综述:多发性硬化中表位扩展受免疫应答空间组织模式的塑造

《Frontiers in Immunology》:Epitope spreading in multiple sclerosis is shaped by the spatial organisation of immune responses

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月28日 来源:Frontiers in Immunology 7.0

编辑推荐:

  表位扩展长期以来被认为是推动多发性硬化(MS)进展的机制之一,但其在人类疾病中的作用仍未完全明确。传统观点认为表位扩展是组织损伤过程中抗原释放的结果,往往独立于免疫应答发生的解剖学背景被单独讨论。本文通过整合实验模型、人类研究证据及神经免疫学最新进展,重新审视

  
表位扩展长期以来被认为是推动多发性硬化(MS)进展的机制之一,但其在人类疾病中的作用仍未完全明确。传统观点认为表位扩展是组织损伤过程中抗原释放的结果,往往独立于免疫应答发生的解剖学背景被单独讨论。本文通过整合实验模型、人类研究证据及神经免疫学最新进展,重新审视MS中的表位扩展现象。研究人员提出,自身反应性应答的多样化并非仅由抗原可及性驱动,而是受到中枢神经系统(CNS)、CNS引流淋巴结及外周淋巴组织中免疫细胞空间组织模式的调控。研究人员特别指出,EBI2(GPR183)是免疫细胞定位的候选调节因子,可能影响新抗原特异性产生所需的细胞间相互作用。该空间框架将表位扩展与MS中的生发中心(GC)动力学、B细胞介导免疫及Epstein–Barr病毒相关机制联系起来,同时强调目前尚缺乏直接证据证实EBI2与表位扩展的关联。明确自身反应性多样化的调控机制有助于解释疾病进展,并为限制致病性免疫应答演化的策略开发提供指导。
1 引言
表位扩展被广泛认为是包括多发性硬化在内的自身免疫病进展的核心机制,其定义为免疫应答从初始抗原靶点向其他自身表位扩散的过程。尽管该概念在实验模型中得到充分支持,但其在人类MS中的作用仍难以界定,且多被视为组织损伤后抗原释放的直接后果,免疫应答发育的解剖学背景常被忽视。自身反应性淋巴细胞活化、其与抗原呈递细胞的相互作用及新抗原特异性的筛选均依赖于这些相遇发生的时空位置。既往研究多将表位扩展与抗原释放、分子模拟及自身反应性免疫应答的渐进多样化分开讨论,EBV感染、B细胞、生发中心反应及EBI2依赖的免疫细胞迁移也多作为MS发病的独立组分被研究,而免疫应答的解剖学组织如何影响新可及抗原被纳入自身反应性库的过程尚未得到足够关注。由于抗原呈递、淋巴细胞活化及亲和力成熟均发生在特定的组织微环境中,这些相互作用的定位可能与抗原可及性同等重要,共同塑造自身反应性多样化。因此,本综述通过整合CNS、CNS引流淋巴结及外周淋巴组织的证据,以空间框架重新解析表位扩展。
2 表位扩展作为慢性CNS自身免疫的机制
表位扩展理论认为,慢性组织炎症与损伤通过将免疫应答从初始显性表位扩展至次级自身表位促进自身免疫。组织损伤过程中,此前隐蔽的抗原决定簇被释放,并在炎症环境中被抗原呈递细胞(APCs)摄取,经加工后呈递给初始T淋巴细胞,激活新的自身反应性T细胞群,从而在无需初始抗原参与的情况下维持组织损伤。实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型为该机制提供了强有力支持:在髓鞘蛋白脂蛋白(PLP)139–151免疫的小鼠中,T细胞应答最初局限于致敏表位,复发期则扩展至PLP178–191;仅对次级表位诱导耐受即可显著降低复发率,尽管对初始抗原的反应性持续存在,表明新出现的特异性直接参与疾病活动。这证明抗原识别的多样化可维持慢性自身免疫炎症。
人类MS中表位扩展的证据有限且异质性强。多项研究报道T细胞及抗体应答随时间推移出现多样化,但这些发现在不同患者队列中并不一致,也未发现稳定的抗原进化模式,因此表位扩展对个体患者疾病进展的贡献仍不明确。纵向分析显示,患者T细胞应答的抗原识别随病程进展发生改变,对初始靶点的反应性降低,对新髓鞘表位的应答逐渐出现,但该模式并非所有患者共有,也未观察到稳定的表位层级。这种变异性增加了人类疾病中表位扩展解读的难度,也为抗原特异性疗法的开发带来挑战。儿童MS中也报道了早期表位扩展证据:发病后数月内即可观察到抗体反应性扩增,且与单相脱髓鞘事件进展为MS相关,提示自身反应性多样化可能发生于疾病早期而非仅局限于晚期。
EAE及MS的复发均与Th1和Th17介导的新表位应答扩增相关。但表位扩展并非仅具有致病性:实验研究表明,免疫应答的扩展也可参与炎症消退。非肥胖糖尿病小鼠中,针对单一β细胞抗原诱导Th2应答可导致针对其他抗原的调节性应答扩增,其模式与促炎性表位扩展一致;类似地,基于IL-10的干预及IL-23信号阻断可抑制疾病进展,限制新自身反应性特异性的出现。这些观察结果表明,表位扩展反映了适应性免疫的普遍特性,而非严格意义上的致病过程。在MS中,炎性扩展与调节性扩展的平衡决定了疾病进展或消退的方向。值得注意的是,抗原识别的动态演化特征为靶向单一表位的疗法带来了重大障碍,因为相关抗原靶点可能随时间改变,这也与当前将MS视为连续性疾病的观点一致——免疫活性在临床定义的复发间歇期仍持续存在,导致组织进行性损伤。
3 MS中表位扩展的发生部位
表位扩展不仅需要抗原释放,还需要高效的抗原呈递及初始淋巴细胞向相关部位的招募。在MS及其实验模型中,这些过程发生于多个解剖区室,包括CNS、CNS引流淋巴结及次级淋巴组织。
实验模型证据表明,CNS本身是表位扩展的活跃场所。在复发性EAE及Theiler小鼠脑脊髓炎病毒诱导的脱髓鞘疾病(TMEV-IDD)中,初始髓鞘特异性T细胞的活化可直接发生于CNS内,这挑战了经典理论中“初始致敏仅发生于外周淋巴器官”的观点,提示炎症组织内的局部抗原呈递足以驱动自身反应性应答的多样化。小胶质细胞及浸润巨噬细胞在此过程中发挥核心作用:TMEV-IDD的炎症环境中,小胶质细胞获得强效抗原呈递能力并直接参与髓鞘损伤;此外,CNS内的树突状细胞(DCs)可有效激活自身反应性T细胞,尤其是CD11c+CD45hi亚群,能够驱动PLP特异性应答。这些发现表明,CNS不仅是免疫攻击的靶点,也是新自身反应性特异性产生的场所。
CNS引流淋巴结是表位扩展的另一关键部位。手术切除颈及腰淋巴结可降低多种EAE模型的复发严重程度,并改变抗原特异性应答,证明这些结构参与了自身反应性免疫的扩增。重要的是,分子间扩展已被证实发生于这些淋巴结内,不同引流部位可出现不同的抗原特异性应答,提示免疫应答的空间分离可能影响表位多样化的模式与程度。
次级淋巴组织通过支持APCs与初始淋巴细胞的相互作用参与表位扩展。EAE中已证实存在涉及T细胞及自身反应性B细胞的广泛分子间及分子内扩展,凸显体液应答对抗原多样化的贡献。与此一致的是,复发性EAE模型中观察到抗髓鞘抗体应答增强,表明B细胞介导的机制可在特定疾病背景下放大扩展。
值得注意的是,表位扩展并非慢性疾病进展的必要条件。在表达限制性髓鞘特异性T细胞受体谱系的转基因模型中,即使未检测到明显的扩展,仍可发生复发及慢性疾病。这些发现表明,表位扩展应被视为放大和多样化自身反应性应答的机制之一,而非疾病进展的必需驱动因素——即使抗原特异性多样化有限,其他致病过程仍可维持CNS自身免疫。
最后,EAE期间的抗原呈递并非仅由专职APCs完成。少突胶质细胞已被证实可呈递髓鞘抗原并参与CD8+T细胞的活化,提示CNS驻留细胞可能直接参与决定簇扩展。综上,现有证据支持如下模型:表位扩展源于CNS驻留细胞、浸润免疫细胞群及外周淋巴组织间的协调相互作用。不同解剖区室承担不同功能:CNS内组织损伤提供新可及抗原来源,并由小胶质细胞、浸润巨噬细胞、树突状细胞及其他潜在驻留细胞完成局部抗原呈递;CNS引流淋巴结为CNS来源抗原呈递给初始或记忆淋巴细胞提供环境,是新自身反应性应答可能出现的场所;次级淋巴组织支持生发中心反应、亲和力成熟及抗原经验性B细胞和T细胞群的扩增。这些区室共同构成一个互联网络,抗原可及性、抗原呈递及淋巴细胞活化发生于既独立又相互作用的解剖微环境中。
4 MS中表位扩展的驱动因素
多种因素决定了新可及抗原是否被纳入自身反应性库。除抗原可及性外,炎性细胞因子、抗原呈递细胞活性、B细胞应答及环境影响共同塑造MS及其实验模型中的免疫应答多样化。该过程的效率受炎症环境调控,尤其是与Th1和Th17应答相关的细胞因子,这些通路与自身反应性T细胞群扩增密切相关,并与复发及疾病活动相关。IL-23信号在维持致病性Th17应答中起关键作用,其阻断可同时抑制疾病进展及新自身反应性特异性的出现。
APCs是启动和维持表位扩展的核心。树突状细胞、巨噬细胞及小胶质细胞不仅呈递新可及表位,还通过共刺激信号及细胞因子分泌塑造免疫应答的性质。共刺激通路的实验操作清晰证明了这一点:阻断CD28–B7相互作用可预防EAE复发并限制表位扩展,抑制CD40–CD154信号可产生类似效应,表明T细胞活化阈值决定了新自身反应性克隆是否被招募。
B细胞通过抗原呈递及抗体产生参与表位扩展。慢性EAE中,分子间及分子内扩展均涉及自身反应性B细胞,提示体液应答可放大抗原多样化;复发模型中抗髓鞘抗体的存在进一步支持B细胞在维持和扩增CNS抗原免疫应答中的作用。除抗体产生外,B细胞与表位扩展的空间模型尤为相关:其作为抗原呈递细胞参与生发中心反应,而后者是抗原选择、克隆扩增及亲和力成熟的场所。B细胞在这些微环境中的定位影响了其遭遇并呈递给T细胞的抗原种类,因此B细胞定位的改变不仅影响免疫应答的强度,也可能影响抗原特异性随时间的多样化程度。
B细胞受体库研究进一步支持MS中抗原经验性B细胞群持续多样化的观点。脑脊液及外周血分析显示克隆扩增、体细胞高频突变及跨区室的关联B细胞克隆存在,符合持续的抗原驱动选择特征。复发缓解型MS的单细胞转录组及BCR库分析鉴定出体细胞高频突变的记忆B细胞及抗体分泌细胞亚群,表明疾病期间B细胞应答持续成熟。值得注意的是,研究发现GPR183(EBI2)在具有广泛体细胞高频突变的记忆B细胞群中表达上调,将EBI2表达与疾病相关背景下的抗原经验性B细胞状态联系起来。尽管这些发现未直接证明EBI2在表位扩展中的作用,但支持EBI2阳性记忆B细胞参与与自身反应性多样化相关的免疫过程的可能性。
环境因素中,Epstein–Barr病毒(EBV)因流行病学及机制证据强烈提示其与MS发病相关而备受关注。EBV潜伏于记忆B细胞内,为病毒免疫、B细胞生物学及自身反应性应答之间建立了潜在联系。涉及EBV抗原的分子模拟及交叉反应性免疫应答可能参与初始自身反应性淋巴细胞的活化。但在本文提出的框架中,EBV的相关性不仅限于分子模拟:由于EBV定位于参与抗原呈递、生发中心反应及亲和力成熟的B细胞群内,其可能影响自身反应性多样化发生的细胞环境。目前尚未明确EBV是直接参与表位扩展,还是通过改变允许多样化的条件发挥作用。
最后,促炎信号与调节信号的平衡影响表位扩展的结局。Th1和Th17应答促进自身反应性扩增,而调节通路可限制或重定向该过程。增加IL-10或使免疫应答向Th2表型偏移的干预措施可减少炎症及抗原呈递,从而限制新表位的出现。这些观察结果强化了如下观点:表位扩展反映的是整体免疫活化状态,而非固定的致病通路。
5 EBI2作为表位扩展中免疫细胞定位的调节因子
表位扩展过程中新自身反应性应答的产生不仅依赖于抗原可及性及免疫活化,还依赖于免疫细胞的空间组织。EBI2(GPR183)是一种氧甾醇敏感的G蛋白偶联受体,在调控淋巴组织及炎症部位免疫细胞迁移与定位中发挥核心作用,因而可能影响表位扩展的潜在过程。尽管EBI2在免疫细胞迁移与定位中的作用已明确,但尚未有研究直接证明EBI2调控MS或EAE中的表位扩展。下文将区分EBI2的既定功能与其对自身反应性多样化的潜在意义。
尽管尚未确立EBI2与MS易感性的直接遗传关联,多项研究提示该受体参与疾病相关通路。MS病灶中,EBI2表达上调主要见于浸润免疫细胞及驻留胶质群,包括炎性T细胞及髓样细胞,而非病变相关B细胞。实验模型中,EAE诱导期EBI2表达上调,并通过其配体7α,25-二羟基胆固醇(7α,25-OHC)梯度促进活化淋巴细胞向CNS迁移;与此一致的是,CH25H缺陷小鼠(该氧甾醇水平降低)表现为疾病减轻,伴随CNS内CD4+T细胞浸润减少。因此,现有基于病灶的证据支持EBI2参与炎性细胞迁移及CNS免疫细胞定位,但未证实EBV感染的B细胞在MS病灶中高表达EBI2。
除参与免疫细胞运输外,EBI2在少突胶质细胞中表达,并与髓鞘形成及再髓鞘化相关。实验研究表明,EBI2参与髓鞘发育,并可在离体及体内模型中限制脱髓鞘。这些发现提示EBI2可能同时影响CNS内的炎症及修复过程。
EBI2的关键功能是调控次级淋巴器官内免疫细胞的定位。该受体在B细胞、T细胞及树突状细胞中高表达,并在活化后迅速上调。与此一致的是,复发缓解型MS的单细胞转录组分析在体细胞高频突变的记忆B细胞群中鉴定到GPR183表达,进一步支持EBI2信号与抗原经验性B细胞状态的潜在关联。通过感知7α,25-OHC梯度,EBI2引导这些细胞迁移至特定微环境,包括滤泡间区及边缘区桥接通道,而这些区域正是抗原呈递与淋巴细胞活化的场所。EBI2信号中断会损害树突状细胞的定位,降低其捕获及呈递抗原的能力,导致T细胞活化及B细胞应答减弱。因此,EBV、B细胞与EBI2的关联最可能存在于淋巴组织或抗原经验性B细胞区室中——EBI2在此调控B细胞定位,而非MS病灶内EBV感染B细胞的既定特征。
这些空间效应在表位扩展背景下尤为重要。高效的扩展需要抗原呈递细胞与淋巴细胞的反复相遇,以及对新可及抗原的获取。由于EBI2调控淋巴组织内B细胞、树突状细胞及活化淋巴细胞的定位,其可能影响这些相互作用的频率与位置。但目前仍缺乏直接证据将EBI2信号与表位扩展联系起来。研究人员因此提出,EBI2可能调控允许新自身反应性特异性出现的条件,而非作为表位扩展的已证实驱动因素。在该模型下,抗原呈递细胞及淋巴细胞定位的改变可能影响生发中心动力学、抗原呈递及额外自身反应性克隆的招募,但这些可能性仍需实验验证。EBI2理论上可影响多个与表位扩展相关的解剖区室内的免疫细胞相互作用。
除经典淋巴细胞群外,EBI2还在先天淋巴样细胞(ILC3s)中表达,后者已被证实参与神经炎症。循环炎性ILC3群可在EAE期间浸润CNS并向髓鞘反应性T细胞呈递抗原,促进疾病进展。鉴于EBI2在外周组织中ILC3迁移的既定作用,该通路也可能参与CNS炎症期间这些细胞的定位。
最后,外周与CNS免疫区室间的相互作用可能进一步影响表位扩展。肠道相关淋巴组织致敏的T细胞可获得α4β7整合素等归巢标记,炎症状态下这些细胞的分布发生改变。这些发现提示,CNS外的免疫印记可能塑造MS期间可被招募的细胞库,从而影响表位扩展的模式。
综上,EBI2是免疫应答展开的空间背景的调节因子,而非直接启动自身反应性。其影响抗原呈递及淋巴细胞活化的效率与定位。在MS中,这可能决定了新释放的表位是被忽略还是被纳入不断扩增的自身反应性应答中。
6 靶向表位扩展的治疗意义与局限性
表位扩展概念对MS治疗策略开发具有重要意义。如果疾病进展涉及自身反应性向多种抗原的渐进扩展,那么靶向单一显性表位的方法不太可能提供持久获益,有效的疗法需要考虑抗原识别的动态演化特性。
实验研究支持这一观点。广泛抑制T细胞活化或共刺激信号的干预措施可限制疾病进展及新自身反应性特异性的出现。阻断CD28–B7相互作用或CD40–CD154信号可预防EAE复发并减少表位扩展;类似地,调控维持致病性T细胞应答的细胞因子通路(如IL-23信号)可减轻疾病并限制自身反应性多样化。
更具针对性的方法聚焦于诱导抗原特异性耐受。负载髓鞘抗原的耐受性树突状细胞可降低EAE疾病严重度并限制扩展,提示恢复免疫耐受仍是可行策略。抗原耦联细胞及纳米颗粒递送系统也被证实可诱导抗原特异性耐受并抑制疾病进展。但这些方法面临根本局限:相关表位的身份及层级在患者间存在差异且随时间改变,难以确定合适的靶点。
这一局限推动了多表位策略的开发。给予髓鞘蛋白来源的肽混合物可预防EAE诱导并降低自身反应性T细胞应答;采用工程化多表位构建体的精细化方法显示出更优疗效及更持久的免疫调节作用,这可能是由于其覆盖了疾病涉及的多种抗原靶点。这些发现提示,治疗成功可能依赖于应对抗原多样性,而非聚焦于单个表位。
其他实验方法进一步支持这一概念。牛磺酸同系物处理可限制CNS内Th17及Th1驱动的扩展并降低疾病严重度;PARP-1抑制同样可抑制表位扩展并促进调节性免疫应答诱导。这些干预不直接靶向特定抗原,而是通过改变允许自身反应性扩增的条件发挥作用。
临床证据虽有限,但与上述观察一致。自体造血干细胞移植与长期疾病活动抑制相关,且在小规模队列中被报道可减少表位扩展。尽管此类方法应用范围有限,但提供了免疫重置可限制自身反应性应答多样化的原理证明。
尽管如此,仍存在多项挑战。表位扩展难以在患者中直接检测,其对疾病进展的贡献可能存在个体差异。此外,如实验模型所示,疾病进展可在无扩展的情况下发生,提示仅靶向表位扩展可能不足,疗法还需应对平行的致病机制。
本文提出的空间框架也提示,治疗干预可靶向允许自身反应性多样化的细胞间相互作用,而非单个抗原靶点。原则上,调控免疫细胞定位可降低新可及CNS抗原被纳入自身反应性库的可能性。由于EBI2调控B细胞、树突状细胞及活化淋巴细胞的定位,该通路是可能实现此类效应的候选机制。
然而,EBI2调控的治疗意义并非简单直接,是当前框架衍生的核心未解问题。抑制EBI2信号可能限制炎性免疫细胞迁移,减少自身反应性多样化的机会;而激活EBI2则与实验模型中的再髓鞘化及组织修复相关。这些观察结果凸显了潜在的治疗悖论:EBI2激活的结局可能不仅取决于受体信号本身,还与配体的空间分布有关。原则上,外源性给予7α,25-OHC可改变内源性氧甾醇梯度,从而损害EBI2阳性免疫细胞的定向迁移,即使在维持受体激活的同时。在此条件下,EBI2激活可能同时支持再髓鞘化与修复,并降低免疫细胞向炎症组织招募的效率。尽管这一可能性仍为推测且未在MS中直接验证,但其说明EBI2信号的空间组织可能与受体激活强度同等重要。因此,EBI2调控的净效应很可能取决于疾病阶段、细胞靶点、解剖区室及氧甾醇配体的局部分布。未来的治疗策略可能需要细胞类型特异性或时间限定性方法,而非对该通路进行统一的激活或抑制。
综上,表位扩展应被视为活跃且不断演化的免疫应答的特征,而非单一治疗靶点。相较于聚焦单个抗原的策略,限制免疫活化、限制抗原呈递或恢复多表位耐受的方法更有可能实现持续的疾病控制。
7 空间EBI2模型衍生的可检验预测
本文提出的模型为推论性,需直接实验验证。目前尚无研究证实遗传或药物调控EBI2可改变MS或EAE中的表位扩展。但该空间框架衍生出多项可检验的预测:首先,EBI2缺陷或拮抗作用预计会改变CNS引流淋巴结及炎症CNS组织中抗原呈递细胞与活化淋巴细胞的分布,可能减少新自身反应性T或B细胞特异性的招募;其次,EAE期间的纵向T细胞受体(TCR)及BCR库分析可确定EBI2信号是否影响次级髓鞘反应性克隆的出现;第三,若EBI2阳性记忆B细胞参与MS中的抗原多样化,则这些细胞应在患者脑脊液或CNS相关区室中显示克隆扩增、体细胞高频突变及抗原经验性转录程序的特征;最后,EBI2的治疗调控需按阶段及细胞类型进行评估,因为抑制EBI2可能限制炎性免疫细胞定位,而激活可能支持再髓鞘化与修复。未来研究需明确这些功能是否可在治疗上分离,或是靶向该通路不可避免的权衡。因此,核心问题并非EBI2应被阻断还是激活,而是何时、何地、针对何种细胞群靶向该通路。
8 结论
表位扩展为理解多发性硬化中免疫应答随时间的演化提供了框架。实验模型及临床观察证据表明,自身反应性并非固定不变,而是随疾病进展扩展至新的抗原靶点。该过程受组织损伤、炎症信号、抗原呈递及免疫细胞空间组织模式的共同塑造。与此同时,人类MS中表位扩展的证据仍呈异质性,且在部分实验场景中,疾病进展可在表位扩展不明显的情况下发生。因此,表位扩展应被视为疾病演化的潜在贡献因素之一,而非慢性神经炎症的普适性解释。
在此背景下,EBI2作为免疫细胞定位的候选调节因子出现,可能通过控制免疫相互作用的发生方式与位置,影响表位扩展的可能性。但EBI2与自身反应性多样化的关联仍为假说,需直接实验验证。
这种不断演化的自身反应性的意义超越了发病机制问题。未能考虑抗原识别动态演化特性的治疗策略可能存在固有局限。明确自身反应性库随时间的改变规律、人类MS中这种多样化发生的部位及其调控机制,对开发更有效、更持久的治疗方法至关重要。特别是,目前仍不清楚免疫细胞定位是否主动决定新自身反应性特异性的出现,以及EBI2等通路是否可被调控以限制自身反应性多样化,同时不损害组织修复。解决这些问题对于确定免疫应答的空间组织是否可作为未来干预的可行靶点至关重要。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号