CpG-ODN在过敏性疾病治疗中的应用

张影，黄钰

作者单位：102629 北京，中国食品药品检定研究院，国家卫生健康委员会生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室

近年来，由IgE介导的过敏性疾病发病率逐年提高，成为威胁人类健康的重要疾病之一。同时，世界变态反应性疾病状况报告指出，由于卫生保健资源并未随变态反应性疾病发病率的上升而增加，因此全球范围内抗变应性疾病药物需求量越发迫切。CpG 寡聚脱氧核苷酸链(oligodeoxynucleotides containing CpG motifs，CpG-ODN)是一种人工合成含非甲基化胞嘧啶和鸟嘌呤二核酸的寡聚脱氧核苷酸序列。20世纪80年代学者研究发现，细菌、病毒和无脊椎动物的DNA中，广泛存在着非甲基化的CpG二核苷酸片段，可以激活机体固有免疫系统。随着对人工合成寡聚脱氧核苷酸研究的深入，人们发现CpG-ODN能够模拟天然CpG DNA的免疫刺激活性，有效增强免疫细胞的活性和促进多种细胞因子分泌，并诱导Th1型免疫应答，从而抑制过敏性疾病的发展，控制或缓解过敏性疾病的症状，改善患者预后。

支气管哮喘是一种常见的气道慢性炎症性疾病，主要表现为气道高反应性增加，出现广泛多变的可逆性气流受限，并引起反复发作性喘息、气急、胸闷或咳嗽等症状。过敏是诱发哮喘的重要因素，其发病由多种细胞(如淋巴细胞、肥大细胞、嗜酸性粒细胞和气道上皮细胞等)和细胞组分(细胞因子、趋化因子和炎性介质等)参与，其中T 淋巴细胞及其分泌的多种细胞因子在哮喘发病过程中起重要作用，表现为Th1/Th2细胞功能失衡且Th2型免疫反应占优势。大量研究表明CpG-ODN与TLR- 9结合，激发一系列细胞因子和趋化因子，诱导Th1型优势免疫反应，调节Th1/Th2平衡，从而达到防治哮喘的目的。

有研究者用OVA致敏C57BL/6小鼠构建支气管哮喘模型，每次激发前1 h向小鼠腹膜内注射30 μg CpG-ODN进行治疗，实验结果表明CpG-ODN治疗组小鼠气道中炎症细胞浸润、杯状细胞增生和肺组织中Th2型细胞因子表达被显著抑制。据报道，吸入变应原会触发内质网应激(ER stress)并引起内质网稳态失调，OVA暴露还会增加肺组织中ER stress相关标志物CHOP、XBP1、ATF6α和GRP78蛋白的表达，而CpG-ODN干预能够显著下调OVA诱导的ER stress标志物表达。此外，ER stress往往伴随着MAPK的激活并引起下游JNK磷酸化，而JNK磷酸化与组织炎症和促炎因子的产生关系密切，后续研究还证实，OVA处理能诱导JNK发生磷酸化，而CpG-ODN干预能够抑制JNK磷酸化。以上结果表明CpG-ODN通过抑制ER stress减轻OVA诱导的过敏性气道炎症，机制上可能与CpG-ODN对JNK信号的抑制作用有关。

变应性鼻炎(allergic rhinitis，AR)是指特应性个体接触变应原后，由IgE介导的介质(例如组织胺、前列腺素和P物质等)释放，并由多种免疫活性细胞和细胞因子等参与的鼻黏膜非感染性炎症反应。有研究者采用CpG-ODN对OVA致敏的BALB/c小鼠过敏性鼻炎模型进行滴鼻治疗，每周3次，连续治疗3周，治疗结束后经OVA再次激发，并统计了小鼠挠鼻和喷嚏次数，观察鼻粘膜组织损伤情况，并检测相关细胞因子及特异性抗体的表达水平。行为学研究结果表明，与AR组相比，CpG-ODN治疗后可以显著减少小鼠挠鼻和打喷嚏的次数；病理结果显示CpG-ODN可以缓解嗜酸性粒细胞浸润导致的鼻黏膜损害，并且可以降低肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞的数量；CpG-ODN干预组小鼠脾淋巴细胞上清Th2型细胞因子(IL- 4，IL- 5)分泌水平显著降低，同时OVA特异性IgE水平也有所降低；但是皮内给药组的上述指标无显著改变，表明经鼻腔黏膜给予CpG-ODN对变应性鼻炎小鼠模型具有良好的治疗作用，提示CpG-ODN可开发为一种用于治疗AR的新型鼻喷雾剂。

特应性皮炎 (atopic dermatitis，AD)，又称特应性湿疹，是一种常见的以反复发作、皮损多形性、皮肤干燥和剧烈瘙痒等为基本临床特征的慢性炎症性皮肤疾病，在AD急性期，皮损中Th2细胞占据优势，分泌大量IL- 4、IL- 13，促使B细胞产生IgE，并在粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的帮助下合成IL- 5，使嗜酸性粒细胞增加；而在慢性缓解期则转为以产生IFN-γ为主导的的Th1型免疫反应。Ham等研究了CpG-ODN对AD的防治作用，利用OVA腹腔注射致敏，建立小鼠AD模型，治疗组在致敏前静脉注射CpG-ODN。结果表明 CpG-ODN的干预减少了OVA诱导的表皮增生和效应细胞的浸润，并且呈现剂量依赖效应。此外CpG-ODN的干预还可以降低脾细胞培养上清中OVA特异性IL- 4水平，同样也降低了血清中OVA特异性IgE水平。机制上，CpG-ODN可能是通过抑制B细胞中Smad7的表达，从而激活TGF-β 信号抑制IgE合成而预防过敏反应。

总之，CpG-ODN作为一种新型免疫调节剂，可以通过复杂的免疫调节网络调控Th1/Th2亚群比例的平衡，为防治过敏性疾病提供了一条新的途径，但其具体的免疫作用分子机制有待进一步阐明。