作者：陈晓钦，李俊阳，李幼瑾,福建医科大学妇儿临床医学院福建省儿童医院(上海儿童医学中心福建医院)儿内科，上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心耳鼻咽喉科

1879年由PaulEhrlich首次发现并描述了嗜碱性粒细胞[1],嗜碱性粒细胞含有独特的胞质颗粒,这些颗粒可以用碱性染料(如甲苯胺蓝)染色,在人和小鼠的外周血白细胞中,嗜碱性粒细胞的含量不到1%[2]。它们的理化性质与其他血细胞相似。嗜碱性粒细胞具有高亲和力免疫球蛋白E受体a(high-affinityimmunoglobulin E receptor, FcεRIa),当结合在FcεRIa的免疫球蛋白E(immunoglobulinE,IgE)与相应的抗原结合时,会发生交联并释放多种细胞介质。成熟的嗜碱性粒细胞主要存在于外周血中,只有出现炎症时才迁移到组织中,嗜碱性粒细胞的生长发育受细胞因子的调控,如,白细胞介素3(interleukin-3,IL-3)和IL-5能够促进其生长发育[3]。活化后的嗜碱性粒细胞对过敏性疾病发生和发展具有重要的病理作用。对嗜碱性粒细胞活化的鉴定有助于进一步了解其在临床上的应用并开发靶向治疗药物,以缓解和控制过敏性疾病。

1　嗜碱性粒细胞的生物学特性

1.1　嗜碱性粒细胞的生长发育嗜碱性粒细胞在骨髓中发育成熟,由骨髓中的CD34+ 造 血干细胞(hematopoieticstem cells, HSCs)分化而来,其可能的发育途径为CD34+ HSCs在骨髓中依次发育为共同髓系祖细胞、粒-单核细胞祖细胞、嗜碱性粒细胞前体和肥大细胞祖细胞(pro-basophiland mastcellprogenitors,proBMPs),pro-BMPs分化为嗜碱性粒细胞和肥大细胞(mastcell,MC)的前体细胞(pre-basophiland mastcellprogenitors,pre-BMPs),pre-BMPs再分化为嗜碱性粒细胞祖细胞(basophilprogenitors, BaPs)和 MC祖细胞,最后分别发育为成熟的嗜碱性粒细胞和MC[4-5]。Park等[4]对小鼠嗜碱性粒细胞的发育研究发现了一个介于嗜碱性粒细胞祖细胞和成熟嗜碱性粒细胞之间的细胞群体,且与BaPs具有相似增殖能力,称为移行性嗜碱性粒细胞。成熟的嗜碱性粒细胞随着血液循环从骨髓运输到外周血中。在稳态条件下,嗜碱性粒细胞主要在外周血中循环,当机体出现各种炎症性疾病(包括过敏性炎症)时才迁移到炎症组织中[6-7]。嗜碱性粒细胞的生长发育受细胞因子的调节,IL-3是嗜碱性粒细胞主要生长和分化因子,IL-5、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子等细胞因子通过与嗜碱性粒细胞表面的受体结合,激活下游通路,如Janus激酶-信号转导和转录激活因子、丝裂原活化蛋白激酶信号通路和磷脂酰肌醇3-激酶和AKT/蛋白激酶B信号通路,从而促进嗜碱性粒细胞的生长、分化和功能激活[8-11]。

1.2　嗜碱性粒细胞的活化嗜碱性粒细胞活化是指IgE或抗原与嗜碱性粒细胞表面的受体交联后诱导嗜碱性粒细胞脱颗粒并释放预先形成的介质,包括组胺、IL-4、IL-13、白三烯和血小板活化因子,促进炎性介质的从头合成及生长因子、细胞因子和趋化因子的产生,进而参与过敏性疾病的发生[12-13]。嗜碱性粒细胞可以通过不同的方式被激活,根据是否有膜结合的FcεRI的交联参与,其活化途径分为IgE依赖性和非IgE依赖性两大类。IgE依赖性即特异性IgE/ FcεRI依赖的激活和脱颗粒主要通过(糖)蛋白过敏原、药物等化学物质以及针对FcεRI受体或膜结合IgE的自身抗体发生。非IgE依赖性又称非特异性激活,独立于IgE/FcεRI复合物的交联,主要通过内源性(如细胞因子、过敏毒素、趋化因子、神经肽)或外源性(如病原体相关分子模式)物质的受体参与[14]。嗜碱性粒细胞活化受多种细胞因子的调控,如IL-33、Toll样受体、N-甲酰基肽受体和A549相关凝集素等可诱导嗜碱性粒细胞的活化。此外,嗜碱性粒细胞表面亦存在抑制嗜碱性粒细胞活化的受体,如CD200R、唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素-8、唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素-7和大麻素受体等[15]。嗜碱性粒细胞活化后分泌的介质对机体的免疫功能具有调节作用。嗜碱性粒细胞释放的组胺可引起血管通透性增加、平滑肌收缩和内皮细胞释放前列腺素等反应,组胺也可通过调节细胞因子的生成发挥免疫调节作用,从而介导Th1和Th2反应[16]。嗜碱性粒细胞分泌的IL-4可促进CD4+T细胞向Th2细胞亚群的分化,此外,IL-4可促进表皮抗原过敏和IgE介导的食物过敏[17]。嗜碱性粒细胞分泌的IL-13能够激活巨噬细胞,激活的巨噬细胞产生IL-10抗炎因子抑制自然杀伤细胞、T细胞的炎症和活性从而表现出抗炎特性[18]。

2　嗜碱性粒细胞的临床应用价值

2.1　嗜碱性粒细胞在过敏性疾病中的作用

过敏性反应是一种快速发作、可能危及生命的变态反应性疾病,是由于暴露在过敏原后嗜碱性粒细胞和肥大细胞释放血管活性物质所引起,包括食物过敏、过敏性鼻炎、哮喘、特应性皮炎等[19-20]。当组织出现炎症时,其浸润的嗜碱性粒细胞通过IgE依赖性或IgE非依赖性途径激活,分泌各种介质,从而调节各种免疫反应,如嗜碱性粒细胞来源的IL-4在过敏反应中发挥多种作用,包括增强嗜酸性粒细胞的浸润、M2巨噬细胞的生成和Th2细胞的分化;此外,嗜碱性粒细胞衍生的丝氨酸蛋白酶有助于炎性细胞的浸润[21]。

2.2　嗜碱性粒细胞活化试验

2.2.1　BAT试验原理　嗜碱性粒细胞活化试验(basophilactivationtest,BAT)是一种功能性试验,可通过流式细胞术对嗜碱性粒细胞在过敏原或对照物刺激后细胞膜上不同活化或脱颗粒标志物的量或细胞内活化蛋白进行鉴定和定量[10,14]。嗜碱性粒细胞在遇到特定的致敏原并使表面FcεRI结合的IgE抗体交联时,可上调细胞表面标志物的表达,如CD63、CD203c,通过使用特异性单克隆抗体进行多色流式细胞术检测可以评估嗜碱性粒细胞表面活化标志物的表达[22]。嗜碱性粒细胞活化的表面标志物逐渐被发现,最常用的是CD63、CD203c和 CD69,此外还包括CCR3+、CD123+/ HLADR-、CRTH2+、CD193+等[23]。基于嗜碱性粒细胞活化的体外细胞试验还包括主动和被动嗜碱性粒细胞组胺释放试验(activeandpassivebasophilhistamine-releasessays,aBHRA andpBHRA),aBHRA是指将活化嗜碱性粒细胞释放的组胺与固相玻璃纤维结合后,反复洗涤结合物将其余的成分洗去,再通过调节pH值将结合在固相中的组胺洗脱,然后加入邻苯二甲醛形成复合物后通过荧光法定量测量组胺释放量,pBHRA是一个经过轻微修改的检测方法,将来自健康供体的嗜碱性粒细胞的IgE去除后,用患者的血清来致敏,然后对组胺的释放量进行定量[24-25]。此外,还可通过对外化基质颗粒染色技术对嗜碱性粒细胞活化进行鉴定,该技术用阳离子荧光亲和素探针对嗜碱性颗粒基质外化的阴离子蛋白聚糖进行染色,进而评估嗜碱性粒细胞的活化[22]。

2.2.2　BAT临床应用　BAT对基础研究、临床研究和临床诊断具有重要作用[26]。在临床诊断中,BAT既可作为诊断的生物标志物,也可作为治疗临床反应的生物标志物。BAT可用于诊断食物过敏、药物过敏,还可用于监测过敏性输血反应、食物过敏的缓解,并预测和监测免疫调节治疗(如过敏原特异性免疫疗法和生物制剂)的临床反应[27]。食物过敏常用的诊断方法包括皮肤点刺试验(skinpricktest,SPT)、特异性IgE(specificIgE, sIgE)检测和口服食物激发试验(oralfoodhallenge,OFC),BAT作为体外试验,可以有效地避免这些试验可能引起的不良反应[27]。SPT和sIgE的敏感性较高,但其特异性低,而BAT在食物过敏中的特异性较高[28];例如BAT在诊断烤鸡蛋过敏时的特异性可达74%,远高于sIgE的35% [29]。对于花生过敏,BAT的诊断特异性可达96%,敏感性为86%[30],还可区分出过敏和耐受的个体;BAT还可以减少疑似IgE介导的牛奶过敏儿童进行口服食物激发试验的需求,并且能够指导牛奶过敏儿童重新食用牛奶的时间[31-32]。对于罕见食物过敏,如α-半乳糖综合征,BAT可以鉴别临床上有症状和无症状的患者;通过使用水解蛋白和ω-5麦醇蛋白,BAT能够有效诊断水解小麦蛋白依赖性运动诱发过敏(即运动性诱发的小麦过敏)的亚型和传统水解小麦蛋白依赖性运动诱发过敏[32]。BAT还可以反映食物过敏的严重程度[33],是免疫治疗耐受性的生物标志物,在食物过敏原免疫治疗中将会是一个安全有效的监测工具[34]。BAT等体外诊断方法在药物过敏反应中逐渐受到关注并应用于临床[35],为临床医生和实验室提供了安全的诊断方法[36]。研究发现,BAT对神经肌肉阻滞剂、β-内酰胺类抗生素和氟喹诺酮类抗生素的超敏反应具有良好的预测效果,有助于准确诊断和管理[14,37]。BAT在检测恶性肿瘤化疗药物的超敏反应中也发挥重要作用[38]。对COVID-19 mRNA疫苗接种者的研究表明,BAT能够以60%的敏感性和100%的特异性识别对聚乙二醇过敏的患者[39]。此外,BAT还可用于监测脱敏治疗效果并预测不良事件[14]。在阿莫西林引发的IgE介导的超敏反应中,BAT的特异性高达90%~95%,但敏感性仅为20%~55%。通过加入脂多糖,其敏感性可增高,能检测出约47%的常规BAT诊断为阴性的阿莫西林过敏的患者。因此,将脂多糖添加到BAT中可能是一种用于检测抗生素过敏的诊断策略,并指出在嗜碱性粒细胞对病原受体刺激的反应中激活标志物上调的差异[40]。输血治疗是目前临床治疗中常用的方法,是抢救生命和治疗疾病的重要手段之一,但也存在各种风险[41]。输血反应是指在输血过程中发生的不良事件,严重时可危及生命。过敏性输血反应是最常见的一种,其机制尚不明确[42]。目前主要认为是由肥大细胞和嗜碱性粒细胞介导[43]。研究表明, BAT可以用作功能性交叉试验,用于检测输血反应和输血之间的因果关系[42]。Akiki等[44]的研究显示,BAT与皮肤点刺试验在预防慢性输血中的过敏性输血反应具有良好的阴性预测价值,能在一定程度上预防过敏性输血反应。

2.2.3　治疗靶点　嗜碱性粒细胞在过敏性疾病中作用的研究促进了相关靶向治疗的发展。奥马珠单抗与嗜碱性粒细胞表面的FcεRI结合,可阻止IgE与嗜碱性粒细胞上的FcεRI的相互作用[45],临床上常用于治疗重度过敏性哮喘,近年来,研究发现其对慢性自发性荨麻疹也有一定的治疗效果[46]。贝纳利珠单抗不仅可降低嗜酸性粒细胞相关性哮喘患者的嗜酸性粒细胞的数量,还可降低嗜碱性粒细胞的比例和活化,是唯一直接影响嗜碱性粒细胞的生物制剂[47]。地氯雷他定、西替利嗪等抗组胺药物可与组胺受体结合从而抑制内源性配体组胺的作用和活性,能够有效缓解过敏症状[48]。

3　未来与展望

嗜碱性粒细胞在过敏性疾病中的重要性日益显现。深入研究嗜碱性粒细胞的发育机制和在过敏反应中的作用,不仅有助于理解过敏性疾病的病理机制,还能为开发新的治疗策略提供理论基础。未来的研究应进一步探索嗜碱性粒细胞与其他免疫细胞的相互作用,以及基因和环境因素在嗜碱性粒细胞功能调控中的作用。嗜碱性粒细胞活化试验的研究正朝着高通量、精准化和多维度的方向发展。未来的研究应进一步探索其在免疫调节中的作用,开发新的治疗靶点和诊断方法。同时,随着单细胞测序技术的发展,我们有望揭示嗜碱性粒细胞在不同疾病状态下的异质性和动态变化

参考文献略。

来源：陈晓钦,李俊阳,李幼瑾.嗜碱性粒细胞活化及临床诊断的研究进展[J].临床血液学杂志,2025,38(4):322-326.

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