可誘導共刺激分子在原發免疫性血小板減少癥發病機制中的研究進展

梁緣（Liang Yuan），李蘭花（Li Lan-hua），彭軍（Peng Jun），冀學斌（Ji Xue-bin）

（山東大學齊魯醫院， 濟南 250012；

Qilu Hospital of Shandong University， Jinan 250012， China）

原發免疫性血小板減少癥（immune thrombocytopenia，ITP）是一種獲得性自身免疫性出血性疾病，其特點是免疫介導的血小板破壞增加和血小板生成減少。

ITP 的發病與T 細胞介導的對血小板自身抗原失去免疫耐受有關，主要表現為：血小板自身抗原反應性T 細胞的異?；罨?］、調節性T 細胞數量和功能異常［2-3］、Th1／Th2 平衡異常等［4-5］。

T 細胞活化增殖需要雙信號刺激：第一信號是由T 細胞上的T 淋巴細胞受體（TCR）-CD3 和抗原呈遞細胞（Antigen Presenting Cell， APC）主要組織相容性復合體—抗原肽復合物結合提供；
第二信號即共刺激信號，又稱為免疫檢查點，是由T 細胞上的相應受體與表達在APC 表面的共刺激分子作用產生。

共刺激分子能根據T 淋巴細胞的生長、活化、分化過程和功能狀態，對其進行正性信號或負性信號的調節，同時提供生存信號，以防止T 細胞凋亡。

共刺激分子的異常表達可導致T 細胞表達及功能異常，這可能是引起ITP 發病的重要原因。

研究發現，ITP 患者外周血中出現高表達可誘導共刺激分子（Inducible co-stimulator， ICOS）的CXCR5+CD4+T 卵泡輔助細胞（Tfh 細胞）的比例明顯高于健康對照組（healthy controls，HC），血小板抗體陽性患者外周血中出現高表達ICOS 的CXCR5+CD4+Tfh 細胞的比例明顯高于血小板抗體陰性患者和HC。

Tfh 細胞及其效應分子ICOS 可能在ITP 的發病機制中發揮重要作用，是ITP 患者潛在的治療靶點［6］。

2.1 ICOS 的結構及其表達

共刺激分子有多種，主要是CD28 家族成員和B7 家族成員。

ICOS 是CD28 家族的新成員，但是與家族其他成員不同，它不是在T 細胞上組成性表達，不與B7-1／B7-2 結合，而是與唯一的配體可誘導共刺激分子配體（ICOSL）結合。

ICOS 在效應性免疫應答過程中有著關鍵和特殊的功能。

ICOS 與其配體之間的相互作用，能提高T 細胞對外源性抗原的反應。

ICOS／ICOSL 共刺激信號轉導途徑，在維持某些類型的細胞免疫過程中起到了關鍵作用，為疾病治療的新治療策略的發展提供了理論基礎［7-9］。

與CD28 共刺激受體家族的其他成員相似，ICOS 屬于免疫球蛋白超家族，是一種由兩個亞單位構成的同源二聚體I 型跨膜（TM）糖蛋白。

ICOS 具有一個細胞外免疫球蛋白結構域、一個TM 片段和一個由35 個氨基酸組成的細胞質尾部，其胞外區含有一個V-樣Ig 功能區，是與相應配體ICOSL 結合的結構。

ICOS 位于染色體2q33-34 上，其位置接近CTLA-4（細胞毒性T 淋巴細胞相關蛋白4）和CD28基因［10］。

ICOS 的氨基酸組成與CTLA-4 具有17%的同源性，與CD28 有24%的同源性，在CD28 缺失的情況下，ICOS 承擔了體液免疫反應中T 細胞的主要共刺激作用［11］。

ICOS 主要表達在GC 光區（Tfh 細胞與GC B 細胞相互作用的區域）、Peyer’s 斑塊（存在持續GC 反應的區域）、淋巴結的T 細胞區和胸腺的髓質及皮質-髓質交界處，非淋巴組織不表達ICOS，這與其在體液免疫中的突出作用一致。

ICOS 由不同的T 淋巴細胞亞群表達，包括CD8+細胞毒性T 淋巴細胞（CTL）、CD4+輔助T 細胞（Th）、Th1、Th2、Th17 和Tfh 細胞以及CD4+FoxP3+調節性T 細胞（Treg）。ICOS 的表達受其它共刺激信號的調控，CD28 可以促進ICOS 表達水平的提高［12］。

在T 細胞活化過程中，TCR 可以使ICOS 的表達上調，從而影響T 細胞活性。

除了TCR 信號外，小鼠T 細胞中的IL-2 和IL-4，以及人T 細胞中的IL-12 和IL-23 等細胞因子均可以進一步增強ICOS 的表達［13-14］。

CD4+T 細胞中的ICOS 表達水平高于CD8+T 細胞。

Th1 和Th2細胞反應都需要ICOS 參與，在Th 前體細胞向Th2細胞分化過程中，ICOS 的表達水平逐漸上升，使Th2 轉錄因子表達上調，從而促進Th2 細胞的分化；
而在Th 前體細胞向Th1 細胞分化過程中，ICOS 表達水平則逐漸下降。

阻斷ICOS 表達途徑可抑制由Th1 和Th2 細胞引起的疾病。

2.2 ICOS-L 的表達

ICOS-L 又稱B7-H2、B2h、GL50 或B7RP-1，與CD28 和CTLA-4 配體（CD80 和CD86）不同，ICOSL不只在淋巴組織上表達，而是可以在體細胞上廣泛表達。

ICOSL 主要表達于APC，包括B 細胞、樹突狀細胞和巨噬細胞，也可以表達于非淋巴組織的其他細胞類型。

腫瘤壞死因子-α 和其他炎癥介質可以上調ICOSL 的表達，例如ICOSL 在人Ⅱ型肺泡上皮細胞上表達，與ICOS 結合并通過調節干擾素-γ（Interferon-γ， IFN-γ）的分泌影響輔助T 細胞的功能，從而在肺對外來抗原的免疫中發揮作用。ICOSL 也在小部分T 細胞上被檢測到，這部分T 細胞占CD3+T 細胞的5%［15］。

ICOSL 在血液腫瘤中的表達及其在腫瘤免疫中的作用目前尚不清楚，目前已經發現人類急性髓系白血病患者的細胞、淋巴瘤細胞和漿細胞均可表達ICOSL。

作為共刺激分子，ICOS 能參與APC 與T 細胞以及T 細胞與B 細胞的相互作用，增加T 細胞和B細胞的數目，并刺激細胞免疫和體液免疫，尤其主要參與二次免疫應答，ICOS 的缺失已被證明會導致胸腺依賴的抗體反應遲鈍以及生發中心（germinal centers，GC）的缺失。

ICOS 通過調控T 細胞和B 細胞功能，在協調適應性免疫中發揮關鍵作用。

在炎癥條件下，ICOS 可以進行選擇性誘導，決定CD4+T細胞對抗原產生免疫反應還是耐受反應，沒有ICOS作用時，CD4+T 細胞對抗原產生耐受反應。

阻斷ICOS 的信號傳導，可能對自身免疫性疾病患者有益，而不會嚴重影響對無害抗原的耐受反應［16］。ICOS 的表達和ICOS／ICOSL 通路在抗自身免疫性疾病中的重要性使其成為一個具有研究價值的生物標志物。

3.1 對T 細胞的調控

T 細胞的最終激活狀態取決于所有激活和抑制信號的積累和最終結果。

CD28 和ICOS 在T 細胞活化過程中發揮互補作用［17］。

CD28／B7 途徑主要在T 細胞活化的初始階段發揮作用，誘導幼稚T 細胞的分化和T 細胞合成IL-2。

ICOS 途徑則主要在T 細胞活化后的分化階段和效應階段發揮作用，調控T 細胞的增殖和分化［11，18］。

可以認為CD28／B7活化初始T 細胞，而ICOS／ICOS-L 調節其效應功能。

ICOS 可以增強T 細胞對抗原的基本反應，即T細胞增殖及淋巴因子的分泌，可以促進T 細胞分泌IL-4、IL-5、IL-10、IL-13 和IFN-γ、腫瘤壞死因子-α 等多種細胞因子［19-20］。

阻斷ICOS 共刺激分子途徑可以抑制ITP 患者的T 細胞活化增殖，為ITP 患者的治療提供理論基礎。

除此之外，ICOS 的表達可以促進Treg 細胞生成［21］，驅動其活化并增強其功能。阻斷ICOS／ICOSL 通路會導致Treg 細胞生成減少［22］，Treg 細胞數量減少和功能缺陷可導致ITP 患者自身免疫耐受功能受損［23］。

3.2 對B 細胞的調控

ICOS 或CD28 共同刺激T 細胞可顯著上調CD154 的表達，增強T 細胞與B 細胞的相互作用。阻斷ICOS 可顯著抑制CD4+T 細胞與B 細胞間的黏附。

ICOSL 在B 細胞表面的表達具有兩種情況，其作用不同，當T-B 交界處的B 細胞上表達ICOSL時，可以促進Tfh 細胞進入GC；
當B 細胞向GC 內的同源Tfh 細胞遞送抗原時，ICOSL 的表達可以引導IL-4 和CD40L 的靶向遞送，CD40 的連接可以促進B 細胞分化。

當基因敲除小鼠體內的B 細胞不表達ICOSL 時，小鼠可表現出嚴重的Tfh 細胞群體減少和GC 反應不良［24］。

而Tfh 細胞又可以通過表達趨化因子受體5（CXCR5）、ICOS 等分子來調節抗原特異性B 細胞的免疫過程［25］，使其產生相應的特異性抗體［26］。

3.3 在疾病中的作用

因為ICOS 在T 細胞亞群上分布的復雜性及其對每個亞群的影響的多樣性，ICOS 在不同疾病中的作用不盡相同，很難用一句話來概括。

ICOS 在腫瘤發生中具有雙重作用，一方面，ICOS／ICOSL 的共刺激信號參與抗腫瘤T 細胞反應；
另一方面，ICOS 信號也表現出促腫瘤特征。

目前已證實ICOS 高表達與包括ITP 在內的多種自身免疫疾病的病理生理過程密切相關，對于研究自身免疫性疾病的治療途徑有重要意義。

例如ICOS 的表達水平與潰瘍性結腸炎的嚴重程度有關［27］。

ITP 患者外周血中CD8+T 細胞表達水平顯著升高，細胞毒性CD8+T 細胞能夠直接溶解血小板并在骨髓中積聚，潛在地影響血小板的產生［28-29］。

新診斷ITP 患者組及慢性ITP 患者組體內CD8+T 細胞表面ICOS 的表達水平明顯高于健康人群對照組，且與淋巴細胞數呈負相關［30］，提示ICOS 可能增強CD8+T 細胞的反應，使其發揮細胞毒性作用直接溶解血小板［23］，或通過抑制巨核細胞凋亡破壞血小板生成，促進ITP 的發生［31］。

ICOS在效應T 細胞功能中的作用引起了人們對這種分子作為免疫治療的潛在靶點的極大關注。

針對ICOS／ICOSL 途徑用于癌癥免疫治療的拮抗劑和激動劑抗體正處于臨床試驗階段。

4.1 ITP 與免疫耐受

免疫耐受指的是免疫活性細胞（T、B 細胞）接觸抗原性物質時所表現出來的一種特異性的無應答狀態。

免疫耐受在臨床疾病的研究中應用廣泛，其誘導、維持和破壞影響著許多自身免疫性疾病的發生、發展和轉歸。

ITP 作為一種自身免疫性疾病，其發病過程中的一個關鍵機制是患者自身血小板對自身抗原的免疫耐受的喪失［32］。

許多研究表明，免疫耐受的喪失使Tfh 細胞刺激自身反應性B 細胞分化為漿細胞，產生抗血小板抗體［33］。

T 細胞應答失調導致輔助T 細胞（Th1／Th2）比例失衡，調節性T 細胞的損傷導致輔助性T 細胞介導的B 細胞激活的調節中斷，這種比例失衡進一步導致細胞毒性T 細胞數量增加和其過度活躍。

細胞毒性T 細胞活性的增強導致血小板破壞的增加，同時提高B 細胞的存活率。

B 細胞存活率的提高促進了自身抗體的產生，自身抗體誘發血小板的調理作用、吞噬作用和補體激活、脫硅作用，從而加速了血小板清除的速度，并且進一步阻礙巨核細胞成熟活化，從而減少血小板的生成。

4.2 免疫耐受的誘導

免疫耐受可天然形成，也可人工誘導。

人工誘導具有比較重要的理論和實踐意義，包括阻斷共刺激信號誘導［18］、口服抗原誘導、拮抗性抗原誘導、可溶性抗原誘導等多種誘導方式。

其中比較重要的阻斷共刺激信號誘導已成功誘導多種動物形成免疫耐受，如阻斷目前研究比較多的共刺激信號途徑：CTLA-4-Ig 融合蛋白可阻斷B7-CTLA-4 分子對相互作用，抗CD40L 抗體可阻斷CD40-CD40L 分子對相互作用，兩種干預模式均可誘導T、B 細胞耐受。

單獨阻斷CD28 共刺激信號并不能誘導T 細胞出現免疫耐受，表明T 細胞中還存在影響T 細胞出現免疫耐受的其他共刺激信號［34-35］。

可以通過阻斷ICOS 共刺激分子途徑來抑制ITP 患者的T 細胞活性，并誘導T 細胞對抗原產生特異性免疫耐受，為ITP 的治療提供潛在的靶點。

4.3 ICOS-ICOSL 通路調控T 細胞免疫耐受

T 細胞產生免疫耐受有兩種不同的機制，分別為自身反應性T 細胞在胸腺成熟過程中的消耗（中樞耐受性）以及外周成熟自身反應性T 細胞的抑制／消除（外周耐受性）。

只有1%～2%的胸腺細胞能夠在從胸腺釋放之前達到成熟的T 細胞狀態。發育中的T 細胞的負性選擇在T 細胞對自身抗原的產生免疫耐受的過程中起著重要作用。

T 細胞表達大量不同的抗原受體，用以識別可能遇到的無數種外來抗原。

表達TCR 的T 細胞掃描APC 上的主要組織相容性復合體（major histocompatibility complex，MHC）分子遞呈的自身抗原，對自身抗原具有低到中等的親和力的T 細胞接受正性選擇生存下來并進一步分化，對自身抗原具有高親和力的T 細胞則接受負性選擇發生凋亡。

另外一些具有高親和力的T 細胞也可以被轉移到免疫抑制T 細胞譜系來維持自身免疫耐受。

然而，單純的TCR 信號通路不足以誘導所有T 細胞進行選擇。

在胸腺中，髓質胸腺上皮細胞（mTEC）、胸腺皮質樹突細胞（DC）和B 細胞均表達共刺激分子，可調節胸腺T 細胞進行選擇。

有大量證據表明，負性選擇需要CD28 協同信號［36］，但在某些條件下，CD28 不是必需的，其他共刺激分子如ICOS 可彌補CD28 的缺失，并在穩態下補充其功能［37］。

在胸腺中，ICOS 的表達與TCR與自身抗原相互作用的強度有關，并參與調控先天T 細胞亞群的發育［38］。

ICOSL 由胸腺樹突狀細胞和髓質胸腺上皮細胞亞群以及胸腺B 細胞表達。通過研究ICOSL 缺陷的胸腺切片，可以確定ICOS／ICOSL 途徑能微調T 細胞的負性選擇過程，有助于產生具有免疫耐受性的T 細胞群體［39］。

共刺激分子的正常表達是維持免疫耐受的關鍵。

共刺激分子的異常表達可能促進自身反應性T細胞的產生，或者導致自身反應性T 細胞逃避中樞和外周耐受性，從而促進ITP 等自身免疫性疾病的發生［40-41］。

由上可見，ICOS／ICOSL 共刺激信號在免疫反應過程中起重要作用。

ICOS 是免疫反應和內穩態的復雜中心樞紐，不僅可以調節T 細胞增殖及多種細胞因子分泌，而且促進B 細胞增殖分化，進而形成效應細胞及生發中心，同時還可能誘導T 細胞免疫耐受。

ITP 作為一種自身免疫性疾病，其發病的重要原因是T 細胞介導的對血小板自身抗原免疫失耐受，誘導T 細胞對自身抗體重新產生免疫耐受，是研究ITP 發病機制和治療方法的重要途徑。

通過ICOS／ICOSL 共刺激信號轉導途徑誘導T 細胞免疫耐受并進行深入研究，有助于人們對免疫理論認識的完善，將成為誘導包括ITP 在內的自身免疫性疾病T 細胞免疫耐受的新途徑，并為研究ITP 的發病機制及研發新型免疫抑制劑提供新的理論支持。

作者貢獻聲明梁緣負責論文撰寫；
李蘭花、彭軍、冀學斌負責指導與修訂

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突