细胞粘附分子与炎症性肠病

费保莹综述 邓长生 朱尤庆审校  国外医学消化系疾病分册1999年第19卷第1期

　　摘要 细胞粘附分子是一大类位于细胞膜表面的糖蛋白分子，在机体免疫和炎症反应等过程中发挥重要作用。本文重点介绍其结构分类、在正常肠组织和炎症性肠病中的表达和调节、抗粘附分子单克隆抗体在临床上的应用。

　　炎症性肠病（IBD）是一种病因未明的疾病，包括克隆病（CD）和溃疡性结肠炎（UC）。其发病机制涉及多方面的因素，包括遗传、免疫、感染、精神等。近已发现，细胞粘附分子与它有着极为密切的关系。本文就此方面作一综述。

　　1 细胞粘附分子的分类、结构和功能

　　细胞粘附分子（CAMS）按其性质可分为五大类，它们分别为：

　　（1）免疫球蛋白家族 研究较多的有ICAM-1、VCAM-2、CD2、CD3和C28等。在T细胞与APC、CTL与靶细胞以及活化T细胞与血管内皮细胞等识别、粘附及作用过程中起着重要作用。

　　（2）选择素家族 包括三个组分：①L-选择素，主要分布在白细胞；②P-选择素，主要分布在内皮细胞及血小板；③E-选择素，主要分布在内皮细胞。它们主要参与细胞间选择性识别、粘附，并在淋巴细胞归巢、炎症部位白细胞移动、肿瘤浸润转移以及血栓形成等方面起重要作用。

　　（3）整合素家族 均为α、β两条链组成的异源双体。因β链不同而分为多个亚族：①β1亚群，又称VLA（极晚期活化抗原），主要分布在T、B及单核细胞上；②β2亚群，主要分布在白细胞上，包括淋巴细胞上的CD11a/CD18和单核细胞、粒细胞上的Mac-1(CD11b/CD18)及 gP150,95(CD11c/CD18)；③β3亚群又称细胞粘附素，主要在血小板和Mφ上表达；④β4亚群，主要在上皮细胞上表达。整合素家族和免疫球蛋白家族的部分成员互为配体-受体，如ICAM-1/LFA-1、VCAM-1/VLA-4等。其主要功能参与免疫细胞的粘附作用、调节形态发生过程、参与伤口修复以及血栓形成。

　　（4）钙离子依赖性家族 迄今已发现四种异型分子：E型、N型、P型、L型，在调节机体形态、发生过程和维持成人组织的结构完整性方面具有重要作用[1]。

　　（5）其他细胞粘附分子 CD44是尚未分类的重要细胞粘附分子。按其分子量不同可分为三类：①80～90kD类（CD44H，CD44S），广泛分布于各种血细胞（尤其是淋巴细胞）和多种间质细胞表面；②110～160kD类，主要表达于上皮细胞；③大于180kD类，此类分子表达量较少。它不仅参与炎症反应和淋巴组织归巢，促进T、B细胞分化以及T细胞活化，而且某些CD44拼接变异体的表达与肿瘤的进展和转移有关[2]。

　　2细胞粘附分子在肠组织的表达和调控

　　正常肠组织ICAM-1通常低水平表达于血管内皮细胞、肠粘膜固有层和淋巴结中的单核巨噬细胞；VCAM-1主要分布于内皮细胞和单核/巨噬细胞；E-选择素通常在正常肠粘膜中不表达；P-选择素少量、散在分布于各层肠壁的微静脉的内皮细胞上；正常肠组织上皮细胞可表达VLA-2、VLA-3、VLA-6，血管内皮细胞可表达VLA-1、VLA-3、VLA-5、VLA-6，隐窝周围细胞和绒毛平滑肌纤维可呈现VLA-2+、VLA-4+；E-钙粘附分子能强烈而均衡表达于正常肠组织上皮细胞上。CD44H可出现在正常肠组织的T淋巴细胞、巨噬细胞和十二指肠的Brunner腺体，Fox等使用免疫组化方法在正常十二指肠组织检出CD44V6（Ep）[3]。

　　在IBD肠组织中，ICAM-1表达和分布明显增加，且与组织的炎症程度密切相关；VCAM-1表达与正常对照组无多大差别；E-选择素高水平表达于活动性炎症粘膜内皮细胞上；P-选择素在活动性炎症部位中的静脉、微静脉和毛细血管染色明显增加[4]；LFA-1+和VAL-4+单核细胞和Mac-1+粒细胞在IBD肠组织中也大量增加[5]。E-钙粘附分子在IBD肠组织中表达与正常对照组类似，但在部分“溃疡相关细胞谱系（ulcer associated cell lineage）”的上皮细胞中显示相当低的表达[6]。CD44在UC和CD肠组织表达增强，但CD44V3和CD44V6在这两种疾病中表达有无明显的不同说法不一，尚需进一步探讨[7-9]。

　　很多证据和资料显示了粘附分子在炎症部位的异常表达，那么在邻近炎症的正常组织中粘附分子表达又如何？Schurmann等[10]用免疫电镜定量分析44例IBD病人邻近炎症部位2cm～4cm的正常肠组织（组织学上无炎症浸润迹象）。结果显示，在CD病人中肠粘膜和粘膜下层的PECAM-1阳性内皮细胞明显增加。LFA-1在UC、CD病人中表达尽管没达到统计学上的意义，但其在固有层细胞表达超过了对照组将近20%。这些粘附分子的异常表达促进IBD的早期病变（邻近炎症部位的正常肠组织）的发生、发展。

　　细胞粘附分子在肠组织的表达受多种细胞因子调节。很多资料已显示，肿瘤坏死因子α、干扰素γ和白介素能促进粘附分子的表达[11,12]，而且某些粘附分子在UC和CD中调控程度有所不同，这可能反映了两种疾病炎症细胞浸润或组织病理学上的差异[13]。

　　3细胞粘附分子在炎症性肠病发病机制中的作用

　　UC和CD都是肠道炎性疾病，白细胞浸润到肠壁是IBD的明显标志。粘附分子在炎症细胞的浸润、肠组织炎症形成中起着重要作用。3.1 选择素介导白细胞与内皮细胞间的微弱粘附

　　在组织损伤后数分钟内，血管内循环的白细胞表达L-选择素，血管内皮细胞被激活后表达P和E-选择素，在血流状态下，内皮细胞P和E-选择素与白细胞相应配体结合后，使血管内快速流动的白细胞运动减慢，这是一个短暂、可逆的过程。

　　3.2 白细胞与内皮细胞之间的稳定粘附

　　由于白细胞沿内皮做滚动运动，可诱导内皮细胞上其他粘附分子的表达，如CD31和CD44等。他们与白细胞相应受体结合，从而使白细胞与内皮细胞互为配体-受体的其他粘附分子相互结合，如IFA-1/ICAM-1、LFA-1/ICAM-2、Mac-1/ICAM-1、VLA-4/VCAM-1等。这样导致白细胞与内皮细胞的稳定粘附，致使特定的细胞亚群定位于此处。

　　3.3 由免疫球蛋白超家族成员PECAM-1介导白细胞穿过内皮向炎症部位移行

　　当白细胞与内皮细胞牢固粘附后，在梯度分布的PECAM-1介导下，穿过内皮连接处。实验证明，抗PECAM-1的单克隆抗体或重组的可溶性PECAM-1可阻止70%~ 90%的白细胞穿过内皮。应用光镜和电镜观察显示，被阻止穿过内皮的白细胞仍然与内皮细胞表面牢固结合，并精确定位于内皮细胞连接处上方[14]。穿过内皮的白细胞通过其表面受体VLA-4与细胞外基质成分，如层粘连蛋白、纤维粘连蛋白及胶原结合，进入炎症组织。

　　4抗细胞粘附分子单克隆抗体在炎症性肠病中的研究前景

　　抗ICAM-1抗体能有效地抑制白细胞与上皮细胞的粘附，从而减轻炎症程度。Wong等[15]对乙酸诱发的IBD小鼠给予抗ICAM-1抗体。7天后，小鼠肠上皮细胞破坏程度减轻，白细胞浸润减少，远端结肠与全身体重之比下降，髓过氧化物酶活性降低2倍，超氧化物减少将近85%。抗CD11b/CD18和抗E-选择素单克隆抗体能明显地减少粘附的白细胞数目和白细胞迁移，同时使红细胞滚动速率增加[16]。

　　在自发诱导的慢性结肠炎动物模型中，肌注抗VLA-4（α4β1）整合素单克隆抗体HP1/2。结果发现，实验组急性炎症活性平均指数从1.6±0.3降到0.2±0.1。对照组注射安慰剂，指数从1.8±0.5变为1.2±0.2(P＜0.01)[17]。α4β7的整合素单克隆抗体ACT-1免疫治疗，不仅使动物腹泻症状完全缓解，而且也减少了不表达或微弱表达α4β7的中性粒细胞（40%～50%）和巨噬细胞（30%～45%）[18]。

　　阻断IBD发病机制中的粘附过程，减缓疾病的发生、发展，使之成为临床预防和治疗的一个有效手段，正越来越引起人们的关注，不少学者在此方面作出努力和尝试。

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