徐维玮 综述  黄湘华 审校

摘 要

单克隆免疫球蛋白疾病以克隆性浆细胞的增殖和单克隆免疫球蛋白的产生为特点,包括系统性轻链型淀粉样变性、多发性骨髓瘤、具有肾脏意义的单克隆免疫球蛋白病及这类疾病前期的意义未明的单克隆免疫球蛋白病等。这类疾病多累及肾脏。免疫微环境在单克隆免疫球蛋白病发病调控环节中发挥着重要作用。免疫细胞如T细胞、B细胞、单核巨噬细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞及骨髓来源的抑制细胞等,与克隆性浆细胞之间存在着密切的相互作用,调节克隆性浆细胞的清除、免疫微环境与变异浆细胞的动态平衡及最终克隆性浆细胞的免疫逃逸,进而调控疾病进程。本文对单克隆免疫球蛋白病的机体免疫微环境调控机制及已有的治疗靶点进行总结,以助力探索这类疾病未来诊治的新方向。

ABSTRACT

Monoclonal gammopathy is a group of diseases characterized as clonal plasma cell proliferation and monoclonal immunoglobin secretion. This kind of diseases include systemic light chain amyloidosis, multiple myeloma, monoclonal gammopathy of renal significance and monoclonal gammopathy of undetermined significance which was considered as the previous stage of these diseases. Kidney is frequently involved in these diseases. Immune microenvironment plays an important role in the emergence and progression of these diseases. Immune cells such as T cells, B cells, monocytes and macrophages, natural killer cells, dendritic cells and myeloid-derived suppressor cells interact with clonal plasma cells, thereby regulate the clearance of these plasma cells, maintain the balance of immune microenvironment and plasma cells, and the immune evasion of clonal plasma cells. We are going to review the immune microenvironment and the therapies targeted the immune system in monoclonal gammopathy.

各类单克隆免疫球蛋白病免疫细胞数量改变如表1所示。各研究发现的细胞数量改变存在一定的差异,可能与采样时间处于疾病不同阶段相关。AL型淀粉样变性免疫细胞相关研究较少,缺少骨髓来源的抑制细胞(MDSC)、单核细胞、树突状细胞、巨噬细胞相关报道。MGUS、SMM和MM 在非克隆性记忆性B细胞、T细胞亚群数量上无明显差异[5]。在MGUS阶段,CD16+单核细胞、NK细胞、T细胞、肿瘤前体细胞数量增加[6]。采用单细胞转录组联合T细胞免疫组库测序结果显示,新诊断的MM患者记忆CD4+T细胞和幼稚CD4+T细胞数量下降,而CD8+效应T细胞、调节性T细胞和单核细胞数量增加[5]。CD8+T细胞数量增加和粒细胞比例减少被认为与预后差相关[7]。达雷妥尤单抗(Dara)治疗后MM患者CD38+Treg细胞数量减少[8],但AL型淀粉样变性患者并无该变化[9]。有研究发现,单核细胞型MDSC在MGUS及SMM患者体内无变化,但在MM、WM及浆细胞白血病中增加[10]。而也有研究认为MM患者单核细胞型MDSC较正常人无变化。

表1 各单克隆免疫球蛋白病免疫细胞数量 (流式细胞计数或单细胞测序计数)

AL：系统性轻链型淀粉样变性; MGUS：意义未明的单克隆免疫球蛋白病; SMM：冒烟型骨髓瘤;MM：多发性骨髓瘤; MDSC：骨髓来源的抑制细胞;ND：未检测

近年来,抗体标记的质谱流式(CyTOF)检测、单细胞转录组和免疫组库测序在研究单克隆免疫球蛋白病免疫微环境中发挥了巨大作用,各类免疫细胞亚群的数量及基因表达差异、淋巴细胞多样性以及传统方法不能检测到的异常细胞得以被发现。这些新的细胞亚群或特异的信号通路可用作潜在的免疫微环境生物标志物,助力未来的临床诊疗。

DC 在MM疾病状态下,骨髓IL-6、STAT3、p36表达增加,Raf/MEK/ERK信号通路抑制[11],使得DC丢失抗原递呈表型及功能,如HLA-DR,CD40,CD80和CD86[12],且通过RANK-RANK受配体以及通过与APRIL互作促进肿瘤细胞增生。cDC功能缺失,下调活性白细胞介素12(IL12p70),上调IL-10,导致Th1功能丧失。而pDC则通过IL-3、IL-6、IL-10、IL-8、IL-15、血管内皮生长因子(VEGF)、单核细胞趋化蛋白1(MCP-1)和基质细胞衍生因子12(CXCL12)等,直接与变异的肿瘤前体细胞互相作用,促进骨髓瘤细胞的产生。免疫调节剂(IMiD)治疗可增加pDC数量[13]。

T细胞  T细胞沉默可能是克隆性浆细胞产生的主要免疫机制。MM患者CD4+及CD8+T细胞数量降低,Th1/Th2比值异常,T细胞功能失活,且在MGUS和SMM期就存在T细胞功能抑制,伴随着T细胞活化标志物CD25,CD28和CD54表达的减低[14]。这些功能抑制的T细胞表达免疫检查点抑制物,如PD-1、细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4(CTLA-4)以及T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域蛋白(TIGIT)[15]。CD4+T细胞功能紊乱表现在Th1细胞相关因子增加,Th2相关因子减低,Th17增加[16]。MM患者活化的CD4+T细胞和辅助T细胞的分化通路有明显的富集[17]。此外,γδT细胞可通过IFN-γ抑制骨髓瘤细胞[18]。通过单细胞测序检测MM免疫微环境,发现外周血免疫细胞与骨髓免疫细胞相似。复发的MM患者炎症因子表达增加,伴随PD1+γδT细胞和肿瘤相关巨噬细胞的聚集[19]。颗粒酶(GZM)K与细胞毒性记忆性T细胞的功能密切相关,并介导免疫逃逸,从而促进MM进展。正常人和MGUS患者细胞毒性记忆性T细胞表达低成熟的GZMK,代表着功能更完善的细胞毒性记忆性T细胞,而在SMM和MM阶段则表达更成熟的颗粒酶B。动物实验证实具有完善记忆性T细胞的小鼠较功能下降的记忆性T细胞的小鼠生存率高[6]。GZMK+ CD8+效应性记忆T细胞(TEM)表达量与埃罗妥珠单抗、来那度胺、地塞米松(EloLenDex)方案治疗反应相关[20]。且快速进展的MM患者GZMK+和TIGIT+耗竭型CD8+ T细胞明显增加,同时伴随细胞溶解标志物(PRF1, GZMB, GNLY)降低[21]。此外,克隆性浆细胞和免疫细胞的状态随着疾病发展过程和治疗而改变。新发MM患者CD4+T细胞的核因子κB的抑制因子α(NFKBIA)比SMM的明显增高,而病情缓解后NFKBIA表达消失,但是在复发后又再次表达。CD69在缓解患者的CD4+T细胞中表达增高,而复发后也消失[22]。

对AL型淀粉样变性患者治疗前后骨髓和外周血CD3+T细胞进行单细胞测序发现,同一患者同一时间的外周血和骨髓T细胞转录组情况类似,Dara+硼替佐米、环磷酰胺、地塞米松方案治疗后骨髓循环T细胞和CTL2增加,γδT细胞减少,治疗后骨髓驻留CD8+T(TRM)的IFN-γ表达增加[9]。对MM合并AL型淀粉样变性患者和正常人骨髓及外周血单个核细胞进行CyTOF检测,发现MM患者骨髓及外周血T细胞表达PD-1,且骨髓T细胞较外周血T细胞PD-1表达水平更高。骨髓瘤CTLA-4+的CD4+T细胞表达量在各研究中有所差异。而AL型淀粉样变性的特征却不明显,无法大量检出耗竭的T细胞(CD28-CD8+)[23]。

NK细胞  NK细胞通过MHC I识别MM细胞,并活化NK细胞2族成员(NKG2D)、 CD16、2B4(CD244)、杀伤细胞凝集素样受体家族F成员1(NKp80)或NK细胞激活型受体分子1(DNAM-1)等受体,杀伤肿瘤细胞。MM患者骨髓NKG2D、自然细胞毒性受体(NCR)和2B4表达下降,外周血NK细胞DNAM-1,2B4表达下降,抑制其对MM细胞的杀伤作用[24]。埃罗妥珠单抗靶向淋巴细胞激活分子家族成员7(SLAMF7),可通过结合MM细胞表面高表达的糖蛋白SLAMF7,提高NK细胞对MM细胞的杀伤作用。用埃罗妥珠单抗早期治疗高风险SMM,使免疫环境接近正常人有益于远期预后[20]。NK细胞也随着MM疾病进程而改变,在初发时以趋化因子受体(CXCR)4+细胞群为主,在移植前以CD56+细胞群为主,而移植后则以CX3C趋化因子受体(CX3CR)1+细胞群为主。疾病复发后CX3CR1+细胞群减少,而CD56+细胞群再次出现[22]。

单核-巨噬细胞  CD14+单核细胞MHC II失调是导致T细胞抑制的重要机制[6]。同时,骨髓CD14+单核细胞是MM主要炎症驱动因素,且复发患者克隆性浆细胞与髓系细胞互作上调炎症因子的表达[13]。MM患者pDC、moDC、中间型单核细胞(IM)的抗原处理和抗原呈递功能受损,且这三类细胞的干扰素调节因子1(IRF1)调控活性下降,可引起下游组织蛋白酶S(CTSS)以及主要组织相融性复合体Ⅱ反式激活因子(CⅡTA)下调,进而抑制CD4+T细胞增殖[25]。初发MM患者的单核细胞IL1R2和IL1B表达增加[22]。快速进展的MM患者M2巨噬细胞明显增加,同时伴随着促增殖信号通路的活化,如B细胞激活因子(BAFF)、CC趋化因子(CCL)和 IL-16[21]。吞噬β2微球蛋白的溶酶体在骨髓瘤相关巨噬细胞聚集,通过炎症小体NLRP3激活IL-1 和IL-18信号通路[26]。MM患者骨髓中M2巨噬细胞数量高与疾病快速进展、生存率低和治疗反应差相关。骨髓微环境及早期突变的浆细胞可能会通过CXCR4/CXCR12受配体关系,促进单核细胞聚集,并向M2巨噬细胞分化,从而抑制T细胞免疫反应[27]。

B细胞  非进展型MM患者的不成熟B细胞较多,同时伴随着B细胞发育标志物高表达,如免疫球蛋白λ样多肽1(IGLL1)、性别决定区Y框4(SOX4)和DNA核酸外切酶(DNTT)[21]。单细胞测序分析细胞间相互作用,结果显示MM细胞可以重新调控B细胞和cDC细胞的药物代谢信号通路,并与肿瘤耐药性相关。其中影响预后的调控基因有IL-5受体亚基α(IL5RA),Kirsten大鼠肉瘤病毒癌基因同源物(KRAS)和蛋白磷酸酶2调节亚基(PPP2R5C)。CCL4和CCL5在一群特殊的B细胞群中高表达,其可以激活抗原递呈及PD-1/PD-L1免疫检查点,提高免疫杀伤功能。这类B细胞群在新诊断MM患者中特异表达,提示基于此的CLL5阳性B细胞免疫治疗可能为一个新的治疗方向[28]。

图2 单克隆免疫球蛋白病不同阶段免疫细胞与浆细胞之间的作用示意图

pDC：浆细胞样树突状细胞;moDC：中性粒细胞衍生树突状细胞;NK细胞：自然杀伤细胞;Treg：调节性T细胞;Th：辅助性T细胞;MDSC：骨髓来源的抑制细胞;STAT：转录激活因子;IL：白细胞介素;p38MAPK：p38丝裂原活化蛋白激酶;IL12p70：活化的白细胞介素12;NKG2D：自然杀伤细胞2族成员D;NCR：自然细胞毒性受体;2B4：CD244;PD-1：程序性死亡受体1;CTLA4：细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4;TIGIT：T细胞免疫球蛋白和ITIM结构域;VEGF：血管内皮生长因子;MCP-1：单核细胞趋化蛋白1;CXCL12：基质细胞衍生因子12;RANK：核因子κB受体激活因子;iNOS：诱导型一氧化氮合酶;ARG1：精氨酸酶1;ROS：活性氧自由基;Bcl-xL：重组人B淋巴细胞淋巴瘤因子2xL;Mcl-1：骨髓细胞白血病序列1

单克隆免疫球蛋白病的治疗根据疾病类型和状态有所不同,基础治疗药物包括免疫调节剂沙利度胺和来那度胺、蛋白酶体抑制剂硼替佐米、地塞米松和CD38单抗。免疫调节剂可促进肿瘤细胞凋亡,增加Th1细胞分泌INF-γ 和 IL-2,增加CD4+T细胞和CD8+T细胞IL-10分泌,埃罗妥珠单抗靶向SLAMF7,均可提高NK细胞杀伤肿瘤的活性[31]。CD38单抗的治疗也可减少MDSC、Treg、Breg细胞数量,增加细胞毒性免疫细胞的数量,增加无进展生存期。此外,基于变异的浆细胞与M2巨噬细胞的受配体CXCR4/CXCR12,有临床前试验证实,CXCR4单抗乌洛鲁单抗以及一种靶向抑制CXCR12信号通路的核酸受配体药物可抑制MM细胞[32]。PD-1、TIGIT1及CTLA-4均为重要的免疫检查点蛋白,这些蛋白的高表达可抑制T细胞功能,针对这类蛋白的抗体在各类肿瘤的治疗中均有研究。抗IL17A单抗与PD-1单抗也被用于联合治疗复发型MM。PD-1单抗联合泊马度胺对稳定的MM患者的维持作用得到临床试验验证,但这类组合易产生自身免疫性心肌炎[33]。此外,也有基于TIGIT1抑制Treg活性及抑制T细胞和树突状细胞相互作用的药物临床研究,多个研究证实了移植后该单药治疗的可行性及有效性[34]。一项二期临床研究证明,一种PD-1单抗纳武单抗联合伊匹单抗(CTLA-4阻滞剂,抑制Treg)在高危的接受骨髓移植的MM患者中有较好的疗效[35]。

来源：肾脏病与透析肾移植杂志订阅号