AS免疫机制学习课程

1、2005-8-151一、前 言 ASAS病变的炎症性质以及一系列炎性因子在ASAS病变形成中的关键作用几已成为共识。 但数以百计的危险因素如何启动炎症过程而促成ASAS病变发生发展却还是个未解的问题。 天然免疫的模式识别理论的提出将开辟ASAS病变发生发展机理研究的新领域。第1页/共55页第一页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-152二、天然免疫模式识别理论要点 美国免疫学家JanewayJaneway提出天然免疫的模式识别理论，强调天然免疫对获得性免疫的指导和调控作用，指出抗原递呈细胞（APCAPC）是紧密地连接天然免疫与获得性免疫的桥梁。 天然免疫系统通过APCAPC上的模式识别

2、受体(PRR)(PRR)识别病原相关分子模式(PAMP)(PAMP)，区别“自己”与“非己”及无害“非己”和病原体相关“非己”, ,并籍抗原递呈和共刺激信号两个环节赋予获得性免疫识别“自己”“非己”的能力。第2页/共55页第二页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-153病原相关分子模式病原相关分子模式（p pathogen-associated molecular patternathogen-associated molecular pattern） PAMPPAMP是指一大组或某几大组病原体所共有的一种分子模式(molecule pattern)(molecule pattern)

3、，而非某一特定结构。 PAMPPAMP是病原体的保守结构成分且对其生存是必要的, ,如发生突变, ,将使病原体死亡或丧失致病性。 PAMPPAMP不同于宿主机体自身成分。 第3页/共55页第三页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-154 Janeway提出模式识别理论，将天然免疫针对的主要靶分子信号称为病原相关分子模式（Pathogen-associated molecular pattern,PAMP），将其相应的识别受体称为模式识别受体（pattern recognition receptor,PRR）。 PAMP主要指广泛存在于病原体细胞表面的分子标志，如酵母细胞壁上的甘露糖、以

4、及各种细菌的细胞壁成分如脂多糖、多肽糖、胞壁酸等，这些分子在进化过程中都趋于保守。第4页/共55页第四页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-155模式识别受体模式识别受体(pattern recognition receptor)(pattern recognition receptor) 与PAMPPAMP相应的识别受体称为模式识别受体（PRRPRR）。 已克隆的PRRPRR大多属于TollToll样受体(TLRs)(TLRs)家族, , 清道夫受体特别是SR-A1SR-A1也具有PRRPRR功能。 TLRsTLRs广泛表达在各种淋巴细胞表面，包括非特异性免疫细胞巨噬细胞、中性粒细胞

5、、肥大细胞，和特异性免疫淋巴细胞和淋巴细胞。 其中单核细胞分化的树突状细胞是唯一表达所有5 5种TLRTLR的细胞, ,也是唯一表达TLR3TLR3的细胞。 第5页/共55页第五页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1561.1.病原微生物感染 相关病原体的研究包括肺炎衣原体、幽门螺旋杆菌、单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、肝炎病毒等。相关病原体的研究包括肺炎衣原体、幽门螺旋杆菌、单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、肝炎病毒等。 其中肺炎衣原体在其中肺炎衣原体在ASAS斑块发生中的作用已有较多研究，但现在认为单一的病原体感染在斑块发生中的作用已有较多研究，但现在认为单一的病原体感染在ASAS中的作用可能

6、很中的作用可能很小，而多重感染并存则是影响心血管疾病的重要因素。小，而多重感染并存则是影响心血管疾病的重要因素。 第6页/共55页第六页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-157内毒素的作用Control GroupEndotoxin Group第7页/共55页第七页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-158GroupvWF(%) tPA activity PAI activity (Iu/mg protein) (Au/mg protein)Endotoxin0.5560.048* 0.2270.048*5.360.28*Control0.1000.050 0.6430.08

7、01.250.40* P0.05 compared with control.内毒素对内皮细胞功能的影响第8页/共55页第八页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-159ControlCoronary Artery from Patient 肺炎衣原体第9页/共55页第九页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1510Percentage of IntrocellularPercentage of IntrocellularCholesterol esterCholesterol ester12.612.636.836.854.878

8、.30 02020404060608080100100A1A1A2A2B1B1B2B2C1C1C2C2GroupGroupCE/TC(%)CE/TC(%)A1: ControlA2: 106 IFUs/L AR-39B1: 10 mg/L LDLB2: 10 mg/L LDL+ 106 IFUs/L AR-39C1: 10 mg/L oxLDLC2: 10 mg/L oxLDL+ 106 IFUs/L AR-39肺炎衣原体对细胞胆固醇蓄积的影响肺炎衣原体对细胞胆固醇蓄积的影响第10页/共55页第十页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1511A1:A1:对照组对照组 A2:cpn A2

9、:cpn B1:LDL B2:LDL+cpn B1:LDL B2:LDL+cpn C1:ox-LDL C2: ox-LDL +cpnC1:ox-LDL C2: ox-LDL +cpn肺炎衣原体对肺炎衣原体对C57 BL/6JC57 BL/6J小鼠腹膜巨噬细胞泡沫化的影响小鼠腹膜巨噬细胞泡沫化的影响第11页/共55页第十一页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1512多重感染并存多重感染并存 流行病学资料显示，冠心病患病危险度与感染病原体的种类多少相关，而且存在多种感染是冠心病患者发生心肌梗死的独立危险因素。 现在认为单一的病原体感染在AS中的作用可能很小，而多重感染并存则是影响心血管疾

10、病的重要因素。Circulation. 2001;103:45-51.Prospective Study of Pathogen Burden and Risk of Myocardial Infarction or Death第12页/共55页第十二页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1513 2.2.氧化修饰低密度脂蛋白 A 对照组 B 实验组小鼠腹腔巨噬细小鼠腹腔巨噬细胞胞猪主动脉平滑猪主动脉平滑肌细胞肌细胞第13页/共55页第十三页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1514人U937细胞透射电镜照片人外周血单核巨噬细胞人THP-1细胞第14页/共55页第十四页，编辑

11、于星期五：十一点 一分。2005-8-1515Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 92, pp. 3893-3897, April 1995T lymphocytes from human atherosclerotic plaques recognize oxidized low density lipoprotein第15页/共55页第十五页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1516 ASAS患者血清和斑块可检测到患者血清和斑块可检测到oxLDLoxLDL抗体。抗体。 斑块中分离出的斑块中分离出的CD4CD4+ + T T 细胞可识别细胞可识别oxLD

12、LoxLDL。 oxLDLoxLDL抗体可分为抗体可分为IgGIgG和和IgMIgM型。型。IgGIgG抗体水平增高与抗体水平增高与ASAS病变程度加重相关，而病变程度加重相关，而IgMIgM型型oxLDLoxLDL抗体与抗体与ASAS病变呈病变呈负相关。负相关。第16页/共55页第十六页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1517 用用 o x L D Lo x L D L 免 疫 兔 可 减 少免 疫 兔 可 减 少4 0 %4 0 %50%AS50%AS病变，在病变，在apoEapoE和和LDLRLDLR敲敲除小鼠的研究中也获得类似结果。除小鼠的研究中也获得类似结果。 Shaw

13、Shaw 等人用肺炎链球菌感染等人用肺炎链球菌感染LDLRLDLR缺乏小鼠，诱导小鼠体缺乏小鼠，诱导小鼠体内高水平内高水平IgMIgM型型oxLDLoxLDL抗体产生。抗体产生。伴随脾脏内伴随脾脏内B B淋巴细胞持续分泌淋巴细胞持续分泌IgMIgM增高，增高，ASAS病变程度降低。病变程度降低。 用用apoB-100apoB-100肽链免疫肽链免疫apoEapoE缺缺陷小鼠，可减少陷小鼠，可减少60%60%的的ASAS病变病变形成，并特异性增加形成，并特异性增加IgGIgG抗体水抗体水平平77。Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2003;23:879-884.Inh

14、ibition of Atherosclerosis in ApoE-Null Mice by Immunization with ApoB-100 Peptide Sequences第17页/共55页第十七页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1518 斑块内的OxLDL可影响DC的成熟和活化，氧化过程产生的溶血磷脂酰胆碱（LPCLPC）可直接通过G蛋白偶联受体途径诱导DC成熟。 oxLDL还可以增加DC表面呈递抗原以及协同信号分子的表达。The Journal of Immunology, 2002, 169: 16881695. Mature Dendritic Cell Gen

15、eration Promoted by Lysophosphatidylcholine第18页/共55页第十八页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-15193.3.热休克蛋白 HSPHSP可与多种抗原肽结合产生免疫原性，诱导抗原特异性免疫反应。Berberian 最先报道在人类和兔斑块中存在HSP70，而且HSP的分布与斑块中细胞坏死、脂质聚集相关。 Kleindienst 研究表明颈动脉的内皮细胞、平滑肌细胞和单核细胞HSP60表达量与ASAS严重程度呈正相关。斑块中大量存在的T淋巴细胞对HSP60/65可发生特异性反应。 临床研究也表明HSP60抗体与冠状动脉疾病严重程度相关，是冠

16、脉临床事件发生的重要危险因素。 Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2002;22:1547-1559.Role of Heat Shock Proteins in Atherosclerosis第19页/共55页第十九页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1520 微生物HSP65/60HSP65/60和人HSP60HSP60的抗体之间存在交叉反应，抗微生物HSP65/60HSP65/60的抗体可以引发自身免疫反应。 除了广泛关注的肺炎衣原体和巨细胞病毒编码HSP60HSP60与人HSP60HSP60分子模拟作用。 除上述交叉反应引起免疫反应外，HSPHSP

17、可被TLR4TLR4识别通过天然免疫在ASAS发生中发挥关键作用。Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2002;22:1547-1559.Role of Heat Shock Proteins in Atherosclerosis第20页/共55页第二十页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-15214.4.2糖蛋白I I 2糖蛋白是一种含326个氨基酸的血浆蛋白，主要合成部位在肝脏，一般以游离形式存在于血浆，少量与脂质结合。 2GpI是抗磷脂综合症（APS）的主要抗原。多种炎症性疾病，包括AS、狼疮、APS血浆中都能检测到抗2GpI抗体，人AS斑块内也检测到2

18、GPI。 DOMAIN STRUCTURE OF 2-GLYCOPROTEIN I 第21页/共55页第二十一页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1522 GeorgeGeorge用人2 2GpIGpI免疫LDLRLDLR-/-/-鼠，抗2 2GpIGpI抗体显著增高，血管内皮下较多CD4CD4+ +T T细胞浸润，ASAS斑块形成明显加快。 用2 2GpIGpI免疫apoEapoE-/-/-鼠也同样显示斑块形成速度加快，抗2 2GpIGpI抗体水平增高。Circulation. 1998;98:1108-1115.Induction of Early Atherosclerosis

19、 in LDL-ReceptorDeficient Mice Immunized With b2-Glycoprotein I第22页/共55页第二十二页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1523 用2 2GpIGpI免疫普通小鼠，再将其淋巴结和脾脏处的淋巴细胞注入LDLRLDLR-/-/-小鼠的腹腔，发现LDLRLDLR-/-/-小鼠早期ASAS斑块增加。说明2 2GpIGpI通过淋巴细胞在动脉粥样硬化的形成中发挥作用。 Circulation. 2000;102:1822-1827.Adoptive Transfer of b2-Glycoprotein IReactive Ly

20、mphocytes Enhances Early Atherosclerosis in LDL ReceptorDeficient Mice第23页/共55页第二十三页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1524四、ASAS与天然免疫 天然免疫是机体的第一道防线，它通过天然免疫效应细胞和效应分子发挥作用。 天然免疫效应细胞包括单核/ /巨噬细胞、NKNK细胞，树突状细胞、肥大细胞、B1B1细胞等； 天然免疫效应分子则有炎症介质、补体等。 单核/ /巨噬细胞在ASAS发病中具有重要地位，其他效应细胞同样可能发挥一定作用。第24页/共55页第二十四页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-

21、8-1525 KristinaKristina用半定量PCRPCR和免 疫 组 化 方 法 发 现 ，人ASAS斑块中TLR1TLR1、TLR2TLR2、TLR4TLR4表达明显增加，同时也伴随有NF-NF-B B的表达。 推测TLRsTLRs在斑块炎症活化过程中天然免疫机制发挥作用。Circulation. 2002;105:1158-1161.Expression of Toll-Like Receptors in Human Atherosclerotic Lesions: A Possible Pathway for Plaque Activation第25页/共55页第二十五页，编辑

22、于星期五：十一点 一分。2005-8-1526 TLRTLR信号转导 TLRTLR和PAPMsPAPMs结合后形成二聚体, ,随后转接蛋白MyD88MyD88通过C C末端的Toll/IL-1RToll/IL-1R（TIRTIR）结构域与TLRTLR的胞内段相互作用，介导LPSLPS诱导的单核细胞或内皮细胞NF-BNF-B活化，激活细胞因子基因转录，介导共刺激信号B7B7分子表达，进而通过APCAPC而活化细胞。 TLRTLR细胞内信号传导分子MyD88MyD88参与ASAS进程。MyD88MyD88缺乏可使斑块面积缩小，脂质成分降低，促炎介质以及细胞因子和趋化因子如IL-IL-1212和MC

23、P-1MCP-1的表达减少。第26页/共55页第二十六页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1527 Frank Frank 分别以野生型牙龈卟啉单胞菌和毒性减弱的牙龈卟啉单胞菌菌毛缺失突变体(FimA-)(FimA-)感染apoE-/-apoE-/-小鼠。感染野生型牙龈卟啉单胞菌的apoE-/-apoE-/-小鼠ASAS斑块增加，主动脉壁TLR2TLR2和TLR4TLR4表达上调； 而后者尽管在apoE-/-apoE-/-小鼠血液和主动脉弓组织内检测到FimA-FimA-突变株存在，但是没有出现TLRsTLRs表达上调，斑块病变无明显进展； 提示由TLRsTLRs介导的天然免疫在AS

24、AS发展中发挥重要作用。Circulation. 2004;109:2801-2806.) Innate Immune Recognition of Invasive Bacteria Accelerates Atherosclerosis in Apolipoprotein EDeficient Mice第27页/共55页第二十七页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1528清道夫受体巨噬细胞清道夫受体在生物学方面的最新进展是发现，它既能识别感染性非自身物质（病原体），又能识别修饰后自身物质(凋亡样细胞和修饰后LDL)，是模式识别受体家族中的一员。 AS斑块内的巨噬细胞表达大量清道夫

25、受体。特别是SR-A，在天然免疫，凋亡样细胞的清除，以及组织自稳态方面也发挥着重要作用。第28页/共55页第二十八页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1529SR-A1SR-A1转基因鼠 转转SR-A1SR-A1的的C57BL/6C57BL/6小鼠喂养高脂饲料小鼠喂养高脂饲料2424周周后，主动脉瓣膜附着后，主动脉瓣膜附着处血管壁增厚，明显处血管壁增厚，明显的粘液样变性，冠脉的粘液样变性，冠脉内膜增厚，泡沫细胞内膜增厚，泡沫细胞聚集、中膜粘液样变聚集、中膜粘液样变性；主动脉苏丹性；主动脉苏丹染色染色表明有明显的脂纹形成。表明有明显的脂纹形成。第29页/共55页第二十九页，编辑于星期五

26、：十一点 一分。2005-8-1530Control grouptransgenic groupTransgenic highcholesterol groupHigh cholesterol group第30页/共55页第三十页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1531小鼠主动脉粥样硬化斑块小鼠主动脉粥样硬化斑块 第31页/共55页第三十一页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1532SR-ASR-A对对ox-LDLox-LDL诱导诱导TPH-1TPH-1细胞细胞MMP-9MMP-9表达的影表达的影响响 明胶酶谱MMP-9活性1 1：对照2 2：OX-LDLOX-LDL3

27、3：OX-LDL+SR-AOX-LDL+SR-A正义寡核苷酸4 4：OX-LDL+ SR-AOX-LDL+ SR-A反义寡核苷酸5 5：OX-LDL+ SR-AOX-LDL+ SR-A抗体01002003004005001234512354第32页/共55页第三十二页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1533明胶酶谱MMP-2活性020406080100120140123451 1：对对照照2 2：O OX X- -L LD DL L3 3：O OX X- -L LD DL L+ + S SR R- -A A正正义义寡寡核核苷苷酸酸4 4：O OX X- -L LD DL L+ +

28、S SR R- -A A反反义义寡寡核核苷苷酸酸5 5：O OX X- -L LD DL L+ + S SR R- -A A抗抗体体12345SR-ASR-A对对ox-LDLox-LDL诱导诱导TPH-1TPH-1细胞细胞MMP-2MMP-2活性影响活性影响第33页/共55页第三十三页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1534SR-SR-对对ox-LDLox-LDL诱导诱导TPH-1TPH-1细胞细胞TIMP-1TIMP-1表达的影表达的影响响 1：对照2：OX-LDL3：OX-LDL+ SR-A正义寡核苷酸4：OX-LDL+ SR-A反义寡核苷酸5：OX-LDL+ SR-A抗体12

29、345010020030040050012345第34页/共55页第三十四页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1535肥大细胞 肥大细胞表达Fc-RFc-R，Fc-RFc-R，TLR-2TLR-2，TLR-4TLR-4，作为微环境感应细胞在天然免疫和获得性免疫都起直接作用。 外源凝集素、补体活化产物C5a、C3a等多种刺激物均可通过Fc-激活肥大细胞。促进肥大细胞脱颗粒。 活化的肥大细胞脱颗粒释放大量生物活性物质，包括血管活性物质、中性蛋白酶、炎症因子和生长因子等，促进AS病变形成和破裂。第35页/共55页第三十五页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1536Circulat

30、ion. 1996;94:2787-2792.) Mast Cells in Rupture-Prone Areas of Human Coronary Atheromas Produce and Store TNF- 第36页/共55页第三十六页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1537透射电镜透射电镜甲苯胺蓝甲苯胺蓝染色染色第37页/共55页第三十七页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1538 对照组 实验组 主动脉病变HE染色 实验组 主动脉甲苯胺蓝染色Compound48/80Compound48/80对对apoEapoE基因敲除鼠主动脉斑快的影响基因敲除鼠主动脉斑

31、快的影响第38页/共55页第三十八页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1539 虽然NK细胞存在于斑块处的直接证据很少，但最近报道NK细胞功能抑制时，LDLR-/-小鼠体内AS病变减少，NK细胞可能有致AS的作用。 Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004;24:1049-1054.Depletion of Natural Killer Cell Function Decreases Atherosclerosis in Low-Density Lipoprotein Receptor Null Mice第39页/共55页第三十九页，编辑于星期五：十一点

32、 一分。2005-8-1540五、ASAS与抗原呈递细胞 APC在连接天然免疫和获得性免疫中起桥梁作用，它能摄取、加工、处理抗原并将抗原信息呈递给淋巴细胞，促使特异性淋巴细胞活化，产生获得性免疫应答。 巨噬细胞、树突状细胞、B淋巴细胞是专职抗原呈递细胞，内皮细胞、成纤维细胞、上皮及间皮细胞等抗原呈递作用较弱，为非专职性抗原呈递细胞。 第40页/共55页第四十页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1541 获得性免疫应答需要双信号启动，即特异性抗原的刺激和来自抗原递呈细胞的共刺激信号，这些信号多要APC APC 特别走DCDC提供。 APCAPC通过其PRRPRR的模式识别作用内在化病原

33、体，并将其加工成MHCMHC：肽复合物，之后递呈给ThTh细胞，并且只有在将某一物质识别为有害物后才表达共刺激信号7 7分子。 第41页/共55页第四十一页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1542 人和鼠AS斑块均可检测到DC，并且DC与T淋巴细胞同时存在于易破裂的斑块肩部。 DC还可能通过抗原呈递作用刺激T淋巴细胞活化，影响斑块的稳定性。 DCDC在摄取微环境中的抗原后进一步分化成熟，促进 T T淋巴细胞活化，激活获得性免疫反应。J Pathol. 2002 Dec;198(4):511-6.Human atherosclerotic plaques express DC-SIG

34、N, a novel protein found on dendritic cells and macrophages.第42页/共55页第四十二页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1543六、ASAS与获得性免疫第43页/共55页第四十三页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1544 Zhou等将apoE-/-鼠与scid/scid免疫缺陷小鼠杂交其后代小鼠大动脉斑块面积与apoE-/-鼠相比减少73，而将apoE-/-鼠CD4T细胞移植到apoE-/-/scid/scid小鼠体内，斑块增加164。 Circulation. 2000;102:2919-2922. Tran

35、sfer of CD41 T Cells Aggravates Atherosclerosis in Immunodeficient Apolipoprotein E Knockout Mice第44页/共55页第四十四页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1545七、AS临床事件与免疫反应 免疫细胞在斑块部位的聚集，提示免疫在AS发展和转归中起作用。 Yuri 发现，NKT细胞和DC在AS斑块肩部聚集， CD1+NKT细胞参与AS斑块的破裂，推测NKT细胞和DC间存在直接的联系，共同参与AS斑块破裂过程。J Histochem Cytochem. 2005 Jun;53(6):781

36、-5.Co-accumulation of dendritic cells and natural killer T cells within rupture-prone regions in human atherosclerotic plaques.第45页/共55页第四十五页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1546 而INF-抑制胶原合成，抑制SMCs增殖，还可以与TNF-和IL-1一起促进SMCs凋亡，使纤维帽变薄，易于破裂。 免疫介质可通过调节基质金属蛋白酶、组织蛋白酶和肥大细胞蛋白水解酶可降解纤维帽胶原的释放影响斑块的稳定。 第46页/共55页第四十六页，编辑于星期五：

37、十一点 一分。2005-8-1547 人AS晚期病变中T细胞数量占细胞总数的10到20，同时表达CD3、CD4和T细胞抗原受体（TCR+）的T细胞占所有CD3+T细胞的比例高达2/3（在apoE-/-鼠中可超过90）。 AS的大部分临床并发症都涉及血栓形成，T细胞在AS斑块破裂处聚集可引发致命性的动脉粥样血栓形成。 先天性免疫介质可影响血栓形成的一些环节，组织因子（TF）是动脉粥样血栓形成的主要因子，LPS、TNF-、IL-1、INF-和PTX-3都可诱导人ECs表达TF，CD40L可诱导单核巨噬细胞表达TF。第47页/共55页第四十七页，编辑于星期五：十一点 一分。2005-8-1548 而在动脉粥样瘤内M、Ecs、SMCs和活化的血小板都可以表达CD40L42。 可溶性细胞因子如IL-1和TNF-可改变纤维