再生障礙性貧血的發(fā)病機(jī)制研究

封 歌 魏 紅 張 卓 周 晉

再生障礙性貧血(aplastic anemia，AA)簡(jiǎn)稱(chēng)再障，是一種罕見(jiàn)的骨髓衰竭性疾病，免疫系統(tǒng)失調(diào)所介導(dǎo)的造血細(xì)胞損傷是其骨髓衰竭的主要原因。目前，關(guān)于再障的免疫學(xué)機(jī)制的研究較為清楚，對(duì)于不適宜進(jìn)行異基因造血干細(xì)胞移植的患者，免疫抑制治療明顯提高了患者的長(zhǎng)期生存率，但是，部分患者出現(xiàn)復(fù)發(fā)或是療效不佳。并且，近年來(lái)關(guān)于免疫抑制療法治療再障的治療效果并未取得較大進(jìn)展，因此，仍需要進(jìn)一步探究再障的發(fā)病機(jī)制,本文對(duì)近年來(lái)再障發(fā)生、發(fā)展的國(guó)內(nèi)外研究新進(jìn)展進(jìn)行綜述如下。

一、淋巴細(xì)胞與細(xì)胞因子異常

免疫細(xì)胞及其所分泌的細(xì)胞因子對(duì)于介導(dǎo)獲得性再生障礙性貧血(acquired aplastic anemia,aAA)的發(fā)生具有重要作用。免疫細(xì)胞包括CD8+T細(xì)胞、CD4+T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞等的平衡紊亂，以及IFN-γ、TNF-α和TGF-β等細(xì)胞因子的異常產(chǎn)生，均誘導(dǎo)造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的異常損傷和凋亡，是aAA發(fā)生的重要原因。

1.CD8+T淋巴細(xì)胞過(guò)度增殖活化：骨髓與循環(huán)外周血中CD8+T淋巴細(xì)胞的過(guò)度增殖和活化是重型再生障礙性貧血(severe aplastic anemia,SAA)患者骨髓衰竭的直接原因?；罨腃D8+T細(xì)胞通過(guò)釋放穿孔素、顆粒酶B等直接殺傷靶細(xì)胞，同時(shí)還分泌IFN-γ、TNF-α等抑制性細(xì)胞因子，過(guò)度表達(dá)的TNF-α不僅能直接抑制造血細(xì)胞的增殖和分化，還引發(fā)其細(xì)胞內(nèi)凋亡途徑，誘導(dǎo)造血細(xì)胞死亡，從而導(dǎo)致骨髓造血衰竭[1]。腫瘤壞死因子凋亡相關(guān)配體(TRAIL)可誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，對(duì)于許多自身免疫性疾病的發(fā)生具有重要作用，與健康對(duì)照者比較，SAA患者CD8+T細(xì)胞的TRAIL和TRAIL-R2的表達(dá)顯著降低，且TRAIL的表達(dá)與穿孔素和顆粒酶B的表達(dá)負(fù)相關(guān)，TRAIL途徑可能是介導(dǎo)SAA患者CD8+T淋巴細(xì)胞異?；罨脑騕2]。而SAA患者的組蛋白H3乙?；惓＿M(jìn)一步導(dǎo)致CD8+T細(xì)胞的活化及其功能性分子如IFN-γ的表達(dá)增加，并最終參與免疫介導(dǎo)的再障的發(fā)病[2,3]。此外，F(xiàn)as抗原在初診再障患者的CD34+細(xì)胞表面表達(dá)增高，活化的CD8+T細(xì)胞通過(guò)Fas/FasL通路的異常活化使造血干細(xì)胞過(guò)度凋亡直接損傷患者的骨髓造血功能[4]。最新研究發(fā)現(xiàn)CD8+記憶T細(xì)胞是由效應(yīng)T細(xì)胞的一個(gè)子集通過(guò)脫分化過(guò)程所產(chǎn)生，通過(guò)抗原刺激后活化效應(yīng)細(xì)胞產(chǎn)生穿孔素、顆粒酶B和TNF-α等參與免疫反應(yīng)，再障患者循環(huán)CD8+記憶T細(xì)胞升高，也可能與免疫介導(dǎo)的再障發(fā)生有關(guān)[5]。此外，在再障患者中也同樣發(fā)現(xiàn)趨化因子受體CXCR4高表達(dá)使循環(huán)T細(xì)胞，特別是CD8+T細(xì)胞浸潤(rùn)骨髓，進(jìn)一步損傷骨髓造血功能[6]。

2.CD4+T淋巴細(xì)胞平衡紊亂:隨著研究的不斷深入，CD4+T細(xì)胞對(duì)于再障發(fā)生的功能作用不斷凸顯，根據(jù)其功能表位，分為輔助性T(T helper，Th)細(xì)胞，如Th1細(xì)胞、Th2細(xì)胞、Th17細(xì)胞等，以及調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell，Treg)等，各亞群的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)于維持機(jī)體正常免疫穩(wěn)態(tài)具有重要作用。(1)Th1/Th2細(xì)胞失衡:再障患者體內(nèi)Th1/Th2細(xì)胞平衡向Th1偏倚，升高的Th1細(xì)胞主要通過(guò)介導(dǎo)細(xì)胞免疫，活化細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生大量凋亡配體FasL等損傷造血細(xì)胞。同時(shí)，分泌IFN-γ、IL-2等Th1型細(xì)胞因子，特別是IFN-γ，對(duì)于AA患者的自身免疫性T細(xì)胞和Fas-FasL介導(dǎo)的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的凋亡具有重要作用[7]。Th2細(xì)胞的數(shù)量與比例在再障患者體內(nèi)均降低，其主要通過(guò)分泌大量IL-10作為保護(hù)性細(xì)胞因子恢復(fù)再障患者紅系造血及粒巨核集落的形成，因此Th1/Th2細(xì)胞數(shù)量與比例失衡可能與再障患者的造血衰竭有關(guān)。此外，再障患者體內(nèi)Th1細(xì)胞趨化因子CXCL10及其受體CXCR3水平升高，促進(jìn) CD4+T細(xì)胞分化為T(mén)h1細(xì)胞和Th17細(xì)胞，并部分通過(guò)促進(jìn)IFN-γ和IL-17的分泌參與再障的異常免疫反應(yīng)[8]。而且再障患者體內(nèi)記憶T細(xì)胞的異常免疫調(diào)節(jié)也可能導(dǎo)致Th1/Th2的不平衡，從而導(dǎo)致SAA患者的造血衰竭，介導(dǎo)再障的發(fā)生[9]。(2)Treg/Th17 細(xì)胞失衡:正常CD4+CD25+FoxP3+Tregs通過(guò)抑制自身反應(yīng)性效應(yīng)T細(xì)胞來(lái)控制自身免疫的發(fā)生和發(fā)展。再障患者骨髓和外周血中Tregs細(xì)胞數(shù)量降低，免疫抑制功能缺陷導(dǎo)致效應(yīng)T細(xì)胞損傷骨髓造血功能[10]。研究還發(fā)現(xiàn)其表面CXCR4表達(dá)降低遷徙能力受損，分泌細(xì)胞因子包括IFN-γ的能力增強(qiáng)，進(jìn)一步通過(guò)微環(huán)境作用影響造血功能[10,11]。此外，PD-1在再障患者的Tregs上的表達(dá)上調(diào),經(jīng) NF-κB信號(hào)誘導(dǎo)再障患者Tregs和骨髓造血干細(xì)胞的凋亡過(guò)程[12]。Th17細(xì)胞通過(guò)分泌IL-17在炎性組織中誘導(dǎo)多種趨化因子、黏附分子等介導(dǎo)粒細(xì)胞生成，抑制造血祖細(xì)胞增殖，并影響Th1細(xì)胞的調(diào)節(jié)[6]。研究還發(fā)現(xiàn)體內(nèi)鋅缺乏導(dǎo)致Th17數(shù)量增加，補(bǔ)鋅可能成為治療與Th17細(xì)胞相關(guān)的自身免疫性疾病的方法[13]。但是也有研究認(rèn)為T(mén)h17免疫應(yīng)答在再障發(fā)病機(jī)制中可能不起重要作用[14]，因此，關(guān)于再障患者Treg/Th17細(xì)胞數(shù)量與比例失衡的原因及作用結(jié)果尚需要進(jìn)一步研究。

3.其他免疫細(xì)胞異常：相對(duì)于健康對(duì)照組，再障患者的循環(huán)樹(shù)突狀細(xì)胞增加，樹(shù)突狀細(xì)胞表型的平衡向髓系樹(shù)突狀細(xì)胞偏倚，且SAA患者的髓系樹(shù)突狀細(xì)胞上的丙酮酸激酶M2(PKM2)表達(dá)升高，促使其共刺激分子CD86和CD80的表達(dá)水平升高、吞噬活性增加，從而活化細(xì)胞毒性T細(xì)胞，細(xì)胞毒性因子分泌增加，介導(dǎo)再障的發(fā)展[15]。耐受性樹(shù)突狀細(xì)胞則通過(guò)分泌免疫抑制性細(xì)胞因子、調(diào)節(jié)T細(xì)胞極化發(fā)揮抗炎作用[16]。此外，SAA患者其自然殺傷細(xì)胞上的T細(xì)胞免疫球蛋白-3(TIM-3)的低表達(dá)使其功能障礙，也可能與SAA患者的骨髓衰竭的進(jìn)展相關(guān)[17]。

4.自身抗體異常： 關(guān)于T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)對(duì)于再障發(fā)病機(jī)制的研究眾多，但是在獲得性再障患者中并未鑒定出相關(guān)的自身抗原，盡管如此，仍有研究發(fā)現(xiàn)部分SAA患者血清中可以檢測(cè)到多種自身抗體包括抗膜突蛋白(moesin)抗體、DRS-1抗體和驅(qū)動(dòng)連接蛋白(kinectin)抗體等，kinectin抗體在體外能夠抑制粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落形成，moesin抗體在體外可以刺激外周單核細(xì)胞分泌TNF-α和IFN-γ，推測(cè)這些自身抗體表達(dá)可能與再障的發(fā)生相關(guān)，但是它們的臨床意義尚未明確。Takamatsu等[18]報(bào)道1例再障患兒經(jīng)治療最終達(dá)完全緩解后，其體內(nèi)所有的自身抗體包括抗SSDN、DRS-1和moesin等均無(wú)法檢測(cè)到。因此，仍需要進(jìn)一步研究從而闡明自身抗體在體內(nèi)的作用以及與再障發(fā)生的相關(guān)性。

二、造血干祖細(xì)胞基因異常與體細(xì)胞突變

aAA在診斷時(shí)未成熟的造血細(xì)胞數(shù)量減少，多數(shù)患者即使經(jīng)治療好轉(zhuǎn)其造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞的減少仍持續(xù)存在，推測(cè)獲得性再障患者的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞存在內(nèi)在異常。SWI/SNF是一種進(jìn)化上保守的多亞基ATP依賴(lài)性染色質(zhì)重塑蛋白復(fù)合物，在哺乳動(dòng)物造血中起重要作用[19]。Sinha等[19]通過(guò)基因表達(dá)分析鑒定發(fā)現(xiàn)再障患者骨髓中CD34+造血干細(xì)胞中SWI/SNF核心組分SMARCC1、ARID1B、ACTL6A和SMARCD1顯著缺失，這可能引起再障患者的骨髓缺陷與造血干細(xì)胞的自身免疫性破壞。隨著核苷酸多態(tài)性檢測(cè)、全基因測(cè)序等技術(shù)的發(fā)展，再障患者的相關(guān)體細(xì)胞突變也逐漸被發(fā)現(xiàn)，最常見(jiàn)的有BCOR/BCORL1、PIGA、DNMT3A和ASXL1等，但是，單獨(dú)的突變并不能解釋再障的病理生理學(xué)。此外，細(xì)胞周期檢查點(diǎn)基因包括細(xì)胞周期蛋白依賴(lài)性激酶6(CDK6)、CDK2、MYB、MYC等也在造血干細(xì)胞中下調(diào)，導(dǎo)致造血干細(xì)胞無(wú)法在損傷的情況下進(jìn)行補(bǔ)償和復(fù)制，從而加速造血干細(xì)胞的衰老與凋亡[20]。

三、端粒縮短與端粒酶活性下降

端粒對(duì)于維持染色體完整性和穩(wěn)定性起重要作用。約有1/3的aAA患者的白細(xì)胞端粒明顯短，且端?？s短與免疫抑制治療反應(yīng)不良相關(guān)。端粒酶(telomerase)是一種負(fù)責(zé)延長(zhǎng)端粒的酶，在正常人體細(xì)胞中，端粒酶的活性受到嚴(yán)密的調(diào)控，只有在造血細(xì)胞、干細(xì)胞等必須不斷分裂的細(xì)胞之中，才可以檢測(cè)到具有活性的端粒酶。端粒酶相關(guān)基因突變?nèi)鏣ERC、TERT突變，可導(dǎo)致端粒酶的活性下降，加速端粒的縮短，端粒酶縮短還可能與克隆造血的限制性、再生壓力所致的造血干細(xì)胞染色體不穩(wěn)定、DNA損傷及患者既往接觸氧化應(yīng)激或其他環(huán)境因素相關(guān)[21]。并且，端?？s短與再障患者的更高復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，及向MDS/AML克隆演變的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[22]。

四、造血干祖細(xì)胞自噬缺陷

正常的造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞具有較高的自噬活性，自噬作為細(xì)胞的一種保護(hù)機(jī)制，通過(guò)對(duì)造血干細(xì)胞功能的調(diào)節(jié)、正常造血微環(huán)境的維護(hù)和細(xì)胞免疫的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)，對(duì)于正常造血具有重要作用。再生障礙性貧血患者CD34+細(xì)胞自噬功能受損使再障患者造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞增殖分化減少，更易于凋亡，對(duì)于再障的發(fā)病具有重要作用[23]。但是目前關(guān)于再障中自噬的研究尚不成熟，需要深入探究自噬在再障發(fā)病機(jī)制中的作用，從而為預(yù)防和治療再障提供思路。

五、造血微環(huán)境改變

正常的造血微環(huán)境對(duì)于造血細(xì)胞的存活增殖和骨髓正常造血具有重要作用。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是一種多能干細(xì)胞，高表達(dá)CD106，通過(guò)分泌細(xì)胞因子以及向骨、脂肪、血管等細(xì)胞分化從而發(fā)揮造血調(diào)節(jié)和支持作用。但是，再障患者的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞存在一定的固有缺陷，增殖能力差，凋亡增加，且分化異常。再障患者骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子GATA2、ZFP36L1表達(dá)降低，加速骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向脂肪細(xì)胞的分化[24,25]。mTOR信號(hào)的激活也通過(guò)調(diào)節(jié)PPARγ的表達(dá)促進(jìn)其向成脂肪分化偏倚，且間充質(zhì)干細(xì)胞中NF-κB的表達(dá)下調(diào)，限制了vcam-1基因的表達(dá)從而使CD106表達(dá)下降，抑制微血管形成，共同損害造血微環(huán)境的造血支持作用[26]。此外，骨髓中的成骨細(xì)胞通過(guò)Notch信號(hào)以及FasL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞凋亡促進(jìn)造血干細(xì)胞的維持,IFN-γ的增高也促使骨髓巨噬細(xì)胞高表達(dá)平足蛋白，通過(guò) CLEC-2-PDPN軸進(jìn)一步損壞微環(huán)境的造血支持作用，導(dǎo)致造血干細(xì)胞的缺失和骨髓造血衰竭[27，28]。

綜上所述，再生障礙性貧血發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，免疫細(xì)胞的改變以及細(xì)胞因子的異常分泌對(duì)于骨髓衰竭具有重要作用，造血干細(xì)胞自身的內(nèi)在缺陷對(duì)于疾病進(jìn)程也很重要，通過(guò)縮短端粒和體細(xì)胞突變最終導(dǎo)致克隆性造血，增加向MDS/AML轉(zhuǎn)變的風(fēng)險(xiǎn)，造血干細(xì)胞微環(huán)境改變也起到一定作用?？傊?，再障是以免疫介導(dǎo)為主的骨髓衰竭性疾病，造血干祖細(xì)胞損傷和微環(huán)境改變均可能導(dǎo)致再障的發(fā)生，因此，仍需要進(jìn)一步研究從而為再障的治療提供新的思路和方法。