与人类自身免疫疾病最新研究进展

1、PD-1与自身免疫疾病摘要 Kevin Lafferty提出的关于T细胞激活的双信号假说已被广泛接受，该学说认为TCR-MHC-抗原肽复合物提供T细胞激活的第一信号，决定了免疫反应的特异性，而其细胞膜上的正负共刺激信号作为第二信号共同决定了T细胞活化后的去向：增殖、无能或凋亡。因此正负共刺激信号之间的平衡在机体执行免疫效应，维持免疫耐受，阻止免疫介导的疾病发生中十分重要。PD-1（programmed death 1）及其配体PD-L1（programmed death 1 ligand 1）PD-L2（programmed death 1 ligand 2）是在T细胞激活中介导负性共刺激信号

2、的分子，已有众多研究证实其在外周免疫耐受和自身免疫性疾病中发挥着重要作用1。关键词 PD-1；PBMC；自身免疫疾病PD-1 associate with autoimmunityAbstract Dual signal hypothesis on T cell activation proposed by Kevin Lafferty has been widely accepted , which think of TCR-MHC-antigen peptide complexes provide a first signal for T cell activation, and dete

3、rmine the specificity of the immune response. And positive and negative costimulatory signal on membrane act as a second signal together determine the fate of activation of T cell , proliferation, incompetence or apoptosis. Therefore, the balance of positive and negative costimulatory signals betwee

4、n immune response in the body to perform and maintain immune tolerance to prevent immune-mediated diseases are important. programmed death 1 (PD-1) and its ligands programmed death 1 ligand 1 (PD-L1) and Programmed death 1 ligand 2 (PD-L2) are signal molecules on T cell activation mediates negative

5、costimulate. Numerous studies have confirmed that it plays an important role in peripheral immune tolerance and autoimmune disease.Key wolds Programmed death-1; PBMC; Autoimmunity1. PD1 及其配体的结构与表达 PD-1( programmed death 1)首先由Ishida2等应用消减杂交技术在发生程序性死亡的细胞株中发现并描述，它被认为参与了程序性死亡通路, 并由此而得名。PD-1的配体有两个，分别是PD-

6、L1（也称B7-H1或CD274）和PD-L2（也称B7-DC或CD273），PD-L1的表达比PD-L2更加广泛，而PD-L2的亲和力比PD-L1更高。 PD-L2在树突状细胞（dendrtic cells , DC）、巨噬细胞和培养的骨髓源肥大细胞上可诱导表达；而PD-L1在鼠类T细胞、B细胞、DC、巨噬细胞、间充质干细胞和培养的骨髓源肥大细胞组成性表达、活化后表达增强，人PD-L1的组成性表达水平较鼠类低。PD-L1还表达于许多的非造血类型的细胞上，在免疫豁免部位，如眼和胎盘也有表达，PD-L1在这些组织中可能调节自身反应性T细胞或B细胞和炎性应答3。 新近研究表PD-L1是通过阻止IF

7、N-诱导的NO生成而增加T细胞增殖的 4。当巨噬细胞被用作抗原提呈细胞（antigen presenting cell APC）时，抗PD-L1和抗PD-1单克隆抗体（monoclonal antibody mAb）可以增加T细胞合成的IFN-2. 正常人PD-1的表达 中山大学中山医学院免疫学教研室彭辉等人5分离正常成年人外周血单个核细胞PBMC，利用流式细胞术检测CD4、CD8、CD45RA、CD27和PD-1等表面分子的表达情况，并观察正常人PBMC T细胞的PD-1表达，同时分析其表型。结果发现正常成年人外周血中CD4PD-1T细胞和CD8PD-1T细胞的平均表达水平为（8.71

8、77;3.97），CD8PD-1T细胞的频率为(2.44±0.76)。正常人外周血CD4PD-1T细胞可分成3个亚群，即初始T细胞（CD45RACD27T细胞）、中央记忆型（CD45RACD27T细胞）和效应记忆型（CD45RACD27）T细胞，其比例分别为(18.5±8.79)、( 65.0±13.84 )和（15.5±5.12），而在CD4PD-1T细胞中3种T细胞的比例分别为（68.25±10.33）、（ 27.75±9.04）和（3.0±1.22）。由此可以看出正常人周围血中存在CD4PD-1T细胞并且多为中央记忆T

9、细胞，而CD4PD-1T细胞则多为初始T细胞。3. PD-1在自身免疫疾病中的表达3.1 PD-1与I型糖尿病（Type I Diabetes T1D） Kristen E. Pauken6等人近期研究了非肥胖糖尿病（NOD）小鼠中PD-1对I型糖尿病的制约作用。他们开发了一个新的模型用于在体内生理条件下特异性CD4+T细胞的研究。他们将少量的天然CD4+ T细胞从BDC2.5小鼠转移到前驱糖尿病NOD小鼠，用以模仿生理性前体频率，并让细胞变成内源性自身抗原。转BDC2.5 T细胞变成被激活状态，分化成T-bet（+）IFN-生成细胞，并渗透到胰腺。在这个模型中，抗原特异性的CD4+T细胞数目

10、在脾、胰腺引流淋巴结和胰腺中增加，并导致是PD-1的损失，而PD-L1不会损失。 PD-1的缺失还增加了趋化因子受体CXCR3的表达。最后，组织学数据表明PD-1的丧失引起BDC2.5细胞深入渗透到胰岛核心，导致从周围胰岛炎转变成破坏性胰岛炎。这些数据支持了一个模型，即由PD-1调控的小岛反应性CD4+T细胞通过抑制细胞增殖，而使其被控制在细胞固有的方式中，从而抑制了胰腺的浸润，并限制I型糖尿病的发生。3.2 PD-1与系统性红斑狼疮（Systemic lupus erythematosus SLE） 在Dolff S等7的研究中，他们纳入32例SLE患者和31名健康对照。通过流式细胞仪分析从

11、外周血分离得到的T细胞上PD-1的表达。能够表达IFN-和IL-17的细胞则是作为进行研究的共刺激标记物。结果证明了SLE患者的CD4 + T细胞上PD-1的表达有所增加，并且CD4 + T细胞上PD-1的表达与CD3 + T细胞上IFN-的表达之间有关联。 Jiao Q和Liu C8等也通过流式细胞仪技术和RT-PCR技术证实了PD-1与SLE之间的关联性，同样发现PD-1在SLE病人中可能呈现出表达上调的情况，表明PD-1表达上调可能是SLE的一种生物学标志，PD-1抑制剂对于SLE的治疗可能会很有用。3.3 PD-1与多发性硬化症（Multiple Sclerosis MS） Takiz

12、awa S和Kaneyama T等9在由泰勒鼠脑脊髓炎病毒（TMEV）诱发的脱髓鞘疾病（TMEV-IDD）的小鼠身上研究了PD-1通路的作用。他们通发现在体外感染TMEV可以诱导骨髓来源的树突状细胞的PD-1和PD-L1的mRNA上调表达。此外，在TMEV感染的小鼠体内的脊髓中，PD-1和PD-L1的mRNA表达也在增加。通过治疗与阻断性单克隆抗体（mAb）抗PD-1，特别是在执行阶段，导致了TMEV-IDD的临床和组织学显著恶化。流式细胞术分析揭示了抗PD-1单克隆抗体治疗的小鼠的脊髓中，CD4（+）的T细胞产生的Th1细胞因子如的IFN-和TNF-显著提高。这些结果表明，PD-1通路在TM

13、EV-IDD的发展起着至关重要的调控作用。MS是最常见的一种中枢神经脱髓鞘疾病，表明PD-1与PD-Ls通路在MS的发生和发展中同样起着重要的调控作用。3.4 PD-1与类风湿性关节炎（rheumatoid arthritis RA） Li S和Liao W等10研究了RA患者的外周CD4+和CD8 + T细胞上PD-1的表达。 PD-1 阳性细胞的百分比是通过流式细胞仪在82位 RA病例和90名健康对照之间测定。结果表明，RA患者外周血CD4+和CD8 + T细胞上PD-1的表达均显著降低（P = 0.002和P<0.001）。同样，RA病人血清水平上可溶性PD-1的表达也出现下调的情

14、况。当对RA患者的PD-1的水平通过不同的临床参数进行比较时发现，具有阳性C-反应蛋白（CRP）的患者的CD4 +和CD8+ T细胞上的PD-1表达水平比具有阴性CRP的病人的比例要低。另外，RA患者的疾病活动指数与外周CD4+和CD8 + T细胞上PD-1的表达呈负相关。这些数据表明，PD-1可能在RA的发病机制和进展中起到负调节作用。4. 总结和展望 综合最近的文献，可以看出，正常人外周血中都存在一定比例的表达PD-1的T细胞，而患有自身免疫疾病的病人的免疫细胞上PD-1及其配体PD-Ls跟正常人相比，都呈现出不正常的上升或减少表达，而且，PD-1及其配体表达上升或减少都会加速自身免疫疾病

15、的发展。这些实验结果都表明了PD-1或许在众多自身免疫疾病中发挥着重要的调控作用，它在人体的健康状态中扮演着重要的角色。这可以为自身免疫疾病的控制和治疗提供了一个新的突破点。当然，目前PD-1通路在这些自身免疫疾病中是否只是单纯的扮演这调节作用？它们还有没有其他方面的作用？如果单纯的去阻断或者增加PD-1的表达，能不能将这些自身免疫疾病完全治愈？治疗过程中会不会因为PD-1通路的变化而导致其他新的疾病发生？等等，这些问题目前还不是很明确，依然需要进行大量的研究来进一步解决。参考文献1 杜观环，PD1PDLs对自身免疫病及慢性感染的影响及对OLP研究的启示。临床口腔医学杂志2008年11月第24

16、卷第11期.2 Yasumasa Ishida, Yasutoshi Agata, Keiichi Shibahara and Tasuku Honjo, Induced expression of PD-1, a novel member of the immunoglobulin gene superfamily, upon programmed cell death. The EMBO Journal vol. 1 1 no. 1 1 pp.3887 - 3895, 1992.3 魏欣、张野等，PD-1及其配体与免疫调节。ISSN 1007-8738细胞与分子免疫学杂志（Ch in J

17、Cell Mol Immunol ) 2008, 24 ( 7 ).4 Yamazaki T , Akiba H, Koyanagi A, et al . Blockade of B7-H1 on macrophages suppresses CD 4+ T cell proliferation by augmenting IFN-gamma induced nitric oxide production J . J Immunol , 2005 ,175( 3 ): 1586- 1592.5 彭辉，乔丹，李琴等，正常人PBMC中T细胞的PD-1表达及其表型分析。热带医学杂志2012年4月第1

18、2卷第4期：426-428.6 Kristen E. Pauken, Marc K. Jenkins, Miyuki Azuma, and Brian T. Fife. PD-1, but Not PD-L1, Expressed by Islet-Reactive CD4+T Cells Suppresses Infiltration of the Pancreas During Type 1 Diabetes. Diabetes. 2013 Aug;62(8):2859-69. doi: 10.2337/db12-1475. Epub 2013 Apr 4.7 Dolff S, Quand

19、t D, et al. Increased percentages of PD-1 on CD4+ T cells is associated with higher INF-production and altered IL-17 production in patients with systemic lupus erythematosus. Scand J Rheumatol. 2014;43(4):307-13. doi: 10.3109/03009742.2013.869830. Epub 2014 Feb 6.8 Jiao Q, Liu C, et al. Upregulated PD-1 Expression Is Asso