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B细胞受体在慢性淋巴细胞白血病中的研究进展

2013-12-31 15:41 阅读:1462 来源:医脉通 作者:孙福庆 责任编辑:云霄飘逸
[导读] B细胞对抗原**的反应是通过正常和异常B细胞表面的B细胞受体介导的。每一个B细胞通过免疫球蛋白基因VDJ重排及体细胞高频突变展示独特的B细胞受体。

    B细胞受体在慢性淋巴细胞白血病的发病机制中发挥着重要作用。B细胞受体由免疫球蛋白重链(immunoglobulin heavy chain,IgHV)和轻链的可变区和恒定区构成,免疫球蛋白提供可变区来识别和结合抗原,通过恒定区来启动下游效应。

    B细胞对抗原**的反应是通过正常和异常B细胞表面的B细胞受体介导的。每一个B细胞通过免疫球蛋白基因VDJ重排及体细胞高频突变展示独特的B细胞受体。

    功能性的B细胞受体表达于大多数B细胞表面,但是慢性淋巴细胞白血病中B细胞受体表面表达通常较弱。免疫球蛋白可变区(IgHV)的多样性是其特异性识别抗原的结构基础,但慢性淋巴细胞白血病患者的B细胞受体呈高度限制性,学者们依据VH、DH和JH基因片段的使用、重链互补决定区3(HCDR3)氨基酸序列的同源性以及DH基因阅读框特点对IgHV的序列进行研究,发现某些慢性淋巴细胞白血病患者B细胞受体格局具有高度同源性,称为典型模式。

    提示特异的自身抗原或同种异型抗原的持续**促使肿瘤克隆扩增,尽管具体机制尚未阐明,但B细胞受体介导的免疫识别和选择在慢性淋巴细胞白血病发生中的作用得到了多数研究的肯定。

    慢性淋巴细胞白血病患者IgHV互补决定区3(CDR3)是B细胞受体参与抗原**的关键区域,B淋巴细胞通过其表达的抗原识别受体对抗原进行精准的识别。抗体基因重排和表达成功与否与B细胞的发育成熟密切相关。

    在前B阶段晚期,细胞开始重排IgH基因并表达表面膜免疫球蛋白 (surface membrane immunoglobulin,slg)u链,与随后表达的轻链共同组成B细胞受体,B细胞受体转导的活化信号使B细胞进一步发育成熟。

    多项研究表明,B淋巴细胞恶性疾病的发生与B细胞受体介导的抗原识别和(或)抗原选择有关。克隆性的B细胞受体对经典抗原或超抗原具有截然不同的特异性和亲和性。典型模式是几乎完全相同序列的IgHV CDR3,CDR3在很大程度上决定了B细胞受体的抗原特异性。

    在慢性淋巴细胞白血病患者中,B细胞受体为典型模式的约占所有患者的l/3.近年来的研究表明,B细胞受体为典型模式与IgHV的突变状态和慢性淋巴细胞白血病患者疾病进展有显著相关性,且***于IgHV突变状态。

    分析HCDR3的结构可以为研究慢性淋巴细胞白血病的发病机制提供很多重要的生物学信息及预后价值。典型模式B细胞受体受体的研究对将慢性淋巴细胞白血病患者重新进行精细分层具有极其重要的意义并有利于指导治疗,延长患者生存。

    典型模式B细胞受体可以根据VDJ序列的同源性将慢性淋巴细胞白血病患者分成不同的亚类。不同亚类的慢性淋巴细胞白血病患者具有截然不同的生物学特征及临床预后。Papakonstantinou等的研究表明subsets#6 (IgHV1-69/IgKV3-20) 和subsets#8[IgHV4-39/IgKV1(D)-39]的慢性淋巴细胞白血病患者都表达未突变的B细胞受体,但表现出不同的临床特征。

    subsets#8比Subsets#6侵袭性更强,更容易发展成为Richter综合征。该作者对subsets#6、subsets#8两组进行了高通量的DNA甲基化研究,以期发现与两组不同的临床生物学特征相关的表观修饰因素。

    结果表明两组患者有118个甲基化的CpG岛(DMCpG)存在差异。subsets#8与subsets#6相比,有70个是低甲基化的,48个是高甲基化的。118个存在差异的DMCpG中有70个与61个基因的转录有关。

    通过进行Gene Ontology(GO)分析,发现有10个基因的甲基化差异最为显著,分别为HOXA5、PAX3、HLA-C、TP63、ZNF300、PRDM16、MGRN1、EMX2、PP1R14A、CCDC140.

    这10个基因都集中在subsets#8亚群中低甲基化的基因中,这些基因涉及慢性淋巴细胞白血病细胞新陈代谢的生物学过程,尤其是转录因子,转录调控活性和DNA绑定等。

    经由B细胞受体的抗原**在慢性淋巴细胞白血病的发生发展中是非常关键的,不同保守B细胞受体亚类的慢性淋巴细胞白血病患者预后不同更加佐证了抗原**在肿瘤发生中的决定性作用。

    研究表明在一部分慢性淋巴细胞白血病患者尤其是IgHV未突变的慢性淋巴细胞白血病患者中存在活化诱导胞嘧啶脱氨酶(activation-induced cytidine deaminase,AID)的高表达和体内类别转换重组(class switch recombination,CSR)。

    Xochelli等检测了486例慢性淋巴细胞白血病患者的同型转换情况,是目前研究类别转换与特定的B细胞受体关系的最大系列的研究。研究结果发现486例慢性淋巴细胞白血病患者外周血经流式细胞术检测有298例(61.3%)表达MD同型抗原,RT-PCR检测有188例患者表达肿瘤特异性Cμ和Cδ转录本。

    340例(70%)的患者IgHV发生突变。71例(14.6%)患者B细胞受体为典型模式。Subset#1、2、3、6、7的分别为25、23、8、7、8例。共有78例(16%)患者表达Cμ/Cδ、C α和(或)Cγ。27例(5.6%)患者表达 同型抗原,21例(4.3%)患者表达γ同型抗原,而两种抗原都表达的有7例,占1.4%.

    IgHV未突变慢性淋巴细胞白血病患者中同型转换的发生率高于IgHV突变的患者(33/146比22/340,P<0.001)。B细胞受体不同亚群患者中同型转换的发生率也有所不同,肿瘤来源的Cα和(或)Cγ转录本在各亚群中的检出情况分别为:25例subset#1中有13例,8例subset#3中有2例,其余亚群中未见检出。

    Aliki Xochelli等首次发现体内CSR中保守B细胞受体的亚群分布存在一定的偏颇性,并且在某一特定亚群中肿瘤来源转录本的检出率较其他高,比如subset#1.

    这些发现都为不同保守B细胞受体亚群的慢性淋巴细胞白血病患者具有不同的生物学特征和在与微环境的相互作用中克隆演变的形式不同以及临床预后不同提供了更为确切的证据。

    B细胞受体的保守性提示了特定类型的抗原在慢性淋巴细胞白血病的克隆选择中起到了重要的作用。但是关于抗原的克隆选择到底发生在疾病进展的哪一阶段,这种抗原**是否持续存在目前还不清楚。特定抗原与同源T细胞的选择和活化高度相关,但抗原在其中所发挥的作用尚不清楚。

    Vardi等分析了B细胞受体为保守IgHV4-34/IgKV2-30 B细胞受体 Ig(subset#4)的慢性淋巴细胞白血病患者中T细胞受体8(T cell receptor B,TRβ)链基因的表达情况。

    subset#4亚群的慢性淋巴细胞白血病患者表现出明显的免疫遗传的特征如Ig基因的多样性,提示其与自体抗原相互作用。而且subset#4亚群的慢性淋巴细胞白血病患者对B细胞受体和(或)Toll样受体(Tol1-1ike receptor,TLR)的激活存在明显功能性反应。

    作者分析了12例未治疗的subset#4亚群患者的外周血样品,同时检测TRBV-TRBD.TRBJ基因重排(其中4例样本采集了患者不同时间点的外周血样品)。

    所有样品均检出携带与某种独特的克隆亚群密切相关的重排(>2个),克隆亚群的中位数量为5个(1-13)。所有克隆亚群的出现频率从8.1%到70.4%不等。

    4例连续随访的慢性淋巴细胞白血病患者中,有2例患者发现至少有一种克隆亚群持续存在。重要的是,所有样品的TRB CDR3序列经过聚类分析后,发现存在公共的克隆亚群即两个已经被验证过的亚群(TRBV15*02/TRBDI*01/TRBJ2-2*01和TRBV30*01/TRBD1*01/TRBJ2-2*01)。

    目前的研究表明,subset#4亚群的慢性淋巴细胞白血病患者的T细胞亚群存在明显的偏颇性,提示抗原选择在克隆亚群形成中的关键作用。“公共”克隆亚群的存在提示抗原表位与T细胞克隆选择的相关性。

    慢性淋巴细胞白血病患者的亚群分类的定义是基于其B细胞受体的免疫遗传特征。尤其是那些B细胞受体为典型模式的慢性淋巴细胞白血病患者。它们对经由B细胞受体或TLR的免疫**表现出不同的反应。在正常B细胞和慢性淋巴细胞白血病 B细胞中关键的B细胞受体或TLR下游的关键信号分子都被microRNA所调控。

    Ntoufa等研究了免疫信号对miRNA的表达和功能的影响。研究对象选择如下,(1)subset#1:IgHV未突变的IgHV1/5/7-IGKV1(D)-39 IgM B细胞受体,这一亚群患者侵袭性强,是IgHV未突变的慢性淋巴细胞白血病患者中最大的一个亚群;(2)subset#4:IgHV突变的IgHV4-34/IgKV2-30 IgG B细胞受体,该亚群较为惰性,是IgHV突变的慢性淋巴细胞白血病患者中最大的亚群。

    研究表明subset#4亚群的慢性淋巴细胞白血病患者在经由TLR**后仅对TLR1/2选择性地反应,而对TLR7则没有反应。而subset#1则与此相反。

    作者将两个亚群的慢性淋巴细胞白血病患者的CD5 B细胞进行体外培养,并分组如下:未**组、经由B细胞受体通过抗IgM和IgG**组、经由TLR7**的subset#1亚群患者或经由TLR1/2**的subset#4亚群患者组、B细胞受体/TLR共**组。

    应用RQ-PCR,作者检测了33个调控B细胞受体和TLR信号通路潜在靶点的miRNA的表达变化。结果显示subset#1亚群中TLR的配体不影响miRNA的表达,而在subset#4亚群中,TLR1/2的**显著增加了13个miRNA的表达(P<0.05),其中包括miR17-92簇和miR-15a,而B细胞受体的**对miRNA的表达则没有明显变化。

    B细胞受体/TLR1/2共**组仅影响了3个miRNA.生物信息学的分析表明这些经过**表达变化的miRNA的靶点分别是MAP3K1、MAP2K3、MAPK8、CASP8和IKBKB.

    免疫蛋白电泳(WB)的结果表明:NF-K B的抑制剂IKBKB(miR-15a的靶点)和MAP3K1、MAPK8激酶和CASP8半胱天冬酶(miR17-92的靶点)都存在明显的下调。

    文献表明subset#1和subset#4亚群都可对TLR9的**产生反应。随后作者又继续观察了TLR9对两个亚群miRNA的影响。结果发现,TLR9对subset#4亚群的miRNA没有明显影响,而在subset#1亚群中显著增加了17个miRNA的表达,其中miR17——92簇家族成员上调程度最高。

    实验结果证实miR17——92簇在特定类型B细胞受体的慢性淋巴细胞白血病患者中有对免疫反应的选择性调控作用。由于这些miRNA影响MAPK和NF-K B途径关键信号分子的表达,表明其在慢性淋巴细胞白血病发生、发展中的重要作用,这些miRNA有望作为免疫信号抑制剂成为慢性淋巴细胞白血病治疗的新靶点。

    保守的B细胞受体在IgHV未突变的慢性淋巴细胞白血病患者中发生率更高,因此B细胞受体为典型模式的慢性淋巴细胞白血病患者临床预后更差。原则上说,保守的VH CDR3序列可以利用Ig基序作为肿瘤相关抗原(tumor associated antigen,TAA)成为慢性淋巴细胞白血病免疫治疗的靶点。

    Maccalli等验证了来源于主要慢性淋巴细胞白血病亚群尤其是subsets#l和subsets#2亚群的潜在TAA亚群特异性的Ig基序。

    研究表明,这些基序与侵袭性的临床进程关系密切。作者前期的实验结果证实,subsets#1、2、4、6、8、10的VH CDR3蛋白区域被1——3个长肽(15-mer)包围着。

    这些被包围的蛋白区域具有显著的特征,那就是具有对MHCⅡ类分子有高绑定分数并包括最小的MHC Ⅰ类分子特异性的抗原表位,如HLA-A2、-A3、-A24、DR1、DR7、DR13,这些都是白种人高频的抗原表位。

    作者收集了18例慢性淋巴细胞白血病患者的淋巴细胞,流式细胞术分析T、B淋巴细胞表面的**因子、共**因子和阴性调控分子,同时检测慢性淋巴细胞白血病患者的HLA分型。

    结果表明,18例患者中有13个匹配HIJA I和(或)Ⅱ类分子。11例表达HLA-A2和(或)DR13的慢性淋巴细胞白血病患者的T细胞应用合成的subset#1和#2特异性的多肽进行体内**,培养体系中包括IL-2和IL-15.

    随后,这些T细胞每周用多肽加自体抗原递呈细胞(APC、单核细胞、B细胞等)进行**。培养的第3周,应用ELISPOT分析评价T细胞对CDR3来源的TAA和慢性淋巴细胞白血病肿瘤细胞的特异性识别。

    结果表明,11例慢性淋巴细胞白血病患者中有5例可以分离出subsets#1和#2的CDR3和肿瘤特异性的T细胞,而且4例患者来源的抗原和肿瘤特异性的T细胞可通过快速扩增程序Rapid Expansion Protocol(REP)得到扩增。

    通过这种方法,可以获得大量(2×10^9——10×10^9)的抗CDR3的T细胞。因此,原则上讲,这种方法可以获得充足的细胞用于临床。有意思的是,经扩增的T细胞培养物较扩增前富集了CD3+cD8+T细胞并下调了负向调控分子,如CTLA-4.

    这些细胞可在体内保持较高的扩增效率达6周以上。研究表明,典型的VH CDR3的肽序列可以提呈抗原给T细胞介导的抗慢性淋巴细胞白血病反应,尤其是预后不良的患者,这一发现对慢性淋巴细胞白血病的免疫治疗是***性的进展。

 

 


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