《International Journal of Molecular Sciences》:Cytokine Networks and Clinical Heterogeneity in Sj?gren’s Disease: From Glandular Inflammation to Therapeutic Stratification
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Sj?gren's病(SjD)是一种慢性自身免疫性疾病,以淋巴细胞浸润和外分泌腺功能障碍为特征,其表现超越腺体干燥症状,累及多个腺外系统。尽管SjD的发病机制尚未完全阐明,但越来越多的证据表明,涉及先天性和适应性免疫通路的复杂细胞因子网络在疾病发展中起核心作用
Sj?gren's病(SjD)是一种慢性自身免疫性疾病,以淋巴细胞浸润和外分泌腺功能障碍为特征,其表现超越腺体干燥症状,累及多个腺外系统。尽管SjD的发病机制尚未完全阐明,但越来越多的证据表明,涉及先天性和适应性免疫通路的复杂细胞因子网络在疾病发展中起核心作用。本叙述性综述总结了SjD中三个临床相关领域的细胞因子信号最新进展。在腺体炎症中,通过Toll样受体通路激活唾液腺上皮细胞,经由浆细胞样树突状细胞触发I型干扰素(IFN)信号,而IFN-γ、Th17相关细胞因子(IL-6、IL-17、IL-22)、BAFF/APRIL以及趋化因子(CXCL10、CXCL12、CXCL13)共同维持局部炎症和异位淋巴组织形成。BAFF/APRIL轴、系统性I型IFN特征以及IL-21-滤泡辅助T细胞-B细胞相互作用主要驱动系统性免疫激活,这些共同构成自身抗体产生、高丙种球蛋白血症和易患淋巴瘤表型的基础。相比之下,疲劳、疼痛和干燥等体质症状常与经典炎症活动分离,更适宜通过神经免疫-代谢机制解释,包括IFN-γ-IDO-犬尿氨酸通路和症状相关蛋白质组学特征。综上,这些发现强调了SjD的异质性本质,即腺体炎症、系统性免疫激活和体质症状由不同但部分重叠的细胞因子通路驱动。认识到这种异质性对细胞因子靶向治疗具有直接意义,提示未来临床试验应根据疾病表型(IFN高表达、B细胞主导和症状主导)对患者进行分层,而非将SjD视为同质群体。
1. 引言
Sj?gren's病(SjD)是一种慢性自身免疫性疾病,以淋巴细胞浸润和外分泌腺(尤其是泪腺和唾液腺)功能障碍为特征。除干燥性角结膜炎和口干症等核心腺体表现外,SjD可累及多个腺外系统,包括肌肉骨骼、皮肤、周围神经、血液和肺部。SjD传统上根据是否合并其他系统性自身免疫性风湿病(SARDs)进行分类:原发性SjD(pSjD)无SARDs,而继发性SjD则合并类风湿关节炎、系统性红斑狼疮或系统性硬化症等SARDs。pSjD与继发性SjD在临床病程和治疗靶点上具有不同特征。近期,“继发性”一词在SjD语境中被认为可能引起混淆,“相关SjD”更受青睐。此外,提出以“Sj?gren's病”替代“Sj?gren's综合征”以更好反映其系统性自身免疫病的本质。SjD发病机制尚未完全阐明,其临床和分子异质性是否足以证明进一步分为不同疾病亚型仍存争议。遗传因素(如HLA-DQB1、IRF5、STAT4、BLK、IL12A、TNIP1、CXCR5)、表观遗传事件(包括DNA低甲基化、组蛋白乙酰化和microRNA表达)以及激素因素(如女性性激素)可能参与疾病易感性。环境因素如病毒感染(如EB病毒、巨细胞病毒和柯萨奇病毒)、溶剂和无机化学物也可能促进疾病发展。在SjD中,唾液腺上皮细胞(SGECs)既作为免疫介导组织损伤的靶点,也作为局部免疫激活的主动启动者。通过Toll样受体(TLR)信号通路激活后,SGECs释放促炎细胞因子和损伤相关分子模式(DAMPs),从而促进先天免疫细胞募集。这些募集的先天免疫细胞随后放大细胞因子信号,驱动适应性免疫激活及后续组织损伤。这些复杂的细胞因子网络构成SjD病理生理学的核心框架。目前,SjD治疗侧重于症状缓解、并发症(如淋巴瘤或间质性肺病)筛查以及继发性SjD中潜在SARDs的控制。尽管尚无获批的改善病情药物,但已有多种治疗候选药物旨在防止外分泌腺损伤并改善患者生活质量,部分已进入临床试验。然而,SjD发病机制仍不完全清楚,限制了有效治疗的发展。因此,本叙述性综述聚焦于SjD中细胞因子信号及相关分子的最新进展。SjD中的细胞因子网络可从三个临床相关领域讨论:腺体炎症、腺外系统性活动以及疲劳、疼痛和干燥等体质症状。在讨论特定临床领域内的细胞因子网络之前,有必要区分网络的三个功能组分:上游启动信号、下游效应或放大通路以及反馈机制。上游信号包括上皮TLR激活、DAMP释放、免疫复合物刺激以及pDC驱动的I型IFN产生。下游效应通路涵盖IFN-JAK/STAT信号、IFN-γ-Th1/NK细胞反应、IL-6-Th17/IL-17/IL-22相关炎症、BAFF/APRIL驱动的B细胞激活以及CXCL趋化因子轴。反馈机制包括上皮损伤、自身抗原暴露、B细胞激活、免疫复合物形成和异位淋巴组织形成。由于这些组分广泛交互而非严格线性顺序,本综述其余部分围绕临床相关疾病领域组织——腺体炎症、伴腺外表现的系统性免疫激活以及体质症状——以便在不同致病背景下考察同一细胞因子轴,同时保留启动信号、效应通路和反馈环之间的区分。图1概述了SjD中上皮激活、免疫放大与这些临床领域的关联。
2. 参与腺体炎症的细胞因子
外分泌腺炎症,特别是唾液腺和泪腺,不能仅由免疫细胞浸润解释。SGECs不仅是免疫介导器官损伤的靶点,也是免疫反应的启动者和放大器。在遗传易感个体中,病毒感染或环境刺激激活SGECs上的TLR,随后释放DAMPs和促炎细胞因子。此外,黏附分子和共刺激分子如CD40、ICAM-1和VCAM-1上调。该级联建立局部炎症环境,促进树突状细胞、T细胞和B细胞的组织浸润。SGECs是“自身免疫性上皮炎”发展的核心贡献者。SjD发病早期阶段的上皮激活触发先天免疫放大,以I型干扰素(IFN)作为中心介质。SGECs凋亡或坏死后,释放含核酸物质。这些物质与抗RNA结合蛋白自身抗体结合,形成免疫复合物,刺激浆细胞样树突状细胞(pDCs)的TLR7/TLR9。激活的pDCs随后产生大量IFN-α,放大先天免疫信号。IFN-α通过JAK-STAT通路诱导干扰素刺激基因(ISGs)表达,这是SjD病理生理学的一个关键分子特征。在人类组织研究中,小唾液腺和外周血单个核细胞(PBMCs)中均观察到JAK-STAT通路信号和ISG表达增加。这些研究中,IFN信号通路活性与小唾液腺活检焦点评分和抗Ro抗体阳性相关。单细胞分析显示,IFN相关信号体现细胞类型特异性现象,发生于上皮细胞、浸润淋巴细胞、抗原呈递细胞(APCs)和内皮细胞。转录组学和分子亚组分析进一步表明,这种异质性在患者间存在,IFN相关信号变化而非一致存在。综上,IFN激活可能定义SjD的一个分子亚组,而非普遍特征。IFN-γ是另一个部分独立于I型IFN的信号轴。常规树突状细胞(DCs)和APCs产生IL-12,诱导CD4
+ T细胞分化为Th1细胞。分化的Th1细胞和自然杀伤(NK)细胞成为IFN-γ的主要来源。IFN-γ作用于SGECs和浸润免疫细胞,促进上皮激活并增加主要组织相容性复合体分子和炎症介质表达,从而维持局部炎症。IFN-γ与TNF-α协同,加剧上皮屏障功能障碍、紧密连接损伤和细胞毒性组织损伤。CD8
+ T细胞和NK细胞产生细胞毒性介质,诱导SGECs凋亡和组织损伤。受损上皮细胞暴露自身抗原和DAMPs,重新刺激先天免疫激活,形成恶性循环。这些通路支持IFN-γ不仅是与I型IFN并行的共刺激细胞因子,而是连接T细胞/NK细胞介导的上皮损伤与唾液腺功能障碍的效应细胞因子。Th17-Treg失衡被认为驱动SjD外分泌腺的慢性炎症。Th17细胞分泌的IL-17刺激SGECs和腺体基质细胞,放大炎症介质并破坏上皮屏障。实验研究发现IL-17破坏唾液腺紧密连接完整性,提示其在上皮功能障碍下游的作用。Th17细胞还共表达IL-22,血清IL-22与pSjD疾病活动度和淋巴细胞谱相关。正常情况下,调节性T细胞(Tregs)主要通过IL-10和TGF-β抑制Th1/Th17偏向的炎症,因此Treg功能下降可能使炎症持续不受控。IL-6-Th17轴、Treg-Th17平衡和IL-22信号协同维持腺体炎症并驱动淋巴组织结构。近期,肠道微生物组作为Th17-Treg平衡的可能调节因子受到关注。pSjD患者肠道微生物多样性降低,丁酸产生菌如Roseburia和Coprococcus显著减少。一项研究报道Th17细胞水平与这两个属的丰度呈负相关,将微生物变化直接与Th17/Treg失衡联系起来。其他研究将肠道菌群失调与系统性炎症、肠道通透性增加以及FOXP3表达变化与疾病活动度相关联。微生物代谢产物可能塑造黏膜免疫状态,但现阶段肠道微生物组更应被视为调节因子而非核心驱动因子。B细胞激活因子(BAFF)和增殖诱导配体(APRIL)是维持腺体病变中B细胞存活和浆细胞分化的关键细胞因子。经典上,单核细胞、巨噬细胞和树突状细胞是BAFF的主要来源;然而,SjD患者的SGECs也能产生BAFF。考虑到I型IFN通路诱导BAFF表达,IFN激活成为B细胞过度活跃的介质。在唾液腺组织中,BAFF和APRIL支持B细胞成熟和存活,维持浆细胞存活和局部自身抗体产生。BAFF和APRIL增强腺体B细胞富集浸润和异位生发中心样结构形成。这些细胞因子不仅是系统性B细胞激活的指标,更是支持SjD唾液腺局部B细胞龛的细胞因子环境中的核心分子。趋化因子网络驱动免疫细胞浸润和结构变化从细胞因子驱动的炎症中显现。CXCL10作为IFN反应趋化因子,与Th1定向反应相关。相反,CXCL12/13与B细胞募集和异位淋巴结构形成相关。IL-8在TNF-α驱动的上皮激活后促进白细胞浸润。因此,腺体炎症代表细胞因子-趋化因子网络的最终汇聚,其中SGECs激活、IFN特征、Th1-Th17极化、BAFF/APRIL介导的B细胞存活以及趋化因子驱动的免疫细胞运输共同协调一个自我持续的炎症环境。综上,SjD腺体炎症可概念化为一个分层但非线性的网络。上游启动信号包括上皮TLR激活、DAMP释放、免疫复合物刺激和pDC来源的I型IFN。这些信号汇聚于下游效应和放大通路,包括IFN-JAK/STAT信号、IFN-γ-Th1/NK细胞反应、IL-6-Th17/IL-17/IL-22相关炎症、BAFF/APRIL介导的B细胞激活以及CXCL趋化因子介导的免疫细胞运输。上皮损伤、自身抗原暴露、B细胞激活、免疫复合物形成和异位淋巴组织形成随后建立反馈环,维持局部炎症。该框架强调SjD腺体疾病由多个细胞因子轴组成的网络维持,而非单一主导通路。
3. 与系统性免疫激活和腺外表现相关的细胞因子
腺外疾病表现以系统性免疫激活和B细胞过度活跃为特征,较腺体炎症更为突出。在SjD患者中,B细胞激活的连续谱表现为自身抗体产生、高丙种球蛋白血症、循环浆母细胞和浆细胞扩增、低补体血症、冷球蛋白血症以及易患淋巴瘤表型。在此过程中,BAFF/APRIL作为促进B细胞存活、成熟和浆细胞维持的关键细胞因子轴。血清和唾液腺组织中检测到的BAFF水平升高被广泛报道,并与抗Ro和抗La抗体相关。BAFF/APRIL超越局部腺体介质,作为维持系统性B细胞过度活跃和塑造自身抗体阳性表型的核心细胞因子。系统性I型IFN特征是SjD腺外表现的主要分子特征之一。IFN激活不仅局限于唾液腺,而是系统性扩展,表现为PBMCs中的存在。外周ISGs上调在多种先天免疫细胞中报道,尤其是单核细胞、DCs和NK细胞。该IFN特征促进系统性免疫激活、自身抗体阳性表型和B细胞激活。在I型IFN放大腺体炎症之后,它建立了一个维持血清和组织中系统性炎症状态的细胞因子轴。然而,将每个腺外表现直接与特定IFN通路关联是过度解读;IFN特征更应作为系统性自身免疫和分子内型的背景反映。IL-21-滤泡辅助T细胞(Tfh)-B细胞相互作用是另一个驱动系统性自身免疫的关键适应性免疫机制,与BAFF/APRIL轴并行。Tfh细胞分泌IL-21和IL-4,加速B细胞增殖和类别转换,最终导致高亲和力自身抗体产生。这些级联反映在SjD的抗Ro阳性、高丙种球蛋白血症和组织浸润复杂性中。Tfh细胞与滤泡调节性T细胞(Tfr)之间的平衡受损,导致无法调节生发中心反应,使自身抗体持续产生。IL-21并非独立的炎症细胞因子,而是连接B细胞激活与体液自身免疫的介质——这种概念重构更精确地捕捉了其在SjD中的致病作用。Th17/Treg失衡、IL-6和IL-17各自独立地促进系统性免疫失调,将其致病作用从腺体炎症扩展到腺外表现。IL-6促进Th17分化并削弱Treg稳定性,使免疫环境偏向促炎状态。IL-17作为Th17偏向免疫的下游效应因子,进一步放大系统性炎症条件下的疾病活动度。此外,产生IL-10和IL-35的Breg/Treg轴下降,导致对Th1和Th17反应的抑制丧失,使促炎细胞因子环境持续。在此背景下,腺外表现是多种分子介质(IFN、BAFF/APRIL、IL-21、IL-6/IL-17和其他调节性细胞因子)之间平衡崩溃的结果。尽管腺外表现在临床上是异质性的,但上述细胞因子通路不应被解释为严格一一对应的器官特异性机制;肺部、皮肤、神经、血液和淋巴增殖性病变似乎出现在系统性免疫激活的共同背景下。BAFF/APRIL、I型IFN特征、IL-21-Tfh细胞-B细胞相互作用以及IL-6/Th17相关炎症更应被视为增加腺外疾病表达可能性的系统性免疫学背景,而非针对任何单一器官的通路。这种区分在临床上很重要,因为细胞因子谱可能有助于定义疾病内型,但本身并不解释个体患者表现出的特定器官表型。近期一项孟德尔随机化研究将几种炎症细胞因子(包括CXCL10、IL-4、IL-7、单核细胞趋化蛋白-2(MCP-2)和肿瘤坏死因子受体超家族成员9(TNFRSF9))与SjD易感性联系起来。然而,这些发现仍属探索性,不应解读为这些分子构成核心致病细胞因子轴。它们更应被视为新兴细胞因子候选物或潜在生物标志物,需在组织研究和纵向研究中进行验证。
4. 与体质症状相关的细胞因子
患者报告的症状——包括疲劳、疼痛和干燥——是SjD生活质量受损的主要因素。这些症状不能完全由经典炎症细胞因子网络解释,因为症状负担常与客观疾病指标(包括系统性疾病活动度、腺体功能障碍和炎症蛋白谱)分离。因此,需要一个更细致的框架,整合细胞因子驱动和非炎症机制,以全面解释SjD的症状负担。这种差异使患者报告症状相关蛋白质组学发现的解读复杂化。SjD患者和非SjD干燥症患者表现出相似的ESSPRI症状负担,但其症状相关蛋白质组学特征存在显著差异。此外,在SjD患者中未观察到炎症蛋白与症状严重程度之间的明确关系。这些发现表明,SjD的体质症状(包括疲劳、疼痛和干燥)并不简单地代表系统性炎症活动的延伸。通过ESSDAI测量的客观疾病活动度与通过ESSPRI捕获的患者报告症状负担之间存在显著分离;相反,即使在明显炎症活动的情况下,也可观察到相对较低的症状负担。因此,SjD的体质症状更应被理解为炎症通路与非炎症症状机制之间相互作用的结果,而非仅归因于细胞因子驱动的炎症。代谢组学和脂质组学数据为症状-炎症之谜增添了另一块拼图。一项唇腺代谢组学研究识别出免疫-脂质组学特征——犬尿氨酸(KYN)加上几种磷脂——将早期pSjD与非pSjD干燥症区分开来,提示腺体组织中的代谢变化可先于全面的结构损伤。另一项研究报道了唾液、泪液和小唾液腺的脂质谱,同样发现SjD患者脂质组成改变,指出脂质相关介质参与腺体功能障碍和局部免疫信号。唾液代谢组学研究已将改变的氨基酸和脂质通路标记为区分SjD与对照组的候选生物标志物。色氨酸代谢物通过犬尿氨酸通路参与免疫调节,而pSjD中犬尿氨酸代谢本身似乎受到干扰。总之,升高的促炎脂质介质、改变的氨基酸代谢物以及更高的色氨酸代谢物水平可能解释为什么干燥、疲劳和疼痛并不总是与客观疾病活动度同步。但这些代谢特征仍属探索性,不应视为已确定的因果机制。然而,细胞因子与体质症状并非完全无关。某些促炎细胞因子,特别是IFN-γ,通过吲哚胺2,3-双加氧酶1(IDO1)激活犬尿氨酸通路,可能通过调节血清素能和谷氨酸能神经传递,参与疼痛敏化、感觉异常、抑郁症状和疲劳。支持这一点,近期研究报道SjD患者中犬尿氨酸/色氨酸比率与疲劳严重程度相关,将其定位为候选神经免疫-代谢生物标志物。尽管如此,由于IFN-γ、IDO1和犬尿氨酸代谢物之间的关系在SjD中尚未一致建立,该通路应被视为候选机制而非确认的因果联系。肾上腺髓质素(ADM)、可溶性CD40和Spondin-2(SPON2)是Pucino等人提出的作为体质症状附加介质的症状相关蛋白。一项蛋白质组学研究显示,这些蛋白与干燥症症状变异相关,其中ADM与ESSPRI相关性特别强。然而,这些相关性在非SjD干燥症中比SjD本身更显著,表明将这些分子解释为SjD特异性细胞因子标记是过度解读。同时进行的代谢组学研究在SjD中发现色氨酸-犬尿氨酸代谢和脂质相关特征的改变,提示症状负担可能部分归因于神经免疫-代谢或非炎症机制,而非经典细胞因子活性。总体而言,这些发现表明经典炎症细胞因子不足以完全解释干燥、疼痛和疲劳等体质症状,非炎症性、蛋白质组学或代谢驱动因素可能在一部分患者的症状负担中发挥更大作用。表1总结了与腺体炎症、系统性免疫激活和体质症状相关的细胞因子网络。
5. 细胞因子靶向治疗的意义
SjD的细胞因子网络为开发靶向治疗提供了强有力的生物学基础;然而,临床试验结果不一致,凸显了将致病机制转化为有效治疗的复杂性。这些不一致的结果很可能反映了SjD显著的异质性,其中腺体炎症、系统性免疫激活、B细胞过度活跃和体质症状在不同个体患者中对疾病表达的贡献程度不同。因此,细胞因子靶向疗法的疗效应在生物学定义的疾病亚组(如IFN高表达、B细胞主导和症状主导表型)中进行评估,而非假设所有SjD患者具有一致的治疗反应。临床异质性也体现在pSjD与相关SjD之间的区分。大多数机制研究和治疗试验集中于pSjD,而相关SjD可能受伴随SARD的细胞因子环境和治疗背景影响。未来,细胞因子靶向策略应限制纳入明确界定的SjD人群,或根据原发与相关疾病状态预先设定亚组分析。对于相关SjD,细胞因子靶向治疗的决策不应仅由干燥症状或SjD特异性特征决定,而应考虑潜在的SARD、其主要器官受累以及该疾病已使用的疗法。例如,在合并类风湿关节炎、系统性红斑狼疮或系统性硬化症的SjD中,治疗选择可能受共存疾病相关细胞因子通路和已获批药物的影响。因此,相关SjD应被视为治疗分层的临床独特背景,而非作为pSjD的直接延伸管理。在SjD中未能获得临床获益不一定表明所选治疗靶点不合适。相反,这可能源于ESSDAI、ESSPRI、腺体功能和血清学活动各自捕获不同的疾病领域,使得通过单一结局指标评估细胞因子靶向疗法的疗效本身就困难。例如,在明显B细胞过度活跃的患者中,血清学标志物和系统性疾病活动度可能改善,而疲劳和干燥可能对相同程度的治疗无反应。IFN-JAK/STAT轴是SjD中定义最明确的转化靶点之一。在唾液腺组织和PBMCs中均观察到I型IFN特征和JAK-STAT激活,一些证据将这些发现与腺体炎症和系统性免疫激活联系起来。JAK抑制被提出作为一种治疗策略,因为它抑制IFN驱动的免疫激活。然而,由于IFN特征并非在所有SjD患者中一致存在,未来研究需要生物标志物策略来前瞻性识别和富集IFN高表达表型。药物重定位也作为寻找SjD治疗候选物的补充途径出现。传统SjD药物开发受到临床异质性、试验终点不一致和缺乏验证的分子分层的阻碍。转录组学和计算重定位方法有助于优先选择作用于相关免疫通路的现有药物。一项转录组学药物重定位研究为pSjD标记了11种候选药物,其中组蛋白去乙酰化酶和磷酸肌醇3-激酶(PI3K)抑制剂作为最