过敏原脱敏疗法的分子机制
-特异性IgE受体(FcεRI)是一个四聚体受体,由α链、β链和两条γ链组成。
-当特异性IgE与受体结合时,β链和γ链发生构象变化,导致受体内在ITAM(免疫受体酪氨酸激活基序)的磷酸化。
-磷酸化的ITAMs充当信号转导平台,募集并活化酪氨酸激酶,触发级联信号转导事件。
-FcεRI信号转导激活磷脂酰肌醇3激酶(PI3K),进而激活蛋白激酶B(PKB),导致介质细胞脱粒的增强。
-核因子κB(NF-κB)转录因子也被激活,调控细胞因子和趋化因子的表达,促进介质细胞脱粒。
-MAP激酶信号通路通过调节细胞骨架的重组和脱粒相关蛋白的磷酸化,在介质细胞脱粒中发挥作用。
过敏原特异性免疫球蛋白E(IgE)释放介质细胞,即肥大细胞和嗜碱性粒细胞,是过敏性反应的效应细胞。当过敏原与其特异性表面结合的IgE受体(FcεRI)相互作用时,会触发这些细胞释放介质。
*含有丰富的颗粒,其中包含多种预先形成的介质,包括:组胺、三酰甘油酶、白三烯、前列腺素和细胞因子。
*颗粒比肥大细胞较小,含有较少数量的介质,包括:组胺、三酰甘油酶、白三烯和细胞因子。
1.过敏原与IgE结合:当过敏原(抗原)与其特异性IgE受体结合时,会形成多价免疫复合物。
2.FcεRI交联:多个免疫复合物交联FcεRI,导致受体聚集和信号转导。
3.信号转导:FcεRI信号通过多种途径,包括酪氨酸激酶、钙离子内流和蛋白激酶C激活,从而促进细胞活化。
过敏原脱敏疗法通过反复接触低剂量的过敏原,诱导机体对过敏原产生耐受,从而减轻过敏性反应。
在脱敏疗法过程中,过敏原特异性IgE释放介质细胞被反复刺激释放介质,从而消耗其颗粒储备。此外,脱敏疗法还促进调节性免疫细胞(如Th2、Th1和Treg细胞)的产生,从而抑制Th2细胞介导的过敏性反应。
当过敏原与肥大细胞表面的FcεRI受体结合时,会激活细胞内的信号通路,释放花生四烯酸释放因子(PAF)。PAF激活细胞磷脂酶A2(PLA2),将细胞膜上的磷脂酰胆碱水解,释放花生四烯酸。
花生四烯酸通过5-脂氧合酶途径代谢产生白三烯。5-脂氧合酶催化花生四烯酸氧化,生成不稳定的中间产物5-羟基过氧化花生四烯酸(5-HPETE)。5-HPETE进一步代谢生成白三烯A4(LTA4)、白三烯B4(LTB4)、白三烯C4(LTC4)、白三烯D4(LTD4)和白三烯E4(LTE4)。
*抑制5-脂氧合酶活性:脱敏疗法可通过抑制5-脂氧合酶活性,减少白三烯的生成。
*抑制白三烯受体:脱敏疗法可通过产生针对白三烯受体的抗体,阻断白三烯与受体的结合。
通过调节花生四烯酸和白三烯的途径,脱敏疗法可以减轻过敏原诱发的炎症反应,改善过敏症状。
2.过敏原与IgE抗体结合,触发肥大细胞和嗜碱性粒细胞脱颗粒,释放组胺。
3.组胺与细胞表面的组胺受体(H1和H2受体)结合,引起一系列生理效应,包括血管舒张、血管通透性增加和支气管收缩。
组胺是由肥大细胞和嗜碱性粒细胞释放的主要炎症介质,在过敏原脱敏疗法中发挥关键作用。过敏原暴露导致特异性IgE抗体与肥大细胞和嗜碱性粒细胞表面的FcεRI受体结合,触发一系列信号转导事件,最终导致这些细胞脱颗粒释放组胺。
*H1受体:引起平滑肌收缩(支气管、胃肠道),血管扩张,腺体分泌增加(鼻黏膜、泪腺)
组胺释放的另一个主要效应是引起血管舒张和渗出。组胺通过激活血管内皮细胞上的H1受体和H2受体,导致内皮细胞间隙增大和血管舒张。这增加了血浆和细胞成分向组织间质的渗出。
在过敏原脱敏疗法中,反复暴露于低剂量的过敏原会逐渐减少组胺释放和血管舒张与渗出的反应。这可能是由于以下机制:
*免疫耐受的诱导:重复暴露于过敏原会诱导T调节细胞,抑制Th2细胞介导的免疫反应。
* 抗体谱的改变:脱敏疗法会导致特异性IgG抗体水平升高,这些抗体与过敏原结合并阻止其与肥大细胞和嗜碱性粒细胞上的IgE抗体结合。
* 组织肥大细胞脱颗粒阈值的升高:脱敏疗法可能导致肥大细胞脱颗粒阈值的升高,需要更高的过敏原浓度才能触发释放。
组胺释放及血管舒张与渗出的抑制是过敏原脱敏疗法有效性的关键。通过减轻这些反应,脱敏疗法可以改善过敏症状,如鼻塞、流涕、支气管收缩和胃酸反流。
1. IgE受体介导的脱颗粒:肥大细胞表面表达高亲和力IgE受体(FcεRI),当IgE与变应原结合后,会触发FcεRI聚集,导致细胞内酪氨酸激酶Syk的活化,进而激活磷脂酶Cγ(PLCγ),水解磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)产生二酰甘油(DAG)和肌醇三磷酸(IP3)。DAG激活蛋白激酶C(PKC),IP3激活钙离子释放,导致细胞内钙离子浓度升高,促进肥大细胞脱颗粒。
2. 其他受体介导的脱颗粒:除IgE受体外,肥大细胞还表达其他受体,如FcγRII/III、TLR4、C5aR等,这些受体也可触发肥大细胞脱颗粒。信号转导通路与IgE受体介导的途径类似,涉及Syk、PLCγ、DAG/IP3和钙离子释放。
1. 细胞外钙离子内流:钙离子是肥大细胞脱颗粒的关键信号分子,在受体激活后,通过电压门控钙离子通道(VGCC)和受体操作钙离子通道(ROC)等途径,细胞外钙离子大量内流。
2. 细胞内钙离子库释放:肥大细胞内有丰富的钙离子库,如内质网(ER)和肌浆网(SR),受体激活后,GPCR和PLCγ共同作用,触发ER钙离子释放,补充细胞质钙离子池。
3. 钙离子泵和转运体:细胞内钙离子浓度需维持在动态平衡中,钙离子泵(如质膜钙离子泵和内质网钙离子泵)和转运体(如钠钙转换器)共同作用,清除细胞质钙离子,维持钙离子稳态。
1. 肌动蛋白聚合:肥大细胞脱颗粒需要细胞骨架的重塑,肌动蛋白聚合是其中的关键环节。受体激活后,RhoA激酶激活,磷酸化肌球蛋白轻链激酶(MLCK),促进肌球蛋白轻链磷酸化,导致肌动蛋白聚合,形成肌动蛋白骨架。
2. 微管解聚:肥大细胞脱颗粒也涉及微管的解聚,受体激活后,蛋白激酶A(PKA)激活,磷酸化微管相关蛋白tau蛋白,导致微管解聚,促进细胞骨架重塑。
1. 颗粒膜与质膜融合:肥大细胞脱颗粒的最终步骤是胞浆颗粒与质膜融合,释放颗粒内的介质。受体激活后,胞浆颗粒与质膜之间的距离缩短,胞浆颗粒膜上的SNARE蛋白与质膜上的v-SNARE蛋白相互作用,形成跨膜SNARE复合物,触发颗粒膜与质膜融合。
2. 膜融合调节因子:细胞内有许多膜融合调节因子,如MUNC13、钙依赖性蛋白激酶(CaMK)、Rab蛋白等,它们参与控制颗粒膜与质膜融合的过程。
1. 胞浆颗粒的生成和运输:胞浆颗粒在高尔基体中形成,通过顺式跨高尔基网络转运体(sGT)运输到跨-高尔基网络,再通过囊泡运输到细胞质。
2. 颗粒内容物的调节:胞浆颗粒中含有大量的炎症介质,如组胺、白三烯、蛋白酶等,受体激活可以调控这些内容物的合成、储存和释放。
肥大细胞是免疫系统的哨兵细胞,在变态反应中起着关键作用。肥大细胞含有丰富的颗粒,其中储存着各种炎性介质,如组胺、白三烯和前列腺素。肥大细胞脱颗粒是这些介质释放的过程,在过敏反应中发挥着至关重要的作用。
肥大细胞脱颗粒是一个受多种分子和信号通路精细调控的复杂过程。下文将详细介绍这些调控机制。
* FcεRI 交联:变应原结合到表面FcεRI 受体后,导致受体交联和激活。这会触发下游信号级联反应,包括 src激酶、Syk 激酶和 phospholipase C (PLC) 的激活。
* 非 IgE 介导的激活剂:包括 C3a、C5a、C48/80 和 PAF 等非 IgE 介导的激活剂也可激活肥大细胞,导致脱颗粒。
* 其他刺激:机械刺激、温度变化、酸碱变化等其他刺激也能诱导肥大细胞释放颗粒。
刺激性信号通路激活后,肥大细胞中会发生一系列细胞内信号事件,导致脱颗粒。这些事件包括:
* 钙离子内流:PLC 的激活导致肌醇(1,4,5)-三磷酸(IP3)的产生,IP3 结合到内质网上的 IP3 受体,导致钙离子从内质网流出,引起细胞内钙离子浓度升高。
* 蛋白激酶 C (PKC) 激活:钙离子内流和二酰基甘油(DAG)的产生导致 PKC 激活,PKC 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,可磷酸化多种靶蛋白。
* 蛋白激酶 A (PKA) 激活:细胞内 cAMP 水平升高可激活 PKA,PKA 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶,可磷酸化多种靶蛋白。
细胞内信号事件导致胞吐作用途径的激活,这是颗粒融合到质膜并释放其内容物的过程。胞吐作用途径涉及以下步骤:
* 颗粒与质膜接触:钙离子内流和 PKC 激活导致颗粒与质膜接触,使颗粒靠近融合反应所需的融合蛋白。
* SNARE 蛋白复合体的形成:可溶性 N-乙酰乙酰化 α-氨基烟碱受体 (v-SNARE) 和靶膜 SNARE (t-SNARE) 蛋白之间形成 SNARE 蛋白复合体,将颗粒与质膜连接起来。
* 膜融合:钙离子内流和 PKC 激活导致膜融合蛋白的激活,包括合体蛋白 (SNARE)、协同作用蛋白和囊泡相关膜蛋白 2 (VAMP2),导致颗粒与质膜融合并释放颗粒内容物。
* 脱颗粒抑制蛋白(DI):DI 是丝氨酸蛋白酶抑制剂,可抑制 PKC 活性,从而抑制肥大细胞脱颗粒。
* 脱颗粒促进蛋白(PP):PP 是 PKC 激活剂,可促进肥大细胞脱颗粒。
* FERM、ERM 和 KIND 蛋白:这些蛋白在颗粒与质膜接触和 SNARE 蛋白复合体的形成中发挥重要作用。
* 钙离子敏感性蛋白:钙离子敏感性蛋白如钙调蛋白和钙黏素,在钙离子内流后参与胞吐作用途径的调节。
除了刺激性信号通路、细胞内信号通路、胞吐作用途径和调节蛋白外,肥大细胞脱颗粒还受其他机制调节,包括:
* 膜脂质筏:膜脂质筏是富含胆固醇和鞘磷脂的膜微区,在颗粒与质膜接触和脱颗粒过程中发挥重要作用。
* 电压门控离子通道:电压门控钙离子通道和氯离子通道的激活有助于调节细胞内钙离子浓度和渗透压,影响脱颗粒。
* 负反馈机制:释放的组胺和白三烯等介质可通过自发性或异型性受体激活负反馈机制,抑制肥大细胞脱颗粒。
肥大细胞脱颗粒是变态反应中至关重要的过程。该过程受多种分子和信号通路精细调控,包括刺激性信号通路、细胞内信号通路、胞吐作用途径、调节蛋白和其他调节机制。理解这些调控机制对于开发控制过敏反应的治疗策略至关重要。
1. 树突状细胞(DC)是免疫系统中抗原提呈细胞,它们在脱敏疗法中起着至关重要的作用。
2. DC通过吞噬和降解过敏原,并将其抗原肽片段呈递给T细胞,从而启动免疫耐受。
3. 脱敏疗法通过反复暴露于过敏原,促进DC生成耐受性T细胞,从而降低过敏反应。
树突状细胞 (DC) 是专业抗原呈递细胞,在诱导和调节免疫反应中发挥着至关重要的作用。它们在过敏原脱敏疗法中扮演着双重角色,既可以诱导耐受,也可以促进免疫反应。
* 调节性 T 细胞生成:DC 能够产生调节性 T 细胞(Treg),这些 Treg 抑制免疫反应,从而诱导耐受。
* 细胞因子生成:DC 在调节性细胞因子(如 IL-10)和促炎细胞因子(如 IL-12)的产生中发挥作用,这些细胞因子影响 T 细胞反应的类型。
研究人员发现,在脱敏疗法中,DC 会诱导特定抗原的耐受,从而减少对该抗原的免疫反应。例如,在对花粉过敏的个体中,DC 会呈递花粉抗原,并诱导 Treg 生成,从而抑制对花粉的免疫反应。
虽然 DC 通常在耐受诱导中发挥作用,但它们也可以促进免疫反应。当 DC 暴露于高浓度的抗原时,它们会成熟并迁移到淋巴结,そこで它们呈递抗原并激活 T 细胞。这种活化可以导致 Th2 细胞的产生,这些 Th2 细胞介PG电子通信导过敏反应。
在脱敏疗法中,初始治疗剂量通常较低,以避免过度激活免疫系统。随着剂量的逐渐增加,DC 会迁移到淋巴结,并呈递越来越多的抗原。这可能导致 Th2 细胞活化和免疫反应的增强。
* 细胞因子:IL-4、IL-10 和 IL-12 等细胞因子可以影响 DC 的成熟和耐受或免疫反应的诱导。
* 受体配体:DC 表达多种受体,这些受体可以与抗原、病原体和细胞因子相互作用,从而影响它们的活性。
* 共刺激分子:CD80 和 CD86 等共刺激分子可以调节 DC 与 T 细胞的相互作用,从而影响免疫反应的类型。
在脱敏疗法中,通过改变 DC 的成熟和功能,可以优化耐受诱导并最小化免疫反应。例如,通过抗炎细胞因子的共给,可以增强 DC 诱导耐受的能力。
树突状细胞在过敏原脱敏疗法中发挥着复杂的作用。它们既可以诱导耐受,也可以促进免疫反应,这种双重作用取决于抗原剂量、细胞因子环境和 DC 的成熟状态。了解 DC 在脱敏中的作用对于优化治疗策略并改善过敏个体的预后至关重要。
1. 辅助性T细胞(Th细胞)在脱敏中起着至关重要的调节作用,主要包括Th1和Th2亚群。
2. Th1细胞主要分泌干扰素-γ(IFN-γ)和白细胞介素-2(IL-2),促进细胞介导的免疫应答,在慢性炎症中发挥作用。
3. Th2细胞主要分泌IL-4、IL-5和IL-13,促进B细胞增殖、IgE产生和嗜酸性粒细胞募集,在过敏性炎症中发挥作用。
在传统的脱敏反应中,辅助性T细胞2 (Th2) 亚群发挥着至关重要的作用。Th2 细胞通过分泌一系列细胞因子,包括白细胞介素 (IL)-4、IL-5 和 IL-13,来促进免疫球蛋白 E (IgE) 的产生和嗜酸性粒细胞的活化。
* IL-5 促进嗜酸性粒细胞的增殖、分化和激活,嗜酸性粒细胞释放的介质可以放大过敏反应。
* IL-13 增强 B 细胞的 IgE 转录和抗原呈递能力,从而进一步促进 IgE 产生。
Th1 细胞亚群通常与细胞介导免疫有关,但在脱敏中也发挥着调节作用。Th1 细胞通过分泌干扰素-γ (IFN-γ) 来抑制 Th2 细胞反应。
* IFN-γ 还促进免疫调节细胞因子(如 IL-10)的产生,进一步抑制 Th2 细胞反应。
近年来的研究表明,Th17 细胞亚群在脱敏中也具有重要作用。Th17 细胞通过分泌白细胞介素 17 (IL-17) 来促进中性粒细胞的募集和活化。
* IL-17 诱导中性粒细胞释放抗菌肽和细胞因子,增强宿主对感染的防御。
Treg 细胞在免疫耐受中发挥着至关重要的作用,在脱敏反应中也起着调节作用。Treg 细胞通过分泌白细胞介素 10 (IL-10) 和转化生长因子-β (TGF-β) 来抑制免疫反应。
* IL-10 抑制 Th1 和 Th2 细胞的活化,降低细胞因子产生和抗体水平。
* TGF-β 促进 Treg 细胞分化,同时抑制效应 T 细胞的增殖和分化。
这些 T 细胞亚群之间的平衡在脱敏过程中至关重要,失衡可能导致过敏反应加剧或免疫耐受。通过调节 T 细胞亚群的活性,脱敏疗法可以重置免疫系统,减轻过敏症状。
2. 这些细胞产生的促炎细胞因子减少,转而产生免疫调节细胞因子,如IL-10。
脱敏疗法通过重复给药逐渐增加患者对特定过敏原的耐受性,从而减轻过敏症状。其分子机制涉及免疫系统的多种适应性改变,包括:
* 调节性T细胞(Treg)诱导:脱敏疗法促进Treg细胞的产生和增殖。Treg细胞释放免疫抑制因子,如白细胞介素-10(IL-10)和转化生长因子-β(TGF-β),抑制其他效应T细胞的激活和增殖。
* 过敏原特异性T细胞失活:脱敏疗法诱导过敏原特异性T细胞失活。这些T细胞不再产生促炎细胞因子(如干扰素-γ和白细胞介素-4),从而减轻炎症反应。
* 细胞因子环境改变:脱敏疗法改变T细胞释放的细胞因子环境。它降低促炎细胞因子的产生(如干扰素-γ和白细胞介素-4),同时增加抗炎细胞因子的产生(如IL-10和TGF-β)。
* 阻断IgE抗体的产生:脱敏疗法抑制IgE抗体的产生。IgE抗体介导过敏反应,其减少有助于降低对过敏原的变应原反应性。
* 诱导IgG抗体的产生:脱敏疗法促进IgG抗体的产生。IgG抗体与过敏原结合,形成免疫复合物,使过敏原无法与IgE抗体结合,从而阻断变应原反应。
* B细胞凋亡:脱敏疗法诱导过敏原特异性B细胞凋亡。这些B细胞不再产生IgE抗体,进一步降低变应原反应的风险。
* 抗原递呈细胞(APC)成熟度的降低:脱敏疗法导致APC成熟度的降低,降低其刺激T细胞的能力。
* 过敏原结合肽的改变:脱敏疗法改变过敏原结合在MHC分子上的肽段,降低过敏原特异性T细胞的识别能力。
* 组胺释放减少:脱敏疗法减少嗜碱性粒细胞和肥大细胞释放组胺的量。组胺是过敏反应中主要的炎性介质之一。
* 免疫球蛋白E(IgE)受体下调:脱敏疗法导致IgE受体在嗜碱性粒细胞和肥大细胞上的下调。这降低了过敏原与这些细胞结合的能力,从而减少组胺释放。
综上所述,脱敏疗法通过多种分子机制诱导耐受,包括T细胞介导的、B细胞介导的、APC介导的以及其他机制。这些机制共同作用,减轻过敏反应,改善患者的生活质量。
过敏原脱敏疗法通过反复暴露患者于少量过敏原,逐渐降低其免疫系统的反应性。该疗法的分子机制涉及免疫球蛋白(Ig)E的阻断、细胞因子和介质的调节以及免疫耐受的诱导。不同脱敏方案的分子机制有差异,影响着其疗效和安全性。
传统脱敏疗法的分子机制主要基于IgE阻断。当过敏原进入体内后,会与IgE结合,激活肥大细胞和嗜碱性粒细胞,释放组胺等介质,引发过敏反应。脱敏疗法通过反复注射低剂量的过敏原,导致患者产生阻断性IgG抗体,与过敏原竞争性结合,抑制IgE介导的细胞活化。
脱敏疗法也会调节细胞因子和介质的产生。传统脱敏疗法可降低促炎细胞因子(如IL-4、IL-5、IL-13)的产生,同时增加抗炎细胞因子(如IL-10)的产生。这有助于减轻炎症反应,抑制过敏反应。
长期脱敏疗法可诱导免疫耐受,即免疫系统对过敏原的反应减弱或消失。脱敏疗法会导致树突状细胞的成熟和表型改变,促进Th1和Th2细胞之间的平衡,并增加调节性T细胞(Treg)的数量。这些机制有助于抑制过敏性炎症反应,并建立持久的免疫耐受。
SCIT是传统的脱敏疗法,通过皮下注射低剂量的过敏原。SCIT的分子机制主要涉及IgE阻断和细胞因子调节。反复的过敏原注射可诱导产生阻断性IgG抗体,抑制IgE介导的细胞活化,并调节细胞因子生产,从而减轻过敏症状。
SLIT是近年来兴起的脱敏疗法,通过舌下含服低剂量的过敏原。SLIT的分子机制比SCIT更为复杂,除了IgE阻断和细胞因子调节外,还涉及免疫耐受诱导。舌下粘膜中的树突状细胞可促进免疫耐受的建立,抑制Th2细胞反应,并增加Treg的数量。

