OX40/OX40L在免疫应答中的作用及与疾病关系的研究进展:G71中L作用

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  【关键词】 OX40/OX40L;协同刺激;免疫应答      OX40/0X40L是一对重要的协同刺激分子,在机体的免疫应答和多种疾病中起重要作用,通过干预其相互作用所进行的免疫治疗已在许多动物模型上取得非常好的疗效,这为今后的临床治疗提供了理论和实验基础。
  机体的免疫应答过程中, OX40/OX40L是重要的共刺激分子,其相互作用能促进CD+4T细胞的活化、增殖、迁移,延长其寿命,并促进生发中心的形成和DC的分化成熟,OX40L能协同刺激T细胞的活化,促进B细胞产生高效价抗体和类别转换,介导OX40�+T细胞向炎性反应部位浸润。随着对OX40/OX40L在免疫应答中作用的深入研究,它们一些新的作用以及与疾病的关系逐渐被阐明,本文将对其近期研究进展作一综述。
  
  1 OX40/OX40L协同刺激在免疫应答中的作用
  
  1.1 OX40、OX4OL的生物学特征 OX40(CD134)是TNF超家族成员之一,为I型跨膜糖蛋白。人OX40基因于1994年克隆,长约1.4 kb,编码277个氨基酸,位于1号染色体lp36[1]。OX40的表达谱局限于活化的CD+4和CD�+�8T细胞表面,且以CD+4T细胞为主。人OX40配体(OX40L/ CD 134L)1991年由Miura等[2]克隆,含183个氨基酸(胞外139个氨基酸, 跨膜21个氨基酸,胞内23个氨基酸),属TNF家庭成员,为Ⅱ型跨膜糖蛋白。OX40L基因长约lkb,位于1q25。
  1.2 OX40/OX40L的生物学功能 OX40/OX40L通过3个阶段参与免疫应答:①在淋巴结,OX40/OX40L相互作用而活化的CD+4T细胞移行到B滤泡区,促进生发中心形成和抗体分泌;②OX40/OX40L信号促使CD+4T细胞等炎症细胞进入血流中,再移行到炎性反应部位;③组织来源的OX40L+APC在局部组织结导CD4+T细胞性的炎性反应[3]。
  
  2 OX40/OX40L协同刺激在疾病中的作用
  
  2.1 与乳腺癌的关系 乳腺癌是我国女性最常见的恶性肿瘤之一。施勤等[4]实验发现OX40、OX40L在乳腺癌中的阳性表达与病理分级、瘤块大小有关(P<0.05),且OX40表达随着瘤块的增大阳性率增高,随病理分级的升高而降低;OX40L阳性表达率随着瘤块的增大而递减,随病理分级的升高而增高。OX40、OX40L在乳腺癌中的阳性表达均与肿瘤瘤块大小有关(P<0.05),二者表现相反的趋势。
  异常表达于肿瘤细胞上的OX40分子可能不仅与淋巴细胞上OX40L分子结合,还与邻近的肿瘤细胞,甚至是自身的OX40L分子结合,一方面形成环路,通过类似OX40�+T细胞生存期延长机制,拮抗肿瘤细胞凋亡;另一方面封闭肿瘤细胞上的OX40L,干扰或阻断肿瘤细胞为细胞毒T细胞(CTL)或肿瘤浸润性淋巴细胞(TIL)提供的协同刺激信号,逃避CTL或TIL对它的细胞毒杀伤作用,最终造成肿瘤的增殖和瘤块的扩大。正常的乳腺组织不表达OX40L,可能是由于多种机制和免疫网络调节的结果。当细胞发生非典型增生时,细胞启动自我免疫保护机制,上调表达OX40L,可与T细胞上的OX40结合,从而为T细胞参与抗肿瘤免疫提供活化信号。因此在乳腺肿瘤中表现为OX40L分子的阳性表达率与瘤块的大小有关,瘤块大的OX40L的阳性率反而降低,不利于激发T细胞对肿瘤细胞的杀灭。
  2.2 与炎性肠病的关系 炎性反应性肠病(IBD)是一类病因不明的慢性肠道炎症性疾病,主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD)。研究已证实T细胞异常活化且功能发生紊乱,使IBD的肠黏膜固有层激活的CD4+T细胞分泌大量的炎性因子,最终导致肠道炎性反应发生和持续存在。
  目前,对OX40/OX40L的相互作用进行干预,在动物模型的研究中也已取得非常好的疗效。Higgins等[5]的研究显示,TNBS诱导的肠炎小鼠或IL-2敲除的特发性肠炎的小鼠中,给予OX40-IgG融合蛋白可抑制脾细胞和淋巴结T细胞的增殖,减少T细胞的浸润,并可减少α-肿瘤坏死因子(TNF-α)、白介素-1(IL-1)、IL-12和γ-干扰素(IFN-γ)的分泌,从而改善两种IBD鼠模型的肠炎症状。同样, Florian等[6]的研究显示,OX40-IgG 鼠融合蛋白可明显减轻葡聚糖硫酸钠(DSS)鼠模型慢性肠道炎症的病理改变,并呈剂量依赖性。最近,Totsuka等[7]用SCID鼠导致CD模型的研究表明,抗OX40L单克隆抗体能减少CD4+T细胞在结肠的浸润和抑制肠粘膜固有层CD+4T细胞分泌IFN-γ、IL-2和TNF-α。联合抗OX40L单克隆抗体和抗TNF-α单克隆抗体可进一步提高疗效。研究结果表明,OX40/0X40L分子的相互作用在T细胞介导的慢性结肠炎中起中枢性作用。阻断OX40L,特别是与阻断TNF-α联合应用可能为克罗恩病的干预治疗提供新的途径。
  2.3 与冠心病的关系 冠心病被认为是目前世界上主要的致死性疾病,动脉粥样硬化是导致冠心病的病理基础。OX40/OX40L与动脉粥样硬化的关系开始受到重视,Paigen的实验室通过对十余种基因型的小鼠给予高脂饮食诱导动脉粥样硬化动物模型,发现C57BL/6(B6)鼠具有易感性,而C3H/He(C3H)和BALB/c的小鼠不易感染,从而筛查出第一个动脉粥样硬化的易感基因区域,定名为Athl(atherosclerosis susceptility 1)。其后的研究中他们进一步把Athl限定在1号染色体上,包括OX40L等[8]。动物模型验证,OX40L基因敲除小鼠在高脂饮食中表现出对动脉粥样硬化的抵抗,与对照组比较差异有显著性。而TNFSF4基因过表达的小鼠则更容易患上动脉粥样硬化疾病。OX40L成为目前动物实验证据最充分的动脉粥样硬化的易感基因。
  OX40L基因的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)与心肌梗死的关系研究中也提示OX40L和急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)有关。在斯德哥尔摩冠状动脉粥样硬化风险因素(stockholm coronary atherosclerosis risk factor,SCARF )研究中,研究者开始检测一个TNFSF4(编码OX40L的基因)的SNP,发现与正常对照组比,心肌梗死患者组一个少见的等位基因(G)出现的频率差异有显著性。Ria等[9]也报道了OX40在AMI人群中的基因证据,虽然OX40基因序列比较保守,而且基因变异相对少见,但是在AMI人群中也发现OX40的一个变异基因出现的频率较正常人群显著增高。
  大量临床研究证实,动脉粥样硬化的各个时期均有不同程度的淋巴细胞浸润,且以T细胞为主,主要是CD+4T细胞。抗原特异性T细胞的活化需要双信号刺激,协同刺激分子是活化的第二信号,激活Th细胞并且促进细胞因子的释放[10]。OX40L在小鼠实验中被认为有致动脉粥样硬化的作用,TNFSF4基因(编码OX40L的基因)敲除小鼠在高脂饮食中表现出对动脉粥样硬化的抵抗[11]。不同实验模型表明OX40主要表达在炎性浸润部位的T细胞上。而在非炎性部位几乎不表达。Wang等[12]在检测载脂蛋白E基因缺乏小鼠的时候发现,在动脉粥样硬化的脂质斑块病变部位的巨噬细胞、平滑肌细胞以及淋巴细胞中均可用免疫组织化学的方法检测到OX40L,但是在坏疽的脂质斑块核心几乎不能检测出OX40L。这提示OX40/OX40L参与动脉粥样硬化形成的炎症过程。国内王燃燃等[12]研究中首次发现ACS和SCHD患者血浆中sOX40L的水平显著高于正常人群,同时ACS患者血浆sOX40L浓度较SCHD患者高,但未达到统计学差异。这提示OX40L可能对ACS有预测价值,进一步证实需要加大样本数来验证。这一人体结果和动物试验均支持OX40L在动脉粥样硬化发生发展和并发症的产生中起重要作用。
  2.4 与过敏性哮喘的关系 哮喘是一种以嗜酸粒细胞浸润为主要病理学特征的慢性气道变应性炎症。过敏性哮喘的发病机制中,CD+4T细胞以其分泌的Th2类细胞因子参与了慢性气道炎性反应的启动和持续过程,成为介导嗜酸粒细胞炎症和气道高反应的主要炎性细胞。CD+4T细胞的增殖活化需要两个刺激信号,除了B7-CTLA4/CD28和CD40/CD40L(CDI 54)两对共刺激分子外,OX40及其配体OX40L是又一对在T细胞初次和再次应答中发挥重要作用的共刺激分子[13],它们对于维持CD+4T细胞的增殖、存活、记忆性T细胞的形成和Thl、Th2分化起到关键作用,从而在哮喘的发病过程中占重要地位。
  Thl/Th2亚群数目和(或)功能比例失衡是哮喘最重要的免疫学异常,表现为Th2亚群数目增多和功能亢进,Thl亚群数目减少和功能降低。其中Th2亚群主要分泌IL-4、IL-5、IL-10、IL-13和GM-CSF(粒细胞巨噬细胞集落刺激因子)等细胞因子,诱导体液免疫,但其不产生IL-2和IFN-γ。正常情况下,ThO细胞按一定比例分别向Thl和Th2分化。在哮喘发病过程中,Th0细胞向Thl或Th2亚群分化时受抗原种类、剂量、APC种类、局部细胞因子微环境、T细胞表面接受的刺激信号和遗传因素等的影响,可使Thl/Th2亚群在数目和功能方面比例失衡,导致Th2类细胞因子表达和释放增强,体内便出现以IL-4为代表的Th2类细胞因子强势状态。IL-4能激活B细胞使之产生IgE,激发分布于中、小支气管黏膜内的肥大细胞脱颗粒,释放多种炎性介质,导致气道痉挛和阻塞。Jember等通过实验证明,阻断CD28/B7只能部分控制过敏性哮喘,OX40/OX40L之间的配接在其中也发挥重要作用。他们发现OX40 (-/-)小鼠产生Th2反应(以高水平IL-4、IL-5及IgE为特征)能力受损,且肺部炎症减轻(包括减少了80%~90%的嗜酸粒细胞及黏液分泌,杯状细胞增生减少),同时气道反应性亦明显降低。Salek-Ardakani等研究发现记忆性CD+4T细胞上表达OX40。已致敏的动物在吸人雾化抗原时阻断OX40/OX40L通路,能抑制肺引流淋巴结和肺组织中记忆性T细胞的积累和长期存活,阻止嗜酸粒细胞产生、气道高反应的形成及黏液的分泌,还能阻止Th2类细胞因子的产生。说明OX4O/OX4OL的信号传递在记忆性Th2细胞调控的特应性肺炎(哮喘)中发挥关键作用。因此,通过阻断OX40/OX40L等信号传递将成为哮喘治疗的研究热点和方向。
  2.5 与HIV感染的关系 OX40可促进T细胞内HIV-1的转录和增殖:将OX40转染HIV-1慢性感染的细胞ACH-2表面持续表达OX40,并与表面稳定表达OX40L的小鼠细胞SV-T2进行共育,结果表明ACH-2细胞内的HIV-1病毒大量增殖。但如果将HIV-1病毒长末端重复序列上的κB结合位点去除,同样是让OX40和OX40L结合,却无法使HIV-1病毒增殖,其可能机制是通过OX40胞内转导途径激活了NF-κB的表达,NF-κB结合HIV-1长末端重复序列上的NF-κB结合位点,从而使HIV一1的转录加强。更为有意思的是,最近发现FIV(引起猫科动物免疫缺陷病毒)正是通过OX40进入猫科动物T细胞的。
  2.6 与移植排斥的关系 OX40/OX40L无论是在GVHD还是在HVGD中都发挥着重要作用。研究发现:在接受骨髓移植的22个患者中,发生慢性GVHD的患者,其外周血中OX40�+CD+4T细胞和OX40�+CD�+�8T细胞数与未发病者比较明显上升,并且OX40�+在CD+4T细胞和CD�+�8T细胞上表达的高低和疗效及预后密切相关,而在HVGD中,OX40所起的作用就更为明显。研究表明,在用阻断CD28/B7、CD40/CD154的方法来治疗移植排斥反应无效的小鼠模型中若加入拮抗型OX40L单抗以阻断OX40/OX40L的信号传导,能明显延长移植物的存活时间,而此效应是阻断其他相关共刺激分子所无法达到的。病理分析进一步显示,阻断OX40/OX40L可使移植物免受因大量淋巴细胞浸润而导致的组织损伤。
  
  3 结论
  
  OX40/OX40L的协同刺激作用在机体的免疫应答和多种疾病中起重要作用,干预OX40/OX 40L途径已经作为治疗许多临床慢性炎性反应性疾病的目标之一,随着对其免疫学生物特性及功能的了解,将在临床免疫中得到更有效地应用。
  
  参考文献
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