Transcript 自身免疫性疾病
自身免疫性疾病的抗体 治疗 自身免疫性疾病概述 自身免疫和自身免疫性疾病的概念 自身免疫(autoimmunity)是指机体免疫系统对自身成分发 生免疫应答的现象。 自身免疫性疾病(autoimmune disease)是因机体免疫系统 对自身成分发生免疫应答而导致的疾病状态。机体对外来 抗原免疫应答的结局通常是抗原的清除,而对自身细胞或 组织抗原发生免疫应答时，自身的细胞或组织不易被免疫 系统的效应细胞完全清除而是不断地受到攻击，结果使机 体进入疾病状态 自身免疫性疾病的基本特征 (1)患者血液中可测到高效价的自身抗体(autoimmune antibody)和/或自身应答性T淋巴细胞 (2)自身抗体和/或自身应答性T淋巴细胞作用于表达致敏 抗原的组织细胞，造成其损伤或功能障碍； (3)在动物实验可复制出与自身免疫性疾病相似的动物模 型，用患者的血清或致敏淋巴细胞可使疾病被动转移, 某 些自身抗体可通过胎盘引起新生儿自身免疫性疾病； (4)病情的转归与自身免疫应答强度密切相关； (5)反复发作和慢性迁延； (6)有遗传倾向； (7)部分自身免疫性疾病易发于女性。 自身免疫性疾病的分类 自身免疫性疾病可分为器官特异性自身免疫性疾病和器官非特异性自 身免疫性疾病。 器官特异性自身免疫性疾病(organ specific autoimmune disease) 患者的病变常局限于某一特定的器官，由对器官特异性抗原的免疫应 答引起。典型的疾病有：胰岛素依赖性糖尿病(insulin-dependent diabetes mellitus，IDDM)，多发性硬化(multiple sclerosis, MS)。 器官非特异性自身免疫性疾病(non-organ specific autoimmune disease), 又称全身性或系统性自身免疫性疾病，患者的病变可见于 多种器官及结缔组织，故这类疾病又称结缔组织病或胶原病。典型的 器官非特异性自身免疫性疾病有：系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus, SLE)及类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA) 等。 自身免疫病的免疫损伤机制及典型疾病 自身免疫性疾病由自身抗体和/或自身应答性T淋巴细胞介导的对自身抗原 发生的免疫应答引起，其发病机制相似于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型超敏反应。 Graves’disease II型超敏反应引起 的自身免疫性疾病 重症肌无力 其它疾病：自身免疫性溶血、肺出血肾炎综合征（IV型胶原） 自身抗体-免疫复合物引起的自身免疫性疾病 系统性红斑狼疮（SLE） T细胞对自身抗原应答引起的炎症性伤害 胰岛素依赖型糖尿病（IDDM） 自身免疫性疾病的致病相关因素 一、自身抗原的出现 隐蔽抗原的释放-晶状体 自身抗原发生改变-类风湿因子（RF） 分子模拟-微生物（细菌/病毒）感染 决定基扩展 一个抗原的抗原决定基可以被分成两种类型：一种是优势决定基（dominant determinant），另一种是隐蔽决定基（cryptic determinant）。前者是指在初 始接触时刺激免疫应答的决定基，后者是指在后续免疫应答中刺激免疫应答的决 定基。针对某一病原体的优势决定基发生的免疫应答在很多情况下不足以清除该 病原体。机体的免疫系统在对病原体进行持续性免疫应答的过程中，不断增加识 别的决定基的数量，按照一定的、尚未揭示的规律对隐蔽决定基相继发生免疫应 答。T细胞克隆可能逃逸胸腺的阴性选择，成为存在在正常T淋巴细胞库中的自身 应答性淋巴细胞。在自身免疫性疾病发生的过程中，机体的免疫系统针对自身抗 原的自身应答性淋巴细胞克隆，会相继识别自身抗原的隐蔽抗原决定基，这种现 象称为决定基扩展（determinant spreading）。随着疾病的进程，机体的免疫系 统不断扩大所识别的自身抗原的决定基的范围，因而使自身抗原不断受到新的免 疫攻击，使疾病迁延不愈并不断加重。决定基扩张和系统性红斑狼疮，类风湿性 关节炎、多发性硬化和胰岛素依赖性糖尿病的发病相关。 二、免疫调节异常 多克隆刺激剂的旁路活化 辅助刺激因子表达异常 Th1和Th2细胞功能失衡 三、遗传因素 HLA-B27—— 强直性脊柱炎 自身免疫性疾病的治疗 自身免疫性疾病的防治原则 一、去除病因，防止自身抗体的形成 1.防治感染，消除交叉抗原 2.预防和防止自身组织抗原性状改变 二、抑制免疫反应 1.使用肾上腺糖皮质激素（是目前治疗自身免疫性疾病的主要的药物） 2.使用免疫抑制剂（细胞毒性药物和抗代谢药物） 自身免疫性疾病的防治原则 三、调节免疫功能 1. 使用免疫增强剂 2. 胸腺切除或X线照射 3. 脾切除 4. 中草药 5. 抑制免疫介质 6. 清除抗体或免疫复合物 7.细胞因子疗法 四、骨髓或干细胞抑制 五、其他支持疗法或替代疗法（如恶性贫血患者给以B12，甲状腺素治疗甲减） 六、抗体治疗 抑制免疫反应是目前自身免疫性 疾病的主要治疗手段 应用范围很广 皮质激素可以用于风湿热、风湿性心肌炎、风湿性及 类风湿性关节炎、系统性红斑性狼疮、皮肌炎、结节 性多发性动脉炎、硬皮病、干燥综合征、肺肾综合征、 自身免疫性溶血性贫血、粒细胞减少痣变应性脑脊髓 膜炎、脱鞘性疾病、自身免疫性甲状腺炎、溃疡性结 肠炎、重症肌无力等 细胞毒性药物和抗代谢药物，也已经广泛用于或试用 于各种类型肾炎、SLE、慢性活动性肝炎、类风湿性 关节炎、结节性动脉周围炎、自身免疫性溶血性贫血、 原发性血小板减少性紫瘫等 糖皮质激素的作用 1）抑制巨噬细胞摄取和处理抗原的过程，影响特异性 免疫的生成，特别是影响特异性体液免疫生成； 2）使血液中淋巴细胞迅速减少; 3）阻碍淋巴母细胞形成，并能破坏致敏淋巴细胞; 4）大剂量能抑制B淋巴细胞分化增殖成浆细胞和产生 抗体； 5）选择性地作用于Ts或Treg，增强T对B细胞的抑制 作用。 糖皮质激素治疗的缺点 不能根治，停药后易复发 长期大量使用易引起类肾上腺皮质功能亢进综合征 诱发或加重感染 引起应激性债疡 导致高血压及动脉硬化等不良反应 烷化剂和抗代谢药的作用 1）能抑制或选择的抑制淋巴细胞或B淋巴细胞的DNA、 RNA和蛋白质的合成; 2）对淋巴细胞有明显的毒性作用，使淋巴细胞生成障 碍，并使其受损、死亡; 3）阻碍淋巴细胞分化、增殖成浆细胞或致敏淋巴细胞， 抑制免疫反应。 烷化剂和抗代谢药的缺点 毒性大，常可引起骨髓抑制、肝脏损伤、消化道反应、 脱发、严重感染、不孕等严重不良反应，应严格选择 适应症。 自身免疫性疾病的抗体治疗 抗体与免疫球蛋白 概念 抗体（Antibody） B淋巴细胞受抗原刺激后，增殖分化为 浆细胞产生的能与相应抗原特异结合的球蛋白。 免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)是指具有抗体活性或化 学结构与抗体相似的球蛋白,可分为分泌型(SIg)和膜型(mIg) 两种类型。 丙种（）球蛋白、胎盘球蛋白、抗毒素、抗血清等均为免 疫球蛋白。 抗体的功能区及其作用 1）VH和VL共同组成抗 原结合部位。 2）CH和CL上具有部 分同种异型的遗传标 志； 3）CH2（IgM为CH3） 是补体C1q结合位点； 4）IgG的CH2可介导 通过胎盘； 5）IgG、单体的IgA 的CH3和IgE的CH2、 CH3能与多种免疫细 胞表面相应受体结合， 介导生物学效应。 单克隆抗体与多克隆抗体 1. 多克隆抗体（Polyclonal antibody） 利用抗原免疫动物后从血清中获得的抗体，含有针 对不同抗原决定簇（epitope） 的多种类型抗体。 Ag 2. 单克隆抗体（Monoclonal antibody） Köhler 和 Milstein 75年建立的技术，通过杂交瘤 技术获得的针对单一抗原决定簇的高特异性抗体。 指由单一克隆杂交瘤细胞产生的只识别某一特定抗 原表位的同源抗体。 鼠源性单克隆抗体的问题 ①诱发人抗小鼠反应(human anti-mouse antibody res- ponse,HAMA)或超敏反应,可降低抗体效果甚或造成人 体损伤。 ②半衰期较短,可较快清除而影响疗效。 ③单抗Fc段与人NK等细胞FcR结合并发挥效应功能不 一,也可能影响疗效。 ④安全性也是倍受关注的问题。 基因工程单抗人源化及人抗体制备研究 ①基因工程改造鼠源单抗使之人化,包括嵌合抗体与重 构抗体。前者可降低鼠源性而保留亲和力,缺点是仍存 一定鼠源性。后者鼠源性进一步降低,但可能影响抗体 亲和力。 ②抗体库筛选技术,包括噬菌体抗体库和核糖体展示技 术。优点是抗体库形成不受体内克隆和免疫耐受限制, 缺点是建库工作量较大,且获得的仅是抗体片段。 ③工程小鼠技术,包括转基因小鼠和转染色体小鼠制备 人抗体技术。 自身免疫性疾病抗体治疗的原理 抑制抗原提呈过程 抑制补体功能 阻断Fc受体和细胞毒作用 减少自身抗体的产生，加速自身抗体的清除 抑制炎症反应 抑制免疫细胞（T细胞和B细胞）的功能 抗体治疗的种类 丙种球蛋白（多克隆抗体） 单克隆抗体 抗独特型抗体 丙种球蛋白的成分 目前临床上使用的丙种球蛋白是从人的血浆中分离、 纯化及灭活病毒制备而成，主要成分为IgG，含量在 95%以上。 另外，还含有少量IgA、IgM及多种可溶性免疫调节因 子。 丙种球蛋白（多克隆抗体）治疗 自身免疫性疾病的原理和机制 抑制抗原的呈递和识别，调节T细胞功能 提供抗独特型抗体，减少自身抗体的产生 加速IgG抗体的分解代谢，加速自身抗体的清除 抑制补体结合及膜攻击复合物 调节巨噬细胞表面FH受体 抑制致病性细胞因子和其他免疫调节分子 BCR FcR 与 交 联 免疫复合物 IgG BCR FcR B细胞 抑制信号 丙种球蛋白（多克隆抗体）治疗 的典型疾病 多发性肌炎和皮肌炎 包涵体肌炎 丙种球蛋白（多克隆抗体）治疗 的不良反应 常见的不良反应主要表现为面红、发热、肌痛、头痛、呕 吐、关节痛、寒战等 产生这些反应的机制不明，但可能与补体活化及所应用的 各种稳定剂有关 因此在使用时，应掌握适应证： 心血管疾病和充血性心力衰竭的患者减低注射速率可以避 免急剧液体超负荷所带来的不良反应 其他副作用：过敏反应、无菌性脑膜炎或皮疹、血黏度增 高及血栓事件、急性肾小管坏死、溶血性贫血、输液相关 的急性肺损伤和感染等 不良反应临床不常见，发生率0.1-1% 用于自身免疫性疾病治疗的单克 隆抗体 按针对的目标分子分： 细胞因子抗体——TNF、IL-2、IL-1、IL-6、IL-15 免疫膜分子的抗体——ICAM-1、P选择素、CD3、 CD4、CD5、CD20、CD25 按针对的免疫过程分： 抗免疫黏附和抗原提呈 清除B细胞 清除T细胞 抗免疫活化 抗炎症过程 目前临床应用的单克隆抗体 抗免疫黏附和抗原提呈 细胞粘附是生命活动基本的生物学现象和过程。粘附 分子作为细胞粘附的分子基础,其介导的细胞粘附不单 纯是机械连接,生理情况下,适度表达及其细胞粘附为生 命活动及防御机制所必不可少,如参与组织器官的构建 及功能维持,介导白细胞移行归巢及组织定位,参与免疫 细胞识别与应答,参与信号转导与细胞活化以及参与细 胞生长与分化等病理情况下,粘附分子表达或功能紊乱 及其介导的细胞粘附异常,均可成为机体多种疾病发生 及病理损伤与发展的关键因素。 抗免疫黏附和抗原提呈 粘附分子与多种自身免疫病发病机制密切相关。 ICAM-1、LFA-1等表达异常与SLE免疫细胞尤其B细胞 过度活化及持续紊乱有关,且P选择素参与了狼疮性肾 炎的高凝和肾内微血栓形成。由ICAM-1介导的活化T 细胞浸润及参与关节滑膜组织的局部免疫炎症反应可 能是RA发病的重要因素。此外粘附分子也参与了SS、 PAN、WG、炎症性肠病等其他自身免疫病的发病,并 与疾病进展与转归密切相关。 抗免疫黏附和抗原提呈 对ICAM-1与LFA-1相互作用抑制,可有效抑制白细胞粘 附及跨内皮外渗,减轻多种免疫与炎症反应。并成功用 于烧伤、移植排斥、缺血再灌注损伤、类风湿性关节 炎及变态反应性脑脊髓炎等多种实验与临床疾病的治 疗研究。目前抗ICAM-1等抗体已进入临床试验。此外, 针对VCAM-1或VLA-4的单抗可抑制二者的粘附作用, 也已证明在多种实验性疾病治疗中有效。 清除B细胞 清除B细胞 抗CD20单克隆抗 体的作用机制 清除B细胞 抗CD20抗体，不仅可以用于RA、SLE，还可以用于 皮肌炎、Wegener肉芽肿、原发性血小板减少性紫癜 等自身免疫性疾病 清除B细胞 清除B细胞 抗CD22抗体的应用 CD22为135kDa凝集素样I型跨膜糖蛋白,由7个Ig样域组成,属于Ig 超家族,低水平表达于未成熟B细胞,而高水平于循环中成熟的 IgD+IgM+B细胞,不表达于分化的PC。CD22的功能尚未完全明 了,被认为是B细胞功能和存活的调节因子。 依帕珠单抗(epratuzumab, Emab)是人源化的单克隆IgG1抗CD22 抗体,与CD22的第三Ig样域结合,迅速诱导CD22内在化和磷酸化 [7],影响B细胞抗原受体信号传递,也诱导中度的ADCC,但不直接 诱导凋亡或补体介导的杀伤。不同于RTX（抗CD20单抗）的有 力细胞毒作用, Emab更多地是一种免疫调节剂,两者可以合用以 提高临床疗效。可以用于治疗SLE和干燥综合征 清除T细胞 一般认为,CD3单抗应用于临床器官移植,治疗移植后急 性排斥过程中,主要通过清除T细胞,引起受体的免疫抑 制达到治疗效果。在糖尿病等自身免疫性疾病中，也 可以采用抗CD3和抗CD4单抗清除T细胞，从而治疗自 身免疫性疾病。 ThP 细胞 IL-12 Th0 细胞 IL-2, IFN-r, TNF-B IL-3, GM-CSF Th1 细胞 IL-2 (-) IFN-r IL-4 (-) IL-10 Th2 细胞 细胞免疫 IL-4,5,6,10 IL-3, GM-CSF IL-2,4,5, IFN-r, IL-3, GM-CSF B 细胞 体液免疫 清除T细胞 抗CD4治疗的主要目标是通过清除CD4+T细胞或者是 从功能上抑制CD4+T细胞的激活，使不正常的T细胞 反应“平静”(Calming down)下来。目前抗CD4已经成 功地应用于类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、慢性 炎症性肠道疾病、泛发性严重性银屑病、复发性软骨 炎、覃状肉芽肿、多发性硬化、系统性血管炎、艾滋 病及器官移植排斥反应。 清除T细胞 类风湿： 大多数患者是在接受了非激素类和激素类药 物治疗后效果不佳而接受抗CD4治疗的。一般情况下， 抗CD4连续治疗5~7天，一周后，可以明显降低ESR， CRP，a2球蛋白、类风湿因子，并能明显降低单核细 胞一吞噬系统活性，如血清neopterin和IL一6水平，一 般可维持4周左右。个别病人类风湿因子可以转阴。 抗B细胞活化的抗体 B淋巴细胞刺激因子(B lymphocyte stimulator, BLyS)为肿瘤坏死 因子超家族(TNFSF)的新成员,又称为TNF家族的B细胞活化因子 (BAFF)、可诱导凋亡并活化核因子NF-κB和JNK的TNF同源物 (THANK)、TNF和凋亡配体相关的白细胞表达配体TALL-1)、 TNFSF13B和zTNF4。 BLyS是B淋巴细胞生长、发育和分化中重要的免疫调控因子,主 要通过诱导B细胞增殖、分化和分泌免疫球蛋白,增强体液免疫 应答。此外,BLyS也可作为共刺激因子调节T细胞的活化和应答。 在病理状态下,BLyS过度表达可能参与了自身反应性B细胞的产 生和自身免疫耐受的失衡,导致多种自身免疫病的发生。 抗B细胞活化的抗体 目前正在研发的治疗SLE的抗-BLyS单克隆抗体有 LymphoStat-B,由人类基因组科学公司开发研制。这种 抗-BLyS抗体与人BLyS具有高亲和力,通过抑制BLyS和 受体结合,从而降低B细胞的增殖和活化。对小鼠的研 究发现,LymphoStat-B可以预防人BLyS诱导的脾B细胞 增殖及降低IgA抗体的滴度。此外,对动物模型(猕猴)的 研究结果亦显示,LymphoStat-B可降低脾脏和肠系膜淋 巴结的B细胞。近来,来自SLE患者的Ⅰ期临床试验资料 表明,LymphoStat-B对患者具有明显的疗效,并具有安 全性和易于耐受的特点,现已进入Ⅱ期临床试验。 抗T细胞活化 抗IL-2单克隆抗体 和抗CD25单克隆 抗体在临床治疗 中应用机制 抗炎症过程 在活动期RA滑膜组织中多种致炎性细胞因子表达增加,如肿瘤坏 死因子α(TNFα)、白细胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8以及粒单集落刺 激因子等,其中TNFα和IL-1的表达增加最为明显。致炎性因子在 关节内的过剩聚积,诱导了蛋白水解酶的产生,从而导致RA的组 织破坏和功能受限,是RA炎症持续存在的原因。TNFα和IL-1是 RA致病中最关键的两种细胞因子。体外实验和动物模型已经证 实TNFα和IL-1在很多生物学功能方面存在很强的协同作用,均可 以诱导趋化因子和内皮细胞黏附分子的表达,增加炎性细胞的活 化和由血流向关节的移动;刺激滑膜成纤维细胞和软骨细胞产生 包括基质金属蛋白酶(MMP)在内的炎性介质,从而降解蛋白多糖 和胶原;此外,在TNFα和IL-1的作用下,滑膜巨噬细胞可以进一步 分化为破骨细胞,导致边缘骨质的破坏。 抗炎症过程 1·TNFα拮抗剂:目前通过美国FDA认证的用于RA治疗的TNFα拮 抗剂包括3种: Infliximab(RemicadeTM)、Etanercept(EnbrelTM)以 及Adalimumab (HumiraTM)。 Infliximab是一种嵌合的单克隆抗体,其鼠抗人TNF抗体可变区部 分与TNFα具有很高的亲和力,因此可以阻断TNFα与其受体的结 合,使得TNFα无法发挥其生物活性。 Etanercept是重组可溶性p75 TNF受体,它不仅可以竞争性地结合 TNFα,同时也可以与淋巴毒素α结合,从而起到抗炎作用。 Adalimumab为完全人源化的重组抗TNFα单克隆抗体,与 Infliximab相比具有较低的免疫原性,因此疗效更强且作用更持久, 抗炎症过程 2·IL-1受体拮抗剂:Anakinra (KineretTM)为重组的人IL-1受体拮 抗剂, 2001年11月通过美国FDA批准用于RA的治疗。IL-1受体拮 抗剂(IL-1Ra)是IL-1与其受体结合的抑制剂,对IL-1α和IL-1β均有 抑制作用。 3. CTLA4Ig在RA治疗中的确切疗效已被临床试验证实。美国进 行的临床研究发现, CTLA4Ig对T淋巴细胞、B淋巴细胞以及抗原 呈递细胞均有不同程度的抑制作用, 60%的RA患者反应良好,同 时使患者血清中C反应蛋白、类风湿因子、IL-2受体、IL-6水平 下降,且无明显不良反应。 4.初步的Ⅱ/Ⅲ期临床试验显示,针对IL-15的完全人源化单克隆抗 体(AMG714) 280 mg治疗12周明显改善RA患者的症状和体征,而 且药物耐受性好。 5. 其他有潜在治疗价值的致炎性细胞因子还包括β-干扰素、α-干 扰素、IL-4、IL-6、IL-10、IL-17以及IL-18 用于自身免疫病治疗的抗独特型抗体 在某些自身免疫病病人血清中常有交叉独特型存在，表明在自身免疫 病的发生上独特型网络可能起重要作用。 早已证明，在正常机体内就存在发生自身免疫应答的各种成分。如自 身抗原、自身反应细胞。但是在正常情况下，由于特异的Th细胞被消 除或抑制，自身反应细胞通常对自身抗原不起反应。这种由T细胞产 生的“阻塞”可因自身抗原与新载体相连(对这种新载体T细胞可识别) 或多克隆激活剂直接激活自身反应细胞而绕过。 对独特型网络的认识及自身免疫病病人中有交叉反应独特型（CRI） 存在的事实提示机体内还可能有基于独特型相互作用的与此不同的绕 过径路。众所周知，抗原刺激后除产生与该抗原结合的特异抗体外， 机体还产生不与该抗原结合但具有前者独特型决定簇的抗体。 如果环境中的抗原刺激了与自身抗体具有交叉独特型的抗体产生，则 将导致自身免疫应答。或者，如自身反应细胞受体所具有的独特型与 外界抗原上决定簇相同，则这种自身反应细胞也可被激活。 用于自身免疫病治疗的抗独特型 抗体 ARC 激活细胞 内影象组 独特型 抗原 ARC （抗原反 应细胞） ARC 抑制细胞 独特型与 ARC相同 细胞 抗独特型组 非特异平行组 在重症肌无力病人血清中，常存在着抗自身乙麟胆硷 受体的抗体，这种抗体的来源除了是对自身受体异常 应答外，也可能来自对抗乙酰胆硷抗体的抗独特型应 答，这种抗乙酰胆硷抗体比起膜受体更易与免疫系统 接触导取免疫反应。 胰岛素不敏感型糖尿病病人血清中的杭胰岛素受体抗 体也可能能来自对抗胰岛素抗的抗独特型应答。 抗-DNA抗体CDRs小肽 近来有关实验动物模型和人SLE的研究结果显示,来自 抗-DNA抗体CDRs的小肽可诱导PBMC释放IFN-γ和IL10,通过引发自身免疫样应答,促使自身免疫反应恢复平 衡,在改善SLE临床症状方面发挥重要作用。 自身免疫性疾病抗体治疗的复杂性