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多發(fā)性硬化癥中的記憶B細胞研究

2021-07-23 09:42
小藥說藥
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多發(fā)性硬化癥(MS)是一種中樞神經系統(tǒng)(CNS)的慢性炎癥性脫髓鞘疾病,其病程多變且不可預測,可表現為多種生理和認知癥狀。T細胞和B細胞現在被認為是多發(fā)性硬化癥發(fā)病機制中的中心介質,自從1942年發(fā)現CSF-IgG升高以來,B細胞抗體介導的免疫就與MS的發(fā)病機制息息相關。

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)病機制中的關鍵角色的作用受到了進一步的關注。這些療法,包括 rituximab,ocrelizumab 和ofatumumab 減少了新的炎癥病變和復發(fā),盡管保留了大多數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)在調節(jié)MS免疫過程中的作用受到越來越多的關注。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。在第一次接觸病原體時,大多數Bmem來自生發(fā)中心(GC),GCs是次級淋巴組織(SLT)內的特殊結構,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)同型轉換。GC-B細胞最終選擇分化為抗原特異性、同型轉換的抗體分泌(ASC)B細胞或Bmem。

目前,Bmem與ASC分化的調控機制仍不清楚。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的產生與ZBTB32、KLF2、ABF-1、STAT5、BCL-6和SKI等因子的表達增加有關,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。在再次暴露于抗原后,Bmem將產生相對于原始B細胞更快速和有效的抗原特異性反應。

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的表達應與低水平CD23以及ASC標記物CD138(syndecan-1)的缺乏相結合,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性的Bmem群體。

在嚙齒動物模型中,Bmem數量少且CD27表達缺失,這阻礙了Bmem的鑒定。小鼠研究已經提出至少10個Bmem亞群,利用Ig等分型結合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換。Bmem向ASC分化有助于快速、大量地產生高親和力抗體,以補充終末分化漿細胞產生的抗體。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細胞位于中樞神經系統(tǒng)的多個腔室內,包括腦脊液(CSF)、腦實質和腦膜。Bmem在腦脊液高于外周血,并且占到了B細胞的大多數。然而,對MS中Bmem的研究主要集中在外周血和腦脊液。此外,關于Bmem的定義存在顯著差異,大多數研究僅基于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。

抗體產生和抗原特異性

追蹤Bmem轉化為ASC以研究體內抗體的產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轉化為ASC。隨后可量化Bmem,并可評估Ig類型和抗體產生。

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產生的IgG抗體,研究發(fā)現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,但已證明是異質性的,抗體靶點從自身抗原到病毒抗原不等。關于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性,在30例復發(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性Bmem衍生的ASC,腦反應性B細胞(包括Bmem)的存在預示著復發(fā)。在健康獻血者或其他神經系統(tǒng)疾病對照者的外周血中未觀察到腦反應性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,這兩種分子是抗原呈遞功能的關鍵,即CD80和CD86。

與這些發(fā)現一致,從RRMS患者分離的離體Bmem(CD19+CD27+)在抗原(包括破傷風類毒素、髓鞘堿性蛋白和髓鞘少突膠質細胞蛋白)存在下能夠誘導自體CD4 +T細胞增殖和IFN-γ產生。

細胞因子產生

MS患者的B細胞,包括Bmem,可能表現出一種細胞因子網絡失調的傾向。與健康對照組相比,MS患者外周血中Bmem(CD27+)產生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細胞產生IL-10的減少可能歸因于另一種B細胞表型,包括產生IL-10的調節(jié)性B細胞或ASC。

與臨床疾病的關系

在RRMS患者中,與復發(fā)期相比,CD5+Bmem亞群的增加與緩解期相關。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。相反,Comabella等人確定RRMS患者外周血中非同型轉化和同型轉化Bmem(CD19+CD27+IgD+或IgD-)的增加與MRI表型高度神經退行性變有關。

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患者外周血同型轉化Bmem(CD20+CD27+IgD-)和漿細胞升高,而兒童MS患者非同型轉化Bmem(CD20+CD27+IgD+)和漿細胞增多。

MS免疫調節(jié)療法對Bmem的影響

B細胞靶向免疫調節(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生GM-CSF和IL-10的B細胞比例正;。治療后8至24個月,在外周血出現的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導向療法類似,RRMS患者的治療導致外周血B細胞減少和釓增強病變減少。

針對B細胞生存因子的B細胞免疫調節(jié)療法顯示出不同的臨床結果。Atacicept治療RRMS患者導致年化復發(fā)率增加,釓增強病變未改變, II期臨床試驗提前終止。在類風濕性關節(jié)炎患者中,atacicept治療導致外周血中Bmem的數量增加,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受體傳遞信號的關鍵酶,BTK抑制作用影響骨髓細胞,包括小膠質細胞,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細胞總數或Bmem沒有臨床相關的變化。

其他免疫調節(jié)療法

許多用于MS的免疫調節(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的數量,并改變治療后的B細胞整體功能。

多種其他免疫調節(jié)療法(包括克拉屈濱、特氟米特、daclizumab和alemtuzumab)均能有效改善RRMS患者的臨床轉歸,這些療法均能降低外周Bmem數,盡管治療后B細胞功能改變的相關結果仍有待確定。

小結

MS的病因尚不清楚,但越來越多的證據表明,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)展和進展的確切關系。

已有的研究結果顯示,MS患者外周血和中樞神經系統(tǒng)的Bmem發(fā)生改變,在抗體產生、抗原呈遞和細胞因子產生中發(fā)揮潛在的致病作用。利用現有的免疫調節(jié)療法有效地靶向Bmem,可以緩解MS。

未來的研究應致力于解決幾個關鍵的尚未解決的問題,以提供有關MS中Bmem的更深入的見解,包括轉運機制、CNS中不同部位內的作用、MS免疫發(fā)病機制中的功能相關性,以及確定與臨床結果的關聯。這些見解可能有助于指導治療策略,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.

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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