周 鷺,陳秀芳,王信峰,劉 紅
(南通大學(xué)附屬醫(yī)院血液內(nèi)科,江蘇226001)
免疫性血小板減少癥(immune thrombocytopenia,ITP)是一類血液系統(tǒng)常見的獲得性自身免疫性疾病,表現(xiàn)為細(xì)胞和抗體介導(dǎo)的血小板破壞增多,部分患者巨核細(xì)胞生成血小板障礙。臨床表現(xiàn)為血小板減少,伴或不伴皮膚黏膜出血,嚴(yán)重者可以有重要內(nèi)臟出血,甚至威脅生命。近年來研究發(fā)現(xiàn)ITP是一類異質(zhì)性疾病,不同患者發(fā)病機制各有不同,個體化治療是未來治療的方向和目標(biāo),因此進(jìn)一步探明個體化的發(fā)病機制成為ITP研究的熱點。ITP的發(fā)病機制涉及體液免疫異常、細(xì)胞免疫異常、血小板生成不足和破壞異常4個方面。本文就近年來國內(nèi)外學(xué)者在ITP發(fā)病機制方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
自從1951年harrington等學(xué)者首次發(fā)現(xiàn)血漿中的某種物質(zhì)是ITP致病因素以來,自身抗體介導(dǎo)的血小板破壞成為ITP最為經(jīng)典的發(fā)病機制。大多數(shù)ITP患者體內(nèi)存在血小板胞膜蛋白特異性IgG抗體,通常認(rèn)為是由血小板的破壞產(chǎn)生[1]。這些抗體與血小板和(或)巨核細(xì)胞表面的抗原表位結(jié)合,通過巨噬細(xì)胞FC受體(FC receptor,F(xiàn)CR)介導(dǎo)的調(diào)理作用或者抗原抗體復(fù)合物激活補體對血小板和(或)巨核細(xì)胞進(jìn)行吞噬破壞[2-3]。目前已知的抗原靶位主要是血小板或巨核細(xì)胞胞漿表面蛋白,包括纖維蛋白受體GPⅡb-Ⅲa(大多數(shù)抗原表位集中于GPⅡb N端)、VWF受體GPⅠb-Ⅸ(抗原表位主要在GPⅠb的TKEQTTFPP序列)以及膠原受體GPⅠa-Ⅱa。理論上,血小板自身抗體通過以下兩種機制產(chǎn)生:(1)由于自身反應(yīng)性克隆無法清除,產(chǎn)生多種自身抗體,其中包括血小板特異性自身抗體;(2)感染、炎癥等外源性抗原產(chǎn)生交叉反應(yīng)性抗體[1]。與溫抗體性自身免疫性溶血性貧血不同的是,ITP患者的靶抗原結(jié)構(gòu)并不相似。機體之所以會對結(jié)構(gòu)上并不相似的表面蛋白產(chǎn)生自身抗體,其原因可能因為抗原呈遞細(xì)胞(antigen presenting cells,APC)提呈過程中產(chǎn)生了新的表位,也可能因為自身抗體變異或者發(fā)生交叉反應(yīng)[1,4]。
30%~40%的ITP患者檢測不到抗體,可能是因為這些患者體內(nèi)的抗體不是目前常見的、尚未被識別的或者這些患者根本就不存在抗體[1]。抗GPⅠb-Ⅸ抗體引起的ITP較GPⅡb-Ⅲa引起的更加嚴(yán)重,對靜脈注射用丙種球蛋白(intravenous immunoglobulin,IVIG)、激素和脾臟切除治療的反應(yīng)較差,提示這類患者的血小板減少不是抗體和FCR介導(dǎo)的巨噬細(xì)胞吞噬破壞血小板的結(jié)果。目前認(rèn)為此類患者血小板減少可能有3個原因:(1)抗體導(dǎo)致巨核細(xì)胞的生成抑制,從而使血小板的生成減少;(2)血小板通過與巨噬細(xì)胞FCR無關(guān)的清除通路清除,例如通過肝臟清除[5-6];(3)細(xì)胞免疫異常,導(dǎo)致血小板減少。
ITP患者細(xì)胞免疫異常包括輔助性T細(xì)胞Th1/Th2、Th17/調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)的失衡,抗原呈遞細(xì)胞的功能異常,細(xì)胞毒性T細(xì)胞對血小板的直接殺傷,Breg的免疫耐受功能缺陷等。
2.1 Th細(xì)胞亞群功能失調(diào) Th細(xì)胞的分化方向受抗原性質(zhì)、局部環(huán)境中的激素及細(xì)胞因子等多種因素的調(diào)控。其中Th1參與細(xì)胞免疫,Th2參與體液免疫,Th17產(chǎn)生免疫抑制,與自身免疫性疾病的發(fā)生有關(guān),Treg則主要通過降低機體對抗原的免疫應(yīng)答來保持免疫耐受,抑制異常免疫反應(yīng)和自身反應(yīng)。Th1、Th2、Th17和Treg的發(fā)育和分化分別受轉(zhuǎn)錄因子 T-bet、GATA-3、RORγt和 Foxp3 特異性調(diào)控。Th1和Th2,Th17和Treg互相影響,互相制約。Th1/Th2以及Th17/Treg平衡對維持免疫穩(wěn)態(tài)十分重要。一旦平衡被打破,向一側(cè)偏移,就會導(dǎo)致感染性疾病或自身免疫性疾病。
ITP的發(fā)生本質(zhì)上是機體在對血小板特異性自身抗原的免疫抑制和免疫耐受的對抗中,免疫耐受落敗的結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn),ITP患者中上述平衡向Th1、Th17偏移,而Th2和Treg下調(diào)。大劑量地塞米松治療有效后可以糾正這種失衡,使之恢復(fù)到正常水平[7],表明免疫調(diào)節(jié)失衡是導(dǎo)致ITP的重要原因。ITP患者Treg的內(nèi)在缺陷主要表現(xiàn)為活性下降,不能產(chǎn)生正常的免疫抑制反應(yīng)。然而,其數(shù)量和(或)功能下降的具體機制尚未闡明。目前認(rèn)為數(shù)量減少可能與其發(fā)育、增殖、生存和(或)穩(wěn)定性受損有關(guān),而功能受損可能與細(xì)胞接觸抑制失敗或分泌抑制性細(xì)胞因子IL-10、TGF-β或IL-35下降有關(guān)。值得注意的是,異常的Treg為多克隆性,而ITP自身免疫反應(yīng)只針對血小板而不針對其他細(xì)胞,是否存在血小板抗原特異性的Treg還需進(jìn)一步研究[8-9]。
除了Treg以外,另一種T細(xì)胞亞群濾泡性輔助性T細(xì)胞(T follicular helper cells,Tfh)也是目前研究的熱點。它由Treg進(jìn)一步分化而來,位于淋巴濾泡,能輔助效應(yīng)B細(xì)胞增強自身免疫,表達(dá)CXCR5、PD-1、ICOS、Bcl-6、IL-21。如果 Tfh 對自身反應(yīng)性 B細(xì)胞產(chǎn)生過強的輔助信號,使B細(xì)胞過度活化,就會引起抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病。Tfh細(xì)胞不僅與自身抗體產(chǎn)生有關(guān),還能通過產(chǎn)生IL-21促進(jìn)IL-10的產(chǎn)生以及調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(regulatory B cells,Breg)的分化[10],進(jìn)而影響免疫調(diào)節(jié)。ITP患者中Tfh增高,提示Tfh可能參與ITP的發(fā)病。
2.2 細(xì)胞毒性T細(xì)胞直接殺傷血小板和巨核細(xì)胞通過DNA芯片技術(shù)在人和小鼠ITP模型中發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞毒性相關(guān)基因,如Apo-1/Fas、顆粒酶B、顆粒酶A和穿孔素以及Th1反應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)增高,證實細(xì)胞毒性T細(xì)胞能夠通過凋亡和胞質(zhì)顆粒依賴機制直接溶解血小板和巨核細(xì)胞。這種T細(xì)胞介導(dǎo)的ITP模型對IVIG等不敏感。
2.3 抗原呈遞細(xì)胞功能異常 抗原呈遞細(xì)胞功能異常與自身免疫性疾病的發(fā)病關(guān)系密切。單核細(xì)胞亞群是重要的抗原呈遞細(xì)胞,可以影響Th細(xì)胞分化發(fā)育方向,從而對機體進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)。ITP時,CD16+單核細(xì)胞更傾向于分泌IL-12來促進(jìn)Th1發(fā)育,同時抑制Treg和Th17的發(fā)育。如用抗體阻斷IL-12,可以逆轉(zhuǎn)單核細(xì)胞對Treg/Th增殖的影響[8,11]。樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)是最強的抗原呈遞細(xì)胞,成熟DC能夠加強免疫應(yīng)答,而不成熟DC能夠促進(jìn)Treg細(xì)胞的產(chǎn)生,誘導(dǎo)免疫耐受,和Treg共同下調(diào)免疫反應(yīng)。目前認(rèn)為DC通過以下兩種方式促進(jìn)Treg細(xì)胞的產(chǎn)生:(1)在TGF-β或IL-10的刺激下促進(jìn) CD4+CD25-T 細(xì)胞分化成 Treg 細(xì)胞;(2)缺乏共刺激分子時,不成熟DC細(xì)胞促進(jìn)T細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化。ITP患者DC的免疫抑制功能增強,免疫耐受功能缺陷。而小劑量美羅華治療ITP的可能機制之一正是通過下調(diào)DC的免疫活性,促進(jìn)免疫耐受,從而維持免疫穩(wěn)態(tài),達(dá)到治療目的[12]。
2.4 調(diào)節(jié)性B細(xì)胞免疫耐受功能缺陷 由于去B細(xì)胞治療可以改善自身免疫性疾病,既往認(rèn)為自身反應(yīng)性B細(xì)胞是自身免疫性疾病的致病因素之一。然而,近年來發(fā)現(xiàn)B細(xì)胞具有兩面性。去除B細(xì)胞后,器官特異性和非特異性免疫反應(yīng)不但未獲改善,反而加重。因此認(rèn)為一些B細(xì)胞是致病性的,而另一些具有調(diào)節(jié)功能。人們把這群具有免疫調(diào)節(jié)功能的B細(xì)胞稱為Breg細(xì)胞[13-15]。從20世紀(jì)70年代第一次提出Breg的概念以來,人們對它的興趣日益濃厚,近年來成為自身免疫性疾病研究的熱點。同Treg一樣,Breg是一種負(fù)向免疫調(diào)節(jié)因子,它通過抑制自身反應(yīng)性T細(xì)胞、抑制細(xì)胞毒性T細(xì)胞活性來抑制自身免疫[16-17]。關(guān)于Breg細(xì)胞表面標(biāo)記目前尚存爭議。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為分泌IL-10是Breg的重要標(biāo)記,并且把Breg細(xì)胞定義為分泌IL-10,并在體內(nèi)外具有免疫抑制作用的調(diào)節(jié)性B細(xì)胞,簡稱B10細(xì)胞。人類Breg細(xì)胞有多種亞群,大多表達(dá) CD24hiCD27+,此 外 還 有 CD1d,CD19,CD20,CD21,CD23,CD24,CD25和CD38。脾臟中Breg細(xì)胞大多表達(dá)CD27+。CD24hiCD38hi和 CD24intCD38intB細(xì)胞亞群也是人B10 細(xì)胞亞群[18]。
Breg誘導(dǎo)和發(fā)育過程目前尚未闡明。有學(xué)者認(rèn)為Breg是由過渡2邊緣區(qū)前體細(xì)胞(T2-MZP)在抗原的刺激下,通過IL-10的釋放,CD40、BCR、CD80和CD86共刺激信號的作用,Treg細(xì)胞的激活而產(chǎn)生[19]。也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)IL-35可以誘導(dǎo)Breg細(xì)胞,并且促進(jìn)它們轉(zhuǎn)化為Breg亞型,產(chǎn)生IL-35以及IL-10[20-21]。Breg和Treg相互聯(lián)系,Breg能夠在Treg幫助下誘導(dǎo)免疫耐受的發(fā)生,同時增加Treg的數(shù)量,通過 TGF-β 的產(chǎn)生,促進(jìn) Treg細(xì)胞的發(fā)育[8,14]。
研究發(fā)現(xiàn),TPO-A治療有效患者Treg和Breg功能增強。同樣,對美羅華或大劑量地塞米松治療有效的ITP患者,Treg功能改善,同時TGF-β水平增高,說明Treg和Breg的功能缺陷與ITP發(fā)病機制有關(guān)[8,22]。在一項針對ITP一線治療療效的研究中發(fā)現(xiàn),ITP患者B10細(xì)胞存在異常。初診時,ITP患者較健康對照具有更高的B10水平,而在一線治療前后,治療無效患者較有效患者B10細(xì)胞水平相對較低,表明B10細(xì)胞可能與ITP患者的治療反應(yīng)和臨床預(yù)后相關(guān)。此外,ITP患者中Treg/Th17比例下降,并且與B10表達(dá)有很強的聯(lián)系,治療前后B10和Treg水平成正相關(guān)[23],可以推測B10、Treg/Th17比例可能成為ITP一線治療療效的預(yù)測指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn),體外Breg調(diào)節(jié)活性需要通過CD40L與CD40結(jié)合激活,而血小板表面表達(dá)CD40L,推測隨著血小板數(shù)量的增加可直接提高ITP患者Breg的活性,這進(jìn)一步證實Breg與ITP治療療效之間的關(guān)系[16,24]。
血小板生成不足是ITP發(fā)病機制之一。血小板生成的生理過程非常復(fù)雜,尚未完全闡明。總的來說包括兩個步驟:第一步,造血干細(xì)胞發(fā)育為巨核細(xì)胞。在此過程中,造血干細(xì)胞經(jīng)歷核的有絲分裂,建立內(nèi)膜系統(tǒng),形成成熟的巨核細(xì)胞,此過程歷時數(shù)天。第二步,巨核細(xì)胞生成血小板。成熟巨核細(xì)胞胞漿通過偽足拉長擠壓到骨髓竇腔中,產(chǎn)生前血小板(PP),最終由前血小板發(fā)育為成熟血小板[25-27]。在這個過程中,整合素和粘附分子也發(fā)揮了各自的作用[28-29]。
ITP患者血小板生成不足與很多因素有關(guān)。第一,抗體對巨核細(xì)胞的免疫攻擊導(dǎo)致巨核細(xì)胞異常,引起血小板生成減少。巨核細(xì)胞表面表達(dá)GPⅡb-Ⅲa、GPⅠb-Ⅸ、GPⅠa-Ⅱa等多種糖蛋白,這些糖蛋白是自身抗體的攻擊靶位。由于抗體攻擊,巨核細(xì)胞形態(tài)學(xué)和動力學(xué)發(fā)生改變,導(dǎo)致巨核細(xì)胞成熟障礙、凋亡增加,進(jìn)而引起血小板生成減少。有學(xué)者提出不同的觀點,Lev等[30]研究發(fā)現(xiàn),正常巨核細(xì)胞在ITP患者血漿中孵育后低表達(dá)TNF相關(guān)的凋亡誘導(dǎo)配體,高表達(dá)Bcl-xL,同時血小板釋放減少,提示巨核細(xì)胞凋亡減少是導(dǎo)致血小板生成減少的原因。關(guān)于ITP患者巨核細(xì)胞凋亡增加還是減少目前尚存爭議,需進(jìn)一步研究闡明。
第二,血小板生成調(diào)節(jié)發(fā)生障礙。血小板生成主要受TPO及其受體CMPL調(diào)控。TPO在肝臟中合成,它的高親和力受體CMPL位于血小板、巨核細(xì)胞和骨髓前體細(xì)胞表面。關(guān)于循環(huán)中TPO的調(diào)節(jié)方式多年來一直存在爭議,目前有兩種模型:(1)肝臟產(chǎn)生并釋放到循環(huán)中的游離TPO相對恒定,游離TPO一旦與血小板、巨核細(xì)胞表面的MPL結(jié)合,則發(fā)生降解并從循環(huán)中清除。因此游離TPO主要通過循環(huán)中血小板和巨核細(xì)胞表面的MPL受體進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)循環(huán)中血小板減少,多余的游離TPO就結(jié)合到巨核細(xì)胞MPL上,引起血小板生成增加。反之,當(dāng)循環(huán)中血小板增多,則可結(jié)合巨核細(xì)胞的游離TPO減少,血小板生成減少。該模型目前得到大多數(shù)學(xué)者的認(rèn)可。(2)當(dāng)循環(huán)血小板數(shù)改變時,通過啟動某種未知機制,改變肝臟和骨髓中TPO mRNA表達(dá),進(jìn)而改變循環(huán)中TPO的水平。臨床觀察發(fā)現(xiàn)ITP患者TPO水平往往正常、偏低或輕度增高,而不是想象中的反饋性明顯增高,提示巨核細(xì)胞不能代償性增加血小板生成[5]。目前認(rèn)為此現(xiàn)象有幾種可能解釋:(1)ITP患者巨核細(xì)胞明顯增多,過剩的游離TPO通過與巨核細(xì)胞表面的MPL結(jié)合被封閉降解,從而導(dǎo)致循環(huán)中TPO無明顯上升。這種解釋僅適用于巨核細(xì)胞增多的患者。(2)由于血小板生存周期縮短導(dǎo)致TPO迅速從循環(huán)中清除[31-32]。(3)生理狀態(tài)下衰老的血小板表面唾液酸丟失,與肝細(xì)胞表面的Ashwell-Morell受體結(jié)合,導(dǎo)致衰老血小板在肝臟清除,并同時引起肝臟生成TPO mRNA及其蛋白增加,從而調(diào)節(jié)血小板生成。ITP患者由于大量血小板被免疫破壞,去唾液酸化的衰老血小板減少,使肝臟唾液酸化血小板-AMR作用通路關(guān)閉,降低了肝臟TPO的產(chǎn)生,因此循環(huán)中的TPO不會出現(xiàn)明顯上升[5]。
第三,巨核細(xì)胞生成血小板的過程發(fā)生障礙。Lev等[30]將正常臍血來源的成熟巨核細(xì)胞置于ITP患者的血漿中孵育,發(fā)現(xiàn)ITP血漿呈劑量依賴性抑制前血小板(proplatelet,PP)生成,并導(dǎo)致前血小板結(jié)構(gòu)復(fù)雜性下降,提示自身抗體通過減少前血小板生成以及改變前血小板形態(tài)結(jié)構(gòu)而減少血小板生成。另有一項研究發(fā)現(xiàn),ITP患者中不成熟血小板片段絕對值(absolute immature platelet fraction,A-IPF)低于正常對照,進(jìn)一步證實ITP患者血小板生成障礙。血漿糖萼素是血小板破壞的指標(biāo),在ITP患者中明顯增高。研究人員發(fā)現(xiàn)ITP患者中血漿糖萼素和A-IPF負(fù)相關(guān),說明ITP中血小板產(chǎn)生與破壞負(fù)相關(guān),血小板破壞越多,生成越少[33-34]。
通常認(rèn)為脾臟既是抗體產(chǎn)生的部位,也是血小板破壞的主要部位[35],因此脾臟切除是激素治療失敗后一個重要的治療方法,切脾后大多數(shù)患者能夠獲得長期緩解[31,36],但仍有部分患者對切脾治療無效,被稱為難治性ITP。最新指南中難治性ITP包括:(1)切脾治療失敗或切脾后復(fù)發(fā)的ITP;(2)重癥ITP(臨床表現(xiàn)為嚴(yán)重出血)或者有需要治療的出血風(fēng)險[37]。切脾后的難治性ITP患者死亡率或治療相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生風(fēng)險極高,是臨床治療的難點。因此,探究這部分患者的發(fā)病機制、預(yù)測其治療效果從而實現(xiàn)其個體化治療尤為重要。近來學(xué)者們發(fā)現(xiàn)此類患者可能通過脾臟以外的其他途徑清除血小板。
肝細(xì)胞表面Ashwell-Morell受體是目前第一個被發(fā)現(xiàn)并分離出的細(xì)胞受體,并且是在哺乳動物體內(nèi)第一個被發(fā)現(xiàn)的凝集素,它是識別、結(jié)合和清除去唾液酸糖蛋白的C型凝集素家族成員[38]。ASGR1和ASGR2是編碼AMR的基因,表達(dá)于外周血單核細(xì)胞表面,具有個體差異性[39]。AMR內(nèi)源性配體是去唾液酸化的血栓成分,包括血小板和VWF[38]。當(dāng)血小板在循環(huán)中老化時,血小板表面發(fā)生去唾液酸化,接著AMR結(jié)合到去唾液酸化血小板表面配體上,被肝臟的巨噬細(xì)胞清除,同時誘導(dǎo)肝臟TPO mRNA和蛋白表達(dá),從而調(diào)節(jié)血小板生成,該過程通過JAK2和STAT3途徑發(fā)生[5]。近年來Jones等[40]發(fā)現(xiàn)一種新型血小板減少癥進(jìn)一步佐證了該理論。這種血小板減少癥主要表現(xiàn)為巨血小板,伴或不伴中性粒細(xì)胞減少。血小板異常主要表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)改變以及表面糖基化唾液酸缺陷,血小板通過結(jié)合肝細(xì)胞表面的AMR被肝臟清除。ITP患者中抗GPⅠbαN末端抗體AN51可以導(dǎo)致GPⅠbα糖蛋白的集簇,引起血小板去唾液酸化,去唾液酸化血小板和肝臟AMR結(jié)合,導(dǎo)致整合素αβ3依賴的血小板聚集,并且被肝臟巨噬細(xì)胞吞噬清除,這可能就是抗GPⅠb-Ⅸ抗體導(dǎo)致的ITP對脾切治療無效的原因[6]。
綜上所述,ITP發(fā)病機制非常復(fù)雜,涉及到體液免疫、細(xì)胞免疫、生成調(diào)節(jié)和破壞清除等多個方面,許多關(guān)鍵問題還未闡明。因此,需要更多的基礎(chǔ)研究和臨床觀察研究來進(jìn)一步充實該領(lǐng)域,從而實現(xiàn)個體化治療的終極目標(biāo)。