補(bǔ)體系統(tǒng)在葡萄膜炎發(fā)病機(jī)制中的作用

熊 慧，楊明明，于旭輝

0引言

葡萄膜炎是臨床常見(jiàn)的一組可致盲的眼內(nèi)炎癥疾病[1]。感染、自身免疫、創(chuàng)傷及理化損傷、免疫遺傳等均可引起葡萄膜炎，但葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明。近年越來(lái)越多證據(jù)表明，葡萄膜炎的發(fā)生發(fā)展與補(bǔ)體系統(tǒng)的失調(diào)相關(guān)。因此，探究補(bǔ)體在葡萄膜炎發(fā)病機(jī)制中的作用非常必要。補(bǔ)體系統(tǒng)是人類(lèi)先天性免疫防御系統(tǒng)的一部分，其穩(wěn)定狀態(tài)受補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的嚴(yán)格調(diào)控，當(dāng)調(diào)控失衡時(shí)，自身細(xì)胞、組織受到破壞, 引發(fā)多種炎癥反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致葡萄膜炎的發(fā)生[2]。本綜述對(duì)補(bǔ)體系統(tǒng)在葡萄膜炎發(fā)病機(jī)制中的進(jìn)展情況進(jìn)行闡述。

1補(bǔ)體系統(tǒng)及生物學(xué)作用

補(bǔ)體系統(tǒng)由血漿補(bǔ)體成分、可溶性和膜型補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白、補(bǔ)體受體等多種蛋白構(gòu)成，是一個(gè)具有精密調(diào)控機(jī)制的蛋白質(zhì)反應(yīng)系統(tǒng)。根據(jù)補(bǔ)體系統(tǒng)各成分的生物學(xué)功能，可將其分為三類(lèi)：(1)補(bǔ)體固有成分：指存在于血漿和體液中的參與補(bǔ)體激活的蛋白質(zhì)，包括C1～C9、甘露糖結(jié)合凝集素、相關(guān)絲氨酸蛋白酶、B因子、D因子和P因子等；(2)補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白：指以可溶性或膜結(jié)合形式存在，參與調(diào)節(jié)補(bǔ)體活化和效應(yīng)的一類(lèi)蛋白質(zhì)分子，包括C1抑制物、I因子、C4結(jié)合蛋白、H因子、S蛋白、衰變加速因子(DAF,CD55)、膜輔蛋白(MCP,CD46)等；(3)補(bǔ)體受體：指表達(dá)于不同類(lèi)型的細(xì)胞表面，能與補(bǔ)體活性片段結(jié)合而介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)的蛋白，包括CR1～CR5、C3aR、C5aR、C1q-R和CFH-R等[3]。

補(bǔ)體系統(tǒng)通過(guò)經(jīng)典途徑、旁路途徑和凝集素途徑激活，均導(dǎo)致C3轉(zhuǎn)化酶(C3bBb)的形成，進(jìn)一步裂解C5形成C5b，最后與C6、C7、C8、C9結(jié)合形成膜攻擊復(fù)合物(membrane attack complex，MAC)，導(dǎo)致細(xì)胞溶解或死亡，促進(jìn)炎癥和組織損傷的發(fā)展[3]，見(jiàn)圖1。在該級(jí)聯(lián)反應(yīng)中，過(guò)敏毒素C3a(C3aR的配體)和C5a(C5aR1和C5aR2的配體)是有效的趨化因子，可募集單核細(xì)胞、粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞，誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞收縮和血管舒張，嗜中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞脫顆粒以及多種免疫細(xì)胞分泌細(xì)胞因子，從而介導(dǎo)炎癥介質(zhì)的釋放[4]；調(diào)理素C3b、C4b與 C5b可增強(qiáng)吞噬細(xì)胞吞噬病原體，協(xié)助清除血液中的可溶性抗原抗體復(fù)合物。補(bǔ)體系統(tǒng)是機(jī)體固有免疫的重要組成部分，參與抗感染免疫、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、處理自身抗原、調(diào)控免疫相關(guān)基因表達(dá)等多重作用[5]。

圖1 補(bǔ)體激活的3條途徑 MASP：甘露糖結(jié)合凝集素途徑；C3bBbC3b、C4b2aC3b為C5轉(zhuǎn)化酶。

2補(bǔ)體系統(tǒng)與葡萄膜炎的關(guān)聯(lián)分析

2.1補(bǔ)體系統(tǒng)失調(diào)導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)與免疫失衡參與葡萄膜炎發(fā)病補(bǔ)體系統(tǒng)在補(bǔ)體調(diào)節(jié)蛋白的嚴(yán)格調(diào)控下保持平衡穩(wěn)態(tài)以保護(hù)機(jī)體免受“異己”成分的損傷，當(dāng)平衡失調(diào)時(shí)，會(huì)介導(dǎo)葡萄膜炎的發(fā)展[6-7]。臨床研究發(fā)現(xiàn)白塞病(Behcet’s disease，BD)患者血漿中的Ba、Bb、C4d和sC5b-9水平升高，BD和小柳原田(Vogt-Koyanagi-Harada，VKH)綜合征患者外周血單核細(xì)胞C3aR表達(dá)增加[8-9]。實(shí)驗(yàn)性自身免疫性前葡萄膜炎(experimental autoimmune anterior uveitis，EAAU)的研究也表明，補(bǔ)體系統(tǒng)的激活對(duì)EAAU的發(fā)生至關(guān)重要，相反，宿主補(bǔ)體系統(tǒng)的耗竭可導(dǎo)致EAAU的完全抑制，證實(shí)補(bǔ)體系統(tǒng)激活參與了葡萄膜炎的發(fā)生[10]。同時(shí)遺傳學(xué)研究表明，補(bǔ)體系統(tǒng)內(nèi)的多態(tài)性可以影響免疫相關(guān)疾病的發(fā)展，如補(bǔ)體因子H(complement factor H，CFH)、補(bǔ)體因子I(complement factor I，CFI)和補(bǔ)體因子B(complement factor B，CFB)等因子與葡萄膜炎的發(fā)生相關(guān)[11-13]。綜上所述，補(bǔ)體系統(tǒng)與葡萄膜炎息息相關(guān)，補(bǔ)體系統(tǒng)調(diào)節(jié)失衡參與葡萄膜炎的發(fā)生和發(fā)展。

2.1.1CFH和CFB與葡萄膜炎的關(guān)系CFH和CFB是補(bǔ)體旁路調(diào)節(jié)蛋白，在調(diào)節(jié)補(bǔ)體旁路途徑中發(fā)揮重要作用。在補(bǔ)體系統(tǒng)激活過(guò)程中，CFB與C3結(jié)合形成C3bBb啟動(dòng)下一步級(jí)聯(lián)反應(yīng)，CFH可與CFB競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合C3b,進(jìn)而使C3b與Bb解離，加速C3bBb的失活，從而抑制旁路途徑激活[3]。近年來(lái)，CFH和CFB的基因多態(tài)性與葡萄膜炎發(fā)病的關(guān)系越來(lái)越成為研究熱點(diǎn)。具體機(jī)制可能是CFH和CFB蛋白的結(jié)構(gòu)改變會(huì)影響其與C3b結(jié)合的親和力，影響旁路途徑激活，導(dǎo)致葡萄膜炎的發(fā)生[2]。相關(guān)研究證實(shí)CFH 184G多態(tài)性與前葡萄膜炎相關(guān)，CFH I62V與非感染性中、后葡萄膜炎相關(guān)，呈性別特異性[14-15]。也有研究表明CFH-rs1065489 TT基因型是葡萄膜炎復(fù)發(fā)率較高的臨床標(biāo)志，與人類(lèi)白細(xì)胞抗原(HLA)-B27有關(guān)，CFH的Y402H多態(tài)性與后、全葡萄膜炎發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[14,16]。此外，有學(xué)者報(bào)道CFHR2-rs2986127可作為中國(guó)人急性前葡萄膜炎(acute anterior uveitis，AAU)的遺傳保護(hù)標(biāo)記[12]。C2和CFB是一對(duì)同源基因，位于主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)的Ⅲ類(lèi)區(qū)域的6p21染色體簇，與感染和自身免疫有關(guān)[11]。C2rs3020644位于調(diào)控基因表達(dá)的啟動(dòng)子處，CFB-rs1048709與AU相關(guān)且受HLA-B27狀態(tài)的影響，也與非感染性中、后葡萄膜炎有關(guān)，尤其是VKH綜合征[11,17]。以上研究表明補(bǔ)體系統(tǒng)相關(guān)基因多態(tài)性導(dǎo)致蛋白結(jié)構(gòu)變化，補(bǔ)體系統(tǒng)過(guò)度激活驅(qū)動(dòng)炎癥反應(yīng)，在葡萄膜炎發(fā)病中起重要作用，不同人群的遺傳異質(zhì)性有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.1.2C3和C5與葡萄膜炎的關(guān)系C3和C5是聯(lián)系三種激活途徑的樞紐，在血漿中被裂解為C3a和C5a，將炎癥細(xì)胞募集到補(bǔ)體激活部位，激活補(bǔ)體，消除感染因子[18]。相關(guān)研究表明，C3和C5的拷貝數(shù)變異和基因多態(tài)性影響了葡萄膜炎的發(fā)生，Xu等[19-20]研究結(jié)果顯示C3的高基因拷貝數(shù)是BD和VKH綜合征的危險(xiǎn)因素，C3 rs408290單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism，SNP)與BD的易感性有關(guān)，C3 rs408290 GG基因型個(gè)體的C3-mRNA表達(dá)和細(xì)胞因子(包括IL-17和IFN-γ)產(chǎn)生增加；此外，在致病型C5(高拷貝數(shù)和rs2269067 GG基因型)中，C5-mRNA和蛋白表達(dá)增強(qiáng)，IL-17產(chǎn)生增加，表明C3和C5濃度及蛋白結(jié)構(gòu)的改變打破補(bǔ)體系統(tǒng)的平衡影響葡萄膜炎的進(jìn)展。最近，有研究[21-22]用實(shí)驗(yàn)性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveitis，EAU)模型觀察到血漿和房水中C3a和膜攻擊復(fù)合物C5b-9含量升高，接著他們又發(fā)現(xiàn)EAU視網(wǎng)膜C3和C9蛋白水平升高，這種補(bǔ)體差異表達(dá)蛋白導(dǎo)致的補(bǔ)體功能失調(diào)參與了葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制。抑制補(bǔ)體激活的藥物可以迅速減輕組織炎癥反應(yīng)，為葡萄膜炎的治療帶來(lái)新的可能。

2.1.3CFI與葡萄膜炎的關(guān)系CFI是一種絲氨酸蛋白酶，在輔助因子存在的情況下抑制補(bǔ)體蛋白C3b和C4b的激活，進(jìn)而阻止經(jīng)典與旁路途徑中C3bBb的形成，抑制補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)[23-24]。Wang等[25]研究表明，CFI和補(bǔ)體途徑的C3級(jí)聯(lián)是AAU發(fā)病的重要因素，性別和HLA-B27狀態(tài)影響CFI等位基因的易感性，且CFI-rs7356506可能降低AAU的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。也有研究發(fā)現(xiàn)CFI-rs7356506與VKH綜合征的復(fù)發(fā)情況有關(guān)[23]。近年來(lái)，Huang等[26]研究證實(shí)CFI-rs13104777與AAU的發(fā)生有直接關(guān)系，遺傳影響可能與HLA-B27相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)均提示CFI通過(guò)影響補(bǔ)體經(jīng)典和旁路途徑在葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，CFI在葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制中的確切作用，尚需多中心、多種族的研究。

2.1.4CD59和MAC與葡萄膜炎的關(guān)系CD59是一種GPI錨定蛋白，存在于大多數(shù)有核細(xì)胞的膜上，防止C9與C5b-8復(fù)合體結(jié)合，阻止MAC的形成，在補(bǔ)體級(jí)聯(lián)的終末途徑中起重要作用。CD59基因也被證明與一些免疫相關(guān)疾病有關(guān)。MAC由1個(gè)C5b、C6、C7、C8分子和12個(gè)C9分子組成，在細(xì)胞表面形成跨膜離子通道，釋放細(xì)胞因子，導(dǎo)致細(xì)胞溶解和死亡[3]。AAU是葡萄膜炎中最常見(jiàn)的類(lèi)型，由免疫介導(dǎo)并受多種內(nèi)源性因素的影響，Wang等[7]研究首次發(fā)現(xiàn)CD59-rs831626可能是HLA-B27陰性隊(duì)列AAU的遺傳保護(hù)因子，對(duì)AAU的影響可能與HLA-B27和AS狀態(tài)有關(guān)。另外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)在C9-/-(C9基因敲除)的EAU小鼠中發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜上不能形成MAC,同時(shí)伴有NLRP3炎癥小體的激活減少，提示MAC可能通過(guò)減弱NLRP3炎癥小體激活影響葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制，腺相關(guān)病毒(adeno-associated virus，AAV)介導(dǎo)的sCD59表達(dá)能有效抑制MAC的沉積，進(jìn)而抑制NLRP3炎癥小體的活化，單次玻璃體腔注射AAVCAGsCD59可有效抑制小鼠EAU的發(fā)生，其作為一種潛在的葡萄膜炎基因療法值得進(jìn)一步研究[27]。CD59和MAC在葡萄膜炎發(fā)病過(guò)程中扮演重要角色，更多相關(guān)性仍有待我們進(jìn)一步探索。

2.1.5C1和C4與葡萄膜炎的關(guān)系補(bǔ)體成分1r亞組分a(C1ra)是人類(lèi)C1r的同源物，C1r是一種高水平的特異性絲氨酸蛋白酶，在免疫和炎癥反應(yīng)中誘導(dǎo)經(jīng)典途徑的激活，基于此，Yang等[28]研究首次表明川芎嗪(tetramethylpyrazine，TMP)滴眼液可能通過(guò)下調(diào)補(bǔ)體系統(tǒng)相關(guān)基因(C1ra)在眼部炎癥中發(fā)揮抗炎作用。C4在自身免疫性疾病中的作用矛盾。雖然大多數(shù)缺乏C4的患者(>75%)發(fā)展成狼瘡樣的自身免疫性疾病，其中一些與自身免疫性葡萄膜炎有關(guān)，VKH綜合癥患者中C4拷貝數(shù)減少，表明C4具有保護(hù)作用，但也有報(bào)道稱，與對(duì)照組相比，活動(dòng)性BD患者的C4水平顯著升高，高C4a拷貝數(shù)通過(guò)促進(jìn)C4a和IL-6的表達(dá)增加了BD的風(fēng)險(xiǎn)，表明C4具有致病性[23,29-31]。C4在BD與VKH綜合征中的作用不同，可能的原因是BD是一種針對(duì)微生物抗原的異常反應(yīng)所介導(dǎo)的自身炎癥性疾病，而VKH綜合征是一種對(duì)黑色素細(xì)胞抗原的自身免疫性疾病。C4的作用差異可能與葡萄膜炎復(fù)雜的遺傳背景和免疫反應(yīng)失衡有關(guān)。

2.2補(bǔ)體系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)T細(xì)胞的反應(yīng)影響葡萄膜炎進(jìn)展越來(lái)越多的證據(jù)表明補(bǔ)體系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的T細(xì)胞反應(yīng)影響葡萄膜炎的進(jìn)展。補(bǔ)體系統(tǒng)對(duì)T細(xì)胞的調(diào)節(jié)機(jī)制通過(guò)磷脂酰肌醇3激酶介導(dǎo)的AKT磷酸化實(shí)現(xiàn)：(1)上調(diào)T細(xì)胞內(nèi)抗凋亡基因Bcl-2的表達(dá)，下調(diào)促凋亡分子Fas的表達(dá);(2)激活A(yù)PC上調(diào)表達(dá)協(xié)同刺激因子CD80(B7-1)和CD86(B7-2)，促進(jìn)產(chǎn)生炎癥因子IL-12和IL-23[32]。在葡萄膜炎病程中，抗原誘導(dǎo)致外周交叉反應(yīng)性T細(xì)胞產(chǎn)生，效應(yīng)T細(xì)胞活化穿透血視網(wǎng)膜屏障進(jìn)入眼內(nèi)，新抗原釋放，積聚到局部淋巴結(jié)，自體反應(yīng)性T細(xì)胞隨之產(chǎn)生，病情進(jìn)展。參與葡萄膜炎發(fā)病過(guò)程的T細(xì)胞亞群包括：Th1、Th2、Th17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cell,Tregs)，Th1細(xì)胞分泌IL2、干擾素IFN-γ，Th2細(xì)胞分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL13,Th17細(xì)胞分泌IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22、TNF-α及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(granulocyte colony-stimulating factor,GM-CSF)，Tregs分泌TGF-β和IL-10[33]，各種復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)介導(dǎo)自身免疫及炎癥反應(yīng)，細(xì)胞之間的相互作用與平衡失衡導(dǎo)致了葡萄膜炎的發(fā)生發(fā)展。

補(bǔ)體C1、C3和C5對(duì)T細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用日益受到重視。Schrijver等[34]發(fā)現(xiàn)有葡萄膜炎的活動(dòng)性結(jié)核病患者的血清C1q水平比無(wú)葡萄膜炎患者高，C1q可以通過(guò)降低CD8+T細(xì)胞、Th1和Th17細(xì)胞的活性，增強(qiáng)Tregs活性來(lái)調(diào)節(jié)T細(xì)胞反應(yīng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)1型IFN信號(hào)通路增加活動(dòng)性結(jié)核疾病患者葡萄膜炎的發(fā)生。有學(xué)者報(bào)道，C3可以促進(jìn)T細(xì)胞分泌IFN-γ，通過(guò)NF-κB活化促進(jìn)IL-17釋放，C3a還可誘導(dǎo)Th17刺激單核細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子，并促進(jìn)CD4+T細(xì)胞分泌IL-17，抑制IL-10[9,35]。另有實(shí)驗(yàn)表明，C5a阻斷可通過(guò)減少I(mǎi)FN-γ的產(chǎn)生，降低EAU的進(jìn)展和嚴(yán)重程度[36]。Lajoie等[37]發(fā)現(xiàn)C5a通過(guò)抑制IL-23的表達(dá)，調(diào)節(jié)Th17的分化和增殖，減少I(mǎi)L-17A的產(chǎn)生。這些研究表明C3、C5可能通過(guò)增強(qiáng)IFN-γ和IL-17A的產(chǎn)生參與葡萄膜的發(fā)病機(jī)制?？紤]到補(bǔ)體系統(tǒng)和T細(xì)胞的關(guān)系，補(bǔ)體抑制劑受到研究者們關(guān)注，諾瑪科潘(nomacopan)是一種從蜱蟲(chóng)唾液中提取的藥物，具有抑制白三烯B4(LTB4)和C5激活的雙重功能，顯著減少效應(yīng)Th17細(xì)胞和炎性巨噬細(xì)胞，對(duì)EAU有良好的治療效果[38]。

過(guò)敏性毒素受體C3aR和C5aR作為補(bǔ)體因子直接調(diào)節(jié)T細(xì)胞反應(yīng)，廣受研究者們關(guān)注。抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cell，APC)和T細(xì)胞都可表達(dá)C3aR和C5aR。在APC上，過(guò)敏毒素C3a和C5a與C3aR和C5aR結(jié)合，促進(jìn)MHC和共刺激分子的表達(dá)，啟動(dòng)級(jí)聯(lián)反應(yīng)；在T細(xì)胞上，C3a和C5a與C3aR和C5aR結(jié)合可以抑制T細(xì)胞凋亡，促進(jìn)Th1和Th17效應(yīng)T細(xì)胞分化[18]，并抑制Foxp3+T調(diào)節(jié)細(xì)胞的發(fā)育[39]，導(dǎo)致更嚴(yán)重的T細(xì)胞反應(yīng)。Zhang等[18]對(duì)WT和C3aR/C5aR-KO小鼠進(jìn)行不同的影像學(xué)研究和免疫學(xué)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)C3aR和C5aR是EAU充分發(fā)育和相關(guān)Th1和Th17效應(yīng)反應(yīng)所必需的重要受體。此外，Wang等[9]研究發(fā)現(xiàn)C3aR表達(dá)增加可能導(dǎo)致Th17細(xì)胞反應(yīng)過(guò)度激活，從而可能參與BD和VKH綜合征的發(fā)病機(jī)制。

C4、MAC等對(duì)T細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用同樣不可小覷。Zhang等[29]通過(guò)研究野生型和C4基因敲除(C4-KO)小鼠的EAU發(fā)育，發(fā)現(xiàn)C4-KO小鼠視網(wǎng)膜炎癥減弱，T細(xì)胞反應(yīng)減少及功能受損，證明C4是正常T細(xì)胞活化、增殖和存活所必需的，C4通過(guò)影響T細(xì)胞內(nèi)在機(jī)制調(diào)節(jié)EAU的發(fā)生。Binit等[27]研究發(fā)現(xiàn)MAC沉積在EAU視網(wǎng)膜，導(dǎo)致NLRP3炎癥小體激活和IL-1β產(chǎn)生，促進(jìn)Th1和Th17細(xì)胞的分化繼而誘發(fā)葡萄膜炎。綜上所述，研究出補(bǔ)體及其受體拮抗劑或阻斷補(bǔ)體介導(dǎo)的T細(xì)胞反應(yīng)激活通路的制劑將對(duì)葡萄膜炎的治療有重大意義。

3展望

葡萄膜炎是一種慢性炎癥性疾病，其發(fā)病和病程多種多樣，傳統(tǒng)療法對(duì)部分患者很難治愈，給患者帶來(lái)極大的困擾。與葡萄膜炎有關(guān)的補(bǔ)體蛋白貫穿補(bǔ)體激活過(guò)程的始終，但補(bǔ)體蛋白在葡萄膜炎發(fā)病中的具體機(jī)制仍未完全闡明，未來(lái)的研究可以著眼于補(bǔ)體蛋白在葡萄膜炎的發(fā)病機(jī)制、病程變化、信息調(diào)控、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞通訊等方面的作用，從而在此基礎(chǔ)上找到最佳的治療靶點(diǎn)。目前C3、C5、CFB、CFH、CFI和CD59抑制劑在干性黃斑變性的臨床試驗(yàn)階段已取得一定成效[40]。Li等[41]研究結(jié)果也表明，以VEGF和補(bǔ)體成分為靶點(diǎn)的基因治療可以為眼部炎癥和新生血管疾病提供一種新的、長(zhǎng)期的治療策略。補(bǔ)體抑制療法和相關(guān)基因療法有望為葡萄膜炎患者的治療帶來(lái)新的曙光。