PD-1/PD-L1在系統性紅斑狼瘡患者疾病活動中作用的研究進展

陳雁飛，陳衛紅，王瑞婷，汪鈺涵

(1. 蘭州大學第一醫院 風濕免疫科，蘭州 730000；2. 蘭州大學第一臨床醫學院，蘭州 730000)

系統性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus, SLE)是一種以病理性自身抗體和免疫復合物形成并導致多器官、多組織損傷的慢性自身免疫性疾病，具體發病機制尚未完全闡明。研究認為T、B細胞的異?；罨?、抗體的過量產生以及免疫功能的紊亂是疾病進展的免疫病理基礎。最近研究證實，SLE患者免疫功能的失調不僅與適應性免疫有關，固有免疫也在其中發揮重要作用[1-2]。

PD-1也稱CD279，屬B7/CD28超家族，相對分子質量50 000～55 000，是Ⅰ型跨膜糖蛋白，由1個跨膜結構域、1個免疫球蛋白可變區樣結構域和1個胞質結構域3部分組成。PD-1主要表達于T細胞、活化的單核細胞、DC、B細胞以及 NKT細胞等表面。PD-1的2個配體分別為PD-L1和PD-L2，均屬B7/CD28超家族，PD-L2比起PD-L1表現出更高的與PD-1親和力。PD-L1不僅可表達于小鼠的T、B細胞、DC、肥大細胞等，同時也在胰腺、腎臟、脾臟和胎盤等器官中的非造血細胞表面表達，在細胞受到外界刺激時其表達水平會上調。

研究證實，PD-1/PD-L1通路可通過調節T、B細胞免疫反應以及誘導機體產生免疫耐受，在自身免疫性疾病等的發生發展中發揮重要作用[3-4]。本文就PD-1/PD-L1及主要所涉免疫細胞在SLE發病機制中的作用作一綜述，以揭示PD-1/PD-L1在SLE疾病發生及進展中的重要性。

1 SLE患者免疫細胞表面PD-1/PD-L1的表達

1.1 B細胞SLE患者體內廣泛的B細胞異?；罨cSLE的發病密切相關，而且異常激活的B細胞參與了疾病發生發展的幾乎整個過程，包括細胞因子的釋放、抗原提呈以及相應致病性抗體的產生。此外，異常激活的B細胞還可通過抗原提呈過程及多種細胞因子的釋放調節T細胞的活化和極化，這對于SLE的發病及病情進展同樣有著促進作用[5]。謝長好等[6]及陸楊等[7]研究發現，SLE患者CD19+B細胞表面PD-L1陽性率明顯低于健康對照組，且活動組低于穩定組，在狼瘡腎炎患者中同樣如此。這說明CD19+B細胞表面PD-L1的表達與SLE病情活動度有關，且與其嚴重程度有關。SLE患者外周血中B細胞PD-L1表達異常，該分子可通過干預多條信號通路使B細胞的活化及功能處于失調狀態：(1)SLE患者B細胞表面PD-L1表達減少，PD-1/PD-L1通路傳遞給T細胞的負信號減弱，共刺激信號相對增強，有利于T細胞活化；(2)持續存在的活化T細胞又可輔助進一步激活B細胞，如自身反應性B細胞等，使體內產生更多的致病性自身抗體，加重病情進展；(3)PD-L1可誘導Treg生成，SLE患者外周血中B細胞表面PD-L1表達減少可能會引起Treg的數量減少及功能紊亂，而Treg數量減少后可令與病情進展相關的B細胞及分泌自身抗體的B細胞數量增加，從而導致自身抗體水平的進一步增加，加速病情進展[8]；(4)SLE患者B細胞表達PD-L1的減少使得PD-1/PD-L1通路向B細胞傳遞的負反饋調節信號減少，不能抑制B細胞的過度活化及隨后的免疫反應進程。

1.2 T細胞

1.2.1 CD4+/CD8+T細胞 SLE病情活動者及狼瘡腎炎患者CD4+T細胞表面PD-1表達水平明顯升高，與自身抗體水平及病情活動度呈正相關；PD-1+CD8+T細胞數的顯著增加與系統性紅班狼瘡疾病活動指數(systemic lupus erythematosus disease activity index, SLEDAI)、尿蛋白定量呈正相關，而與補體C3水平呈負相關[9]。筆者推測異常的PD-1+CD8+T細胞可能是SLE的致病性T細胞，與病情活動及器官損害關系密切。

1.2.2 CD4+CD28+/CD4+CD28-T細胞 CD28作為T細胞活化過程中必需的第二信號，參與了包括腫瘤免疫以及移植排斥反應在內的多種免疫相關疾病的發生發展。賈孝云等[10]的研究顯示，SLE組患者外周血CD4+CD28-T細胞的表達水平較健康對照組明顯增加，且未合并腎炎組表達水平明顯低于并發腎炎組，同時其表達水平與疾病活動指標及相關臨床評價參數存在一定關聯，說明CD4+CD28-T細胞很可能參與了SLE患者的發病過程。SLE患者外周血中異常增高的CD4+CD28-T細胞及其亞群，因具有一定的細胞毒樣侵蝕特性以及活化不平衡和抗凋亡特性，可使病情遷延反復。國外研究發現，CD4+CD28+CD158+CD11ahiT細胞不僅是SLE患者的促炎性表觀遺傳和轉錄特征表型，而且與SLE患者的疾病活動情況相關[10]。作為免疫抑制分子的重要成員之一，PD-1在維持淋巴細胞穩態方面作用顯著。SLE患者CD4+CD28+/CD4+CD28-T細胞表面PD-1的表達水平均較健康對照組上升，尤以CD4+CD28-T細胞表面PD-1的表達水平上升為最，與疾病活動度的相關性更高[11]。動物實驗證實，通過對CD28分子的阻斷抑制PD-1及其配體PD-L1的表達，可以延長狼瘡腎炎NZB/NZW小鼠的生存期[12]。

1.3 單核細胞研究發現，SLE患者的單核細胞吞噬功能處于異常狀態，抗原提呈能力明顯增強，有向DC分化的傾向，且從單核細胞分化而來的DC能夠提呈自身抗原。謝長好等[13]的研究顯示，SLE患者外周血中CD14+單核細胞表面PD-L1的表達水平明顯高于對照組，且活動組高于穩定組；伴有腎炎的患者也明顯高于無腎炎者，并且與尿蛋白定量、SLEDAI、抗核抗體(antinuclear antibody, ANA)水平等呈正相關。這提示CD14+單核細胞表達PD-L1水平越高，自身抗體產生越多，疾病活動度越高，病情也越嚴重。單核細胞表面表達的PD-L1在與PD-1特異性結合后，通過該通路傳遞的負性信號抑制自身反應性T細胞的增殖及活化，有效減弱自身反應性T細胞免疫應答及靶器官的過度損害，同時下調初始自身反應性T細胞向效應T細胞轉化的過程，起到負性調節作用，以避免機體遭受過度的損害。而當疾病進展時，隨著SLE患者體內異常激活的T細胞增多，機體通過負反饋作用增加PD-L1的表達水平，通過該通路的負性調節作用降低自身免疫反應對組織器官的損害，從而保護機體。

1.4 中性粒細胞固有免疫細胞中的中性粒細胞是一類生存時間短卻有多種功能的細胞，其死亡方式途徑的改變，是自身抗原產生的重要來源[14]。中性粒細胞可通過多種途徑和通路限制T細胞介導的免疫抑制作用，比如通過PD-1/PD-L1通路產生的負向反饋調節。SLE患者外周血中性粒細胞表面的PD-L1呈高表達狀態，并隨病情的加重而增加，即活動組明顯高于穩定組，同時SLE患者PD-L1+中性粒細胞百分比與常用監測疾病活動指標中的SLEDAI、ANA、IgG和紅細胞沉降率(erythrocyte sedimentation rate, ESR)等呈正相關。這說明異常增加的PD-L1+中性粒細胞是機體為了防止過強的免疫應答造成組織損傷而產生的一種負反饋調節機制?？傮w而言，SLE患者外周血中性粒細胞表達PD-L1異常，與病情活動性和嚴重程度以及致病性抗體的產生有關[15-16]。

1.5 NK細胞NK細胞是固有免疫系統中重要的組成部分，是最早被募集至炎癥部位的免疫細胞之一，具有免疫監視、殺傷作用，可通過直接殺傷靶細胞，促進炎癥反應和調控細胞因子釋放等參與免疫調節。NK細胞各亞群在體內不同部位生長和成熟，發育途徑相似但也不盡相同，因此，在SLE疾病過程中對各靶器官功能影響和疾病表現形式不一可能與此有關[17]。SLE患者NK細胞PD-1表達水平顯著增高，且與炎癥指標ESR等呈正相關。同時，PD-1表達水平也與疾病臨床表現如發熱等呈正相關。這提示NK細胞表面高表達的PD-1或以介導其他通路的方式參與SLE的發病過程，而不通過負性共刺激分子發揮抑制作用，具體尚不明確[18]。

1.6 DCDC因其強大的抗原提呈作用被人們所熟知，同時在機體中還發揮著免疫應答和誘導免疫應答雙向調控的重要作用。SLE患者外周血中未成熟的DC由于存在自發活化的可能，即在未受到活化信號刺激的情況下，亦能自發高效提呈抗原，協同刺激T細胞增殖與分化，可使患者機體微環境中的免疫耐受狀態被破壞。機體受到外界刺激后，DC開始發揮其誘導免疫應答的作用，可通過向初始T細胞傳遞激活信號，使得靜息狀態下的初始T細胞被活化，誘導初始免疫應答，從而調控免疫反應和免疫耐受，作為橋梁在固有免疫與適應性免疫之間發揮連接作用[19-20]。Mozaffarian等[21]研究發現，SLE患者疾病活動期外周血中的單核細胞和DC表達PD-L1減少，疾病穩定期PD-L1表達上升，疾病再次活動時，PD-L1表達水平隨之下降，提示APC表面PD-L1的表達水平與SLE患者病情活動度密切相關。DC能通過表達PD-L1引起外周血T細胞耐受，而抗PD-L1抗體能增加成熟和不成熟DC刺激效應T細胞的能力，提示APC表面表達的PD-L1對外周免疫耐受及免疫應答均非常重要，同時可以抑制效應T細胞的功能，與SLE患者疾病進展相關[6]。DC的免疫耐受失衡可使T、B細胞異常激活，進而介導多器官、組織的損傷。DC是目前免疫抑制治療中最常用的靶細胞，使其停留在成熟前階段，并誘導其免疫耐受或可成為治療SLE的新潛在療法[22]。

2 PD-1/PD-L1在SLE病情活動中的作用

SLE是一種多系統、多器官受累的自身免疫性疾病。SLE發病涉及多種通路和機制并最終導致機體免疫調節的失衡，大量致病性自身抗體的產生造成組織損傷，而PD-1/PD-L1通路作為重要的免疫調節通路在其中發揮核心作用，通過連接各種不同的免疫細胞在SLE發病中發揮重要作用。

2.1 T/B細胞異?；罨龠M致病性自身抗體的產生SLE患者B細胞表面PD-L1在與PD-1結合后可通過其下游的免疫受體酷氨酸抑制基序(immunoreceptor tyrosine-based inhibitory motif, ITIM)和免疫受體酪氨酸轉換基序(immunoreceptor tyrosine-based switch motif, ITSM)磷酸化酪氨酸激酶Lyn，ITSM的α-氨基對羥苯丙酸殘基可通過SH2結構域募集含有SH2結構域的酪氨酸磷酸酶(SH2-containing tyrosine phosphatase, SHP)2，而SHP-2可使下游的信號分子包括Igα/β和脾臟酪氨酸激酶(spleen tyrosine kinase， Syk)進一步去磷酸化，最終減弱下游分子的活化水平[23]，抑制B細胞的活化。因此，SLE患者B細胞的異?；罨蛊浞置诖罅恐虏⌒宰陨砜贵w，機體正反饋調節B細胞表面PD-L1的表達發揮負性調控作用減少自身反應性B細胞對組織器官的損害。當疾病持續進展時，PD-L1被大量消耗后抑制作用減弱，不能延緩病情進展。同時，患者外周血CD4+、CD8+T細胞表面PD-1的高表達促進了T細胞增殖，形成異常免疫反應循環鏈，使CD4+及CD8+T細胞成為致病性T細胞。SLE患者體內B細胞通過共刺激分子的表達上調刺激T細胞，而激活的T細胞也可幫助自身反應性B細胞合成自身抗體[24]。

2.2 T/B細胞之間的相互作用加重自身免疫反應濾泡輔助性T細胞(T follicular helper cell, Tfh)是一類輔助性T細胞，可以持續表達CXCR5，在CXCR13(CXCR5的配體)的趨化作用下遷移至淋巴濾泡并高表達PD-1、誘導性共刺激分子(inducible costimulator, ICOS)；在生發中心通過其表達的ICOS與B細胞表面的ICOS配體結合，在Tfh自分泌或外分泌的IL-21的共同作用下，促進B細胞的增殖與分化[25]。生理條件下，PD-1/ PD-L1信號通路通過：(1)抑制Tfh介導的B細胞活化，從而減少抗體的生成；(2)通過招募的SHP-2阻止諸如Igβ、Syk、磷酸酶Cγ2和細胞外信號調節激酶1/2的磷酸化從而直接抑制B細胞的活化和細胞因子的分泌[26]。因此，PD-1/PD-L1分子或可通過加強CD4+T細胞與B細胞之間的相互作用抑制適應性免疫亢進及病理性自身抗體產生，延緩患者病情的進展[27]。

2.3 T細胞過度激活導致免疫反應負調控機制失衡正常情況下，活化T細胞表面的PD-1可識別并結合DC、單核-巨噬細胞等APC表面的PD-L1，活化PD-1/PD-L1通路，繼而引起PD-1自身結構改變發揮負性調節效應。其下游的ITSM招募并激活SHP-1或SHP-2，從而抑制ZAP-70磷酸化，并阻止其與CD3ε結合，使Ras-MAPK以及鈣-鈣調素途徑的作用減弱，導致激活蛋白-1、活化T細胞核因子和核因子κB這3個轉錄因子的表達水平下降，最終使T細胞增殖、分化和細胞因子分泌受到抑制[26，28]。因此，疾病進展時，起初APC上調PD-L1的表達，以此抑制T細胞過度激活，但持續的病情活動使得PD-L1被大量消耗，傳遞給T細胞的負性信號減弱，因此T細胞處于過度激活狀態，造成組織器官損害；同時該通路還能影響許多細胞因子的分泌，如下調IL-2和IFN-γ的分泌，一定程度上下調了機體免疫應答水平，提示PD-1/PD-L1途徑可能提供了T細胞活化的負性共刺激信號[29]。

2.4 PD-L1+中性粒細胞、NK細胞參與SLE疾病抑制及發病全過程中性粒細胞可通過產生精氨酸酶1、活性氧類及負反饋調節作用等抑制T細胞介導的免疫抑制作用，因此異常增多的PD-L1+中性粒細胞可視為機體產生的一種負反饋調節產物[15]。SLE患者外周血中固有免疫細胞中的中性粒細胞及NK細胞表面可見PD-L1及PD-1高表達，并隨病情程度的加重而增加，均與SLE患者病情活動情況密切相關。而SLE的發病涉及全身多系統、多器官，經歷了靶器官自身抗體釋放、次級淋巴器官參與、免疫細胞歸巢至各個靶器官/組織以及后續組織損害，整個過程中都有NK細胞的參與。在疾病初始，NK細胞作為最早到達炎癥部位的細胞之一，就已經開始發揮作用。因此，早期對NK細胞及其表面PD-1分子的監測可能對于SLE的病情活動以及預后提示均有幫助[17]。

3 結語

總體而言，生理狀態下及疾病初始階段，PD-1/PD-L1通路主要協同多種免疫細胞、細胞因子發揮負性調節作用，避免過強的免疫應答造成的組織損害。但當疾病持續進展時，機體的免疫系統不足以控制病情進展，免疫調節出現紊亂，大量免疫因子包括PD-L1等被消耗，傳遞給T、B細胞的抑制性信號減弱，持續活化的T、B細胞產生大量致病性自身抗體，加速病情進展，最終造成嚴重的組織器官損傷。因此，早期監測PD-1/PD-L1在各細胞表面表達水平的變化可為SLE疾病進展及患者預后提供參考，甚至是治療靶點。但PD-1/PD-L1在SLE患者體液免疫、細胞免疫及固有免疫系統中的具體作用機制及相關細胞因子功能，在未來還需更多的研究一一揭示。