再生障礙性貧血的發(fā)病機制的研究進展

李 靜,賈國榮,劉學文

(內蒙古科技大學包頭醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院 血液科,內蒙古 包頭014010)

再生障礙性貧血的發(fā)病機制的研究進展

李 靜,賈國榮,劉學文

(內蒙古科技大學包頭醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院 血液科,內蒙古 包頭014010)

再生障礙性貧血(AA)是各種有害因素使骨髓造血組織減少,骨髓造血功能減低或衰竭而導致全血細胞減少的惡性血液系統(tǒng)疾病，與歐美國家相比，亞洲國家的發(fā)病率較高，約為(3.9-5.0)/106。臨床主要表現(xiàn)為不同程度的貧血、出血和感染，大多患者無肝、脾、淋巴結腫大。其發(fā)病機制傳統(tǒng)學說認為與造血干/祖細胞異常，造血微環(huán)境支持功能異常及免疫系統(tǒng)功能紊亂損傷造血干/祖細胞有關。現(xiàn)在,大多學者認為免疫機制異常對于AA的發(fā)生起著很重要的作用[1,2],而在臨床實踐上免疫抑制劑治療再障有好的效果[3]，為該論點提供了更為有力的證據。因此，本文從“種子”異常、“土壤”異常、“蟲子”異常以及基因水平異常等幾個方面研究新進展進行探討。

1 造血干/祖細胞細胞異常

造血干細胞(HSC)是由胚胎干發(fā)育而來，具有高度自我更新、自我復制、有較強多向分化能力，在造血組織中含量極少，形態(tài)無法識別的像小淋巴樣的各種類型血細胞的祖源細胞。造血干/祖細胞(HSC/HPC)對維持造血起決定性作用，任何原因引起干/祖發(fā)生異常增生或抑制，在臨床上都可導致血液系統(tǒng)疾病。傳統(tǒng)的種子學說就指AA的HSC/HPC質量和數(shù)量必然有明顯的異常,而且它們質量的異?？赡苡幸欢ㄟz傳傾向，所以臨床上AA與骨髓增生異常綜合征(MDS)及克隆性疾病如陣發(fā)性睡眠性血紅蛋白尿(PNH)可以相互轉化。細胞毒細胞(CTL)通過細胞毒作用直接殺傷HSC;而造血抑制因子則通過目前公認的Fas/FasL和NO途徑使HSC凋亡。研究發(fā)現(xiàn)絕大多AA骨髓HSC/HPC缺陷主要是HSC/HPC細胞數(shù)量降低,特別是CD34+及CD38-早期HPC數(shù)量明顯減少。研究發(fā)現(xiàn)，AA體外骨髓造血祖細胞培養(yǎng)比正常人CFU-GM、BFU-E、CFU-E集落形成明顯減少，對造血生長因子(HGFs)反應不敏感，臨床觀察發(fā)現(xiàn)ATG+CSA療效差，但是同基因骨髓移植成功后，骨髓造血功能恢復快，說明可能是造血干/祖細胞異常[4]。

2 造血微環(huán)境功能異常

骨髓造血微環(huán)境通常由骨髓基質細胞、骨髓微血管、基質細胞分泌的細胞因子等構成，保證造血干細胞自我更新并定向分化為各系血細胞。我們通常說的“土壤”學說就是指造血微環(huán)境缺陷或異常而誘發(fā)AA，其發(fā)病與以下幾點有關。

2.1 基質細胞

在造血微環(huán)境中，通常包括內皮細胞、網狀細胞、成纖維細胞以及骨髓間充質干細胞(BMSC)等細胞，它們通過分泌大量的細胞因子對造血進行調節(jié)[4]。BMSC也是造血微環(huán)境的重要干細胞,可分化為成骨細胞、脂肪細胞、心肌細胞等。它也可分泌IL-2、IL-6、IL-8等許多種細胞因子參與造血調控。研究認為BMSC在體內外都具有免疫抑制的作用[5]。實驗推測，正常骨髓來源的間充質干細胞具有抑制T細胞活性的功能，并且為骨髓造血干細胞提供了一個具有免疫保護作用的微環(huán)境[6]，從而使等位基因移植成功。BMSC在體外也有免疫抑制作用，實驗中加入BMSC則使T淋巴細胞活性下降[5]。最近發(fā)現(xiàn)，當樹突狀細胞、NK細胞和T細胞和BMSC細胞相互作用后可產生前列腺素E2，能使免疫系統(tǒng)降低分泌INF和TNF的量，而自動提高分泌IL-10和IL-4的量[6]。有學者在研究中發(fā)現(xiàn)，運用BMSC對骨髓衰竭的BALB/c鼠進行靜脈注射后，在24-72 h內，BMSC能夠轉移至受傷的骨髓組織內，對恢復造血功能起到積極的促進作用，使骨髓衰竭程度減輕，生存時間延長。另外，AA患者體外培養(yǎng)的BMSC活性和擴增能力下降顯著，使它分化為成骨細胞和脂肪細胞的能力也降低。AA患者的BMSC形態(tài)明顯異常，其增殖能力不高，細胞凋亡增加，易分化為脂肪細胞，從而誘發(fā)疾病。

2.2 骨髓微血管

再生障礙性貧血患者發(fā)病后，其血管新生明顯減少，微血管破壞明顯，有研究發(fā)現(xiàn)，AA患者的血管內皮生長因子水平明顯下降，其原因主要為骨髓血管生成減少，降低骨髓局部供氧、供血能力，加快骨髓脂肪化，使造血組織出現(xiàn)萎縮，并且對造血干細胞功能產生直接影響，對生理性造血功能進行抑制而誘發(fā)疾病。

2.3 細胞因子

臨床上普遍認為，在骨髓造血功能障礙的發(fā)病中，細胞因子分泌紊亂是比較重要的一個因素。研究表明，AA患者骨髓T淋巴細胞在體外可自發(fā)產生IFN-γ 、IL-2、TNF-α、Skil等造血負調控因子[7]。

2.3.1 AA與白細胞介素-2(IL-2) IL-2主要由活化T細胞產生，T細胞增殖發(fā)育必需的，能增強NK細胞和+CTL細胞的效應。IL-2產生的水平可反映T細胞的功能.而AA患者CD4+/CD8+比例倒置或減低是再障研究者不可否認的事實。

2.3.2 AA與IL-6 IL-6和其他白細胞介素細胞因子構成的復雜網絡系統(tǒng)參與和調節(jié)骨髓造血及免疫調節(jié)起協(xié)同或互相促進的重要造血因子。IL-6與再障患者外周血白細胞數(shù)及CD4細胞的負相關性，表明IL-6的變化與細胞因子網絡失調對于引發(fā)再障的不明確性。

2.3.3 AA與IL-8 IL-8是骨髓造血和生成血細胞的過程的抑制因子。骨髓造血干/祖細胞對骨髓正常造血起種子功能，而免疫活性細胞對骨髓造血干/祖細胞體內增殖的負性調節(jié)可能促使IL-8水平上升，IL-8水平過高很可能使AA患者骨髓的造血功能衰竭加劇。

2.3.4 IFN-γ及TNF-α IFN-γ屬于ΙΙ型干擾素，對多能干細胞、粒紅巨三系、以及B細胞均有抑制作用。IFN-γ主要通過觸發(fā)凋亡系統(tǒng)抑制造血，體外實驗發(fā)現(xiàn)IFN-γ和/或TNF-α與造血細胞培養(yǎng)幾天后，發(fā)現(xiàn)CD34+細胞及全部骨髓細胞發(fā)生凋亡。T細胞分泌的骨髓局部高濃度抑制性細胞因子引發(fā)AA，即使當造血抑制因子以很低濃度在造血干/祖細胞附近時，就能起到顯著抑制效應。在轉基因小鼠體內,IFN-γ刺激T細胞增殖，增殖的T細胞也分泌IFN-γ，這樣的惡性循環(huán)更加抑制造血。IFN-γ可以激活靶細胞中的信號轉導通路，IFN-γ、TNF-α能在CD34+細胞中加快NO合成酶表達，而NO可以損害CD34+細胞的DNA，從而引起干/祖細胞的凋亡。體外實驗證明,IFN-γ和TNF-α能抑制造血祖細胞在組織培養(yǎng)液中的增殖，同時，TNF-α對IFN-γ起協(xié)同作用[8]，若在體外培養(yǎng)的骨髓細胞中加入抗TNF-α抗體后,BFU-E和CFU-E的大小和數(shù)量明顯增加。但是AA患者BMSC免疫調節(jié)潛能尚無統(tǒng)一定論。AA患者骨髓BMSC可以對IFN-γ和TNF-α產生以及CD4+T細胞增殖進行抑制，可能與減少前列腺素E2(PGE2)有關。同時，AA患者的BMSC也使FOXP3+、CD25+以及CD4+細胞調節(jié)能力降低，可能與TGF-β產生減少有關。

3 免疫機制異常

3.1 自然殺傷細胞

自然殺傷細胞(NK)主要指的是來源于淋巴祖細胞或者造血干細胞的一種大顆粒淋巴細胞，有研究發(fā)現(xiàn)，再生障礙性貧血患者發(fā)病后，其外周血中的淋巴細胞和NK細胞比例明顯升高，而經過免疫治療后，其所占百分比下降明顯，并且與正常人相比，AA患者NK細胞的NKp46、NKG2D以及CD158a表達率明顯較高，且穿孔蛋白表達水平也較高[9]。同時，穿孔素和NK細胞高表達NKp46，NK細胞和其CD56高、低表達的NK細胞亞群明顯減少，均容易誘發(fā)T淋巴細胞功能亢進，從而導致AA患者的造血功能衰竭[10]。

3.2 樹突狀細胞

臨床研究資料表明，重型AA(SAA)患者的骨髓中存在大量激活的樹突細胞1(DC1)和不成熟的樹突細胞(DC)，DC亞群偏移至活化的DC1，使Th0細胞分化為Th1細胞，使T淋巴細胞功能亢進，影響造血功能[11]。而且，AA患者髓系樹突狀細胞(mDC)非正常表達的絲切蛋白、丙酮酸激酶M2等也促使mDC功能亢進。有學者在研究中發(fā)現(xiàn)，SAA患者的疾病階段與mDC數(shù)量增加密切相關，并且CD86和mDC表達的增加，也可能激活T淋巴細胞，從而誘發(fā)免疫介導性骨髓衰竭。

3.3 T淋巴細胞數(shù)量和亞群的變化及其分泌細胞因子

AA骨髓和外周血的CD8+細胞高表達，表達CD25、HLA-DR、CD56+的細胞也增多。再障中異常細胞因子表明再障的Th1/Tc1細胞反應優(yōu)勢。再障循環(huán)淋巴細胞中Th1/Th2比例顯著升高。HLA-DR2與發(fā)病有關，AA患者HLA-DR2的陽性率比正常人群明顯高[12]。

抑制T淋巴(CD8+T淋巴)功能亢進，數(shù)量又明顯增多，體外培養(yǎng)尤為明顯抑制骨髓細胞的生長[13]，S hahram[14]認為T淋巴細胞參與AA的免疫學發(fā)病，主要是細胞因子本身對造血干/祖細胞的NDA有損害作用，另外細胞因子可以使CD8-細胞激活，使 Tc1細胞增多，釋放大量TNF-α，最終導致干細胞凋亡[15]。AA與其他自身免疫疾病一樣CD4+CD25+FOXP3+調節(jié)性T細胞功能缺陷，導致T-bet蛋白增高，IFN-γ產生增加使干/祖細胞生存的造血微環(huán)境破壞[16]。所以，AA患者的T細胞亞群結構、表型、功能以及分布均存在明顯的異常，這些激活的異常T淋巴細胞能夠分泌大量的造血負調控因子IFN-γ，激活Th1型細胞，分泌白介素和IFN-γ增加，對CD8+增殖起到積極的促進作用，最終出現(xiàn)倒置CD4+/CD8+。有研究發(fā)現(xiàn)，AA患者的Th2和Th1細胞明顯增加，減少了調節(jié)性T細胞(Terg)，并且Treg不能對正常T效應細胞產生抑制作用，Th1細胞不斷擴增，呈現(xiàn)出克隆性特點，同時血清IFN-γ和IL-17的升高，使機體產生炎性反應，增加調節(jié)性T細胞數(shù)量，從而加重造血功能損害，具體表現(xiàn)為IL-17和Th17與血紅蛋白水平呈現(xiàn)出反比關系[17]。同時，AA患者骨髓和外周血中的Treg、CD25+、CD4+細胞數(shù)量明顯減少，尤其T-bet mRNA和Th1細胞表達明顯增加，而Th2、FoxP3 mRNA以及GATA-3細胞比例迅速下降，提示GATA-3和轉錄因子表達異常，Th1/Th2使免疫紊亂和細胞比例失衡[18]，從而誘發(fā)再生障礙性貧血。

3.4 T淋巴細胞的凋亡狀態(tài)

死亡受體Fas(CD95)是TNF受體家族成員之一，主要在活化的淋巴細胞、單核細胞中表達。但Fas的配體FasL僅在活化的T細胞中表達。Fas/FasL在細胞凋亡中起主要作用，是重要啟動途徑之一，它通過激活caspase蛋白酶引起細胞凋亡。有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)as抗原在正常人和再障患者CD34+細胞都可表達，但再障患者表達明顯高于正常人，而且正常人CD34+細胞對Fas所誘導的凋亡敏感性不高[19.20]。再障患者造血細胞CD95表達過高，不僅表現(xiàn)于CD34+細胞，而且在成熟T淋巴細胞和B淋巴細胞的膜表面表達過高，這些構成再障顯著特點；由于AA患者對Fas/FasL凋亡途徑所誘導的敏感性高的骨髓造血細胞CD34+增多，導致血細胞的起源祖細胞大量凋亡，而引起骨髓造血功能減低。

4 基因水平改變

4.1 遺傳缺陷

范可尼貧血(FA)是比較罕見的一種染色體隱性遺傳病，其發(fā)生與FA基因突變密切相關。FA/BRCA作為DNA損傷修復的一個重要途徑，在FA的發(fā)生和發(fā)展中，該途徑發(fā)揮著極其重要的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ANCM/FAAP24復合體能夠對DNA損傷進行識別，并且對FANCI和FANCD2單泛素化起到積極的促進作用，其缺陷容易導致FA核心蛋白損傷，使FA/BRCA途徑不能正常啟動，同時FANCD2泛素化時，可以與泛素分子K561相結合，抑制FA/BRCA，從而導致造血功能障礙[21]。

4.2 端粒酶基因突變

細胞壽命由端粒長度來決定，細胞的自我更新由端粒長度的穩(wěn)定來保證,故 AA與端?？s短密切相關。AA患者的端粒酶RNA組件或者端粒酶逆轉錄(TERT)基因突變，染色體終端速率降低，導致端粒酶突變出現(xiàn)分化缺陷。同時，AA患者造血干細胞TERC和TERT基因突變，端粒相關蛋白基因異常表達，而端粒保護蛋白顯著降低，而且與 AA病情呈正相關[22]；造血干細胞hTERT基因出現(xiàn)非同義替換，使端粒酶活性降低，端?？s短加快，使造血祖母細胞的增殖能力降低[23]。

綜上所述，我們認為獲得性AA是一種自身免疫性疾病，它的發(fā)病原因是多種免疫學機制和基因改變相互協(xié)同作用的結果。特別是T淋巴細胞結構和功能紊亂，亞群數(shù)量的變化及其分泌細胞因子與再生障礙性貧血的相關性[24]。AA患者CD28的表達是否異常，應用ATG+CSA治后CD28表達又如何變化？NK細胞亞群、NK細胞減少、DCI和DC數(shù)量增加與AA患者T淋巴細胞功能亢進有關?應該進一步加強研究，闡明AA免疫病理發(fā)病機制，從而為指導臨床治療提供有效依據。

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1007-4287(2017)01-0165-04

李靜(1972-),女,內蒙古包頭人,碩士研究生,副主任檢驗師,主要從事臨床血液學檢驗.

2015-12-24)