多發(fā)性硬化癥中的記憶B細胞研究
前言
多發(fā)性硬化癥(MS)是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的慢性炎癥性脫髓鞘疾病,其病程多變且不可預(yù)測,可表現(xiàn)為多種生理和認知癥狀。T細胞和B細胞現(xiàn)在被認為是多發(fā)性硬化癥發(fā)病機制中的中心介質(zhì),自從1942年發(fā)現(xiàn)CSF-IgG升高以來,B細胞抗體介導(dǎo)的免疫就與MS的發(fā)病機制息息相關(guān)。
最近,隨著以CD20為靶點的B細胞去除療法的成功,非抗體分泌B細胞作為MS免疫發(fā)病機制中的關(guān)鍵角色的作用受到了進一步的關(guān)注。這些療法,包括 rituximab,ocrelizumab 和ofatumumab 減少了新的炎癥病變和復(fù)發(fā),盡管保留了大多數(shù)ASCs,即CD20-漿細胞和一些漿母細胞。在非ASC B細胞亞型中,記憶B細胞(Bmem)在調(diào)節(jié)MS免疫過程中的作用受到越來越多的關(guān)注。Bmem有幾個獨特的特征,包括延長壽命,對抗原再暴露的快速反應(yīng)能力,以及作為抗體分泌細胞的前體。
Bmem的發(fā)育
Bmem是免疫記憶中的一個關(guān)鍵角色,它遇到抗原后一直處于靜止狀態(tài),直到再次暴露于抗原,此時對第二次攻擊迅速作出反應(yīng)。在第一次接觸病原體時,大多數(shù)Bmem來自生發(fā)中心(GC),GCs是次級淋巴組織(SLT)內(nèi)的特殊結(jié)構(gòu),在SLT中,成熟的、有抗原暴露的B細胞與T細胞發(fā)生同源相互作用,增殖,經(jīng)歷體細胞超突變以增加B細胞受體(BCR)對抗原的親和力,進行免疫球蛋白(Ig)同型轉(zhuǎn)換。GC-B細胞最終選擇分化為抗原特異性、同型轉(zhuǎn)換的抗體分泌(ASC)B細胞或Bmem。
目前,Bmem與ASC分化的調(diào)控機制仍不清楚。許多因素已被提出有助于Bmem的形成,動物模型表明,轉(zhuǎn)錄因子BACH2選擇具有中等親和力的GC B細胞分化為Bmem。此外,Bmem的產(chǎn)生與ZBTB32、KLF2、ABF-1、STAT5、BCL-6和SKI等因子的表達增加有關(guān),這些因子通常抑制向ASC表型的分化。細胞因子包括IL-24和IL-9能促進Bmem的形成,此外,在體外,IL-2、IL-10和CD40L被證明參與了GC B細胞向Bmem表型的分化。
在體外,Bmem向CXCL12、CCL19和CXCL13遷移,表明這些趨化因子可能參與SLT內(nèi)的運動和向生存龕或炎癥部位的運輸。如果長期存在于骨髓中的漿細胞產(chǎn)生的體液免疫不足以消除病原體,Bmem就會積極參與炎癥反應(yīng)。在再次暴露于抗原后,Bmem將產(chǎn)生相對于原始B細胞更快速和有效的抗原特異性反應(yīng)。
Bmem的表型
在人類中,Bmem通常通過腫瘤壞死因子超家族成員CD27的表達來鑒定。然而,CD27并非Bmem所獨有,CD27也在GC B細胞和后GC B細胞上表達,包括ASC。
因此,CD27的表達應(yīng)與低水平CD23以及ASC標記物CD138(syndecan-1)的缺乏相結(jié)合,以鑒定人類Bmem。進一步包含CD38、CD21、CD24、CD19、B220、FCRL4(FcRH4)以及CD25的特征性標記可以描繪異質(zhì)性的Bmem群體。
在嚙齒動物模型中,Bmem數(shù)量少且CD27表達缺失,這阻礙了Bmem的鑒定。小鼠研究已經(jīng)提出至少10個Bmem亞群,利用Ig等分型結(jié)合CD80、PDL-2、CD73、CD38的表面表達。然而,這些標記可能在其他小鼠B細胞亞型上也表達,因此,識別Bmem需要一組不同的表面標記。
Bmem的功能
與原始的成熟B細胞相比,Bmem表現(xiàn)出一些獨特的特征。Bmem延長了壽命,并且可以不依賴抗原存活數(shù)年,甚至伴隨宿主的一生。相比之下,原始的成熟B細胞壽命只有幾周。與成熟的B細胞不同,Bmem能夠快速增殖并分化為ASC,刺激要求很低,包括再次暴露于低水平抗原、T細胞幫助或多克隆刺激。
一旦被激活,Bmem可以遵循兩條途徑:1)快速分化為ASC;2)重新進入次級GC進行進一步的親和力成熟和同型轉(zhuǎn)換。Bmem向ASC分化有助于快速、大量地產(chǎn)生高親和力抗體,以補充終末分化漿細胞產(chǎn)生的抗體。除了向ASC快速分化外,Bmem還是有效的抗原呈遞細胞(APC),表達MHCII,不僅能夠有效識別抗原,而且能夠處理抗原呈遞以激活其他免疫細胞,包括T細胞。最后,Bmem可以產(chǎn)生大量的細胞因子,包括TNF、GM-CSF、IL-6、淋巴毒素(LT)和IL-10。
多發(fā)性硬化癥中的Bmem
在MS中,B細胞位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多個腔室內(nèi),包括腦脊液(CSF)、腦實質(zhì)和腦膜。Bmem在腦脊液高于外周血,并且占到了B細胞的大多數(shù)。然而,對MS中Bmem的研究主要集中在外周血和腦脊液。此外,關(guān)于Bmem的定義存在顯著差異,大多數(shù)研究僅基于CD27表達來定義。因此,對于每一項研究,要注意用于定義Bmem的表面標記。
抗體產(chǎn)生和抗原特異性
追蹤Bmem轉(zhuǎn)化為ASC以研究體內(nèi)抗體的產(chǎn)生和特異性仍然具有挑戰(zhàn)性,通常需要專門的小鼠模型;蛘咴隗w外,利用特異性觸發(fā)Bmem分化的多克隆激活劑,包括TLR7/8激動劑R848,可以刺激Bmem轉(zhuǎn)化為ASC。隨后可量化Bmem,并可評估Ig類型和抗體產(chǎn)生。
Hohmann等人從MS患者的外周血中分離出B細胞,并比較了ASC或Bmem衍生的ASC產(chǎn)生的IgG抗體,研究發(fā)現(xiàn)Bmem來源的ASCs分泌IgG能力更強。
MS中的B細胞抗原特異性尚不清楚,但已證明是異質(zhì)性的,抗體靶點從自身抗原到病毒抗原不等。關(guān)于Bmem,目前很少有研究。Hohmann等人檢查了對正常人腦裂解物的反應(yīng)性,在30例復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化(RRMS)患者中,有15例患者的外周血中存在腦反應(yīng)性Bmem衍生的ASC,腦反應(yīng)性B細胞(包括Bmem)的存在預(yù)示著復(fù)發(fā)。在健康獻血者或其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病對照者的外周血中未觀察到腦反應(yīng)性B細胞。
抗原呈遞
Bmem通常被認為是有效的抗原遞呈細胞。在MS中,與原始B細胞相比,CSF中的Bmem(CD27+IgD-)顯示兩種共同刺激分子的表達上調(diào),這兩種分子是抗原呈遞功能的關(guān)鍵,即CD80和CD86。
與這些發(fā)現(xiàn)一致,從RRMS患者分離的離體Bmem(CD19+CD27+)在抗原(包括破傷風(fēng)類毒素、髓鞘堿性蛋白和髓鞘少突膠質(zhì)細胞蛋白)存在下能夠誘導(dǎo)自體CD4 +T細胞增殖和IFN-γ產(chǎn)生。
細胞因子產(chǎn)生
MS患者的B細胞,包括Bmem,可能表現(xiàn)出一種細胞因子網(wǎng)絡(luò)失調(diào)的傾向。與健康對照組相比,MS患者外周血中Bmem(CD27+)產(chǎn)生GM-CSF增加。此外,與健康對照組相比,從RRMS和SPMS患者外周血分離的體外刺激B細胞顯示出抗炎細胞因子IL-10的產(chǎn)生減少,而LT和TNF水平相當。
與原始B細胞相比,從健康捐贈者獲得的體外刺激的Bmem也顯示出較低水平的IL-10,因此,無論疾病的發(fā)病機制如何,低水平的IL-10似乎是典型的Bmem特征。因此,在RRMS和SPMS患者中觀察到的B細胞產(chǎn)生IL-10的減少可能歸因于另一種B細胞表型,包括產(chǎn)生IL-10的調(diào)節(jié)性B細胞或ASC。
與臨床疾病的關(guān)系
在RRMS患者中,與復(fù)發(fā)期相比,CD5+Bmem亞群的增加與緩解期相關(guān)。此外,Nissimov等人證實,外周血Bmem頻率升高與擴展殘疾狀態(tài)評分降低相關(guān)。相反,Comabella等人確定RRMS患者外周血中非同型轉(zhuǎn)化和同型轉(zhuǎn)化Bmem(CD19+CD27+IgD+或IgD-)的增加與MRI表型高度神經(jīng)退行性變有關(guān)。
兒童和成人MS患者外周血中的Bmem也不同。在小兒多發(fā)性硬化癥中,與健康兒童和青少年相比,外周血中Bmem(CD20+CD27+)升高。成人MS患者外周血同型轉(zhuǎn)化Bmem(CD20+CD27+IgD-)和漿細胞升高,而兒童MS患者非同型轉(zhuǎn)化Bmem(CD20+CD27+IgD+)和漿細胞增多。
MS免疫調(diào)節(jié)療法對Bmem的影響
B細胞靶向免疫調(diào)節(jié)療法
以CD20為靶點的B細胞耗竭療法,包括rituximab, ocrelizumab和ofatumumab,清除除了ASC和前B細胞外的所有B細胞,在降低RRMS患者的臨床復(fù)發(fā)率和新病灶形成方面具有顯著療效?笴D20治療后,MS患者外周血中包括Bmem在內(nèi)的B細胞顯著減少,治療后6個月外周血B細胞依然明顯減少。
在rituximab治療的患者中,RRMS患者的腦脊液B細胞也減少了,而PPMS患者的腦脊液B細胞僅顯示為中度減少。在RRMS患者中,rituximab治療可使外周血中產(chǎn)生GM-CSF和IL-10的B細胞比例正;V委熀8至24個月,在外周血出現(xiàn)的B細胞中記憶性B細胞明顯減少。
進一步的B細胞靶向治療已經(jīng)開始尋求針對更多樣化的B細胞表型。Inebilizumab(MEDI-551),一種抗CD19單克隆抗體,靶向從前B細胞到漿細胞的所有類型。與同樣在CD4+T細胞亞群上表達的CD20不同,CD19僅在B細胞上表達。與抗CD20導(dǎo)向療法類似,RRMS患者的治療導(dǎo)致外周血B細胞減少和釓增強病變減少。
針對B細胞生存因子的B細胞免疫調(diào)節(jié)療法顯示出不同的臨床結(jié)果。Atacicept治療RRMS患者導(dǎo)致年化復(fù)發(fā)率增加,釓增強病變未改變, II期臨床試驗提前終止。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者中,atacicept治療導(dǎo)致外周血中Bmem的數(shù)量增加,證實了先前的研究,Bmem可以幸免。類似地,一種能阻斷未成熟B細胞、成熟B細胞和ASC存活的抗BAFF單克隆抗體tabalumab也不能清除Bmem。外周血中的Bmem增加,在RRMS患者中未觀察到釓增強病變的減少。
最近,以B細胞為靶點的多發(fā)性硬化療法已經(jīng)擴展到包括布魯頓酪氨酸激酶(BTK)抑制劑。BTK是通過BCR、FcγR和GM-CSF受體傳遞信號的關(guān)鍵酶,BTK抑制作用影響骨髓細胞,包括小膠質(zhì)細胞,以及除T細胞、漿細胞和自然殺傷細胞外的其他造血系細胞。BTK抑制劑evobrutinib、tolebrutinib、fenebrutinib、orelabrutinib和B11091目前正在臨床上開發(fā)用于復(fù)發(fā)和進展型MS。在臨床試驗中,BTK抑制劑可減少釓增強病變和新的或擴大的T2低信號病變,但不能降低RRMS患者的年復(fù)發(fā)率或疾病進展。初步研究顯示,在48周的治療期間,監(jiān)測用evobrutinib治療的RRMS和SPMS患者的外周血B細胞總數(shù)或Bmem沒有臨床相關(guān)的變化。
其他免疫調(diào)節(jié)療法
許多用于MS的免疫調(diào)節(jié)療法也被觀察到影響B(tài)mem。盡管傳統(tǒng)上意義上認為這些療法不能調(diào)節(jié)B細胞,但它們可以直接或間接地影響B(tài)mem的存活和功能。IFN-β、醋酸格拉替雷、芬戈莫德、富馬酸二甲酯和米托蒽醌均能減少外周血中Bmem的數(shù)量,并改變治療后的B細胞整體功能。
多種其他免疫調(diào)節(jié)療法(包括克拉屈濱、特氟米特、daclizumab和alemtuzumab)均能有效改善RRMS患者的臨床轉(zhuǎn)歸,這些療法均能降低外周Bmem數(shù),盡管治療后B細胞功能改變的相關(guān)結(jié)果仍有待確定。
小結(jié)
MS的病因尚不清楚,但越來越多的證據(jù)表明,多種B細胞表型是MS發(fā)病機制的核心因素。在多發(fā)性硬化癥中,外周和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的Bmem正在被越來越多地探索,以確定與疾病發(fā)展和進展的確切關(guān)系。
已有的研究結(jié)果顯示,MS患者外周血和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的Bmem發(fā)生改變,在抗體產(chǎn)生、抗原呈遞和細胞因子產(chǎn)生中發(fā)揮潛在的致病作用。利用現(xiàn)有的免疫調(diào)節(jié)療法有效地靶向Bmem,可以緩解MS。
未來的研究應(yīng)致力于解決幾個關(guān)鍵的尚未解決的問題,以提供有關(guān)MS中Bmem的更深入的見解,包括轉(zhuǎn)運機制、CNS中不同部位內(nèi)的作用、MS免疫發(fā)病機制中的功能相關(guān)性,以及確定與臨床結(jié)果的關(guān)聯(lián)。這些見解可能有助于指導(dǎo)治療策略,以開發(fā)新的藥物并改善目前的治療方案。
參考文獻:
1. Memory B Cells in Multiple Sclerosis:Emerging Players in Disease Pathogenesis. FrontImmunol. 2021; 12: 676686.
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