*僅供醫(yī)學(xué)專業(yè)人士閱讀參考

揭秘研究背后的故事

作者丨XQ

系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）是一種高度異質(zhì)性、慢性、系統(tǒng)性自身免疫性疾病，其特征是循環(huán)自身抗體和影響多個(gè)組織和器官的炎癥反應(yīng)。由于臨床表現(xiàn)的異質(zhì)性、不可預(yù)測(cè)的病程和發(fā)作，SLE的臨床診斷和治療極具挑戰(zhàn)。SLE的發(fā)病至今尚未完全明確，主要依據(jù)臨床癥狀和實(shí)驗(yàn)室檢查權(quán)重來(lái)進(jìn)行診斷，理清其發(fā)病機(jī)制有助于提高疾病臨床診療效率，對(duì)減輕患者疾病負(fù)擔(dān)至關(guān)重要。

近日，海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院（上海長(zhǎng)征醫(yī)院）風(fēng)濕免疫科徐滬濟(jì)教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表在Ann Rheum Dis上的一則研究結(jié)果[1]證明，白細(xì)胞介素4（IL-4）通過驅(qū)動(dòng)自身反應(yīng)性B細(xì)胞的無(wú)能逆轉(zhuǎn)，從而促進(jìn)SLE發(fā)病。此外，研究還建立了通過阻斷IL-4信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)治療SLE的科學(xué)理論，或?yàn)镾LE的臨床診斷和新藥研發(fā)提供新靶點(diǎn)（圖1）。

圖1：研究發(fā)表于Ann Rheum Dis

無(wú)能B細(xì)胞為SLE關(guān)鍵病因，

探索其具體致病機(jī)制或成疾病減負(fù)關(guān)鍵

SLE發(fā)病的中心環(huán)節(jié)是自身反應(yīng)性B細(xì)胞激活，生成大量針對(duì)細(xì)胞核、細(xì)胞漿以及其他細(xì)胞成分的自身免疫性抗體。在B細(xì)胞發(fā)育過程中，V(D)J基因通過隨機(jī)重組產(chǎn)生B細(xì)胞受體（BCRs）。據(jù)估計(jì)，50%~70%自發(fā)產(chǎn)生的B細(xì)胞可能產(chǎn)生識(shí)別自身抗原的抗體，因此抑制自身反應(yīng)性B細(xì)胞克隆以避免自身免疫對(duì)人體的免疫平衡至關(guān)重要。

中樞免疫耐受通過受體編輯或克隆清除約50％的自身反應(yīng)性B細(xì)胞，其余進(jìn)入循環(huán)的自身反應(yīng)性B細(xì)胞被外周耐受性通過誘導(dǎo)無(wú)能抑制。

無(wú)能B細(xì)胞（BND）是存于外周循環(huán)系統(tǒng)中通過克隆無(wú)能機(jī)制達(dá)到免疫耐受狀態(tài)的具有自身反應(yīng)性的一群B淋巴細(xì)胞，具有發(fā)展成為致病性自身反應(yīng)性B細(xì)胞的潛能，目前公認(rèn)，BND細(xì)胞是在人體內(nèi)表面標(biāo)記為低至陰性的IgM表達(dá)的na?ve B細(xì)胞（CD19+CD27-IgD+IgM-/low）。

BND可降低細(xì)胞表面的BCRs密度，并減弱BCRs激活后的信號(hào)，從而限制細(xì)胞分化、增殖和自身反應(yīng)性抗體的產(chǎn)生。在病理?xiàng)l件下，BND的無(wú)能狀態(tài)可以被逆轉(zhuǎn)，進(jìn)而促進(jìn)自身免疫。近幾年的研究更是發(fā)現(xiàn)，SLE產(chǎn)生自身反應(yīng)性抗體的漿細(xì)胞來(lái)源于激活的BND。此外，通過評(píng)估SLE中異常上調(diào)的細(xì)胞因子，發(fā)現(xiàn)IL-4是恢復(fù)信號(hào)傳導(dǎo)的最重要體液成分，小鼠研究亦顯示IL-4可逆轉(zhuǎn)B細(xì)胞無(wú)能。

基于此，為探究BND參與SLE發(fā)病的機(jī)制、證實(shí)IL-4在SLE發(fā)病機(jī)制中的作用，研究團(tuán)隊(duì)展開了本次研究。

IL-4通過驅(qū)動(dòng)BND的減少和破壞，

促進(jìn)SLE發(fā)病

本次研究血液樣本主要來(lái)自于SLE患者和健康對(duì)照者，扁桃體取自接受扁桃體切除術(shù)的扁桃體炎患者。其中，所有SLE患者均符合美國(guó)風(fēng)濕病學(xué)會(huì)1997年修訂的SLE標(biāo)準(zhǔn)。

為了分析人外周 血中的 B ND 細(xì)胞，研究團(tuán)隊(duì)首先在整個(gè)研究中使用了門控策略。傳統(tǒng)的 na?ve B細(xì)胞（CNBs）表達(dá)IgD和IgM（CD19 + CD27 - IgD + IgM + ）（圖 1A），而B ND 細(xì)胞表達(dá) IgD但很少或不表達(dá)IgM。通過比較SLE患者和健康對(duì)照組的B ND 數(shù)量，發(fā)現(xiàn)SLE患者BND細(xì)胞占總B細(xì)胞或na?ve B細(xì)胞的百分比較健康對(duì)照者明顯降低（圖 2） 。

圖2：BND細(xì)胞在總B細(xì)胞或na?ve B細(xì)胞中的百分比

此外，BND水平與SLE疾病活動(dòng)指數(shù)（r=?0.40，p=0.011）及血清抗dsDNA自身抗體水平（r=?0.40，p=0.03）呈負(fù)相關(guān)，且在患者接受有效治療（糖皮質(zhì)激素治療1 ~ 1.5mg/kg）后可恢復(fù)。同時(shí)，SLE患者和健康對(duì)照者之間的B細(xì)胞、CNB和記憶B細(xì)胞數(shù)量無(wú)顯著差異（p＞0.05）。探究SLE患者BND的功能狀態(tài)時(shí)發(fā)現(xiàn)，SLE患者和健康對(duì)照者在CNB中IgD的表達(dá)沒有顯著差異，但標(biāo)志著較低無(wú)能狀態(tài)的表面IgM（sIgM）在SLE患者中顯著上調(diào)。

也就是說(shuō)，相比健康對(duì)照組，SLE組患者BND數(shù)量明顯減少，且無(wú)能性減弱。

隨后，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)SLE患者和健康對(duì)照者BND和CNB之間的差異表達(dá)基因（DEGs）進(jìn)行了RNA-seq分析并根據(jù)基因本體聯(lián)盟數(shù)據(jù)庫(kù)將DEGs分為不同的功能類別，對(duì)SLE患者和健康對(duì)照者BND和CNB進(jìn)行了BCR譜測(cè)序，對(duì)BND、CNB細(xì)胞、記憶B細(xì)胞和抗體分泌細(xì)胞（ASC）之間BCR譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了連接分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SLE患者BND與其他B細(xì)胞亞群的溝通增加，并有一定的轉(zhuǎn)化可能，這可能導(dǎo)致BND數(shù)量減少。

進(jìn)一步測(cè)定SLE患者和健康對(duì)照者BND和CNB上各種細(xì)胞因子受體的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，IL-4R和IL-13RA1在BND人群中特征性地上調(diào)。此外，在SLE患者和健康對(duì)照者的BND細(xì)胞中，IL-4R和IL-13RA1有差異表達(dá)。這意味著，IL-4/IL-4R和/或IL-13/IL-13R通路可能有助于B細(xì)胞無(wú)能的維持。

通過孵育健康對(duì)照者外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMC）與健康對(duì)照者或SLE患者血漿，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)SLE患者血漿顯著降低了BND細(xì)胞的百分比，且SLE患者血漿中IL-4、IL-6、IL-10和干擾素γ（IFN-γ）等細(xì)胞因子的水平比健康對(duì)照者顯著升高（圖3）。為了確定血漿中每種細(xì)胞因子的效應(yīng)，研究團(tuán)隊(duì)測(cè)試了不同細(xì)胞因子孵育對(duì)PBMC的影響，發(fā)現(xiàn)IL-4和IL-13在下調(diào)BND百分比和上調(diào)sIgM方面最為顯著。此外，SLE血漿中只有IL-4阻斷，而沒有IL-13阻斷，但足以逆轉(zhuǎn)sIgM。因此，IL-4可能在調(diào)節(jié)SLE患者BND細(xì)胞的病理改變中發(fā)揮重要作用，阻斷血漿中的IL-4可能充分逆轉(zhuǎn)疾病表型。

為研究IL-4逆轉(zhuǎn)B細(xì)胞無(wú)能的分子基礎(chǔ)，研究團(tuán)隊(duì)使用TotalSeq-C抗體標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行單細(xì)胞分析，比較SLE患者和健康對(duì)照者在IL-4誘導(dǎo)前后各B細(xì)胞亞群的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)IL-4刺激的健康對(duì)照者BND細(xì)胞，可觀察到JUN、EZR、IRF8、HLA-DQB1、CXCR4、HLA-DOA、HLA-A、HLA-B和HLA-C的轉(zhuǎn)錄變化，這與在SLE患者BND細(xì)胞中觀察到的模式相似。這證實(shí)了，IL-4刺激健康對(duì)照者BND會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄變化，進(jìn)而導(dǎo)致SLE發(fā)病。

深入研究發(fā)現(xiàn)，BND細(xì)胞中sIgM的下調(diào)主要是受受體內(nèi)化而非轉(zhuǎn)錄下調(diào)調(diào)控，IL-4可能通過破壞受體介導(dǎo)的內(nèi)吞過程，可能導(dǎo)致sIgM上調(diào)，進(jìn)而打破BND耐受。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步從mRNA和蛋白水平進(jìn)行分析，證實(shí)了IL-4通過STAT6信號(hào)通路中斷sIgM的內(nèi)化、促進(jìn)其蛋白穩(wěn)定性，從而上調(diào)sIgM，最終逆轉(zhuǎn)B細(xì)胞的無(wú)能，促進(jìn)SLE發(fā)病。

提供堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)及診療靶點(diǎn)，

或可助力臨床診療效率大大提升

本次研究首次通過免疫分析、功能分析和轉(zhuǎn)錄組分析，廣泛描述了SLE患者中BND群的異常，并建立了患者血漿中IL-4病理性升高和BND無(wú)能逆轉(zhuǎn)之間的聯(lián)系。IL-4是2型輔助性T細(xì)胞（Th2）和濾泡輔助性T細(xì)胞（Tfh）分泌的關(guān)鍵因子，驅(qū)動(dòng)SLE患者的無(wú)反應(yīng)BND細(xì)胞的致病性再激活，這與既往研究Th2和Tfh在打破免疫耐受中作用的文獻(xiàn)建立了有機(jī)聯(lián)系。

既往有研究在基因敲除小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，IL-4缺乏對(duì)狼瘡樣癥狀具有保護(hù)作用。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在SLE患者的炎癥真皮和表皮組織中，分泌IL-4的CD4+ T細(xì)胞的百分比顯著升高，而且恢復(fù)BND有助于改善SLE癥狀。

綜上所述，本次研究為使用IL-4阻斷治療SLE患者提供了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)理論基礎(chǔ)，此外提供了診斷和治療的生物標(biāo)志物，或可助力臨床在高度異質(zhì)性的SLE患者人群中識(shí)別最有可能從IL-4干預(yù)中獲益的患者。

專家簡(jiǎn)介

徐滬濟(jì)教授

徐滬濟(jì)教授現(xiàn)任海軍軍醫(yī)大學(xué)第二附屬醫(yī)院大內(nèi)科主任和風(fēng)濕免疫科主任，兼任清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授，清華-北大生命科學(xué)中心臨床研究員。

徐滬濟(jì)教授是國(guó)之名醫(yī)-卓越成就獎(jiǎng)獲得者，仁心醫(yī)者-上海市杰出專科醫(yī)師獎(jiǎng)， 科技部973計(jì)劃“首席科學(xué)家”，曾榮獲個(gè)人“二等功”一次。歷任中華醫(yī)學(xué)會(huì)風(fēng)濕病學(xué)分會(huì)副主任委員、中國(guó)醫(yī)師學(xué)會(huì)風(fēng)濕免疫科分會(huì)副會(huì)長(zhǎng)、上海市醫(yī)學(xué)會(huì)風(fēng)濕病專科分會(huì)主任委員。現(xiàn)任風(fēng)濕病頂尖國(guó)際期刊Annals of the Rheumatic Diseases編委，International Journal of Rheumatic Diseases副主編，F(xiàn)rontiers in Immunology和Frontiers in Medicine副主編，《中國(guó)內(nèi)科年鑒》主編。

徐滬濟(jì)教授39年來(lái)執(zhí)著醫(yī)學(xué)事業(yè)，以臨床實(shí)踐為基礎(chǔ)，開展自身免疫和感染免疫疾病研究，取得了一系列系統(tǒng)性原創(chuàng)性研究成果。相關(guān)研究成果已發(fā)表論文 242 篇，發(fā)表論文期刊包括Nature、Nature Genetics、Nature Communication、Lancet Rheumatology、The Journal of Experimental Medicine和The Proceedings of National Academy of Sciences USA等主流SCI雜志，其中11篇論文發(fā)表在風(fēng)濕病頂尖雜志 Annals of the Rheumatic Diseases (IF 27.9)，5篇發(fā)表在Arthritis & Rheumatology (IF 15.4)。發(fā)表論文累積影響因子超過1300分，ESI 高引論文 5 篇，F(xiàn)1000 推薦論文3篇。研究成果以第一完成人獲得《教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)》《上海市科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)》和《上海市醫(yī)學(xué)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)》各一項(xiàng)。

更多風(fēng)濕干貨

快來(lái)“醫(yī)生站網(wǎng)頁(yè)版”瞧一瞧

無(wú)需下載

精彩資訊等你來(lái)

參考資料：

[1]Liu Y, Zhang Z, Kang Z, Zhou XJ, Liu S, Guo S, Jin Q, Li T, Zhou L, Wu X, Wang YN, Lu L, He Y, Li F, Zhang H, Liu Y, Xu H. Interleukin 4-driven reversal of self-reactive B cell anergy contributes to the pathogenesis of systemic lupus erythematosus. Ann Rheum Dis. 2023 Aug 11:ard-2023-224453. doi: 10.1136/ard-2023-224453. Epub ahead of print. PMID: 37567607.

本文審核丨徐滬濟(jì)教授 責(zé)任編輯丨芋子

*"醫(yī)學(xué)界"力求所發(fā)表內(nèi)容專業(yè)、可靠，但不對(duì)內(nèi)容的準(zhǔn)確性做出承諾；請(qǐng)相關(guān)各方在采用或以此作為決策依據(jù)時(shí)另行核查。