再生障碍性贫血发病机制的研究进展

再生障碍性贫血发病机制的研究进展

再生障碍综合征（aa）是由化学、物理、生物和未知原因引起的一系列骨髓干干和营养成分的轻微环境破坏引起的全骨髓血浆减少和全红细胞减少的综合征。亚洲国家AA发病率为(3.9~5.0)/106,明显高于欧美国家的(2.0~2.7)/106。AA的发病机制仍未完全阐明,多数学者认为AA发病与免疫机制异常、造血微环境缺陷、造血干/祖细胞数量和(或)功能缺陷以及基因水平异常有关。本文就近几年有关AA发病机制的研究进展做一综述。1免疫机制异常1.1异常的固定信息1.1.1cd治疗各组细胞的活性在大多数AA患者体内NK细胞的数量和活性均有显著降低,且循环中的细胞为NK细胞前体。但Kaito等报道2例重症AA患者体内NK细胞数量持续性增加,细胞活性也有所增加,其中1例NK细胞数量会随造血恢复和疾病的复发而有所改变。同时,Sun等证实,在脐血造血干细胞体外培养中,CD34+细胞的比例在NK细胞缺乏组显著上升,去除NK细胞有利于造血祖细胞的扩增。虽然上述资料存在差异,但可以肯定的是,NK细胞的变化与AA的发生和发展存在紧密联系,确切机制尚须进一步的研究。1.1.2cd8-dn细胞在细胞活化中的表达NKT细胞是淋巴细胞的一个亚类,其既表达T细胞谱系标志αβTCR和CD3,也表达NK细胞谱系标志。人NKT细胞的TCR由Vα24-Jα18和Vβ11链组成,大部分成熟的NKT细胞分为两型,CD4+CD8-或者CD4-CD8-的双阴性(DN)细胞。Zeng等研究发现,AA患者Vα24+Vβ11+DNNKT细胞数量与正常人相比显著减少。NKT细胞可由非经典的主要组织相容性复合体(MHC)-I类分子CD1d提呈的糖脂类分子抗原识别,如α-半乳糖神经酰胺(α-GalCer),可使NKT细胞大量扩增和功能活化,迅速分泌大量的Th1型或Th2型细胞因子,影响Th1/Th2极化。研究发现,AA患者骨髓中NKT细胞经α-GalCer刺激后,其扩增能力显著低于健康对照组,而NKT细胞活化后IFN-γ的表达较健康对照组高。由上述可以推测,NKT细胞质和量异常可能与Th1/Th2比例增高密切相关,进而引起一系列T细胞免疫应答失衡,最终导致HPC数量和扩增能力降低。1.1.3t细胞激活和细胞分化DC是适应性免疫的主要启动者,是体内最重要的专职抗原提呈细胞(antigen-presentingcell,APC)。在免疫应答过程中,APC将抗原递呈给T淋巴细胞时需要协同刺激信号的参与。研究发现,重型AA患者DC表面共刺激分子CD80和CD86表达明显高于正常对照,抗原提呈能力增强,导致T细胞异常激活。根据来源不同,DC细胞可以分为DC1和DC2。DC1分泌白细胞介素-12(IL-12),促使Th0向Th1细胞分化并促进Th1细胞分泌γ干扰素(IFN-γ);DC2则分泌IL-4,使Th0向Th2细胞分化。重型AA患者的骨髓中,未成熟的和激活的DC1均明显增加,且两者比例失衡,促进Th0细胞向Th1型分化,使自身免疫耐受被打破、T细胞功能亢进而导致造血功能衰竭。此外,还发现初发重型AA患者外周血中髓系DC前体(pDC1)显著增多(P<0.05),并且pDC1与淋巴细胞系DC前体(pDC2)比值明显失衡(P<0.01),与正常对照组存在差异;而在恢复期时上述指标下降,与正常对照组差异无统计学意义(P均>0.05)。由上述可知,重型AA患者的pDC亚群存在异常,其与激活Th1细胞相关的pDC1明显增多,并且这种变化与重型AA病情关系密切。1.2适应性免疫异常1.2.1k种植三合体的agg抗体检测尽管有证据证明AA是T淋巴细胞介导的免疫性疾病,但有资料显示,AA患者体内可以检测到自身抗原。Hirano等从人胎肝细胞cDNA文库筛选到一个kinectin抗原,表达于包括骨髓CD34+细胞在内的各系造血细胞上,可以被AA患者的血浆IgG所识别,在18例AA患者血清中,7例可检测出Kinectin的IgG抗体,而在健康志愿者或其他自身免疫性疾病患者中均未检到。提示Kinectin可能作为抗原参加AA的发病,抗Kinectin抗体的发现也为体液免疫参与AA的发生提供了依据。1.2.2cd4细胞机制T淋巴细胞是机体细胞免疫系统中的主要效应细胞,在AA发生发展中发挥了重要的作用,许多AA患者的T淋巴细胞的表型、数量和活性均发生了改变。(1)CD4+、CD8+T细胞异常:正常机体中T淋巴细胞总数、各亚群的数量以及比值均维持在一定的范围内,保持着动态平衡。研究表明,AA患者外周血CD8+T细胞所占比例增高、CD4+T细胞所占比例降低,CD4+/CD8+的比值明显倒置,活化的CD8+T细胞通过高表达的IFN-γ、肿瘤坏死因子(TNF-α)与Fas/FasL协同诱导造血干细胞凋亡。CD4+T细胞按其所产生细胞因子谱,可分为Th1细胞和Th2细胞。Th1细胞主要分泌IL-2、IFN-γ和TNF-β;Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5、IL-6和IL-10。初治或难治的AA患者Th1细胞数量明显增多,而Th2细胞数与正常对照差异无统计学意义,导致Th1/Th2的比例显著升高,IFN-γ/IL-4的比例发生改变。处于缓解期的患者,Th1细胞的比例依旧处于高水平,同时伴随着Th2细胞的平行上升,IFN-γ/IL-4的比例趋于正常。故推测初治和难治的AA患者CD4+细胞主要向Th1分化,后者进一步促进细胞毒性CD8+细胞的活化,最终导致骨髓造血功能的衰竭。(2)调节性T细胞(Treg)异常:调节性T细胞是T细胞的一个亚群,根据来源分为两类:天然调节T细胞(naturalTreg,nTreg)和诱导性Treg(inducedTreg,iTreg)。前者以CD4+CD25+Tregs为代表,后者包括Th3、Tr1和适应性Treg。Treg可通过不同途径作用于多种靶细胞,从而对机体免疫应答进行精细的负调节。正常状态下,机体不存在自身免疫反应,最重要的原因就是CD4+CD25+FoxP3+Tregs的存在抑制了自身反应性T细胞的活化。然而,在大多数AA患者中出现CD4+CD25+FoxP3+Tregs减少,同时转录因子FoxP3蛋白水平和其mRNA表达显著下降,NFAT1蛋白的水平也降低甚至消失;用编码有野生型NFAT1的质粒转染FoxP3不足的CD4+CD25+T细胞可引起FoxP3表达水平的上升,而在敲除NFAT1基因的CD4+CD25+T细胞中发现随着NFAT1的表达下降FoxP3的表达也下降,认为AA患者中NFAT1的减少可以解释FoxP3的低表达和Tregs的减少。AA患者也存在Th3细胞功能受抑和Tr1细胞减少,但具体的作用机制仍有待研究。总之,Treg的缺陷可能减弱T细胞免疫抑制功能,进而使效应性T细胞维持持久活化状态,最终导致自身免疫调节失衡,这也许参与了AA的免疫发病机制。1.3细胞因子异常1.3.1a患者骨髓cd3+t细胞的诱导no合成IFN-γ是一种重要的造血负调控因子。单核细胞、NK细胞、NKT细胞和B、T淋巴细胞都可以产生INF-γ,AA时异常活化的Th1是INF-γ的主要分泌者。Dubey等研究表明,AA患者骨髓血中IFN-γ的水平与对照组相比出现显著上升,并且AA患者骨髓CD3+T细胞中IFN-γ的水平明显高于对照组。过度表达的INF-γ刺激Th0细胞向Th1细胞分化,激活CTL细胞,抑制Th2细胞的功能,同时还可诱导TNF-α的分泌,上调Fas和TRAIL的表达,与TNF-α协同诱导CD34+细胞的凋亡。TNF-α是另一种重要的促炎因子和免疫调节因子。TNF-α能抑制细胞克隆的形成,增强T细胞、NK细胞的细胞毒作用;诱导NO合成,抑制骨髓造血细胞的增殖分化;上调CD34+细胞表面Fas抗原,加速CD34+细胞凋亡,从而加速骨髓衰竭。Dufour等研究表明,AA患者体内表达TNF-α的骨髓CD4+和CD8+细胞显著高于对照组,且预后较好的AA患者骨髓中表达TNF-α的CD4+和CD8+细胞的比例低于预后不良的患者,认为AA患者体内TNF-α的水平与AA的病情发展有关。2msc促进aa患者血清中t细胞增殖的能力提高MSC是骨髓造血微环境的主要组成部分,通过介导细胞间的黏附和分泌细胞因子调节HSC的增殖、分化和成熟,同时MSC还具有较强的免疫调节作用,尤其是对于T淋巴细胞。目前国内外许多研究都表明AA患者MSC较健康对照者MSC存在差异。王海燕等研究发现,在培养初期,AA组MSC与正常对照组MSC增殖能力相似,但在连续传8代后,其增殖能力降低。并且AA组MSC体外诱导成脂滴早,诱导分化的脂肪细胞leptin(瘦素)基因表达早,而诱导的成骨细胞osteocalcin(骨钙素)基因表达晚,推测AA患者的MSC成脂分化能力增强而成骨分化能力降低可能在AA的病程中起一定的作用。Bacigalupo等比较23例重型AA患者MSC与19例正常对照者MSC对T细胞的抑制作用,发现重型AA患者MSC存在异常:(1)对同种抗原(P=0.009)或植物血球凝集素(PHA)刺激(P=0.006)的T细胞增殖抑制作用明显降低;(2)抑制CD38+T细胞的能力受损;(3)在PHA培养中对INF-γ产生的抑制作用减低,使骨髓INF-γ的浓度增加11倍;(4)对T细胞介导的抑制细胞集落形成无保护作用。3细胞内模型制约AA是一种骨髓衰竭综合征,它的特点是骨髓再生低下和全血细胞减少,AA造血干/祖细胞(HSC/HPC)的体外集落培养,包括CFU-G、CFU-GM、CFU-E和CFU-Mix等均明显低于正常,骨髓单个核细胞长期培养生存时间缩短。AA患者CD34+细胞功能也存在缺陷,造血前体细胞对造血生长因子的敏感性降低,甚至无反应。虽然AA患者血液中多数造血生长因子如EPO、TPO、G-CSF和GM-CSF处于较高水平,但是造血前体细胞表面的生长因子受体的减少会导致HSC/HPC增殖和分化功能障碍。4基因水平的变化4.1fa核心复配体系的形成与结构范可尼贫血(Fanconianemia,FA)是一种罕见的常染色体隐性遗传病,其发病与FA基因突变有关。FA/BRCA途径是一种DNA损伤修复途径,该途径异常参与了FA的发生。FA/BRCA途径有3个关键点:FA核心复合体的合成,FANCD2和FANCI的单泛素化,ID复合体和FANCD2-Ⅰ核灶区的形成。任何一个环节受阻都无法启动DNA损伤修复,进而导致FA。如FANCM是FA核心复合物的组成成分之一,其基因定位于14q21.3。Kee等研究发现,FANCM/FAAP24复合体可识别DNA损伤并且促使FA核心复合体诱导FANCD2和FANCI的单泛素化,其缺陷可引起FA核心蛋白的局部损伤,无法启动FA/BRCA途径。FANCD2泛素化时,结合泛素分子的K561处发生的赖氨酸(Lys)突变可阻碍FANCD2泛素化,同样对FA/BRCA途径产生抑制作用。4.2端粒缩短和基因减少与细胞毒性相关的基因端粒是染色体末端结构,可防止染色体间末端相连,保护染色体不被核酸酶降解,为端粒酶提供底物,解决DNA复制的末端缩短,保证染色体的完全复制。总之,端粒对细胞寿命起着重要作用。约1/3AA患者存在端粒缩短,一些患者端粒缩短与端粒酶RNA(TERC)和端粒酶逆转录酶(TERT)的突变有关,这些突变会降低端粒酶的活性、加快端粒缩短并且降低造血祖细胞的增殖能力。但Field等未在经造血干细胞移植的AA患儿中发现有意义的TERC基因突变;Liang等的研究也未发现AA患儿存在TERC基因突变。这表明端粒酶基因的表达在成人和儿童AA中存在差异,端粒酶基因在儿童AA中的表达情况还需进一步的研究。4.3mir-133通过抑制红细胞系分化作用,在细胞发育的终末期上维持细胞分化miRNA是一种内源性的广泛存在于动植物体内的长约19~24个核苷酸的非编码单链小分子RNA,其在调控正常造血过程中发挥着重要作用。如miR-451在红细胞系分化的初期表达水平较低,随着红细胞系的分化成熟逐渐升高,在红细胞成熟的终末阶段处于高峰,并且在成熟红细胞中仍有表达。miR-155在人脐血未分化的CD34+细胞中高表达,是维持未分化祖红细胞状态的必要分子,可抑制红细胞系和髓系发育,是血细胞分化的潜在抑制因子。与miR-155作用相似,miR-221和miR-222可通过抑制kit的表达来抑制红细胞系分化,其下调可导致人脐血CD34+细胞的红细胞系分化。临床上,AA患者多以贫血为主要临床表现,而在AA患者红细胞系分化过程中miRNAs是否存在异常表达,其表达水平与红细胞减少之间的关系仍未阐明,还需要进一步的研究。1.3.2小鼠骨髓基质细胞生成因子(1)IL-3:IL-3是一种造血正调控因子,体外研究表明,IL-3通过与干细胞因子(SCF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、粒单细胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-1、6、11以及促红细胞生成素(EPO)和血小板生成素(TPO)等因子的不同组合,刺激CD34+细胞的增殖,诱导CFU-GM、CFU-E、CFU-MK、CFU-GEMM的增殖,从而在正常造血过程中起重要作用。AA患者