T細(xì)胞受體β鏈可變區(qū)基因在芳香族抗癲癇藥物皮膚不良反應(yīng)機制中的研究進(jìn)展

晁麗娜 綜述　張慶 審校

750004寧夏醫(yī)科大學(xué)(晁麗娜)；750004寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 寧夏顱腦疾病重點實驗室(張慶)

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T細(xì)胞受體β鏈可變區(qū)基因在芳香族抗癲癇藥物皮膚不良反應(yīng)機制中的研究進(jìn)展

晁麗娜 綜述張慶 審校

750004寧夏醫(yī)科大學(xué)(晁麗娜)；750004寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科 寧夏顱腦疾病重點實驗室(張慶)

摘要：芳香族抗癲癇藥物(aromatic antiepileptic drugs，AAEDs)是臨床抗癲癇治療中常用的一類藥物，較其他抗癲癇藥物更易誘發(fā)皮膚不良反應(yīng)(cutaneous adverse drug reactions，cADRs)，嚴(yán)重者可致患者死亡。目前，AAEDs-cADRs的機制尚未闡明，可能的影響因素包括遺傳、免疫、病毒、藥物代謝等。其中，涉及免疫機制相關(guān)的研究結(jié)果顯示，T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答在AAEDs-cADRs中起重要作用，T細(xì)胞受體(T cell receptor，TCR)β鏈可變區(qū)(beta chain variable region，BV)基因會出現(xiàn)限制性取用。本文就TCR及TCR BV基因在AAEDs-cADRs機制中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：抗驚厥藥；癲癇；皮膚表現(xiàn)；受體，抗原，T細(xì)胞；β鏈可變區(qū)

目前，臨床常用的抗癲癇藥物(antiepileptic drugs，AEDs)有卡馬西平(carbamazepine，CBZ)、苯巴比妥(phenobarbitone，PB)、苯妥英鈉(phenytoin，PHT)、奧卡西平(oxcarbazepine，OXC)、拉莫三嗪(lamotrigine，LTG)等，它們因具有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)并均攜帶苯環(huán)而被統(tǒng)稱為芳香族抗癲癇藥(aromatic antiepileptic drugs，AAEDs)。諸多研究發(fā)現(xiàn)：AAEDs較其他AEDs更易誘發(fā)藥物皮膚不良反應(yīng)(cutaneous adverse drug reactions，cADRs)，AAEDs-cADRs約占整個AEDs-cADRs的88.41%[1]。迄今為止，AAEDs-cADRs的發(fā)病機制尚未闡明，引起發(fā)病的可能因素包括遺傳、免疫、病毒、藥物代謝等。大量證據(jù)表明，AAEDs-cADRs的發(fā)生是T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反應(yīng)，需要特定的人類白細(xì)胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)的參與、T細(xì)胞的活化和克隆擴增。近年來，HLA與AAEDs誘發(fā)嚴(yán)重皮膚不良反應(yīng)的相關(guān)性研究較多，部分研究成果得到肯定，例如：

HLA-B*1502等位基因與中國漢族人群CBZ-cADRs具有相關(guān)性[2-3]；HLA-A*3101是日本及歐洲人群中CBZ-cADRs 的易感基因[4-5]。然而，目前有關(guān)AAEDs-cADRs發(fā)病機制中T細(xì)胞的克隆擴增及T細(xì)胞受體(T cell receptor，TCR)β鏈可變區(qū)(beta chain variable region，BV)基因限制性取用特點的報道很少。本文就TCR及TCR BV基因在AAEDs-cADRs機制中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期更多關(guān)注AAEDs-cADRs發(fā)生的免疫機制。

1AAEDs-cADRs的臨床特點

ADRs一般分為兩型：A型反應(yīng)和B型反應(yīng)。A型反應(yīng)是可預(yù)見的，往往與用藥劑量有關(guān)。B型反應(yīng)與藥品本身的藥理作用及藥物劑量無關(guān)，具有不可預(yù)測性，發(fā)生率低而死亡率高。根據(jù)皮疹的特點、分布范圍及伴隨癥狀，AAEDs-cADRs常分為斑丘疹(maculopapular eruption，MPE)、藥物超敏反應(yīng)綜合征(drug-induced hypersensitivity syndrome，DHS)、Stevens-Johnson綜合征(Stevens-Johnson syndrome，SJS)及中毒性表皮壞死松解癥(toxic epidermal necrolysis，TEN)。DHS、SJS及TEN為嚴(yán)重皮膚不良反應(yīng)，均屬于B型反應(yīng)。

90%以上的AAEDs-cADRs發(fā)生于用藥后8周內(nèi)。不同類型的cADRs的臨床表現(xiàn)及預(yù)后差別較大。MPE是AAEDs最常見的cADRs，臨床表現(xiàn)為皮膚小的粉紅色斑疹和丘疹，無黏膜或全身器官受累，多在停藥后1～2周內(nèi)逐漸消退。DHS以發(fā)熱、皮疹、淋巴結(jié)腫大、嗜酸性粒細(xì)胞增多及內(nèi)臟受累為主要特征，死亡率約10%，大部分患者死于肝炎引發(fā)的肝衰竭[6]。SJS表現(xiàn)為全身皮膚鮮紅腫脹，伴有滲液結(jié)痂，繼之大片葉狀鱗屑剝脫，伴高熱及內(nèi)臟損害。TEN的特點是發(fā)病急，皮疹初發(fā)于面、頸、胸部，為深紅、暗紅斑，很快融合成片，迅速發(fā)展至全身，斑上發(fā)生大小不等的松弛性水皰及表皮松解，水皰可以用手推動，稍用力即可擦掉，頗似燙傷樣改變，黏膜也有大片壞死剝脫，絕大部分患者有全身內(nèi)臟損害的癥狀。有報道認(rèn)為，SJS和TEN是同一種疾病不同階段的兩種發(fā)病形式，表皮剝脫小于總皮膚表面積10%為SJS，面積大于30%為TEN，面積在10%～30%為SJS/TEN重疊。SJS與TEN具有發(fā)生率低，死亡率高的特點。Oen等[7]對1987—2013年就診于其醫(yī)療中心的TEN患者進(jìn)行研究，結(jié)果顯示TEN的死亡率為37.1%。

2TCR在AAEDs-cADRs發(fā)病機制中的作用

大量證據(jù)表明，T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答反應(yīng)參與了AAEDs-cADRs的發(fā)病機制?？乖l(fā)免疫應(yīng)答的過程需要主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)分子與TCR-CD3分子之間的相互作用，T淋巴細(xì)胞、抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cell，APC)表面的協(xié)同刺激分子及其受體的相互作用，以及分泌的細(xì)胞因子直接作用于T淋巴細(xì)胞導(dǎo)致輔助性T細(xì)胞(helper T cells，Th)1型或Th2型反應(yīng)。有研究者認(rèn)為[8]，AAEDs-cADRs的發(fā)病模型可能為：特定的MHC分子(如HLA-B*1502)、藥物或其代謝產(chǎn)物(如CBZ)和特異性TCR(如BV11-ISGSY)的相互作用引起機體免疫應(yīng)答，分泌細(xì)胞毒性分子(如顆粒溶素、顆粒酶B)，最終導(dǎo)致皮膚損傷。

由于藥物或其代謝產(chǎn)物均為小分子化學(xué)物質(zhì)，其本身激發(fā)免疫反應(yīng)的可能較小，有學(xué)者提出了半抗原假說：藥物或其代謝產(chǎn)物作為半抗原與組織細(xì)胞中的蛋白或多肽共價結(jié)合，經(jīng)APC處理，隨后呈遞給HLA分子，形成HLA-抗原肽復(fù)合體，被TCR識別，從而激活特異性T細(xì)胞[9]。然而，半抗原假說不能解釋下列現(xiàn)象，即很多藥物不需要APC的處理便可激活免疫反應(yīng)。因此，研究者提出p-i假說[10]，即藥物和HLA分子匹配的TCR以非共價鍵的形式結(jié)合而發(fā)生藥理作用，激發(fā)T淋巴細(xì)胞釋放細(xì)胞因子，導(dǎo)致機體的免疫應(yīng)答。雖然藥物直接和TCR的結(jié)合作用遠(yuǎn)弱于抗原或半抗原與TCR的結(jié)合，但足夠激活T細(xì)胞而引發(fā)強大的免疫反應(yīng)。Yang等[11]在CBZ引發(fā)SJS/TEN的研究中發(fā)現(xiàn)，CBZ并非與HLA發(fā)生共價結(jié)合，而是以游離的形式存在。體外藥物試驗表明，用乙醛固定的APC細(xì)胞雖然無法提呈抗原，但加入藥物后仍可激活特異性T細(xì)胞株，且在數(shù)秒后便可檢測到明顯的鈣離子流[12]。無論依據(jù)半抗原假說或是p-i假說，均表明AAEDs-cADRs的發(fā)生需要TCR的參與，TCR在AAEDs-cADRs的發(fā)病機制中起重要作用。

3TCR BV基因家族與AAEDs-cADRs的關(guān)聯(lián)

3.1TCR BV基因的限制性取用TCR是所有T細(xì)胞表面關(guān)鍵的受體分子，其作用是識別抗原。由α、β(即αβ-TCR)或者γ、δ(即γδ-TCR)跨膜糖肽鏈共價連接組成。健康人外周血中90%～95%的T細(xì)胞表達(dá)αβ-TCR。TCRβ鏈胞外區(qū)分為恒定區(qū)(C區(qū))及可變區(qū)(V區(qū))，編碼β鏈V區(qū)的基因主要位于人類7號染色體上，9號染色體上也有小部分序列。TCRβ鏈V區(qū)有3個互補決定區(qū)，分別為CDR1、CDR2、CDR3。CDR1和CDR2由BV基因編碼，其變化相對較少。編碼CDR3區(qū)的基因由V、D、J基因片段重排而成，由于V(64種)、D(2種)、J(13種)基因片段本身具有多樣性，因此重排后的CDR3區(qū)也具有豐富的多樣性。依據(jù)組成 CDR3的V基因片段核苷酸的同源性，將β鏈CDR3分成 24個基因家族，即TCR BV1～TCR BV24，其中TCR BV5和TCR BV13各包含兩個亞家族，分別為TCR BV5.1、TCR BV5.2 及TCR BV13.1、TCR BV13.2。晶體衍射技術(shù)證明CDR3區(qū)為TCR與抗原接觸的中心位置[13]。健康人TCR BV基因家族譜型呈正態(tài)分布，而機體在受到某種抗原刺激或疾病狀態(tài)下，淋巴細(xì)胞受體庫會出現(xiàn)偏移，引起T細(xì)胞克隆增生，不同的抗原刺激會引起不同的T細(xì)胞克隆，出現(xiàn)只有少數(shù)V-(D)-J基因片段入選擴增克隆的現(xiàn)象(即抗原對TCR BV基因片段的限制性取用)，TCR BV基因家族譜型出現(xiàn)非正態(tài)分布[14]。1997年，Pichler等[15]在研究分析是否有T細(xì)胞參與藥物過敏時，證明了青霉素G過敏反應(yīng)的患者體內(nèi)存在藥物特異性T細(xì)胞；在體外細(xì)胞實驗中發(fā)現(xiàn)，青霉素G刺激淋巴細(xì)胞后引起CD4+和CD8+T細(xì)胞反應(yīng)，TCR庫出現(xiàn)偏移，TCR BV基因家族譜型呈寡克隆或多克隆。在一項關(guān)于巴氨西林變態(tài)反應(yīng)的體外研究中，Cederbrant等[16]發(fā)現(xiàn)，表達(dá)TCR BV2、BV3、BV5.1和(或)BV14的T淋巴細(xì)胞出現(xiàn)克隆性增殖。在對二苯胺引起遲發(fā)型過敏反應(yīng)的研究中[17]，6組HLA限制性克隆細(xì)胞中的3組表達(dá)TCR BV16。

3.2TCR BV基因在AAEDs-cADRs中的表達(dá)特點Hashizume等[18]在PB-cADRs患者外周血中發(fā)現(xiàn)一組顯著克隆增生的T細(xì)胞亞群，這些T細(xì)胞主要表達(dá)TCR BV5.1和TCR BV13.1，產(chǎn)生Th2反應(yīng)，分泌細(xì)胞因子、穿孔素、顆粒酶、顆粒溶素導(dǎo)致表皮細(xì)胞甚至真皮細(xì)胞的損害，出現(xiàn)cADRs，推測特異性TCR的表達(dá)與PB-cADR臨床表現(xiàn)的差異相關(guān)。Naisbitt等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在LTG-cADRs患者的外周血單個核細(xì)胞(peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)中檢測到以CD4+T細(xì)胞為主的克隆增殖，且均表達(dá)αβ-TCR，出現(xiàn)TCR BV5.1和TCR BV9的限制性取用，并認(rèn)為TCR BV5.1在LTG-cADRs的發(fā)生中起關(guān)鍵作用。臺灣學(xué)者Ko等[20]分離了CBZ-SJS/TEN患者、CBZ耐受者及未服用CBZ的健康人的PBMCs，通過T細(xì)胞培養(yǎng)并運用RT-PCR技術(shù)分析各組中TCR BV CDR3的長度發(fā)現(xiàn)，有84%(16/19)的CBZ-SJS/TEN患者表達(dá)TCR BV11，所有CBZ耐受組患者(17/17)未發(fā)現(xiàn)該TCR BV11的表達(dá)，而只有14%(4/29)的健康人群表達(dá)TCR BV11。該研究者在體外培養(yǎng)了4例HLA-B*1502和TCR BV11陽性患者的PBMCs，給予CBZ刺激后發(fā)現(xiàn)，93%T細(xì)胞均為CD8+T細(xì)胞，PBMCs中顆粒溶素的濃度明顯增高(23～54 ng/mL)，而5例未攜帶TCR BV11的患者，僅產(chǎn)生少量的顆粒溶素(<5 ng/mL)。研究還發(fā)現(xiàn)，對同時表達(dá)HLA-B*1502和TCR BV11的健康人的PBMCs進(jìn)行分離，給予CBZ刺激后同樣能夠產(chǎn)生顆粒溶素，而anti-TCR BV11抗體能夠阻斷HLA-B*1502陽性CBZ-SJS/TEN患者的PBMCs產(chǎn)生毒性反應(yīng)。

綜上所述，TCR是T細(xì)胞表面能夠特異性識別抗原和介導(dǎo)免疫應(yīng)答的分子，AAEDs-cADRs的發(fā)生需要HLA分子、TCR及T細(xì)胞增殖活化后所分泌細(xì)胞因子的共同作用。既往研究已明確了AAEDs-cADRs與HLA易感基因的關(guān)聯(lián)性。然而，TCR BV基因與AAEDs-cADRs的關(guān)聯(lián)性尚未完全清楚，TCR BV基因在AAEDs-cADRs發(fā)病機制中的作用仍不明確，TCR BV基因的限制性取用對臨床表現(xiàn)的影響尚未闡明。未來，對于 HLA-肽-藥物和特異性TCR克隆型的相互作用的研究還需深入，若能明確特異性TCR BV基因和易感性HLA分子，利用計算機技術(shù)建模，通過藥物分子模型來預(yù)測AAEDs-cADRs的發(fā)生將可能成為現(xiàn)實，從而實現(xiàn)癲癇患者的個體化用藥。

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(本文編輯：時秋寬)

doi：10.3969/j.issn.1006-2963.2016.03.015

項目基金：國家自然科學(xué)基金資助項目(81271443)；寧夏自然科學(xué)基金資助項目(NZ13133)；寧廈醫(yī)科大學(xué)校級科研項目資助(XY201513)；中國抗癲癇協(xié)會癲癇科研基金-UCB基金(2016001)

通訊作者：張慶，Email：nxzhangqing@aliyun.com

中圖分類號：R742.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1006-2963(2016)03-0217-04

(收稿日期：2016-01-18)