng)的早期，卻發(fā)現約60%CD203c陽性細胞也表達HLA-DR，而HLADR在正常成熟嗜堿性粒細胞無表達。這表明IL-3雖可誘導人臍帶血細胞分化成熟為嗜堿性粒細胞，但是由于HLA-DR陽性的前體細胞沒有得到有效的分離純化而導致嗜堿性粒細胞的獲得率僅24%左右。

此外，小鼠骨髓細胞在IL-3作用下培養(yǎng)9～10天可分化為表達DX5+的成熟嗜堿性粒細胞，但同樣需要昂貴的免疫磁珠正(負)選分離純化技術［45，46］。

5 小結

近年對嗜堿性粒細胞的研究已經取得了令人矚目的新進展，Karasuyama等［47］撰文稱嗜堿性粒細胞為“一個被忽視的小群體重新贏得了尊重”，而嗜堿性粒細胞的活化是研究其生物學功能的關鍵環(huán)節(jié)。除免疫球蛋白IgE可介導其活化外，非IgE途徑包括IgG1、IgD、細胞因子以及TLR等介導其活化的途徑也越來越得到更多的關注和認可。闡明嗜堿性粒細胞的活化機制，有助于對嗜堿性粒細胞參與的相關疾病如變應性炎癥和自身免疫疾病等的機理研究和防治提供新的治療靶點。同時，尋求更經濟和可靠的原代嗜堿性粒細胞和細胞系的獲取手段勢在必行。

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