综述：自身免疫性疾病中的程序性细胞死亡

《Autoimmunity Reviews》：Programmed cell death in autoimmune diseases

　　摘要：自身免疫性疾病是一类慢性炎症性疾病，其特点是自我耐受的丧失与组织压力及损伤相互交织。越来越多的证据表明，在某些自身免疫疾病中，调控性细胞死亡可充当上游放大因子，而在其他情况下，则可能主要反映由细胞毒性淋巴细胞、免疫复合物、补体激活或组织缺氧引起的下游继发性损伤。因此，本综述区分了因果性死亡与关联性信号特征，并强调了为做出这种区分所需的纵向研究、细胞类型特异性分析以及干扰实验方面的证据。我们总结了凋亡、坏死性凋亡、焦亡和铁死亡如何在自身免疫微环境中形成相互关联的网络，这些过程常常在由细胞因子、模式识别受体配体及氧化应激等共同触发因素驱动下以情境依赖的混合死亡状态共存，且受RIPK1和caspase-8等调控节点的调控。我们还提出了“全景死亡”等整合概念，用以解释路径汇聚现象，以及当某个节点受到限制时系统如何转向平行的裂解途径。综述进一步将机制性见解与转化应用重点相结合，强调了用于检测路径激活的生物标志物策略、对执行分子或上游感知及细胞因子通路的靶向调控，以及旨在扩大治疗窗口的病灶局部递送方法。最后，我们指出了为实现精准干预所需解决的关键问题，包括对死亡程序的空间和细胞类型特异性验证、在疾病发作与缓解过程中的纵向分析，以及能够捕捉异质性自身免疫疾病中混合死亡动态的标准化检测面板。

引言：自身免疫性疾病是一组异质性的慢性炎症性疾病，其特征是机体对自身的免疫耐受丧失，从而导致持续的组织损伤和器官功能障碍。在全球范围内，自身免疫性疾病带来了沉重的疾病负担、长期残疾问题以及巨大的医疗成本，而且越来越多地被认为会影响人生各个阶段的相当比例的人群[1]。随着遗传学和免疫表型分析技术的进步，人们逐渐认识到，“耐受失败”并不仅仅是淋巴细胞特异性异常的问题，还涉及到组织如何应对细胞应力、感染和损伤，以及免疫系统如何解读遇到自身抗原时的分子环境[2]。与本文的研究范围一致，我们重点探讨一种新兴但具有情境依赖性的观点，即调控性细胞死亡可在自身免疫疾病中影响炎症程度和抗原暴露情况，同时我们也承认，在许多临床样本中，死亡信号也可能反映的是下游的组织损伤而非初始事件。本综述始终将这种因果性死亡与关联性死亡生物标志物之间的区别作为核心讨论内容。

调控性细胞死亡并非单一的通路，而是一组由基因编码的模块，它们通过不同的机制引发细胞死亡，进而产生不同的免疫效应[2]。在本文的其余部分，除非引用的文献明确使用“程序性细胞死亡”这一术语，否则我们都将使用“调控性细胞死亡”作为统称。从免疫学的角度来看，一个关键原则是：免疫系统并非对“死细胞”本身作出反应，而是对死亡过程中释放或暴露的信号的动力学特性和组成成分——如危险相关分子模式、细胞因子、修饰后的脂质、核酸以及应激配体——以及尸体清除的效率作出反应[3][4]。这些环境线索决定了抗原呈递细胞是采取促进免疫消退的耐受性程序，还是采取推动慢性自身免疫和表位扩散的炎症性程序[4]。图1展示了在自身免疫微环境中涉及的各类调控性细胞死亡方式，强调了自身免疫性组织损伤可能源于多种不同的凋亡、坏死性炎症、代谢相关以及细胞器相关的死亡程序。

历史上，凋亡一直被视为维持组织稳态的“生理性”死亡程序，部分原因在于凋亡细胞会以有序的方式被分解，通常在膜破裂之前就被吞噬细胞清除[4]。然而，凋亡并不必然具有耐受性：当凋亡细胞积累或清除受阻时，膜完整性的晚期丧失（类似“二次坏死”的状态）会增加危险相关分子模式的暴露，从而将原本无声的事件转化为炎症触发因素[5]。这一概念在系统性自身免疫疾病中尤为重要，因为死亡细胞的清除障碍会导致细胞核物质及其他自身抗原在细胞外大量积累，进而引发核酸检测、免疫复合物形成以及炎症的级联放大[4]。

除了凋亡之外，目前已有研究表明，多种裂解性或“坏死性炎症”死亡程序在慢性炎症中也起着重要作用。坏死性凋亡是一种以RIPK1–RIPK3信号传导和MLKL介导的膜破坏为特征的激酶驱动通路，由于其会导致膜完整性迅速丧失并大量释放危险相关分子模式，因此本质上具有炎症性[6]。焦亡是一种与炎性小体相关的死亡方式，其中炎症性caspase蛋白会激活气道死亡蛋白（主要是GSDMD），形成膜孔，使细胞因子（如IL-1家族）的释放与细胞裂解相耦合，从而在先天免疫感知与组织破坏性炎症之间建立了直接的机制联系[7][8]。铁死亡则是一种独特的、依赖铁元素的死亡程序，它由磷脂过氧化和抗氧化系统功能衰竭（尤其是GPX4的调控作用）驱动，将氧化应激和脂质损伤与类似坏死的组织损伤及炎症重塑联系在一起[9]。总体而言，这些通路为“坏死性炎症”这一在临床上十分重要的表型提供了机制上的解释，即在这种表型中，组织应激与免疫激活通过反复的炎症细胞死亡和炎症修复循环相互强化[3]。

另一个复杂因素——也是单一节点干预效果不佳的主要原因——是各种死亡通路常常通过共同的上游触发因素（如TNF家族细胞因子、模式识别受体配体、活性氧、代谢应激）以及共同的分子检查点相互关联[2]。在许多组织中，最终的结果并非单纯的某种死亡程序（凋亡、坏死性凋亡或焦亡），而是由于通路间的相互作用以及某一分支受到限制时的补偿性“切换”而形成的混合表型。这促使人们提出了“全景死亡”等整合框架，该框架将炎症性细胞死亡视为通过高级信号组装体（即全景死亡体）协调激活焦亡、凋亡和坏死性凋亡机制的结果[10][11]。“全景死亡”在免疫介导的病理过程中尤为重要，因为它能够解释为何单一的炎症感知轴就可以同时动员caspase蛋白、RIPKs/MLKL以及气道死亡蛋白，从而增加组织裂解性损伤和持续免疫激活的概率[11]。

与死亡生物学相关的另一种重要桥梁是核酸介导的先天免疫感知。通过cGAS–STING途径对细胞质中的DNA进行检测，可以放大I型干扰素反应及炎症相关的转录状态，而这些状态既会影响组织损伤，也会反过来受到组织损伤的影响。此外，富含DNA和染色质的结构（包括神经网状结构）会在易感宿主体内增加细胞外的自身抗原浓度及危险信号水平[12][13]。重要的是，这些感知系统并非独立于细胞死亡而运作：它们可以启动炎症性死亡过程，而裂解性死亡又会增加自身核酸和危险相关分子模式的可用性，进一步强化感知功能，从而形成一个难以仅通过广泛免疫抑制来消除的自我维持循环[12]。

需要指出的是，横断面患者样本很少能证明调控性细胞死亡是炎症的起始因素。在许多活检样本中，死亡标志物可能实际上反映了CD8+ T细胞杀伤作用、自身抗体和补体介导的损伤、中性粒细胞产生的物质或缺血性组织应激所造成的继发性损伤。要得出更有力的因果推断，就需要依靠纵向研究或干扰实验：死亡执行分子的激活应先于大量白细胞的浸润出现，通过基因或药物手段阻断这些执行分子应能减轻随后的炎症反应，而且这种效应应局限于该通路被激活的特定细胞类型。一些临床前研究部分满足了这些标准，例如结肠炎中的上皮细胞RIPK1/RIPK3/MLKL信号传导、实验性脱髓鞘疾病中少突胶质细胞系的铁死亡敏感性，以及紫外线或干扰素处理后角质形成细胞死亡在前驱皮肤狼疮样炎症中的作用[14][15][16][17]。相比之下，许多人类自身免疫性疾病的数据集更应被理解为通路激活的证据，而非直接证明因果关系的依据。

在此背景下，临床上存在迫切的需求：首先，需要明确在各种自身免疫性疾病中，哪些细胞类型和组织微环境中哪种死亡程序占主导地位；其次，需要确定能够反映患者体内通路激活状态的可行生物标志物；最后，需要合理确定靶向治疗策略，以中断致病的死亡-炎症循环，同时保留机体必要的防御功能。在接下来的章节中，我们将综合阐述主要程序性细胞死亡途径及其调控节点的机制特征，重点介绍以“全景死亡”为代表的整合性“死亡网络”行为，并将这些概念与自身免疫疾病的发病机制、生物标志物策略以及新兴的靶向干预措施联系起来。

片段摘录：

程序性细胞死亡途径与分子开关：调控性细胞死亡是一组由基因编码的模块，它们决定处于应激状态、感染状态或自身反应状态的细胞是会被悄无声息地清除，还是会以能引发免疫反应的方式破裂，进而影响自身抗原的暴露以及自身免疫疾病中的炎症放大过程[18]。在自身免疫性组织中，最终结果往往并非单一的死亡途径，而是由凋亡性分解、RIPK依赖的膜破坏、炎性小体介导的气道死亡蛋白孔形成以及铁依赖的死亡程序等多种途径共同作用的结果。

从“细胞如何死亡”到“免疫反应结果”：调控性细胞死亡不仅通过清除细胞来影响免疫反应，还决定了哪些抗原会被暴露、哪些危险信号会被释放，以及抗原呈递细胞如何解读这些死亡细胞[70]。最近的综述指出，免疫系统是通过检测释放出的危险相关分子模式、应激配体、细胞因子及其出现的时间动态来“读取”死亡细胞，而这些因素能够使相同的自身抗原要么走向耐受状态，要么引发炎症反应[71]。这些结果还会进一步……

细胞类型特异性的死亡程序：在免疫细胞和基质细胞中，调控性细胞死亡的调控机制存在差异，这决定了细胞清除过程是保持免疫沉默状态，还是会通过细胞因子和危险相关分子模式的释放而引发炎症反应[91]。淋巴细胞中的凋亡通常有助于维持膜完整性，并促进耐受性的细胞清除过程，而焦亡、坏死性凋亡和铁死亡则更容易在富含传感分子的组织中引发坏死性炎症[92]。不同死亡途径之间的相互作用可以形成“全景死亡”平台，实现多种死亡机制的整合。

系统性和器官特异性自身免疫疾病：自身免疫性疾病表现为系统性或器官局灶性的综合征，其中调控性细胞死亡以依赖组织微环境的方式改变抗原的可及性、细胞因子信号网络以及组织结构重塑过程[38]。在各种自身免疫性疾病中，凋亡、坏死性凋亡、焦亡和铁死亡可能同时存在并相互关联（包括类似“全景死亡”的整合），从而形成“混合死亡”特征，有助于解释患者间及不同器官间的差异性[38]。在系统性疾病中，死亡细胞的清除功能出现缺陷……

代谢-表观遗传学与调控性细胞死亡的相互作用：代谢重编程和染色质状态共同决定了免疫激活是会消退，还是会进一步发展成具有组织破坏性的自身免疫反应，这一过程是通过调节不同细胞系中的炎症基因程序及死亡阈值来实现的[134]。代谢物的可用性（如乙酰辅酶A、琥珀酸、NAD+、SAM）会影响表观遗传修饰酶的活性，进而影响细胞因子、应激反应相关基因以及生存相关基因的转录可及性[135]。与此同时，调控性细胞死亡程序也……

感染、微生物群与环境诱因：感染可以通过分子模拟、旁观者淋巴细胞活化以及表位扩散等方式触发或加剧自身免疫反应[163]，而共生微生物产生的代谢物则可以调节机体的屏障功能及炎症反应阈值[164]。急性病毒或细菌感染可能起到“第二击”的作用，通过激活干扰素反应、炎性小体以及后续的裂解性死亡过程，放大细胞因子和危险相关分子模式的释放，从而将亚临床的自身反应转变为明显的疾病表现[165]。相反，微生物群产生的……

干预策略与转化应用路径：在自身免疫性疾病的治疗研究中，目前的趋势越来越倾向于在保留机体抗菌防御能力和组织修复功能的同时，调节调控性细胞死亡的执行分子[189]。人们正在将上游的炎性小体/IL-1相关节点以及下游的效应分子（如caspase蛋白、气道死亡蛋白、坏死性凋亡相关机制）作为药物靶点，以减轻坏死性炎症及细胞因子级联放大效应[190]。与此同时，还有其他策略试图重新编程免疫反应（如I型干扰素反应及耐受诱导通路）……

定义上的模糊性与组织中的“混合死亡”现实：在自身免疫性免疫病理学中，一个核心争议在于，我们是否真的能够在体内将组织损伤归因于某一种特定的程序性细胞死亡方式，还是说大多数病变实际上都是多种死亡机制共同作用、随时间动态变化的“混合死亡状态”。NCCD框架更强调基于机制的标准而非形态学特征，但在发炎的器官中，相同的 upstream触发因素（如TNF、干扰素、模式识别受体配体、活性氧）可能会同时激活凋亡、坏死性凋亡和焦亡等不同的死亡程序，这使得在仅有有限信息的情况下很难确定真正的因果关系……

结论：本综述阐述了调控性细胞死亡如何作为一种决策系统，在自身免疫疾病中影响自身抗原的可用性、危险信号的产生以及炎症的放大过程，而不仅仅是一个被动的组织损伤终点。同时，我们也强调必须通过科学证据来确定因果关系，因为横断面患者样本中的死亡信号也可能反映的是下游的继发性变化。

资金支持：本研究得到了中国国家自然科学基金的支持（项目编号：82003761）。

利益冲突声明：作者声明没有利益冲突。

致谢：本文中的图表是用Adobe Illustrator软件（美国加利福尼亚州圣何塞市的Adobe公司）制作的。

蔡晓宇|姚瑶