李琳 劉海燕 綜述 王立俊 審校
(山東第一醫(yī)科大學(xué)附屬省立醫(yī)院兒科,山東濟(jì)南 250000)
炎癥性腸?。╥nflammatory bowel disease, IBD)是一種免疫介導(dǎo)的慢性腸道炎癥性疾病,分為潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis, UC)、克羅恩?。–rohn's disease, CD)、 炎 癥 性 腸 病 未 定 型(inflammatory bowel disease-unclassified, IBDU)3 個類型,發(fā)病機(jī)制涉及腸道微環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡、免疫功能失調(diào)、環(huán)境變化和遺傳因素[1-2]。既往研究顯示T細(xì)胞及其釋放的細(xì)胞因子在IBD的發(fā)展中起重要作用[3-4],而B細(xì)胞在IBD中的作用尚不清楚。B細(xì)胞激活因子(B-cell activating factor, BAFF)是腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor, TNF)超家族成員,因其能刺激B 細(xì)胞生長而得名。它由單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞和嗜中性粒細(xì)胞等髓系細(xì)胞產(chǎn)生,主要作用是維持B細(xì)胞存活、刺激其分化為漿細(xì)胞而產(chǎn)生抗體[5]。在許多自身免疫性疾病中已發(fā)現(xiàn)BAFF 的過量產(chǎn)生,而BAFF 抑制劑貝利尤單抗也已被批準(zhǔn)用于治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等自身免疫性疾?。?]。近年來有學(xué)者對BAFF及其靶向藥物在IBD中的作用進(jìn)行了相關(guān)研究,本文對其進(jìn)行綜述,旨在為IBD靶向治療提供思路。
人BAFF 是由染色體13q32.34 上一條全長約26 kb 的mRNA 編碼表達(dá)的Ⅱ型跨膜蛋白,以膜結(jié)合性和可溶性2種形式存在,前者由285個氨基酸組成,經(jīng)蛋白酶水解后,形成可溶性蛋白。在生理條件下,膜結(jié)合的BAFF在細(xì)胞表面表達(dá)為同源三聚體,可以被弗林蛋白酶水解,釋放出具有生物活性的可溶性17 kDa分子[7]。BAFF與TNF超家族成員增殖誘導(dǎo)配體(a proliferation-inducing ligand, APRIL)的蛋白序列具有33%的同源性[8]。
中性粒細(xì)胞可能是BAFF的重要來源[9]。多種細(xì)胞因子,包括干擾素(interferon, IFN)-γ、IFNα、轉(zhuǎn)化生長因子-β (transforming growth factor,TGF-β)、白細(xì)胞介素(interleukin, IL)-10 和粒細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF)能夠上調(diào)BAFF 在髓系細(xì)胞上的表達(dá)[10]。Toll 樣受體(Toll-like receptor, TLR)活化,特別是TLR4 或TLR9,也誘導(dǎo)髓系細(xì)胞產(chǎn)生BAFF[11]。T 細(xì)胞、活化B 細(xì)胞等非髓系細(xì)胞也可產(chǎn)生BAFF。此外研究發(fā)現(xiàn)腮腺上皮細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞樣滑膜細(xì)胞、支氣管上皮和非霍奇金淋巴瘤惡性B細(xì)胞也可分泌BAFF[12]。
BAFF的生物學(xué)作用由3種受體介導(dǎo):BAFF受體(BAFF-receptor, BAFF-R)、B 細(xì)胞成熟抗原(B-cell maturation antigen, BCMA),以及跨膜激活物、鈣調(diào)節(jié)物、親環(huán)蛋白配體相互作用物(transmembrane activator and calcium modulator and cyclophilin ligand interactor, TACI)。膜結(jié)合性及可溶性BAFF、APRIL 均能與TACI、BCMA 高親和性結(jié)合,BAFF 還能與BAFF-R 結(jié)合[12]。與BAFF 相比,BCMA 對APRIL 的親和力更強(qiáng)[8]。BAFF-R 和TACI在脾臟和外周血的成熟B細(xì)胞亞群中高表達(dá),BCMA 在骨髓漿細(xì)胞、生發(fā)中心B 細(xì)胞中表達(dá)。BAFF與不同靶細(xì)胞上的不同受體結(jié)合可能介導(dǎo)不同的生物學(xué)功能。
BAFF-R 由腫瘤壞死因子受體超家族成員13C(tumor necrosis factor receptor superfamily member 13C,TNFRSF13C)基因編碼,主要在B 淋巴細(xì)胞上表達(dá),在外周血單核細(xì)胞檢測到較高水平[12]。BAFF 與BAFF-R 結(jié)合在促進(jìn)過渡期B 細(xì)胞成熟、延長成熟B 細(xì)胞壽命方面具有重要意義[13]。A/WySnJ小鼠是Baffr基因天然突變小鼠,其B細(xì)胞發(fā)育過程被阻斷,導(dǎo)致脾臟濾泡區(qū)及邊緣區(qū)B細(xì)胞明顯減少。這些小鼠的成熟外周B細(xì)胞數(shù)量減少,但骨髓B細(xì)胞生成和過渡期B細(xì)胞不受影響。Baffr突變小鼠存在抗體反應(yīng)缺陷,與BAFF 缺陷小鼠相似。BAFF 過表達(dá)時誘導(dǎo)自身反應(yīng)性B 細(xì)胞克服死亡信號而延長生存也是通過BAFF/BAFF-R 通路介導(dǎo)[14]。BAFF-R也在效應(yīng)T細(xì)胞表面表達(dá),這表明BAFF/BAFF-R 通路可能在T 細(xì)胞功能中發(fā)揮作用[15]。體內(nèi)外研究證實,BAFF與CD4+T細(xì)胞亞群表達(dá)的BAFF-R 結(jié)合,共同刺激T 細(xì)胞活化和同種異體增殖。來自Baffr突變小鼠的T細(xì)胞對BAFF的免疫刺激作用無反應(yīng),這表明BAFF-R 是促進(jìn)1 型T輔助細(xì)胞反應(yīng)的主要受體[16]。
TACI 是一種Ⅲ型跨膜蛋白,高親和BAFF 和APRIL。TACI主要在B細(xì)胞上表達(dá),在記憶B細(xì)胞中的表達(dá)水平高于穩(wěn)態(tài)的幼稚B細(xì)胞,可抑制B細(xì)胞擴(kuò)增、促進(jìn)漿細(xì)胞分化和存活。TACI 通過限制B細(xì)胞誘導(dǎo)成熟蛋白-1克隆擴(kuò)增B細(xì)胞、產(chǎn)生長壽命漿細(xì)胞來調(diào)節(jié)B 細(xì)胞功能。TACI基因敲除小鼠出現(xiàn)自身免疫性疾病、惡性淋巴瘤可進(jìn)一步證實這一點[17]。
TACI 也可在非T 細(xì)胞依賴性的體液免疫應(yīng)答中發(fā)揮作用。研究發(fā)現(xiàn)TACI基因敲除小鼠對Ⅱ型抗原的非T 細(xì)胞依賴性免疫應(yīng)答缺失[15],而維持了對T細(xì)胞依賴性抗原(如鎖孔帽貝血藍(lán)蛋白)的免疫應(yīng)答[18]。
BCMA 是由185 個氨基酸殘基組成的Ⅲ型跨膜蛋白,表達(dá)于生發(fā)中心B 細(xì)胞和骨髓漿細(xì)胞表面。BCMA基因位于16p13,編碼基因mRNA 長度為1.2 kb。BCMA 缺陷對外周B 細(xì)胞的數(shù)量、亞型分布、平均壽命沒有明顯影響。BCMA在促進(jìn)成熟B細(xì)胞的抗原呈遞和維持漿母細(xì)胞存活方面具有重要作用。BCMA在成熟B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞階段表達(dá),推測其可能在B細(xì)胞激活和終止分化中起重要作用。BCMA與轉(zhuǎn)接蛋白TNF受體關(guān)聯(lián)因子(TNF receptor-associated factor, TRAF) 1、 TRAF2 和TRAF3 相關(guān),推測BCMA 通過與配體結(jié)合而介導(dǎo)靶細(xì)胞的存活和增殖。
核因子κB(nuclear factor kappa B, NF-κB)活化被認(rèn)為是誘導(dǎo)IBD的主要炎癥途徑[19]。NF-κB是由多種觸發(fā)因素激活的轉(zhuǎn)錄因子家族,如促炎細(xì)胞因子、病原體相關(guān)分子模式,在先天性和適應(yīng)性免疫中起關(guān)鍵作用。在IBD患者的腸黏膜上皮細(xì)胞和巨噬細(xì)胞中檢測到活化的NF-κB,其表達(dá)水平與炎癥強(qiáng)度有關(guān)。BAFF 阻斷劑可通過抑制NF-κB信號通路和核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor protein 3, NLRP3)炎性小體激活來改善結(jié)腸炎[20]。BAFF 通過BAFF/BAFF-R 通路,作用于NF-κB信號通路非經(jīng)典途徑,NF-κB誘導(dǎo)激酶可磷酸化并激活κB 抑制激酶α(inhibitor of kappa B kinase α, IKKα),IKKα 進(jìn)一步磷酸化NF-κB2 蛋白前體p100,導(dǎo)致p100 加工并釋放活性成熟p52 亞基。核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體家族(nucleotide-binding oligomerization domain-like receptors, NLRs)包括NLRP3 等,是模式識別受體家族的亞類,與多種炎性和自身免疫性疾病的發(fā)展相關(guān),如IBD、阿爾茨海默病、哮喘等,在激活時導(dǎo)致各種促炎細(xì)胞因子(如IL-1b、IL-18等)的成熟和釋放,經(jīng)TLR 誘導(dǎo),通過合成IL-1b 前體和NLRP3激活NF-κB[21]。
BAFF 也參與其他炎癥途徑,如BAFF 通過BCMA 和TACI 可觸發(fā)MAPK 信號通路。BAFF 誘導(dǎo)的B 細(xì)胞激活實際上不依賴于ERK1/2 激活,但需要ERK5 激活。在B 細(xì)胞中ERK5 缺失導(dǎo)致成熟B細(xì)胞數(shù)量明顯減少,BAFF 上調(diào)Bcl-2 家族的Mcl-1和Bcl-2a1 需要ERK5 參與,但ERK5 缺失不影響B(tài)AFF 參與促進(jìn)成熟B 細(xì)胞存活的PI3K-Akt 及NFκB信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的激活[22-23]。
近期研究表明,UC患兒與正常健康兒童相比,外周血和腸道組織中調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞數(shù)量顯著降低,同時血清IL-10水平降低,Mayo評分、C反應(yīng)蛋白、紅細(xì)胞沉降率與調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞數(shù)量和IL-10 濃度呈負(fù)相關(guān)[24]。結(jié)腸組織活檢結(jié)果證實,UC 和CD 患兒結(jié)腸中BAFF mRNA 和蛋白表達(dá)均高于對照組。BAFF 上調(diào)主要存在于UC 黏膜炎癥部位的腸黏膜固有層單核細(xì)胞中。
UC、CD 患兒血清和糞便中的BAFF 水平高于應(yīng)激性潰瘍和健康對照組,與糞便鈣衛(wèi)蛋白表達(dá)水平顯著相關(guān)[24]。研究表明,與對照組相比,IBD患者血清、糞便和結(jié)腸黏膜中的BAFF 表達(dá)增加[25]。同時,血清BAFF 可用于監(jiān)測疾病活動度。與腸易激綜合征患者相比,無論疾病活動度如何,IBD 患者的血清和糞便BAFF 濃度都顯著增高,均高于325 pg/mL的臨界值,活動性IBD患者對BAFF濃度升高具有更高的敏感性,隨著疾病活動性的降低,BAFF血清水平迅速恢復(fù)到與健康受試者相似的水平[25]。BAFF血清水平與疾病活動性和炎癥生物標(biāo)志物呈正相關(guān),表明BAFF 在IBD 中的作用主要是促進(jìn)炎性反應(yīng)。
多種自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展與BAFF過表達(dá)有關(guān)。SLE 患者的血BAFF 顯著升高,活動性患者的水平高于非活動性患者,SLE 患者BAFF 的高表達(dá)和不良預(yù)后密切相關(guān)[26]。研究表明,與健康對照相比,自身免疫性肝炎患者的血清BAFF水平顯著升高,與谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素和可溶性CD30 呈正相關(guān),這表明BAFF 與自身免疫性肝炎的肝損傷、疾病發(fā)展密切相關(guān)[27]。BAFF很可能是一種影響自身免疫性肝炎患者循環(huán)B 細(xì)胞的活性細(xì)胞因子[28]。在慢性阻塞性肺疾病患者和慢性香煙煙霧暴露小鼠的肺中BAFF表達(dá)顯著增加,預(yù)防性和治療性施用BAFFR-Fc后小鼠肺B細(xì)胞數(shù)量降低,慢性香煙煙霧誘導(dǎo)的淋巴濾泡形成減少、免疫球蛋白水平降低,顯著減輕肺部炎癥和肺泡壁破壞。吸煙患者的BAFF濃度高于非吸煙患者,表明BAFF與慢性阻塞性肺疾病患者的肺功能受損、缺氧嚴(yán)重程度相關(guān)[29]。
基于BAFF在自身免疫性疾病發(fā)病機(jī)制中的重要作用,目前已有多種BAFF靶向治療藥物進(jìn)入臨床試驗階段。
貝利尤單抗是針對BAFF的單克隆抗體。這一中和抗體能以高親和力形式與可溶性BAFF 結(jié)合,從而有效阻斷BAFF 與BAFF-R、TACI、BCMA 結(jié)合,其機(jī)制是特異性識別并抑制BAFF 生物活性,能顯著降低循環(huán)中B細(xì)胞水平。但是貝利尤單抗不能與膜結(jié)合性BAFF結(jié)合,也不能與TNF家族成員(如TNF-α、TNF-13、APRIL、IL-4 和IL-8 等)結(jié)合[13]。2019年7月,貝利尤單抗在我國獲批上市。
泰它西普是一種由TACI 胞外區(qū)及人IgG Fc 域構(gòu)成的TACI-Fc融合蛋白,其中TACI可以與BAFF和APRIL 結(jié)合,F(xiàn)c 片段可提高分子穩(wěn)定性。泰它西普靶向?qū) 淋巴細(xì)胞發(fā)育至關(guān)重要的BAFF 和APRIL,能夠有效降低B 細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫應(yīng)答,達(dá)到治療自身免疫性疾病的目的[30]。2021 年3月,泰它西普正式獲得中國國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市,用于治療SLE[31]。
阿塞西普由Merck Serono 公司開發(fā),也是由TACI 胞外區(qū)和人IgG Fc 段組成的可溶性重組融合蛋白,可選擇性地殺傷成熟B細(xì)胞和漿細(xì)胞,但對原始B細(xì)胞和記憶性B細(xì)胞影響不大[32]。
Blisibimod是一種由4個高親和力BAFF結(jié)合結(jié)構(gòu)域與人IgG Fc片段組成的融合蛋白,是由二硫鍵連接的2 條多肽鏈。Blisibimod 能選擇性地與膜結(jié)合性和可溶性BAFF 結(jié)合,以抑制BAFF 與其受體的結(jié)合,從而減少B細(xì)胞存活和增殖[33]。
他巴尤單抗與貝利尤單抗類似,是一種針對BAFF的全人源單克隆抗體[32],能與膜結(jié)合性和可溶性BAFF 結(jié)合,從而抑制BAFF 介導(dǎo)的B 細(xì)胞增殖[34]。
非霍奇金淋巴瘤、B細(xì)胞慢性淋巴細(xì)胞白血病和多發(fā)性骨髓瘤等都是B系淋巴瘤,B細(xì)胞處于不受調(diào)控的惡性增殖狀態(tài),對放射性物質(zhì)很敏感,可根據(jù)B 細(xì)胞表面分布的特異性BAFF 受體,以BAFF負(fù)載放射原對B細(xì)胞系淋巴瘤進(jìn)行靶向治療。用于靶向治療的放射性BAFF蛋白,特異性強(qiáng)、殺傷力?。?5]。
利用噬菌體隨機(jī)肽庫技術(shù),針對特異性配體BAFF構(gòu)建重組的BAFF肽段,可競爭性抑制BAFF與淋巴細(xì)胞上受體的結(jié)合,達(dá)到抑制BAFF、活化淋巴細(xì)胞的目的,從而阻斷刺激單個核細(xì)胞增殖的活性,以及因T細(xì)胞、B細(xì)胞過度激活而誘導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)[36]。
BAFF 類似物可與BAFF-R 競爭性結(jié)合,從而阻斷信號轉(zhuǎn)導(dǎo)來抑制BAFF 的生物學(xué)功能。BAFFR 阻滯劑與BAFF-R 選擇性結(jié)合,同樣以阻斷BAFF-R與BAFF結(jié)合,達(dá)到臨床治療作用[37]。
BAFF 是B 細(xì)胞成熟、維持存活和激活的關(guān)鍵參與者,可能將參與IBD 的各種B 細(xì)胞、T 細(xì)胞、骨髓細(xì)胞和其他細(xì)胞相關(guān)機(jī)制聯(lián)系起來。BAFF通過對免疫系統(tǒng)的多重影響可以促進(jìn)腸道炎癥,在BAFF 抑制劑成功治療SLE、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的推動下,靶向BAFF 可能是治療IBD 中一種新穎且有前景的治療策略。
作者貢獻(xiàn)聲明:李琳負(fù)責(zé)收集、分析文獻(xiàn)和文章撰寫;劉海燕負(fù)責(zé)收集、分析文獻(xiàn)和文章修改;王立俊負(fù)責(zé)確定選題及文章審閱。
利益沖突聲明:所有作者均聲明不存在利益沖突。