二肽基肽酶IV及其抑制劑的免疫調(diào)節(jié)作用與其在糖尿病中的應(yīng)用

高廣藝，郭 暉

(吉林大學(xué)第一醫(yī)院二部 內(nèi)分泌科，吉林 長春130031)

二肽基肽酶IV(DPP-4)是一種具有絲氨酸蛋白酶活性的Ⅱ型跨膜糖蛋白，能將肽鏈N-末端的第二個殘基上的脯氨酸或甘氨酸降解以產(chǎn)生N端二肽，通過對胰高血糖素樣肽-1(GLP-1)及抑胃肽(GIP)N末端的降解和失活在糖代謝中發(fā)揮作用，同時當(dāng)其表達于淋巴細胞表面時被稱為CD26，參與維持淋巴細胞組成和功能、T淋巴細胞活化和協(xié)同刺激、記憶T細胞生成及相關(guān)免疫系統(tǒng)疾病。在接受DPP-4抑制劑治療的2型糖尿病患者中，免疫學(xué)的相關(guān)副作用如鼻咽部感染的發(fā)生率也有輕微的增長。本文對DPP-4及DPP-4抑制劑的免疫調(diào)節(jié)作用及其在糖尿病中的應(yīng)用簡要綜述。

1 DPP-4的結(jié)構(gòu)與表達

DPP-4是一種Ⅱ型跨膜糖蛋白，它的主要結(jié)構(gòu)包括：胞內(nèi)段有6個高度保守的氨基酸細胞質(zhì)尾，22個氨基酸跨膜區(qū)，胞膜外段由738個氨基酸組成，可分“靈活的”莖、N末端糖基化區(qū)、富含半胱氨酸區(qū)、C末端催化區(qū)(Ser630,Asp708 和 His74為催化殘基)。DPP-4胞膜外段的空間結(jié)構(gòu)由8個螺旋層和1個α/β水解酶區(qū)構(gòu)成[1]。DPP-4也可以可溶性形式存在，在血漿中仍保持著酶活性[2]。DPP-4分子表達于多種組織(肝、腎、腸、前列腺等)的上皮細胞的表面，也表達于免疫細胞(T淋巴細胞、活化的B、NK細胞、髓系細胞)[3]。DPP-4既參與糖尿病患者的糖脂代謝，又可以發(fā)揮免疫方面作用。隨著DPP-4抑制劑越來越多的應(yīng)用于2型糖尿病的治療，其對免疫方面的影響也引起了更多關(guān)注。

2 DPP-4對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用

2.1 T淋巴細胞

在進入胸腺成熟過程中，大部分T淋巴細胞都表達CD26，所以CD26被認為是胸腺成熟的標(biāo)志及淋巴細胞遷移到胸腺的中介。CD26在胸腺淋巴細胞凋亡的過程中表達下調(diào)，在胸腺淋巴細胞成熟的過程中表達上調(diào)，且在成熟的CD4或CD8單陽性T淋巴細胞表面達到最高水平[4]。CD26也作為記憶T淋巴細胞的特征性標(biāo)記，可以使該細胞對曾經(jīng)接觸過的抗原做出最高的應(yīng)答，促進B淋巴細胞免疫球蛋白IgG的合成并活化細胞毒性T淋巴細胞[5]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，CD26介導(dǎo)的CD8+T淋巴細胞協(xié)調(diào)刺激途徑與CD28所介導(dǎo)的協(xié)調(diào)刺激途徑相比能夠產(chǎn)生更強的細胞毒性作用[6]。實驗證明，在大鼠體內(nèi)CD26功能的長期損傷會對T淋巴細胞亞群產(chǎn)生顯著影響，如CD4+T淋巴細胞池中記憶T淋巴細胞的數(shù)量明顯減少、初始T淋巴細胞的數(shù)量會增加；脾臟淋巴細胞中CD4+的T淋巴細胞百分比會下降。在接受DPP-4抑制劑治療的患者身上也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，表現(xiàn)為體內(nèi)淋巴細胞的絕對值發(fā)生劑量依賴性減少。CD26還可以通過與微囊蛋白1(caveolin-1)、蛋白分子CARMA1、腺苷脫氨酶(ADA)、CD45等聯(lián)系實現(xiàn)共刺激來參與T淋巴細胞的活化、信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)[7]。

2.2 B淋巴細胞、自然殺傷細胞(NK細胞)及其他免疫細胞

50%的人類B淋巴細胞激活后表達CD26。對CD26的活性進行特定抑制會降低B淋巴細胞的激活和DNA的合成。長期缺乏CD26的大鼠B淋巴細胞的數(shù)量顯著減少[8]。在白介素-2、12、15刺激之后的NK細胞表面，CD26的表達可增加到30%。CD26在NK細胞表面表達上調(diào)可能會增強CD16依賴性的細胞毒性作用[9]。有研究證明，可溶性DPP-4可以增加toll樣受體2 (TLR-2)的表達和激活NFκB信號,導(dǎo)致促炎細胞因子的分泌[10]。

上述研究表明DPP-4在免疫系統(tǒng)中具有多種作用：維持淋巴細胞組成和功能、T淋巴細胞活化和協(xié)同刺激、B淋巴細胞的激活及NK細胞的細胞毒性等。

3 糖尿病存在的免疫機制

3.1 自身免疫性糖尿病

1型糖尿病(T1DM)和成人隱匿性自身免疫性糖尿病(LADA)都屬于自身免疫性糖尿病，都是T 淋巴細胞介導(dǎo)的以胰島炎為病理特征的胰島β細胞自身免疫反應(yīng)，使β細胞喪失產(chǎn)生胰島素的能力。CD4+T 淋巴細胞是疾病進展期間占主導(dǎo)地位的胰島細胞“入侵者”[11]。根據(jù)分泌細胞因子的不同將CD4+輔助T淋巴細胞分為Th1、Th2、Th17 、Tregs 及Tfh。Th1細胞主要分泌IL-1 ( 白細胞介素1) 、IL-2、IFN-γ( 干擾素γ) 、TNF-α( 腫瘤壞死因子α) ，介導(dǎo)局部炎癥，破壞胰島β細胞；Th2 細胞主要分泌IL-4、IL-10 等，輔助B 細胞增殖產(chǎn)生抗體，參與體液免疫，抑制Th1 的增殖； Th17細胞主要分泌IL-17，通過清除外部病原體或引發(fā)自體免疫來促進炎癥反應(yīng)；調(diào)節(jié)T細胞(Tregs細胞)通過抑制效應(yīng)細胞和細胞因子的增殖可以抑制自身免疫反應(yīng)[12]；Tfh在自身免疫性糖尿病中的作用目前尚不清楚。研究發(fā)現(xiàn)，自身免疫性糖尿病患者體內(nèi)存在致病T淋巴細胞和調(diào)節(jié)T淋巴細胞失衡，其特點是Th1細胞和Th17細胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)上調(diào)、Th2細胞和調(diào)節(jié)T細胞介導(dǎo)的抑制炎癥及自身免疫的機制下調(diào)。

3.2 2型糖尿病

2型糖尿病的發(fā)病不僅與環(huán)境及遺傳等有關(guān)，也存在免疫機制的作用。可溶性先天免疫分子濃度升高與胰島素抵抗及β細胞功能障礙有關(guān)。其中介導(dǎo)非特異性免疫細胞的TLR-2在T2DM發(fā)病的免疫機制中發(fā)揮重要作用。例如Dasu等研究表明，T2DM患者TLR-2表達增加并參與促炎反應(yīng)[13]。同時，越來越多的證據(jù)支持T細胞在2型糖尿病發(fā)病機制中的重要作用,多項臨床研究證實，在糖尿病前期或T2DM患者的脂肪組織和外周血中Th1表達上調(diào)。Zeng和同事報告T2DM患者存在CD4+T輔助細胞亞群Treg、Th1和Th17的失衡[14]，而且研究發(fā)現(xiàn)在2型糖尿病患者外周血清中，CD4+T 淋巴細胞/CD8+T淋巴細胞比值失衡，CD26在CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞表面的表達更高，考慮CD26的表達和釋放的增加與胰島素抵抗有關(guān)[15]。這些結(jié)果顯示，免疫損傷在2型糖尿病發(fā)生、發(fā)展過程中起一定的作用。

4 DPP-4抑制劑對糖尿病的免疫調(diào)節(jié)作用機制

4.1 自身免疫性糖尿病

對于自身免疫性糖尿病的患者，理想的治療是針對引起胰島β細胞破壞的免疫機制，恢復(fù)胰島β細胞功能，由于T淋巴細胞在自身免疫性糖尿病的發(fā)病機理中起著核心作用，因此，針對T淋巴細胞子集的免疫療法應(yīng)該是主要策略。研究發(fā)現(xiàn)CD26在Th17細胞表面表達最高(CD26 Bright)，其次是Th1細胞(CD26++) 和Th2細胞 (CD26+)，在Treg 細胞表面表達最低(CD26low/-)[3]。DPP-4抑制劑可能作為一個新的治療藥物應(yīng)用于自身免疫性糖尿病，除了延遲胃腸道中GLP-1和GIP的降解發(fā)揮降糖作用外，其可能通過對免疫細胞表面CD26表達的調(diào)節(jié)對自身免疫性糖尿病產(chǎn)生治療作用，主要機制是：①抑制Th1免疫反應(yīng)，抑制其細胞因子INF-α的產(chǎn)生從而抑制炎癥反應(yīng)及胰島β細胞的破壞；②促進Th2細胞因子的分泌，輔助B 細胞增殖產(chǎn)生抗體，參與體液免疫[16]；③激活Treg細胞、通過刺激TGF-β的分泌來產(chǎn)生抗炎癥效果，增加對炎癥的控制和對自身免疫疾病的治療[17]；④抑制Th17細胞、阻止活化的T淋巴細胞產(chǎn)生IL-17，抑制炎癥反應(yīng)[18]；同時，DPP-4抑制劑也可以通過調(diào)節(jié)致病性CD4+T淋巴細胞的遷移提高T1DM患者移植胰腺的存活能力[19]。周智廣等學(xué)者[20]認為DPP-4抑制劑可聯(lián)合胰島素用于1型糖尿病患者的治療，進一步優(yōu)化其血糖控制。但現(xiàn)有的個案報道和試驗研究樣本數(shù)量小、干預(yù)時間短，DPP-4抑制劑對自身免疫系統(tǒng)糖尿病的有效性和安全性還需要更大樣本持續(xù)時間更長的隨機對照臨床試驗加以證實，對自身免疫性糖尿病的潛在臨床益處仍有待評估。

4.2 2型糖尿病(T2DM)

DPP-4抑制劑用于2型糖尿病的治療主要機制是阻斷DPP-4的作用，阻止胃腸道中GLP-1和GIP的降解,提高內(nèi)源性GLP-1水平，延長其活性，增加胰島β細胞對血糖的敏感性，促進β細胞分泌胰島素、抑制α細胞分泌胰高血糖素。同時，實驗表明維格列汀可以抑制可溶性DPP-4所誘導(dǎo)的細胞因子的產(chǎn)生和toll樣受體2 (TLR-2)的表達[10]；DPP-4抑制劑也可以調(diào)節(jié)各T細胞亞群所產(chǎn)生的免疫作用，在使用DPP-4抑制劑的2型糖尿病患者體內(nèi)CD4+T細胞的總數(shù)量及Th17細胞、Treg細胞的數(shù)量和比例均顯著下降[21]。所以，DPP-4抑制劑對2型糖尿病的免疫治療可能作為一種新的治療機制。雖然目前還沒有完全明確在長期使用DPP-4抑制劑的過程中是否會產(chǎn)生相關(guān)免疫副作用的影響，但在臨床應(yīng)用中出現(xiàn)上呼吸道感染、鼻咽炎、鼻竇炎等不良反應(yīng)的概率較安慰劑升高。

綜上，DPP-4既可以調(diào)節(jié)糖脂代謝，也在維持淋巴細胞組成和功能、T淋巴細胞活化和協(xié)同刺激及自身免疫疾病等方面起著重要作用，其抑制劑作為一種新型口服降血糖藥物廣泛應(yīng)用于臨床糖尿病的治療，但長期DPP-4抑制的相關(guān)免疫效應(yīng)(長期免疫參數(shù)，如感染、T淋巴細胞發(fā)育和免疫穩(wěn)態(tài))及相關(guān)副作用還沒有被充分研究，要加強對DPP-4抑制劑治療的長期安全性的認識。此外，DPP-4還與其他多種免疫性疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡有關(guān)。對DPP-4及其抑制劑免疫作用的研究，可為多種免疫過程調(diào)節(jié)和病理學(xué)發(fā)展提供更多見解，并為糖尿病及其他免疫疾病的新治療提供更多機會。