“滤泡辅助性T细胞-IL21-B细胞”轴在原发性胆汁性肝硬化发病机制中的作用

Primary biliary cirrhosis (PBC) is an autoimmune liver disease with the typical characteristic of abundant production of antimitochondrial antibodies (AMA) by B cells, however, the role of B cells and the critical cell subset or cytokine that regulate it in the pathogenesis of PBC is poorly understood. Previous work of our group demonstrated that the frequency of B cells in the liver and peripheral blood of PBC patients were significantly higher than that of health controls respevtively, and follicular helper T cells (Tfh) can facilitate antibody production by B cells through secreting IL-21. Based on the findings, we put forward the following hypothesis: In the setting of broken immune tolerance to autoantigen in biliary epithelial cells of PBC patients, the hyperactive Tfh cells secrete excessive IL-21 for the facilitation of B cells differentiate into plasma cells, and subsequently induction of AMA lead to the infiltration of lymphocytes in liver and the progressive damage of small bile ducts. By means of cross-sectional and longitudinal study cohort, and in combination with in vitro experiment and mice model of PBC, the current project was supposed to investigate the role of B cells and Tfh cells in the immunopathogenesis of PBC, and explore the regulatory mechanisms of Tfh cells and IL-21 on B cells.In addition, IL-21 pathway will be blocked to explore the therapeutic effect in PBC mice model. This study will help to clarify the role of "Tfh cells-IL21-B cells" axis in the pathogenesis of PBC, and provide theoretical evidence for the rational development of new immunotherapeutic strategies of PBC.

原发性胆汁性肝硬化（PBC）是一种以血清抗线粒体抗体（AMA）阳性为特征性表现的自身免疫性肝病，但是其产生来源的B细胞及相关的关键性调控细胞亚群和因子在PBC免疫发病机制中的作用有待阐明。本课题组前期工作发现PBC患者外周血和肝组织中B细胞的频数显著高于健康对照组，滤泡辅助性T（Tfh）细胞可通过分泌IL-21促进B细胞产生抗体。我们推测PBC患者胆小管上皮细胞自身抗原的免疫耐受被打破，异常活化的Tfh细胞产生大量的IL-21，促进B细胞分化为浆细胞产生AMA,导致肝内淋巴细胞浸润和胆小管进行性破坏。本项目拟通过横向和纵向队列探讨B细胞和Tfh细胞在PBC中的作用特点，结合体外实验和动物模型阐明Tfh细胞和IL-21对B细胞的调节作用，并探讨阻断IL-21通路对PBC疾病进展的影响。本研究有助于阐明Tfh细胞-IL21-B细胞轴在PBC免疫发病机制中的作用，为寻找治疗新靶点提供理论依据。

原发性胆汁性胆管炎（PBC）既往被称为原发性胆汁性肝硬化，其血清学特点是存在高滴度和高特异性的抗线粒体抗体（AMA）。熊去氧胆酸（UDCA）是目前批准用于PBC患者临床治疗的主要药物，既往研究表明治疗后的血清碱性磷酸酶、谷草转氨酶、胆红素和白蛋白水平可以预测患者的无肝移植生存率。目前普遍认为PBC患者在出现临床症状或生化学检查异常之前数年，血清中即可检测到AMA，但其在PBC中的临床意义以及产生机制尚不完全清楚。虽然PBC患者不存在整体免疫缺陷，但血清中存在大量免疫球蛋白表明其B细胞功能紊乱，其发生机制尚不清楚。本项目以横向人群，包括健康志愿者、PBC、自身免疫性肝炎和慢性乙肝患者，以及接受UDCA治疗的纵向PBC患者为对象，研究了不同亚型AMA滴度的变化、B细胞亚群频数、细胞因子微环境的作用及重要的辅助性T细胞的功能。研究结果发现UDCA治疗的PBC患者其血清IgG-AMA滴度显著下降，与患者生化学应答具有相关性。PBC患者外周血总CD19+ B细胞和浆母细胞的频数显著升高，同时PBC患者血清IL-21水平和肝内IL-21表达均显著增多，体外研究显示其能促进B细胞的增殖、STAT3磷酸化以及产生大量AMA，这表明IL-21在PBC患者B细胞功能紊乱中发挥重要的作用。值得注意的是，在重组线粒体抗原PDC-E2刺激下，PBC患者外周血中扩增和活化的CXCR5+CD4+T细胞能分泌大量IL-21，分选的CXCR5+CD4+T细胞与自身CD19+ B细胞共培养能促进B细胞产生AMA。另外，研究发现CXCR5+细胞的趋化因子CXCL13在PBC患者肝内汇管区周围表达增多，同时伴有CD4+、 CXCR5+、CD19+和 CD38+细胞浸润，这表明趋化因子CXCL13可促进CD19+ B细胞和CXCR5+CD4+T细胞在PBC患者肝内聚集，而CXCR5+CD4+T细胞则通过分泌IL-21促进CD19+ B细胞产生大量的AMA。这些研究结果提示IgG-AMA可能具有评估UDCA治疗反应的价值，更重要的是揭示了CXCL13和IL-21在PBC患者体液免疫紊乱的潜在作用机制，因此，通过本项目的系统研究，我们挖掘出了对疾病预测或治疗具有重要价值的生物标志物，为PBC患者的临床免疫治疗提供了潜在的靶点。