综述:狼疮性心肌炎的致病驱动因素与潜在治疗靶点
《EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE》:Pathogenic drivers of lupus myocarditis and potential therapeutic targets
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时间:2025年11月08日
来源:EXPERIMENTAL AND MOLECULAR MEDICINE 12.9
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本综述系统性探讨了系统性红斑狼疮(SLE)中心脏并发症——狼疮性心肌炎的致病机制。文章指出,尽管SLE特征性的抗核抗体(如抗dsDNA、抗SSA/SSB)广泛靶向普遍表达的核抗原,但其在心肌炎发生中的特异性作用有限。作者创新性地提出两阶段发病模型:初始心脏损伤暴露核抗原,激活自身免疫;后续系统性免疫紊乱(如狼疮发作、免疫治疗)触发心脏驻留记忆T(TRM)细胞,尤其是心肌肌球蛋白重链(MyHC)特异性T细胞,驱动活动性心肌炎。文中重点讨论了心脏特异性自身抗原(如MyHC、cTnI)的致病角色,并展望了抗原特异性调节性T(Treg)细胞和嵌合抗原受体T(CAR-T)细胞等靶向治疗策略的潜力,为这一高死亡率并发症的精准诊疗提供了新视角。
CHALLENGES IN THE DIAGNOSIS OF LUPUS MYOCARDITIS
狼疮性心肌炎的临床表现,如胸痛、心律失常和心悸,常与病毒性心肌炎重叠,使得鉴别诊断复杂化。尽管心内膜心肌活检(EMB)是诊断金标准,但其有创性和操作风险限制了在常规临床实践中的应用。目前,非侵入性诊断方法,如心脏成像、血清免疫标志物和循环生物标志物正在临床使用、测试或开发中。超声心动图可检测结构和功能异常,但其发现通常是非特异性的,在没有支持性证据的情况下不足以确诊狼疮性心肌炎。心脏磁共振成像(CMRI)和正电子发射断层扫描等先进方法能提供更灵敏、更详细的评估,但它们在狼疮性心肌炎中的应用仍受限。许多疑似狼疮性心肌炎的患者也伴有狼疮性肾炎,肾功能损害会妨碍造影剂的安全使用。此外,患有严重心功能不全的患者可能无法完成CMRI扫描所需的屏气动作。血清免疫标志物可能为狼疮性心肌炎的诊断提供补充支持。值得注意的是,据报道,与无心脏受累的SLE患者相比,狼疮性心肌炎患者中抗SSA抗体的检出率更高。同样,心肌损伤生物标志物如肌钙蛋白和肌酸激酶在狼疮性心肌炎期间可能升高,但这两项标志物均缺乏特异性,必须结合其他临床和影像学结果谨慎解读。因此,这些挑战凸显了需要更好地理解狼疮性心肌炎的细胞和分子机制,以促进开发更安全、更可靠、临床更方便的诊断策略以及靶向治疗和预防方法。
CONTRIBUTION OF AUTOANTIBODIES TO LUPUS MYOCARDITIS PATHOGENESIS
抗dsDNA、SSA、SSB、RNP和Sm等核抗原的自身抗体通常在SLE患者中检测到,但疾病表现、严重程度和进展存在很大异质性。在狼疮性心肌炎病例中,临床研究表明,超过70%的患者存在抗dsDNA抗体,而抗SSA、抗RNP和抗Sm抗体的阳性率在20%至70%之间广泛变化。相比之下,抗SSB抗体检测阳性的患者相对较少(低于23%)。在这些自身抗体中,抗SSA自身抗体的心脏毒性已得到认可。狼疮性心肌炎患者中抗SSA抗体的滴度是心脏纤维化和坏死的显著预测因子,并通过CMRI上的晚期钆增强得到证实,具有高敏感性和特异性。抗SSA抗体检测阳性的患者,其心肌炎和传导缺陷的发生率显著高于阴性患者。除心肌炎外,一项大型人群研究表明,抗SSA和抗SSB血清阳性与缺血性心脏病风险增加相关,尤其是在40岁以下患者中。此外,成年结缔组织病(CTD)患者心律失常的发生与抗SSA自身抗体水平严格相关。在新生儿病例中,多项研究报告称,抗SSA自身抗体可从怀孕母亲被动转移给胎儿,在胎儿心脏组织中积聚并导致致命的先天性心脏传导阻滞。作为一种潜在机制,已知抗SSA抗体可识别凋亡细胞表面的Ro52蛋白,形成免疫复合物刺激I型干扰素(IFN-I)产生。此外,抗SSA和抗SSB自身抗体促进了巨噬细胞中肿瘤坏死因子(TNF)的产生,引发炎症。然而,由于核抗原在所有器官中普遍表达,目前尚不清楚针对它们的自身抗体如何特异性导致SLE患者的心肌炎和其他心脏并发症。线索表明,据报道抗SSA和抗SSB自身抗体可与心脏L型和T型钙通道发生交叉反应,抑制钙电流并破坏心脏钙稳态。尽管存在交叉反应,先前的研究表明,伴有或不伴有心肌炎的SLE患者血清中抗SSA和抗SSB自身抗体水平相当。这表明可能存在其他机制驱动抗核抗原自身抗体的积累和致病活性,值得未来研究进一步探讨。
抗磷脂自身抗体是抗磷脂综合征(APS)的标志,APS是一种常并发于SLE患者的自身免疫性血栓炎症性疾病。在这些抗体中,已知抗心磷脂和抗β2糖蛋白I(β2GPI)抗体以及狼疮抗凝物在大约50%或更少的狼疮性心肌炎患者中检测到,提示了它们的致病作用。一些研究表明,伴有或不伴有心肌炎的SLE患者之间,抗磷脂自身抗体的水平相当。然而,Ramirez等人的研究揭示,与无心肌炎的SLE患者相比,伴有心肌炎的SLE患者中抗β2GPI抗体的存在更为频繁,并且抗β2GPI阳性与狼疮性心肌炎的发作显著相关。有趣的是,在这项研究中,作者推测狼疮性心肌炎患者中抗β2GPI抗体的增加是由于有APS病史,提示了APS心血管并发症的参与。一项临床前研究报道,B6.sle1.sle2.sle3三重同系小鼠(一种成熟的SLE模型)在使用TLR7/8激动剂瑞喹莫德治疗时发生心肌炎。该模型还显示出靶向心磷脂和β2GPI的自身抗体水平升高,提示它们在狼疮性心肌炎发病机制中的作用。除心肌炎外,SLE患者中狼疮抗凝物的存在与心肌纤维化显著相关。另一项研究表明,抗心磷脂自身抗体水平升高与SLE患者的其他心脏并发症(如瓣膜病变、心包受累和心肌功能障碍)密切相关。也有报道指出,早期SLE中抗磷脂抗体阳性与后续的血管事件(如静脉血栓形成、肺栓塞、冠状动脉疾病和脑血管意外)相关。众所周知,原发性APS患者会经历心脏并发症,如瓣膜疾病和急性心肌梗死。在机制上,APS患者中,抗β2GPI自身抗体形成与血栓事件相关的免疫复合物,并直接结合内皮细胞和血小板,随后启动凝血级联反应。此外,这些自身抗体可以激活先天免疫系统,如补体、单核细胞和中性粒细胞,表明它们在心脏和血管系统中除血栓形成外,还可能对炎症有贡献。事实上,一些病例报告显示,抗磷脂抗体阳性的APS患者发生了急性心肌炎,进一步支持了它们在狼疮性心肌炎中的潜在致病作用。
靶向心脏特异性抗原(如MyHC、cTnI和β1AR)的自身抗体长期以来被研究用于理解自身免疫性心肌炎的发病机制,不限于SLE情况。抗MyHC自身抗体在各种心脏炎症性疾病患者的血清中检测到,包括自身免疫性心肌炎、病毒性心肌炎和心肌梗死。此外,这些抗体在心肌炎患者42-52%的EMB样本中检测到,支持了它们在心脏中的致病作用。然而,由于SLE患者不常规检测抗心脏抗原抗体,连接这些自身抗体与狼疮性心肌炎的临床证据有限。一份病例报告显示,在患有缩窄性心包炎的SLE患者中检测到抗MyHC抗体,但迄今为止尚无研究显示它们在狼疮性心肌炎中存在。尽管缺乏临床研究,几种动物模型支持抗MyHC自身抗体与狼疮性心肌炎之间存在联系。MRL和MRL/lpr小鼠(成熟的SLE小鼠模型)在PD-1/PD-L1通路被基因阻断时,会自发发生自身免疫性心肌炎,并伴有高滴度的抗MyHC抗体。类似地,Trex1缺陷小鼠或C57BL/6、FVB和NOD(CFN)三重杂交小鼠(SLE和其他自身免疫性疾病的模型)发生心肌炎,并伴有MyHC特异性自身抗体的存在。这些发现强调需要进一步研究抗MyHC自身抗体在狼疮性心肌炎发病机制中的作用。一项最近使用先进蛋白质组学方法的研究确定了狼疮性心肌炎中可能被自身抗体靶向的新心脏特异性抗原候选物:DIP2A、LMO7、PVR和PLAUR。该研究使用人诱导多能干细胞开发了工程化人心肌组织,以评估来自狼疮性心肌炎患者的免疫球蛋白G组分的心脏毒性。研究显示患者免疫球蛋白G直接结合应激的心肌组织,导致心肌细胞钙处理能力和线粒体功能受损,以及成纤维细胞增殖增加。这些发现强烈提示心脏特异性自身抗体在狼疮性心肌炎发病机制中的致病作用,并凸显了先进技术在识别抗原靶点方面的潜力。
PATHOGENIC ROLE OF T CELLS IN LUPUS MYOCARDITIS
T细胞通过产生炎症细胞因子、刺激B细胞分泌自身抗体以及参与自身免疫记忆,在SLE的发病机制中起关键作用。研究表明,由于表观遗传调控改变、氧化应激和代谢功能障碍,SLE患者的T细胞处于慢性活化状态。在SLE条件下,T细胞受体亚基CD3的表达下调,而Fcε受体Iγ(FcεRIγ)链表达上调,导致下游信号通路不适当的过度活化和异常的T细胞刺激。在机制上,DNA低甲基化、富含神经节苷脂的脂筏异常、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通路激活和糖酵解升高已知会导致SLE中T细胞的过度活化。与标志性自身抗体类似,U1-RNP70和其他核蛋白已在临床和临床前水平上被研究作为SLE中T细胞靶向的自身抗原。临床研究报告称,SLE患者的CD4+ T细胞识别核抗原如U1-RNP70、SmD1、组蛋白、SSA和SSB,导致产生包括白细胞介素(IL)-17、IL-10和干扰素(IFN)-γ在内的细胞因子。这些T细胞不仅在外周血单核细胞中可检测到,在尿液中也可检测到,提示它们作为新型生物标志物的潜力。针对这些核蛋白的自身反应性T细胞在SLE中的重要性已在动物研究中得到证实。在小鼠SLE模型中,包括NZBxNZW F1和MRL/lpr小鼠,未致敏的CD4+ T细胞对U1-RNP70肽段产生反应而活化,导致B细胞产生针对相同抗原的自身抗体。此外,组蛋白和SSB分别被SWRxNZW F1狼疮小鼠中的自身反应性T细胞和体外小鼠T细胞刺激实验识别。除核蛋白外,波形蛋白和膜联蛋白2已被确定为狼疮性肾炎患者中自身反应性CD4 T细胞的靶点。U1-RNP70是一种成熟的核蛋白,被认为是混合性结缔组织病(MCTD)中标志性自身抗体的主要靶点,MCTD是一种主要影响皮肤和肌肉的风湿性疾病,其症状和病理生理学与SLE有很大重叠。与SLE类似,靶向U1-RNP70抗原的自身反应性T细胞已在MCTD患者中被鉴定。值得注意的是,心肌炎已知是MCTD的心血管并发症之一,有病例报告为证。这表明U1-RNP70特异性自身反应性T细胞可能是SLE和MCTD条件下心肌炎发生和进展的关键驱动因素。然而,U1-RNP70是跨不同组织普遍存在的核蛋白之一,其心脏特异性的潜在机制仍不清楚。
心肌肌球蛋白重链(MyHC)是参与自身免疫性心肌炎的关键自身抗原。编码MyHC的MYH6基因 notably absent在髓质胸腺上皮细胞中表达,而髓质胸腺上皮细胞对于识别组织限制性自身抗原的T细胞进行胸腺阴性选择至关重要。因此,MyHC特异性T细胞克隆可以逃避阴性选择并迁移到外周,可能成为心脏特异性自身反应性T细胞。MyHC特异性自身反应性T细胞的存在和致病性已在各种炎症性心脏疾病中得到研究,包括病毒性心肌炎、自身免疫性心肌炎、免疫检查点抑制剂(ICI)相关心肌炎和扩张型心肌病。支持这些发现的是,小鼠模型中的广泛研究一致证实靶向MyHC的自身反应性T细胞是自身免疫性心肌炎的关键参与者。尽管积累的证据强调了MyHC特异性自身反应性T细胞的致病作用,但它们在狼疮相关心肌炎中的参与和潜在机制在很大程度上仍未被探索,凸显了未来研究工作的一个重要空白。先前使用狼疮易感小鼠的动物研究表明,致病性T细胞驱动MRL、MRL/lpr和Trex1缺陷小鼠的自发性心肌炎发展,以及瑞喹莫德诱导的CFN小鼠自身免疫性心肌炎。尽管这些T细胞的抗原靶点尚未确定,但通过抗体分析在他们的研究中证实了针对MyHC的体液自身免疫。这些发现提示MyHC靶向的自身反应性T细胞以及自身抗体参与了狼疮性心肌炎的发病机制。此外,临床和动物研究确定ANT1、β1AR、SERCA2a和cTnI可以是自身免疫性心肌炎中T细胞的抗原靶点。组织驻留记忆T(TRM)细胞是记忆T细胞的一个亚群,它们驻留在外周组织中不进行再循环,并在再次暴露于抗原时提供即时免疫反应。临床研究揭示了CD8+或CD4+ TRM细胞在各种自身免疫性疾病中的重要性,包括克罗恩病、类风湿关节炎、脑脊髓炎和皮肤红斑狼疮。几项研究在狼疮性肾炎患者和小鼠的肾脏中鉴定出CD8+ TRM细胞,提示TRM细胞在SLE发病机制中的潜在作用。值得注意的是,一项最近的研究在缺血性或扩张型心肌病患者的心包积液中发现了心脏驻留TRM细胞,其特征是表达CD69、PD-1和CXC趋化因子受体6(CXCR6)。该研究还通过小鼠实验表明,先前的亚临床心脏炎症或缺血性损伤史可诱导心脏TRM细胞的募集和扩增,当免疫耐受后来被ICI治疗破坏时,最终导致活动性心肌炎。此外,MyHC特异性自身反应性T细胞是这些心脏TRM细胞中的亚群之一。这些发现表明,原发性不良心脏事件,即使是轻微或亚临床的,也可能作为风险因素促进致病性心脏TRM细胞的发育,而随后的自身免疫或免疫失调浪潮可以激活这些T细胞,驱动活动性心肌炎的进展。尽管MyHC靶向T细胞或心脏TRM细胞在狼疮性心肌炎中的具体作用仍未知,但SLE条件可能有助于招募TRM细胞的初始心脏损伤和后来激活它们的免疫相关事件之一或两者。未来的研究应侧重于阐明心脏靶向TRM细胞在SLE心脏表现中贡献的确切机制。
主要组织相容性复合体(MHC),也称为人类白细胞抗原(HLA),在细胞表面表达,向T细胞呈递自身或外来抗原。HLA II类等位基因与自身免疫性疾病之间的强关联已被广泛研究,提示活化的自身反应性T细胞和功能受损的Treg细胞是潜在机制。HLA-DQA1 * 01:02、HLA-DRB1 * 03:01和HLA-DRB1 * 15:01等位基因与不同种族群体中SLE风险或患病率增加相关。在心脏疾病中,HLA-DQB1 * 03:01等位基因在特发性扩张型心肌病患者中报告频率较高,表达该等位基因的转基因小鼠发生自发性心肌炎证明了这一点。这些研究在心肌炎小鼠中鉴定出抗MyHC自身抗体和自身反应性T细胞的存在。有趣的是,在SLE患者中,HLA-DQB1 * 03:01等位基因也与狼疮抗凝物阳性相关,狼疮抗凝物是APS的标志性抗体。另一项研究报告了SLE患者中狼疮抗凝物与心肌纤维化(心肌炎的潜在后果)之间的联系。这些发现提示特定HLA单倍型、自身抗体和SLE患者心肌炎之间可能存在致病联系。Mori等人最近的一项研究提出了SLE发病机制的一种新机制,表明恒定链(Ii)的缺失或下调使得MHC II类能够向自身反应性T细胞呈递新自身抗原,从而导致疾病发展。在正常情况下,Ii阻止不需要的肽和未折叠蛋白结合到MHC II类分子的沟槽,并驱动MHC II类进入内体-溶酶体途径,在那里发生抗原肽结合。基于此机制,在Ii链受损的SLE患者中,能够激活心脏靶向自身反应性T细胞的新自身抗原可能成为狼疮性心肌炎发生和进展的关键驱动因素。
POTENTIAL MECHANISMS UNDERLYING LUPUS MYOCARDITIS
基于当前知识,我们提出了一个驱动狼疮性心肌炎的两阶段模型。在第一阶段,由病毒感染、自身免疫、缺血性损伤或既存心脏疾病引起的最初心脏损伤导致细胞死亡和核抗原暴露。在一些SLE患者中,这种损伤直接激活核抗原靶向的抗体和T细胞,导致狼疮性心肌炎的发生。特别在此阶段自身免疫的背景下,抗SSA抗体与心脏抗原的交叉反应性或抗磷脂抗体与心脏内皮细胞的结合可能直接诱导心脏驻留细胞凋亡或通过免疫复合物形成引起组织损伤。已知原发性心肌炎(通常由病毒感染引起)在健康个体中通常是亚临床和自限性的。类似地,一些SLE患者可能不会进展为活动性心肌炎,或者仅因第一阶段初始损伤有限而经历轻微疾病。然而,在这些患者中,特异性靶向心脏抗原的自身反应性T细胞可能仍被募集到心脏并作为TRM细胞持续存在。特别是,MyHC特异性自身反应性T细胞可以在初始心脏损伤后发育和募集,因为这些T细胞绕过了胸腺阴性选择。在第二阶段,由狼疮发作、免疫治疗和遗传/表观遗传易感性触发的系统性免疫失调可以过度激活SLE患者的心脏TRM细胞,导致活动性心肌炎。表达CD69和/或CD103的TRM细胞已在狼疮性肾炎患者和小鼠的肾脏中被鉴定,提示它们在SLE条件下心脏中存在和致病作用。PD-1/PD-L1通路是限制心脏TRM细胞活化的关键免疫耐受机制。癌症免疫治疗PD-1抑制剂治疗显著增加了富含心脏TRM细胞的小鼠心肌炎的发生频率和严重程度,与无富集的小鼠相比。这得到一份SLE患者ICI治疗后发生心肌炎的临床报告的支持。有趣的是,遗传学研究显示PD1.3多态性与SLE易感性增加相关,而PD1.6与风险降低相关,表明PD-1变异体对TRM调节丧失和狼疮性心肌炎发病机制的贡献。此外,SLE中mTOR信号通路的异常活化可能通过促进心脏抗原特异性TRM细胞的发育而使患者易患狼疮性心肌炎。一项研究显示,抑制mTOR信号通路通过减少外周效应T细胞的积累来限制TRM细胞的形成。除了心脏TRM细胞,核抗原特异性的自身抗体和自身反应性T细胞可以通过第二阶段的表位扩散进一步放大心脏炎症。在第一或第二阶段从受损心脏细胞释放的新抗原(很可能是核蛋白)产生额外的自身反应性B和T细胞反应,加剧狼疮性心肌炎。此外,在Ii链下调的患者中,识别新自身抗原的T细胞预计在狼疮性心肌炎发展的两个阶段都起关键作用。在第一阶段,这些T细胞通过识别心脏特异性新自身抗原直接损伤心脏组织,导致核抗原暴露。在启动后,它们可能作为非活性T细胞在心脏中持续存在。在第二阶段系统性发作条件下,它们可以变得高度活化,促进狼疮性心肌炎的发病机制。
PROTECTIVE ROLE OF TREG CELLS IN LUPUS MYOCARDITIS
调节性T(Treg)细胞对于维持免疫稳态至关重要,Treg细胞和效应性T(Teff)细胞之间的失衡有助于自身免疫性疾病的发病机制。在SLE患者中,观察到Treg细胞的频率和功能降低,而致病性Teff细胞及其细胞因子产生增加。代谢失调被认为是驱动SLE中T细胞失衡的关键因素。已知mTOR信号通路下调Treg细胞的免疫抑制功能和FoxP3表达,表明SLE条件下mTOR信号通路过度活化是Treg细胞发育和功能减少的潜在机制。相比之下,mTOR信号通路激活与SLE中致病性T细胞的过度活化密切相关。一项临床研究表明,由活化的Teff细胞(特别是辅助性T(TH)17细胞)产生的IL-21进一步损害SLE患者Treg细胞的发育和功能。Treg和Teff细胞之间的平衡对心血管健康也很重要。一项临床研究表明,慢性心力衰竭患者Treg数量减少,即使在心脏再同步化治疗6个月后也未恢复。这些患者尽管接受了治疗,仍表现出持续的炎症状态,其特征是细胞毒性T淋巴细胞增加。类似地,自身免疫性心肌炎及其后遗症扩张型心肌病患者显示Treg细胞减少,同时TH1和TH17细胞群及其炎症细胞因子产生增加。病毒性心肌炎和自身免疫性心肌炎中Treg和TH17细胞之间的失衡在小鼠模型中得到进一步证实。其中一项使用单细胞核糖核酸(RNA)测序分析的研究揭示了心肌炎心脏中TH17细胞和细胞毒性T淋巴细胞占主导地位,尽管存在Treg细胞。此外,在BALB/c裸鼠中,过继转移去除Treg细胞的CD4+ T细胞群诱导了致命性心肌炎和多器官自身免疫炎症。在SLE条件下,Treg细胞生成和免疫调节功能受损,加上TH17细胞分化和扩增增加,可能创造一个高度促炎的环境,促进心肌炎的发展。
Treg细胞补充已被研究作为自身免疫性疾病的潜在细胞免疫疗法,这些疾病以Treg细胞数量减少和功能受损为特征。将自体多克隆Treg细胞过继转移给各种自身免疫性疾病患者已显示出益处,包括延缓疾病进展。在临床试验NCT03241784中,接受自体体外扩增Treg细胞的肌萎缩侧索硬化症患者表现出临床进展减缓,循环Treg细胞数量和免疫抑制功能增加。类似地,在将Treg细胞过继转移给一名溃疡性结肠炎患者后,临床活动性疾病评分从7降至2,同时肠道中Treg细胞富集。Treg细胞疗法也在SLE和心血管疾病的临床前动物模型中广泛测试。在狼疮易感NZBxNZW F1小鼠中,过继转移体外扩增的Treg细胞改善了肾脏疾病、蛋白尿和死亡率,可能是通过恢复Treg和Teff细胞之间的平衡。此外,Treg细胞疗法通过减少心脏抗原特异性自身免疫、解决涉及先天和适应性免疫的炎症以及恢复心血管功能,保护小鼠免受高血压、血管炎症、
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