變應(yīng)性鼻炎免疫發(fā)病機(jī)制中相關(guān)細(xì)胞的作用

康成林 劉朋 劉悅 曾憲海 趙海亮 邱書奇 劉江琦

1.遵義醫(yī)科大學(xué)珠海校區(qū)臨床醫(yī)學(xué)院，廣東珠海 519041；2.深圳市龍崗區(qū)耳鼻咽喉醫(yī)院耳鼻咽喉科，廣東深圳 518172；3.深圳市耳鼻咽喉研究所，廣東深圳 518172；4.甘肅省第二人民醫(yī)院耳鼻咽喉科，甘肅蘭州 730000

變應(yīng)性鼻炎（allergic rhinitis，AR）是特應(yīng)性個體暴露于過敏原后主要由免疫球蛋白 E（immunoglobulin E，IgE）介導(dǎo)的鼻黏膜非感染性慢性炎性疾病。臨床癥狀主要表現(xiàn)為鼻塞、流清涕、打噴嚏、鼻癢等[1]。根據(jù)其過敏原的種類可分為季節(jié)性AR（seasonal allergic rhinitis，SAR）和常年性AR（perennial allergic rhinitis，PAR）。SAR 一般由與季節(jié)相關(guān)的過敏原（如花粉、柳絮等）引起，在相應(yīng)季節(jié)過后患者的臨床癥狀會逐漸緩解；而PAR 一年四季均可發(fā)病，且癥狀會持續(xù)一整年，常見的過敏原有霉菌、塵螨等。我國AR 的患病率與過去數(shù)年相比有明顯增加，且不同地區(qū)的患病率有所差異，城市和農(nóng)村的患病率亦有不同，其中上海的患病率在全國范圍內(nèi)最高，占比達(dá)23.0%；成都最低，僅為9.8%[2]。日本成年人的AR 患病率處于世界中等水平，高于我國AR 的平均患病率[3]。美國AR 的患病率約為16.1%[4]。據(jù)報道，AR 及哮喘對全球人口的影響數(shù)量占比高達(dá)40%[5]。隨著AR 全球患病率的增加，AR 對人們的睡眠、生活質(zhì)量、工作、情緒等多方面的影響日漸明顯，所以深入探討AR 的發(fā)病機(jī)制，尋求新的治療靶點(diǎn)，期待能夠?qū)ζ渲委熖峁┬碌睦砟睢?/p>

1 AR 的免疫發(fā)病機(jī)制

當(dāng)鼻黏膜接觸到過敏原后，上皮細(xì)胞（epithelial cells，EC）吸附過敏原并被抗原呈遞細(xì)胞（antigen presenting cell，APC）[主要為樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）]捕獲。DC 捕獲過敏原后，成熟并遷移至引流淋巴結(jié)，將加工后的過敏原呈遞給幼稚T 細(xì)胞，隨后幼稚T 細(xì)胞分化成Th2 細(xì)胞，產(chǎn)生白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-4，IL-5 和IL-13[6,7]。IL-4 和IL-13與Th2 細(xì)胞和B 細(xì)胞連接在一起，可促進(jìn)B 細(xì)胞表型轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生過敏原特異性IgE，而后與肥大細(xì)胞（mast cells，MC）和嗜堿性粒細(xì)胞表面的高親和力受體（FcεRI）結(jié)合，形成IgE-FcεRI 復(fù)合物而致敏[8]。當(dāng)相同的過敏原再次接觸到鼻腔黏膜后，過敏原與結(jié)合在MC 和嗜堿性粒細(xì)胞上IgE 的Fab 端結(jié)合并使其激活，使MC 和嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒釋放生長因子、細(xì)胞因子、趨化因子等炎性介質(zhì)，這些介質(zhì)共同導(dǎo)致血管舒張、血管通透性增加和黏液產(chǎn)生，刺激感覺神經(jīng)引起鼻癢、鼻腔分泌物增加、打噴嚏和鼻腔黏膜充血腫脹等[9]，此過程稱為AR 的速發(fā)相反應(yīng)。速發(fā)相反應(yīng)常發(fā)生在鼻腔黏膜與過敏原接觸幾分鐘內(nèi)。最近的研究表明IL-33 能調(diào)節(jié)MC 的脫顆粒，放大AR 的速發(fā)相反應(yīng)[10]。

當(dāng)過敏原與IgE-FcεRI 復(fù)合物再次結(jié)合，可導(dǎo)致炎性介質(zhì)的釋放，MC 通過產(chǎn)生腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白三烯B4（(leukotriene B4，LTB4）、IL-5、IL-8 和趨化因子配體2（chemokine C-C motif ligand 2，CCL2）促進(jìn)炎性細(xì)胞的活化[8,9]。Th2細(xì)胞釋放的IL-4 和IL-13 可以刺激MC 產(chǎn)生更多的IgE 并誘導(dǎo)杯狀細(xì)胞增生，導(dǎo)致大量黏液產(chǎn)生。MC釋放組胺、LTB4、前列腺素D2（prostaglandin D2，PGD2）和TNF-α 也可以調(diào)節(jié)DC、T 細(xì)胞和B 細(xì)胞的活性?；罨氖人嵝粤＜?xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞與Th2細(xì)胞結(jié)合導(dǎo)致炎性介質(zhì)的進(jìn)一步釋放[1,8]。嗜酸性粒細(xì)胞進(jìn)一步分化、成熟，聚集在鼻腔黏膜，炎性細(xì)胞因子促進(jìn)嗜酸性粒細(xì)胞的聚集造成鼻腔黏膜的損傷，加重鼻腔的局部反應(yīng)，此為AR 的遲發(fā)相反應(yīng)。嗜堿性粒細(xì)胞、MC和Th2細(xì)胞釋放的細(xì)胞因子IL-4、IL-5、IL-9 和IL-13 在遲發(fā)相反應(yīng)中起到重要作用[6]。遲發(fā)相反應(yīng)一般發(fā)生在速發(fā)相反應(yīng)后的數(shù)小時，在此過程中患者的鼻塞、流清涕、打噴嚏等癥狀會有所加重。

2 相關(guān)細(xì)胞在AR 發(fā)病過程中的作用

2.1 MC

MC 起源于骨髓造血干細(xì)胞，分布在幾乎所有血管化組織中。MC 可導(dǎo)致AR 的發(fā)生并參與調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，但通常成熟的MC 不會出現(xiàn)在血液循環(huán)中，MC 活化、脫顆粒和介質(zhì)的釋放與AR 有關(guān)[7,11,12]。MC 在過敏原刺激下通過釋放組胺和炎癥因子在AR中發(fā)揮關(guān)鍵作用[10]。MC 是IgE 介導(dǎo)的Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)的主要效應(yīng)細(xì)胞，其活化機(jī)制是IgE 介導(dǎo)的脫顆粒，MC 脫顆粒是AR 的基礎(chǔ)，MC 的分泌反應(yīng)與FcεRI簇的大小和分布有顯著差異[7,13-15]。未成熟的MC 可通過IgE 誘導(dǎo)的組胺合成和細(xì)胞因子的釋放而趨于成熟[11,13]。

MC 在各種刺激下產(chǎn)生多種炎性介質(zhì)，在AR 和其他疾?。ㄈ缒[瘤、哮喘、蕁麻疹、特應(yīng)性皮炎）中產(chǎn)生的炎性介質(zhì)有所不同。在AR 中，MC 釋放的介質(zhì)可以增強(qiáng)T 細(xì)胞的功能，有助于氣道的組織修復(fù)[7]。MC 主要通過釋放白細(xì)胞介素、生長因子等細(xì)胞因子與其他細(xì)胞交流，MC 中的FcεRI 脫敏與其動力學(xué)特征有關(guān)，脫敏的MC 顯示IgE 結(jié)合的FcεRI減少。MC 上的FcεRI 可對過敏原刺激的強(qiáng)度作出反應(yīng)，并將其轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)腗C 反應(yīng)，改善AR 中FcεRI靶向治療，因此阻斷MC 的激活可以為治療AR 提供參考依據(jù)[7,15,16]。奧馬珠單抗無法在MC 表面交聯(lián)FcεRI 結(jié)合的IgE，它可以從FcεRI 中解離IgE，目前已有奧馬珠單抗及其聯(lián)合過敏原特異性免疫治療（allergen immunotherapy，AIT）治療AR 的報道，且療效優(yōu)于單一的治療，還可降低不良反應(yīng)，更加安全[16-18]。因此，全面了解MC 的功能及其釋放的介質(zhì)有助于更好地理解MC 在AR 中的作用，從而有可能開發(fā)出新的治療AR 的方法。

2.2 調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞

調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞（regulatory T cell，Treg）是一類具有免疫調(diào)節(jié)功能的T 細(xì)胞亞群，屬于T 淋巴細(xì)胞中表達(dá)CD4+、CD25+及轉(zhuǎn)錄因子Foxp3 的一類T細(xì)胞亞型，具有免疫負(fù)調(diào)節(jié)作用[19]。Treg 細(xì)胞與DC 相互作用以誘導(dǎo)免疫耐受，Treg 細(xì)胞可根據(jù)其發(fā)育起源分為兩組：胸腺Treg 細(xì)胞（tTregs）和誘導(dǎo)Treg 細(xì)胞（iTregs）[20]。iTreg 細(xì)胞發(fā)育在預(yù)防及控制AR 中起到關(guān)鍵作用[8,21]。在體內(nèi)，Tregs 起源于胸腺中的直接分化或從外周的常規(guī)CD4+T 細(xì)胞發(fā)育而來[21]。

Foxp3 是Treg 發(fā)育和功能的主要調(diào)節(jié)劑，對誘導(dǎo)和維持Treg 細(xì)胞表型至關(guān)重要[19-21]，F(xiàn)oxp3+Treg細(xì)胞可在體內(nèi)和體外擴(kuò)增后保留抑制功能，利用這種抑制功能和擴(kuò)增能力可以治療AR[19]。Foxp3 是tTreg 細(xì)胞發(fā)育、維持功能所必需的，其乙?；?、磷酸化和泛素化可影響蛋白穩(wěn)定性和DNA 結(jié)合能力，從而調(diào)節(jié)Treg 細(xì)胞功能。Foxp3 與其他轉(zhuǎn)錄因子和蛋白質(zhì)協(xié)同工作，決定Treg 細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄特征和效應(yīng)器功能，中斷Foxp3 與特定蛋白質(zhì)的相互作用會降低Treg 細(xì)胞的功能。Treg 細(xì)胞可在特定環(huán)境條件下調(diào)節(jié)Foxp3蛋白復(fù)合物的成分來調(diào)整AR所產(chǎn)生的炎癥[20]。Foxp3 的表達(dá)和穩(wěn)定性在維持Treg 細(xì)胞功能中起著至關(guān)重要的作用。Treg 細(xì)胞具有一定程度的可塑性和不穩(wěn)定性，活化的Treg 可以阻礙T 細(xì)胞應(yīng)答和DC 之間的接觸，F(xiàn)oxp3 的翻譯后修飾在調(diào)節(jié)Treg 細(xì)胞的可塑性或不穩(wěn)定性方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，F(xiàn)oxp3 的高乙?；梢蕴岣咂浞€(wěn)定性[19,20]。IL-2 是T 細(xì)胞增殖和分化的主要細(xì)胞因子，它對Foxp3+Tregs 細(xì)胞的發(fā)育、生存和功能有不可替代的作用。研究表明，F(xiàn)oxp3 的表達(dá)可識別天然存在的Treg 細(xì)胞[19,22]。Treg 細(xì)胞的抑制功能不僅受 Foxp3表達(dá)控制，還受微環(huán)境控制，Tregs 通過細(xì)胞接觸機(jī)制和抑制性細(xì)胞因子的分泌來抑制免疫功能，還可通過調(diào)節(jié)APC 影響T 細(xì)胞的功能[21,23,24]。

Foxp3 是目前最可靠的天然Treg 分子標(biāo)記，作為Treg 細(xì)胞的特異性標(biāo)記信號它可以揭示Treg 細(xì)胞分化的機(jī)制，但是Treg 細(xì)胞中Foxp3 表達(dá)的不穩(wěn)定性可以使其抑制能力急劇下降，從而導(dǎo)致免疫耐受性中斷和AR 的發(fā)生，目前對于控制Foxp3 穩(wěn)定性和維持Treg 細(xì)胞完整性的機(jī)制尚不完全清楚[19,22,24]，而且特定的Treg 細(xì)胞群在接觸到特定的過敏原時會對AR 的嚴(yán)重程度有所影響[9]。目前已有Treg 細(xì)胞治療免疫性疾病的臨床試驗(yàn)的報道，這使將來Treg細(xì)胞應(yīng)用于臨床治療AR 成為一種可能。

2.3 DC

DC 起源于共同骨髓造血干細(xì)胞，可分為漿細(xì)胞樣DC（plasmacytoid dendritic cell，pDC）和常規(guī)DC（conventional dendritic cells，cDC），cDC 和pDC 代表血液和淋巴組織中兩種主要類型的DC[25]。人類的DC 主要分布在血液、上皮組織和淋巴結(jié)中。DC 在AR 的免疫發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，可與特定的T 細(xì)胞亞群相互作用，在啟動和控制AR 的免疫反應(yīng)中起決定作用[26,27]。靜息狀態(tài)下，DC 是不成熟的，不成熟DC 可獲得自身抗原但不會激活T 細(xì)胞；受到刺激后轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒霥C，可增強(qiáng)共刺激分子的表達(dá)，產(chǎn)生有效激活T 細(xì)胞反應(yīng)所必需的細(xì)胞因子和趨化因子，隨后其遷移到次級淋巴組織啟動幼稚T細(xì)胞和AR 的免疫反應(yīng)[25,26]。

DC 在AR 的發(fā)病過程中扮演著“傳遞者”的作用，過敏原進(jìn)入機(jī)體后被DC 捕獲并呈遞給幼稚T細(xì)胞，隨后產(chǎn)生一系列的后續(xù)反應(yīng)。DC、巨噬細(xì)胞和B 細(xì)胞是APC 的3 個主要群體，巨噬細(xì)胞不會遷移到淋巴結(jié)，也無法離體激活T 細(xì)胞，而DC 具有將抗原轉(zhuǎn)運(yùn)至引流淋巴結(jié)以啟動T 細(xì)胞活化的獨(dú)特能力[25]。DC 能夠產(chǎn)生記憶免疫反應(yīng)，其遷移至淋巴結(jié)對誘導(dǎo)AR 的免疫反應(yīng)至關(guān)重要，只有活的、成熟的和功能齊全的DC 遷移到淋巴結(jié)中才能刺激T 細(xì)胞反應(yīng)[26]。

2.4 B 細(xì)胞

B 細(xì)胞是體液免疫防御的基礎(chǔ)，也是AR 中過敏原特異性IgE 的來源[28]。B 細(xì)胞對AR 的主要貢獻(xiàn)是產(chǎn)生IgE，通過從MC 和嗜堿性粒細(xì)胞釋放介質(zhì)來觸發(fā)Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)，B 細(xì)胞也可以通過產(chǎn)生IgG 或作為調(diào)節(jié)性B 細(xì)胞（regulatory B cell，Breg）在AR 中起到保護(hù)作用。所以，B 細(xì)胞既可以促進(jìn)也可以抑制AR的發(fā)展。值得注意的是，表達(dá)IgG 的B 細(xì)胞永遠(yuǎn)不會轉(zhuǎn)換為IgE[29,30]。雖然不同B 細(xì)胞亞群在AR 發(fā)病機(jī)制中的潛在參與尚未得到充分證明，但是AR 患者中記憶B 細(xì)胞、漿細(xì)胞及CD19+CD24hiCD27+Bregs 的占比和數(shù)量與健康個體相比有顯著增加，而幼稚B 細(xì)胞明顯下降[30]。

血清中過敏原特異性IgE 的增加是AIT 開始時B細(xì)胞反應(yīng)的特征，這可能是過敏原暴露引發(fā)的記憶反應(yīng)，長期的過敏原致敏性或耐受性可以通過記憶B 細(xì)胞來維持[29,31]，在遇到抗原后，B 細(xì)胞被激活，迅速增殖并經(jīng)歷體細(xì)胞突變以及類別轉(zhuǎn)換重組[32]。Treg 細(xì)胞可以抑制B細(xì)胞的作用，還可以影響B(tài)細(xì)胞的增殖、活化和凋亡[22]。B 細(xì)胞對AR 中IgE 產(chǎn)生的幅度、持續(xù)時間和親和力有很大的影響，B 細(xì)胞中的IL-21 受體信號傳導(dǎo)對IgE 調(diào)節(jié)至關(guān)重要[29]。

2.5 嗜堿性粒細(xì)胞

嗜堿性粒細(xì)胞在骨髓成熟，后釋放到外周血，其在白細(xì)胞中的占比僅為0.5%～1.0%，但是能夠快速合成Th2 型細(xì)胞因子并很好地支持AR 的免疫反應(yīng)。嗜堿性粒細(xì)胞在部分特征上與肥大細(xì)胞相似，不僅可以作為Th2 誘導(dǎo)細(xì)胞，可還以作為其APC，尤其是在其細(xì)胞表面表達(dá)和結(jié)合 IgE 受體FcεRI[33,34]。過敏原特異性IgE 可在嗜堿性粒細(xì)胞上結(jié)合并在接觸過敏原后交聯(lián)，隨后釋放組胺、白三烯等效應(yīng)分子。需要注意的是，嗜堿性粒細(xì)胞激活模式通過FcεRIα 和IgE 介導(dǎo)的交聯(lián)啟動，它的激活不依賴于其膜上IgE 抗體的存在[14,33,35]。嗜堿性粒細(xì)胞是AR 發(fā)生、發(fā)展和維持的重要因素，也是AR 的主要效應(yīng)細(xì)胞，它對IgE 介導(dǎo)的激活高度敏感[13,33,34]。嗜堿性粒細(xì)胞已證明是AR 等多種過敏性疾病發(fā)病機(jī)制的促成因素。人類嗜堿性粒細(xì)胞中FcεRI 的表面表達(dá)水平與血清IgE 濃度相關(guān)。對IgE-抗原復(fù)合物高度敏感的IL-3 引發(fā)的嗜堿性粒細(xì)胞可導(dǎo)致AR 的發(fā)生，IL-3 可以促使嗜堿性粒細(xì)胞對IgE 的刺激更具反應(yīng)性。而且嗜堿性粒細(xì)胞本身可能產(chǎn)生IL-3[11,14,33,35]。

嗜堿性粒細(xì)胞作為潛在的免疫調(diào)節(jié)劑和效應(yīng)細(xì)胞，與MC 一起，在AR 的發(fā)病過程中導(dǎo)致Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)的發(fā)生，尤其是在AR 遲發(fā)相反應(yīng)期間。嗜堿性粒細(xì)胞過敏原誘導(dǎo)的組胺釋放是確定患者過敏原特異性IgE 的重要診斷工具[33]，而嗜堿性粒細(xì)胞活化試驗(yàn)（basophil activation testing，BAT）已被證明能夠診斷AR 和其他過敏性疾病，IgE 介導(dǎo)的嗜堿性粒細(xì)胞活化發(fā)生在AR 的致敏之后，IgE 的重新引入誘導(dǎo)了嗜堿性粒細(xì)胞的激活，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了IgE-FcεRI介導(dǎo)的AR 的免疫發(fā)病機(jī)制。嗜堿性粒細(xì)胞對過敏原刺激的反應(yīng)可以通過與其受體結(jié)合的過敏原特異性IgE 的特性來調(diào)節(jié)。在臨床上，BAT 可以支持AR 的診斷并監(jiān)測AR 患者對治療的反應(yīng)[36]。然而，目前對嗜堿性粒細(xì)胞在AR 中的重要性的研究還存在很多的爭議。畢竟這些細(xì)胞的數(shù)量非常稀少，而且在AR 和寄生蟲感染的小鼠模型中消耗這些細(xì)胞的方式有著相互矛盾的結(jié)果[33]。嗜堿性粒細(xì)胞對AR 的發(fā)展仍然需要進(jìn)行更加深入的研究，在將來的研究中更加清楚的了解、證明其在AR 發(fā)生、發(fā)展過程中的作用。

2.6 其他

除了上述重要的細(xì)胞在AR 發(fā)病過程中的作用外，EC、P 物質(zhì)、蛋白激酶C、趨化因子、轉(zhuǎn)化生長因子等在AR 的發(fā)病中亦有重要作用。全面、深入了解AR 的發(fā)病機(jī)制，對臨床的治療具有重大的幫助。此外，除了免疫發(fā)病機(jī)制，神經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)制、生活環(huán)境及遺傳因素、營養(yǎng)和腸道菌群及其他細(xì)胞因子等在AR 的發(fā)病機(jī)制中亦有不可忽視的作用，空氣污染、廣譜抗生素的使用、全球氣候的變化、肥胖亦是AR 發(fā)生的促成因素[37]。中醫(yī)的病機(jī)辨證對AR的診治有西醫(yī)無法取代的作用，亦值得深入探討。

3 總結(jié)及展望

綜上所述，AR 的發(fā)病機(jī)制有多種因素的影響，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，治療效果也因人而異，目前還沒有能徹底根治AR 的方案，現(xiàn)有的治療方案亦有不足之處，需要全面剖析AR 的發(fā)病機(jī)制，為將來探索新的治療靶點(diǎn)鋪平道路，進(jìn)而能夠進(jìn)一步預(yù)防AR 的發(fā)生，對已患AR 患者的治療能有突破性、個體化的治療進(jìn)展。