人物与学科
2015年04月号
医学进展

多发性硬化症:B细胞靶向治疗新发现

作者:赵永刚、高石

多发性硬化症(Multiple Sclerosis, MS)是一种中枢神经系统(central nervous system, CNS)脱髓鞘疾病,该病起因于自体免疫介导的髓鞘损伤。MS患者诊断中最突出的免疫学特征,是B细胞分泌的抗体在CNS和脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)中的累积。脑脊液中B细胞的数量与MS病程呈正相关,以及MS患者CNS微环境可促进B细胞生存及扩增,这些观察结果也支持了B细胞参与该病发病的观点。

最新的临床研究证 实,B细胞靶向治疗在很大程度上减轻了MS患者的疾病活动。临床研究表明,针对B细胞CD20 的疗法很大程度上减少了MS患者病情复发及新的脱髓鞘损伤发生的频率。越来越多的证据表明,阻断免疫细胞通过血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)的免疫疗法通过抑制B细胞的功能可降低疾病活动。

虽然这些观察结果提示,B细胞参与了MS的发病,但对于MS患者可能存在的与B细胞结合并产生成熟的致病性B细胞的位点或者调节CNS中的抗原依赖性选择及激活B细胞的相关机制,目前我们所知甚少。Palanichamy和Stern等学者发表于《科学•转化医学》杂志的研究,提供了B细胞在血液和CSF双向迁移的证据,并提示抗原活化的B细胞在迁移到CNS之前可在周围淋巴结中成熟。研究为在外周免疫系统的除或调节特异B细胞亚群提供了可能的框架,从而使我们能更好地理解和治疗MS。

血液与脑脊液的连接

对MS患者的脑脊液和外周血 的免疫球蛋白重链(Ig-VH)进行可变区基因深度测序发现:外周血中的某些B细胞亚群与脑脊液中的B细胞具有相同的Ig基因和互补决定区3序列。这些发 现表明,MS患者外周血与CNS中的B细胞之间存在着共同的谱系。Palanichamy及其同事通过研究与脑脊液中的B细胞共享谱系的外周B细胞功能亚 群,深化了这项研究。

通过对外周B细胞亚群与患者相应脑脊液中的B细胞的免疫球蛋白重链功能进行比较,Palanichamy等发现,外周类别转换记忆B细胞和浆细胞与脑脊液中的B细胞存在很大程度上序列重叠,而外周非类别转换记忆B细胞和初始B细胞则只有极少重叠。

因此,抗原活化的非初始的B细胞构成了横跨外周血和CNS的体液免疫轴。因为B细胞在生发中心反应之后才能分化成记忆B细胞和浆细胞,所以这些发现支持MS源于连续的中枢神经组织损伤的概念,即早期的抗原接触产生自体反应记忆B细胞,随后的抗原接触激活记忆B细胞,从而导致CNS中B细胞介导的组织损伤。

MS中B细胞的成熟

这 些自体反应B细胞最初在哪里经历的亲和性成熟呢?为了使体液免疫系统发展出亲和性成熟的抗体反应,B细胞必须转移到生发中心,在那里激活信号触发促存活信 号、体细胞超变以及抗体类别转换。Stern和他的同事们,通过将切割成片的MS患者脑组织中的免疫球蛋白谱与颈部淋巴结(cervical lymph nodes, CLN)中的免疫球蛋白谱进行比较,以确定B细胞是否与在周围淋巴组织或CNS内的MS抗原的产生有关。他们观察到,包含与相似种系序列极为接近的序列的 B细胞他们称作“创始人事件”在横跨两种组织的B细胞谱系中含量极高,虽然频率较低。这意味着B细胞谱系与在CNS和CLN中的B细胞一起,都容易经历额外的亲和性成熟循环。

检查谱系树在CNS和CLN中的建立,发现大约90%的谱系发生在CLN。虽然我们无法仅仅以测序数据为基础,结论认为B细胞最初是在哪里遇到抗原的,但这些结果支持了外周免疫在塑造CNS的B细胞的谱系方面发挥着某种作用的观点,并且表明B细胞最初的抗原依赖性成熟主要发生在外周部分。这一概念得到了之前在MS患者CLN中确认神经元衍生抗原的一系列研究的支持。

临床和问题

Palanichamy等人和Stern等人的研究,突出了在MS中独特却完整的B细胞双向跨过血脑屏障进行交换的错综复杂的模型。两项研究得出这样的结论,正如由类别转换成免疫球蛋白G、免疫球蛋白A和广泛的体细胞突变的积累所证明的那样,免疫球蛋白重链序列源自于后生发中心B细胞。在某些情况下,表现出大量突变的双向谱系序列存在于CNS组织中,而在其他情况下,它们存在于外周组织。这种高度变异序列的分配表明跨过血脑屏障的B细胞双向交换既能在CNS三级淋巴结构中发生,也能发生于CLN。

通过抑制B细胞迁移从而靶向免疫功能的治疗药物,可能通过影响B细胞的移动和激活而治疗MS。目前用于治疗MS的药物,一个是靶向免疫细胞在组织中移动所必不可缺的细胞粘分 子的人单克隆抗体那他珠(natalizumab);另一个是FTY720,它可以结合在G蛋白偶联受体上,该受体被认为能够调节免疫细胞向循环系统的迁 移。但是,还需要更多的研究才能进一步确认这些药剂是如何影响B细胞迁移和有B细胞参与的炎症的。B细胞的双向迁移可能也解释了耗尽循环B细胞的疗法是如 何同时减少大脑的血管周空间的B细胞,而这些B细胞可能与MS的该类药的治疗作用有关。

亲 和性成熟记忆B细胞促成了外周神经系统与CNS之间的免疫统一性,这一事实为MS发病机理提供了线索。因为记忆B细胞的形成需要先遇到抗原,并且需要成功 完成生发中心的反应。这项新发现表明,髓鞘抗原、神经元抗原或微生物抗原相似物对免疫系统的异常暴露可以使MS患者形成自体免疫反应。减少高危人群体内炎 症事件的发生规模和数量或阻碍免疫记忆形成的治疗很可能避免临床MS的发展。

激 动人心的新发现不仅在单一时间点上对抗体谱提供了描述,而且对MS中B细胞的作用提出了一连串的问题。在什么阶段潜在的自体反应B细胞首次遇见能够引起其 选择或活化的抗原,以及这是否能够与临床区分炎症现象联系起来?此外,大多数测序的患者具有复发缓解型MS或进展型MS,从而产生一个更强的自体免疫反 应。对容易患MS的个体进行抗体谱监控也许能够通过展示B细胞谱系是如何随着病程而进化,从而帮助我们进一步了解B细胞在MS病程中的作用。

B细胞通过分泌促炎因子递呈抗原给其他免疫细胞或者抗体等机制,促进了MS的损伤形成。尽管Palanichamy等人和Stern等人假设转移通过血脑屏障的B细胞有助于MS的发生, 想要在对这些B细胞的靶向抗原毫不知情的情况下,确定这些B细胞是否会被激活并通过回迁至CNS对一个或更多的抗原作出反应是不可能的。各种研究已经确定 了在MS患者体内存在着自体抗原,但尚不清楚是所有患者还是只是一部分患者将这些抗原作为靶向抗原。这两项研究都报告了一个特定的免疫球蛋白重链4(Ig HV4)片段的比例过高,该发现表明MS中抗体的选择倾向于特定的抗原表位。众所周知,MS伴随着多样的临床特征,改进对抗体异质性和特异性的分类可能有利于目前和未来的治疗,使其对相关患者群体更有针对性。

虽然Palanichamy等人和Stern等人使用的测序方法并不能将单一B细胞表达的重链和轻链免疫球蛋白基因进行配对,现在已经产生了能够完成这种配对的高通量抗体谱测序方法。这种方法能够使得对MS和其他自身免疫性疾病的抗体谱描述变得更加容易理解。不仅如此,这些技术使代表性抗体的重组产物和抗体自身抗原靶向的识别以及其病原性的评估成为可能。这种对代表性抗体的特征描述将允许对抗体谱进行“功能注释”,从而将具有自身免疫特异性的抗体谱和疾病发病机理联系起来。

(作者:赵永刚、高石)

参考文献:Science Translational Medicine 2014;6:248fs31

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