趋化因子及其受体在系统性红斑狼疮发病中的研究新进展
【关键词】 趋化因子 系统性红斑狼疮 趋化因子（chemokine）是一类一级结构相似，主要对白细胞具有化学趋化作用等多种生物学效应的小分子蛋白，在机体的防御和炎症反应等方面起着重要的调节作用。近年来，随着生物信息学和基础信息的发展，人们发现了许多新的趋化因子及其受体，特别是趋化因子受体被发现充当HIV感染的协同受体后［1］ ，趋化因子领域已经引起人们的广泛关注。到目前为止，已发现约50种人趋化因子［2］，其有如下生物学活性: （1）对各种细胞的趋化活性；（2）激活免疫活性细胞并参与炎症的免疫调节；（3）抗细菌和抵御变应原等功能；（4）造血细胞调控；（5）参与细胞生长、代谢和凋亡；（6）参与血管的修复和再生；（7）在肿瘤免疫及其转移中发挥重要作用［3］本文着重对趋化因子及其受体在系统性红斑狼疮（SLE）发生发展中的作用进行综述。
系统性红斑狼疮（SLE）是一种以自身抗体产生和免疫复合物形成为特点的自身免疫性疾病，自身抗体和免疫复合物（immune complexes,ICs）的沉积可引起多器官的炎症和损伤，组织损伤和功能失调主要通过免疫复合物的沉积和多种活性介质的直接作用而产生。涉及多种炎性介质和细胞间复杂的相互作用。其中趋化因子对特异白细胞的趋化和功能活化是启动与自身免疫反应有关的病变的关键步骤之一。
1.1 趋化因子 自身免疫病的发生和慢性过程的维持依赖很多不同的机制，对外来抗原的正常免疫反应及宿主的自身免疫反应的病变基础是对白细胞的诱导募集和功能活化。这种诱导特定的白细胞的迁移和活化，参与炎症反应的一类细胞因子即趋化因子。同其他细胞因子的区别是趋化因子是细胞因子家庭中惟一的能与G蛋白耦联受体超家族结合的成员。
目前，随着分子生物学技术的发展和大规模人基因组测序和EST（express sequence tag,EST）数据库的建立［4］，趋化因子的结构和功能及基因定位都已确定。它们都具有重要的结构特征,氨基酸的同源性为20％～70%,是一类非常丰富的系统。所有趋化因子具有相似的一级结构，一般在N末端都含有4个保守的半胱氨酸残基，此区域是受体活动的重要区域。N末端修饰的趋化因子影响趋化因子受体的活性。据N末端半胱氨酸残基的相对位置，分为4个家庭。其中两个与SLE有关的趋化因子家族包括CC类趋化因子和CXC类趋化因子。（1）CC类趋化因子（β趋化因子），N末端2个Cys之间无任何氨基酸。CC趋化因子主要作用于单核巨噬细胞、淋巴细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞及NK细胞，诱导它们的迁移和功能活化。目前的研究表明，CC类趋化因子与多种炎性疾病，如慢性炎症、自身免疫性疾病、HIV感染等相关联。（2）CXC类趋化因子（α趋化因子），N末端Cys中的第一个与第二个之间含有任意一个氨基酸。此类趋化因子主要对中性粒细胞具有强大的趋化和功能活化作用，也作用于淋巴细胞。另外的趋化因子家族还包括只有2个Cys残基的C类趋化因子和CX3C类趋化因子、病毒基因编码的趋化因子等。如RANTES可以和CCR1 CCR3 CCR5结合［5］。
1.2 趋化因子受体 趋化因子介导白细胞的迁移是通过与靶细胞上各自的受体的有规律的相互作用完成的。不同的白细胞对趋化因子的反应不同取决于这些细胞表面趋化因子受体的表达。目前已明确有20多种趋化因子受体。他们属七次跨膜转运G蛋白耦联受体超家族，主要表达于骨髓来源的各白细胞亚群，同时也表达于上皮细胞、血管内皮细胞、神经细胞等类型的细胞上。主要包括CC类趋化因子受体和CXC类趋化因子受体。一种趋化因子受体可以与几种趋化因子结合，一种趋化因子也可以和不同的趋化因子受体结合。这表明趋化因子除趋化白细胞外，还具有很多其他生物学活性。例如细胞表面特定的受体的表达影响着这些细胞对人类免疫缺陷病毒HIV—1感染的易感性和迁移方式。有些受体如CCR2、CCR3、CCR5、CXCR4，尤其CCR5是HIV1感染人体不可缺少的主要协同受体。而CC趋化因子RANTES、MIP—1α和MIP—1β可以阻断CD4+细胞介导的HIV—1的感染。进一步的深入研究，趋化因子受体有可能成为某些白细胞亚群的表面标志物和某些疾病治疗的靶点。
2.1 趋化因子 各种自身免疫性炎性疾病通常是最初的对特定自身抗原的强免疫反应。组织损伤的病变基础是趋化因子介导的白细胞的诱出和功能活化。几乎任何改变细胞稳定的因素的刺激，如前炎性细胞因子IL—1和TNF—α、IFN—γ、细菌产物脂多糖、病毒感染等都能诱导趋化因子的分泌，然后趋化因子募集特定的白细胞达到炎症区域，执行各自的功能，这种作用在防御微生物感染和创伤修复等是非常有用的。然而，趋化因子的高水平的持续的不适当的表达，也会使募集的白细胞大量增加形成破坏性的损伤。另外，白细胞介导的损伤又使趋化因子高水平表达或使其他类型的趋化因子表达增加，产生更广泛的组织损伤，这样使白细胞对机体的保护作用被破坏而引起疾病。大量研究表明SLE患者肾组织中MCP—1、IP—10、IL—8、MIP—1α、RANTES等表达增加［6］。
2.2 趋化因子受体 事实上，无论机体正常与否，趋化因子受体都会表达于某些细胞的表面，也即白细胞表面抗原，只是表达的量上有所不同。它们属七次跨膜转运G蛋白耦联受体超家族，主要表达于骨髓来源的各白细胞亚群，同时也表达于上皮细胞、血管内皮细胞、神经细胞等类型的细胞上。
SLE是一种全身性的自身免疫病，通常是多器官受累。其中狼疮性肾炎(LN) 是SLE病人较常见的最严重的并发症和死亡的主要原因之一。
3.1 浸润于狼疮性肾炎病人肾组织中的细胞 狼疮性肾炎病人肾功能失调主要是由于肾小球损伤引起的，白细胞的浸润是这种炎性疾病的一种表现。在狼疮肾炎病人的肾小球中浸润的细胞主要是巨噬细胞，T淋巴细胞很少，而在组织间隙主要是T淋巴细胞，其次是巨噬细胞。这表明这些细胞在狼疮肾炎的发生和发展中起着重要的作用。
3.2 趋化因子及其受体在组织损伤中的作用 很多自身免疫病都以淋巴细胞和单核巨噬细胞浸润为主，随着趋化因子对特异白细胞的募集和在组织中更进一步的聚集和活化形成破坏性的损伤。虽然受损组织中浸润的细胞成分主要依赖于疾病的活动情况，但主要与这些细胞所表达的趋化因子受体和组织内产生的趋化因子的种类有关。
3.3 肾组织中趋化因子的来源及其对白细胞的迁移、趋化作用 不同的肾实质细胞和浸润于肾组织的细胞都可以产生趋化因子。肾实质细胞如肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞、肾小球上皮细胞在IL—1、TNF—α、IFN—γ等作用下可产生MCP—1、MIP—2、RANTES、IP—10、IL—8等趋化因子。外周血白细胞向肾组织的迁移是在趋化因子作用下，白细胞与血管内皮细胞之间的协调作用的结果。肾组织在前炎性介质等的作用下，肾实质细胞产生的趋化因子吸引血循环中特异白细胞沿着趋化因子浓度梯度向肾组织迁移，刺激血管内皮细胞表达黏附因子，使白细胞易与血管内皮黏附，并使血管内皮的通透性增加，促使白细胞外渗于肾组织间隙。
3.4 趋化因子及其受体在SLE狼疮性肾炎肾组织损伤中的作用 单核细胞和T淋巴细胞浸润于肾组织介导肾组织损伤。炎症中单核细胞和T淋巴细胞聚集于肾小球及组织间隙，活化的单核巨噬细胞可产生IL—1、TNF—α等细胞因子，这些产物刺激肾实质细胞如肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞、肾小球上皮细胞等产生促进肾组织损伤的活性物质，包括趋化因子、巨噬细胞集落刺激因子、细胞因子等。进一步扩大了肾组织的炎症反应和损伤。受损的肾实质细胞持续释放趋化因子形成一个浓度梯度，与趋化因子受体特异的结合、解离，形成一个反复的动态过程，以吸引特异的白细胞沿着趋化因子浓度梯度向肾组织单向迁移，造成更严重的损伤。表现为肾小球肾炎、肾小管萎缩、组织间隙纤维化。严重的发展为肾功能衰竭。
3.4.1 MCP—Ⅰ的作用 趋化因子MCP—1的受体有CCR2、CCR4、CCR8等，它由肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞等产生。对单核巨噬细胞具有强大的趋化和活化作用，对活化的CD4+T细胞也具有相似的作用。并促进SLE病人T细胞的活化。在小鼠（对狼疮易感小鼠［7］MRL/FAS1pr鼠和MZB×MZW鼠）实验性肾小球肾炎、人狼疮肾炎的肾组织中MCP—1增加。MCP—1能介导肾小管和肾小球的损伤。在前炎性细胞因子IL—1、TNF—α、γ—IFN等和循环性IgG免疫复合物作用下，肾小球系膜细胞及肾小管上皮细胞可以产生MCP—1，趋化单核细胞迁移进入肾组织，使肾组织中巨噬细胞增加。单核巨噬细胞经MCP—1作用活化后，分泌溶酶体酶、细胞因子，并产生超氧阴离子等造成肾组织局部损伤。超氧阴离子能促进肾实质细胞MCP—1 mRNA表达。在MCP—1和其惟一的受体CCR2基因敲小鼠的狼疮肾炎模型中，MCP—1缺乏小鼠对单核细胞的趋化作用减弱，单核细胞向肾组织的迁移降低，对肾小管具有保护作用，但并不能阻止肾小球的损伤，从侧面说明了MCP—1在狼疮肾炎中的作用。应用MCP—1抗体在上述模型中对肾小球和肾小管都具有保护作用。Noris等［8］对活动性狼疮性肾炎患者的血清及尿中MCP—1 水平进行了检测,发现活动性狼疮性肾炎患者尿MCP—1水平显著高于非活动期患者和健康对照者.而且,非狼疮性肾小球肾炎患者尿中MCP—1水平与健康对照者相比差异无显著性.另外，多项研究表明，SLE患者血清中MCP—1浓度高于正常健康人，而且其浓度随疾病活动性进展而增加，随疾病恢复而降低。这些结果均提示检测SLE患者血清及尿液中MCP—1水平可以反映SLE的活动性。 动物模型研究中，Zoja等［9］从mRNA的表达水平阐明了小鼠狼疮肾炎中肾脏MCP—1mRNA的表达水平随着肾炎的进展而显著增加，而且与单核细胞的浸润程度呈正相关。Hase［10］等发现活动期SLE患者外周血CD4+T细胞上CCR4表达高于健康对照和非活动期患者，而且其与疾病活动指数记分呈显著正相关，皮质类固醇治疗后CCR4、血清中抗ds—DNA和疾病活动指数记分均明显下降。另外，他们还发现活动期SLE患者血清中IL—10水平有所增加，且与CCR4表达显著相关。这些均TH2免疫应答在SLE患者活动期有重要作用，且CCR4表达与SLE患者的病程有相关性。