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补体与相关疾病及其干预策略

时间:2022-03-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:遗传性补体缺陷所致疾病约占原发性免疫缺陷病的2%,以经典途径补体组分的缺陷较常见。补体在机体抵御病原微生物感染中发挥重要作用。探讨补体系统与病原体相互作用的机制,可以为感染性疾病提供新的防治策略。补体活化参与炎症性疾病的发生和发展。研究补体在母胎免疫中的作用机制,有可能为避孕和不孕提供新的干预策略。

正常情况下,机体内补体系统各成分含量相对稳定,激活后方能发挥生物学功能。补体的激活受到精密调控,当发生补体遗传缺陷、功能障碍或过度活化时,均可产生某些病理过程,导致相应疾病的发生。

(一)遗传性补体缺陷相关疾病

多数补体成分缺陷属常染色体隐性遗传,少数为常染色体显性遗传,个别成分为X性联隐性遗传,如fP缺陷。遗传性补体缺陷所致疾病约占原发性免疫缺陷病的2%,以经典途径补体组分的缺陷较常见。

(二)补体与感染性疾病

补体在机体抵御病原微生物感染中发挥重要作用。但在某些情况下,病原微生物可通过多种机制逃避补体系统的攻击,甚至可借助补体受体入侵宿主细胞。

1.病原体表达CCP的模拟蛋白 某些病毒能编码和表达与CCP(补体调节蛋白)功能相似的蛋白质,从而保护病毒或病毒感染细胞免遭补体系统攻击。

2.病原体整合、上调或结合CCP 某些病原体能将宿主细胞的CCP整合至自身的包膜上,或上调其感染细胞上的CCP表达,或结合CCP,从而逃避补体的攻击。有包膜病毒可选择在富含胆固醇的特殊微膜区(脂筏)出芽释放,而GPI锚定的CCP(如DAF和CD59)可与这种脂筏相连,有CCP整合的病毒包膜可能就来自病毒出芽的脂筏聚集区域。例如,HIV出芽时可将DAF、CD59整合至病毒包膜上,并且HIV的gp41还能与fH高亲和力结合。

3.病原体干扰补体与免疫复合物结合 某些病毒可表达FcR及其类似蛋白质,通过干扰补体与IC结合而抑制补体经典激活途径的启动,使病毒得以逃避抗体依赖的补体裂解作用。其机制如下。

(1)FcR及其类似蛋白可在空间上阻碍病毒与特异性抗体接近。

(2)病毒包膜或感染细胞表面的病毒蛋白可与抗体超变区结合,同时抗体Fc段与病毒FcR结合,使抗体两端桥联,不能启动补体经典激活途径。

4.病原体利用宿主细胞表面的补体受体或CCP作为受体入侵细胞 有些病原体如EB病毒以CR2为受体;麻疹病毒以MCP为受体;柯萨奇病毒和大肠杆菌以DAF为受体等。

探讨补体系统与病原体相互作用的机制,可以为感染性疾病提供新的防治策略。例如,应用抗相关补体分子的抗体如抗DAF单抗可阻断柯萨奇病毒感染宿主细胞;应用补体抑制因子或可溶性补体受体可以进行抗微生物治疗,已发现sCR1、sCR2可抑制HIV感染靶细胞;应用多肽中和病毒的受体结合位点,可以抑制病毒与细胞膜融合及合胞体形成。

(三)补体与炎症性疾病

补体活化参与炎症性疾病的发生和发展。例如,创伤、烧伤、感染、缺血再灌注、体外循环、器官移植等均可激活补体系统,所产生的炎性因子或复合物(如C3a、C5a和非溶破效应的C5b67、C5b678、C5b6789等)可激活单核细胞、内皮细胞和血小板,使之释放炎症介质和细胞因子,参与炎症反应。同时,补体系统通过与凝血系统、激肽系统和纤溶系统间相互作用,并与TNF-α、PAF、IL-1、IL-6、IL-8等细胞因子之间相互协同或抑制,在体内形成复杂的炎性介质网络,导致炎症反应进一步扩大,从而参与多种感染和非感染性炎症疾病的发病过程。因此,适时、适当地抑制补体功能可以为疾病治疗提供有效方法和手段。

(四)补体调节蛋白与肿瘤

1.肿瘤细胞逃避补体攻击机制 补体依赖的细胞毒作用在机体抗肿瘤免疫机制中起重要作用,但肿瘤细胞可通过各种机制逃避补体攻击。近年发现,多种肿瘤细胞表面高表达一种或多种CCP,这可能是肿瘤逃避补体攻击和抵抗抗体治疗的重要机制。研究发现,各系统肿瘤细胞表面均高表达MCP、DAF或CD59,并可释放可溶性CCP至微环境及血液中,如肿瘤细胞高表达DAF可使肿瘤细胞免遭补体介导的细胞毒作用,DAF还能抑制C3b在肿瘤细胞表面的沉积,从而逃避宿主免疫细胞的吞噬和杀伤。

2.抗肿瘤相关策略 基于对肿瘤细胞表达的CCP的认识,目前已提出的抗肿瘤相关策略如下。

(1)使用同时识别肿瘤抗原和肿瘤CCP的双特异性抗体,一方面可以封闭肿瘤细胞表面CCP,提高肿瘤对补体攻击的敏感性,另一方面又可保证抗体仅选择性作用于肿瘤细胞。

(2)同时使用抗瘤抗体和针对肿瘤所表达CCP的单克隆抗体,能有效抑制肿瘤生长。

(3)采用抗CD20抗体(Rituximab)用于治疗非霍奇金淋巴瘤时,联合应用抗DAF或CD59抗体可增强肿瘤细胞对Rituximab的反应性。

(4)使用抗肿瘤抗体的同时应用CCP模拟分子(如DAF独特型抗体),可诱导抗CCP抗体生成,使肿瘤细胞表面CCP表达降低甚至消失,提高肿瘤对补体攻击的敏感性。

(5)应用某些细胞因子下调CCP的表达。

(五)补体与异种器官移植

1.急性排斥反应 猪的解剖形态和生理功能等与人相似,是异种器官移植最理想的供体。已发现,人体内存在针对猪细胞表面Galα1-3Gal糖基表位的天然抗体(IgM),该天然抗体可与猪器官血管内皮细胞表面的Galα1-3Gal结合,通过活化补体而造成内皮细胞损伤,引起超急性排斥反应。

2.阻断超急性排斥反应的干预策略 阻断猪-人异种器官移植所出现的超急性排斥反应,可能的干预策略如下。

(1)借助血浆交换法去除IgM天然抗体。

(2)应用眼镜蛇毒因子(cobra venom factor,CVF)去除补体。

(3)应用C1INH、sCR1、sDAF和sCD59、重组人MCP/FcγRⅡ嵌合蛋白等抑制补体活化。

(4)移植前采用抗C5或C8单抗灌洗待移植器官,降低补体所致损伤。

(5)借助转基因技术使供体动物组织表达人的跨膜型补体调节蛋白,如目前已培育出人DAF、MCP和CD59等转基因猪,将其器官移植到灵长类动物狒狒或猴体内,可成功避免超急性排斥反应的发生。

(6)通过转基因或基因敲除技术改变供者器官表面抗原,如Galα1-3Gal表位由α1-3半乳糖转移酶催化合成,其编码基因是GGTA1,目前培育出的GGTA1基因敲除猪组织器官不表达Galα1-3Gal,将其移植给狒狒可避免超急性排斥反应的发生。

(六)补体系统与母胎免疫

补体系统参与的母胎免疫可能与精子和胎儿不被母体排斥有关,如精子和精浆高表达CD59及DAF,胎盘滋养层上皮细胞高表达CD59、DAF和MCP,这些补体调节蛋白可以保护精子和胎儿免受来自母体或胎血的补体攻击。研究补体在母胎免疫中的作用机制,有可能为避孕和不孕提供新的干预策略。

(毛立群)

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