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骨髓衰竭症( bone marrow failure syndromes, BMFS)是一组源于造血干和(或)祖细胞损伤的骨髓衰竭疾病，累及血细胞一系或多系。临床可分为遗传性及获得性两类，获得性BMFS最常见，遗传性BMFS相对罕见。获得性BMFS又分为原发性及继发性两类，继发性BMFS主要指造血系统肿瘤、髓外肿瘤、骨髓浸润、放疗、化疗等因素引起的骨髓抑制，原发性BMFS主要包括再生障碍性贫血(AA)、免疫相关性血细胞减少症(IRH)、低增生阵发性睡眠性血红蛋白尿(PNH)、骨髓增生异常综合征(MDS)和意义未明的血细胞减少症(ICUS)等。本文讨论重点为AA及IRH，两者均属于免疫机制异常导致骨髓造血功能衰竭。AA主要的免疫发病机制为T细胞免疫异常，细胞毒T细胞(CTL)为主要的效应细胞，CTL通过细胞毒作用凋亡造血干祖细胞，导致全血细胞减少；而IRH主要的免疫发病机制为体液免疫异常，主要是B淋巴细胞数量及功能异常，进而产生抗骨髓未成熟造血细胞自身抗体，骨髓细胞膜抗体作为主要的效应分子破坏或抑制骨髓造血，最后引起血细胞减少。而PNH及MDS主要发病机制是源于造血干细胞质的异常，故本文未进行讨论。
目前公认AA是一种自身免疫性疾病，同时遗传因素也具有重要作用。推测具有遗传易感性的个体暴露在特点高危因素下(化学物质、药物、病毒或抗原等)，导致T细胞"免疫瀑布激活"，进而凋亡损伤骨髓造血细胞，引起正常造血功能衰竭，出现全血细胞减少及相应临床表现[1]。
近年来研究发现，AA患者髓样树突细胞(mDC)数量明显高于健康对照组，而淋系树突细胞(pDC)数量无明显差异，mDC/pDC比值明显增高，高表达共刺激分子CD86的活化mDC数量显著增多，免疫治疗后mDC数量及mDC/pDC比值均明显下降[2]。为了寻找激活AA患者mDC的抗原物质，Liu等[3]比较重型再生障碍性贫血(SAA)患者和健康对照组mDC蛋白质组学的差异，经蛋白质双向电泳比较发现有统计学差异的蛋白质点共41个，质谱分析后提示葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、丙酮酸激酶M2型及cofilin蛋白可能是引起mDC活化的物质，但上述蛋白在mDC中表达仍需进一步验证。
mDC激活后分泌大量Th1细胞启动因子白细胞介素(IL)-12，IL-12可诱导与Th0向Th1极化有关的转录因子T-bet表达，促进Th1细胞产生，导致Th1/Th2平衡向Th1偏移。Th1细胞相对增多伴随造血负调控因子干扰素(IFN)-γ、IL-2等分泌增加，刺激细胞毒性T淋巴细胞增殖，并诱导CD8＋HLA-DR＋T细胞中穿孔素、颗粒酶B、肿瘤坏死因子(TNF)-β及Fas/FasL mRNA表达增加，推测CD8＋HLA-DR＋效应T细胞通过上述功能分子凋亡损伤骨髓造血细胞[4]。刘晓等[5]通过研究进一步证实TNF-β能增强SAA患者CD8＋HLA-DR＋ T细胞诱导骨髓造血细胞凋亡的作用，且该凋亡作用呈浓度依赖性，而高浓度TNF-β还能促进CD8＋HLA-DR＋ T细胞分泌IFN-γ。T细胞激活连接蛋白(LAT)是跨膜接头蛋白，对T细胞功能具有重要作用。Sheng等[6]研究结果显示SAA患者外周血T细胞中，LAT蛋白、两种磷酸化LAT蛋白总和及相关分子表达水平明显升高，SAA患者LAT蛋白水平与CD8＋T细胞中穿孔素及颗粒酶水平呈正相关，抑制LAT可减少T细胞激活，LAT过表达则使T细胞激活增加并增强其凋亡作用。
调节性T细胞(Treg)是具有免疫调节功能的T细胞亚群，近年来研究证实在AA患者中同时存在Treg数量和功能异常。研究发现，AA患者Treg细胞占CD4＋T细胞百分比及其绝对值均明显降低，免疫抑制治疗后Treg数量比治疗前有所提高。Treg细胞特征性蛋白FOXP3及其编码基因表达下降，诱导FOXP3表达的转录因子NFAT1不足甚至缺失。进一步研究显示AA患者Treg免疫抑制功能受损，Treg自身存在功能紊乱，AA患者Treg不能抑制来自健康对照的效应T细胞，而AA患者效应T细胞功能可以被健康人Treg所抑制，并且AA患者外周血Treg低表达趋化因子受体4，由此导致Treg向骨髓迁移能力受损[7,8,9]。
近年来发现Th17细胞与多种自身免疫性疾病发病有相关性。de Latour等[10]发现AA患者外周血及骨髓中分泌IL-17的Th17细胞数量增多，免疫抑制治疗后Th17数量及比例均明显降低，并且Th17细胞数量与Treg数量呈负相关。在免疫介导的AA小鼠模型中发现，AA小鼠除存在Th1型细胞反应亢进也同时有Th17细胞异常。另一研究证实AA患者Th17细胞特征性转录因子维A酸相关核孤儿受体γt (RORγt) mRNA表达明显升高，RORγt表达水平与Th17细胞数量呈正相关[11]。齐薇薇等[12]研究显示SAA患者血清IL-17水平明显升高，经免疫抑制治疗后IL-17水平明显下降但仍高于正常水平，初治SAA患者IL-17水平和CD4＋/CD8＋比值、Treg比例及白细胞绝对值呈负相关，与mDC/pDC比值呈正相关，认为IL-17可能作为造血负调控因子参与SAA发病。
自然杀伤(NK)细胞是一群不同于T、B淋巴细胞的大颗粒淋巴细胞，是机体天然免疫的主要承担者、适应性免疫的核心调节细胞。近期一项研究显示，初治SAA患者外周血NK细胞及其亚群占淋巴细胞百分比明显降低，免疫抑制治疗后随病情恢复NK细胞数量增多，尤以CD56bright NK细胞亚群变化最明显，而SAA患者NK细胞表面功能分子CD158、NKG2D、NKp46及细胞内穿孔素表达水平升高，推测NK细胞及其亚群数量减少、功能分子表达增加是导致SAA患者T功能亢进的机制之一[13]。
人白细胞抗原(HLA)编码基因是迄今已知基因中等位基因多态性最高的基因复合体，其多态性与疾病的遗传易感性有明显关系。研究显示HLA-DR2是AA易感基因，特别是HLA-DRB1*15等位基因在中国、日本及高加索不同种族人群发病中均发挥作用，其中等位基因HLA-DRB1*1501增加AA患病风险，与HLA-DRB1*1502无关[14]。目前也发现一些AA保护性HLA基因，如HLA-DRB1*03：01、HLA-DRB1*11：01、HLA-B*51：01及HLA-DRB1*1302等[15]。
细胞因子基因多态性已被证实与AA易感性及免疫抑制治疗预后有关。TNF-α基因-308启动子/增强子基因多态性，特别是TNF2等位基因(-308A)已被证实与TNF-α高水平有关，是SAA的易感基因并且与DR3-及DR4-无关，但没有发现TNF2等位基因多态性在非SAA患者与健康人之间的差别[16]。IFN-γ基因＋874 A/T多态性，特别是＋874TT基因型会导致IFN-γ过度产生，是AA的易感基因而与疾病程度没有相关性，但TT基因型对免疫抑制治疗反应较好。可引起TGF-β1高表达的-509 TT基因型，在AA患者中表达明显增多[17]。
近年来端粒与骨髓衰竭性疾病是研究的热点。研究显示，5.6%获得性AA患者外周血单个核细胞出现逆转录酶编码基因(TERT)突变，其端粒酶活性下降，端粒缩短；11.8%获得性AA患者及11.1%先天性AA患者有端粒酶RNA模板编码基因(TERC)突变，对照组未发现TERC基因突变，具有该突变的患者端粒缩短明显，且单一位点突变即可致病，具有TERC突变的小鼠，端粒酶活性降低，端粒缩短，骨髓粒单细胞集落形成减少，长期培养骨髓细胞增生能力减低[18]。
端粒相关的6种蛋白(TRF1、TRF2、POT1、TPP1、RAP1和TIN2)共同组成Shelterin复合体，为端粒的保护伞，上述蛋白编码基因突变也会导致端粒长度改变。研究显示TRF1基因多态性可能是AA发生的危险因素，但TRF1、TRF2基因插入缺失突变及无意突变均与AA无关[19]。Wang等[20]研究显示，SAA患者外周血白细胞端粒长度缩短，POT1基因表达明显降低，而其余Shelterin蛋白成分表达没有显著差异。
他克莫司属大环内酯类免疫抑制剂，其作用机制与CsA相同但作用更强，并且肾毒性小、不引发齿龈增生。董琪娥等[21]通过体外实验证实他克莫司具有抑制SAA患者效应T细胞增殖及其分泌TNF-β的作用，他克莫司联合CsA对效应T细胞的抑制作用与单用他克莫司作用相当，有可能成为CsA的替代药物。阿伦单抗是抗CD52单克隆抗体，目前研究显示阿伦单抗对SAA患者有效，对于难治SAA阿伦单抗可提高治疗反应率及3年生存率，对于复发患者阿伦单抗反应率为56%、3年生存率为86%[22]。
免疫抑制治疗同时加强对症支持治疗有利于提高疗效。粒细胞输注联合粒细胞集落刺激因子有助于获得更好的抗感染疗效，促进感染恢复并提高总体生存率[23]。伊曲波帕是小分子肽类血小板生成素(TPO)受体激动剂，造血干细胞表达TPO受体，伊曲波帕可通过作用于TPO受体刺激造血干细胞增殖。已发表的临床试验报道显示，难治性AA应用伊曲波帕治疗后，总体治疗反应率为40%，克隆演变率为16%。经伊曲波帕治疗后患者骨髓CD34＋细胞明显增加[24]。
IRH是近十余年从骨髓衰竭性疾病中分离出的一类新的疾病体系。多年来我们课题组对IRH患者免疫状态进行了初步研究，结果显示，IRH发病是某种未知原因引起T淋巴细胞调控失衡，Th2细胞比例增多，由此导致B淋巴细胞数量、亚群、功能异常，进而产生抗骨髓未成熟造血细胞自身抗体并破坏或抑制骨髓造血，最后引起血细胞减少的综合征[25,26]。近年来，我们对IRH的发病机制及治疗进行了更为深入的研究并取得一定的结果。
利用流式细胞术检测IRH患者骨髓红系造血细胞膜上的红细胞生成素受体(EPOR)和自身抗体的数量，发现EPOR表达量因自身抗体存在而明显减低，两者呈显著负相关[27]。利用反转录PCR检测EPOR mRNA产生，发现其产生正常；进一步采用蛋白质印迹法检测发现红细胞生成素(EPO)/EPO下游信号--信号转导蛋白Stat5数量明显高于健康对照组，但其磷酸化水平却明显受抑制，提示下游信号通路被抑制；最后利用甘氨酸缓冲液洗脱自身抗体后发现有核红细胞膜EPOR表达水平可有所恢复，从而验证EPOR为自身抗体作用的靶抗原之一[28]。
采用荧光激活细胞分类术分选带有自身抗体的骨髓造血细胞，提取细胞膜蛋白，聚丙烯酰胺凝胶电泳及蛋白质印迹法分离膜抗原，并通过质谱技术鉴定成分。结果显示，75%的初治IRH患者骨髓上清液中可检测到自身抗体IgG，明显高于健康对照组。IgG可结合多种抗原成分，通过质谱鉴定发现G蛋白耦联受体156变异体及人红细胞带3蛋白胞内区域结晶体为靶抗原成分[29]。
多种自身抗原成分的发现有力地证实了IRH是由自身抗体介导免疫性疾病的本质，为鉴别不同机制的BFMS提供新的理论依据。
不同类型的自身抗体可能有不同的作用方式，我们的研究结果显示IRH患者自身抗体导致骨髓衰竭的机制可能主要通过以下3种途径：(1)以IgG为主的自身抗体主要通过Fc-FcR介导巨噬细胞吞噬破坏造血细胞：IgG型IRH患者巨噬细胞数量增多，活化抗原高表达，吞噬能力增强；IgG型IRH患者应用静脉丙种球蛋白治疗有效率明显高于非IgG型患者；红系造血岛(EI)阳性组IRH患者活化巨噬细胞数量及功能均显著高于EI阴性组[30]。(2)以IgM为主的自身抗体主要通过激活补体系统原位溶解骨髓造血细胞：IgM型患者骨髓血清中C3、C4水平均显著低于非IgM型患者和健康对照，而前者的CH50、C5b-9水平均明显高于后者；IgM型IRH患者骨髓血清中C3与C4水平均与CH50、C5b-9水平呈负相关，外周血胆红素水平与骨髓血清CH50、C5b-9水平呈正相关，与C3、C4水平呈负相关[31]。(3)部分自身抗体可封闭造血细胞膜功能蛋白：将IRH患者骨髓单个核细胞在常规EPO浓度培养时有核红细胞自身抗体阳性组红系集落形成单位(CFU-E)产率明显低于健康对照和痊愈者；增加培养基EPO浓度，前者CFU-E产率较常规浓度培养显著增加，并且CFU-E产率变化较健康对照组显著[32]。结果提示，自身抗体可能封闭了EPOR，阻断生理水平EPO与EPOR结合，导致红系增殖受抑。
以往研究提示调控B淋巴细胞的Th1细胞途径的抑制性负调控减低，而Th2细胞途径的刺激性正调控增强。向免疫反应上游追溯发现，初治IRH患者pDC数量、pDC/mDC比值明显增高，而pDC允许Th0向Th2细胞分化，使得IRH患者Th1/Th2细胞平衡向Th2细胞增高漂移[33]。
近年研究显示，其他T细胞亚群也参与B淋巴细胞的调控，如Treg细胞、Th17细胞、滤泡辅助性T(Tfh)细胞等。研究显示，IRH患者Treg细胞数量减少，功能分子FOXP3表达水平明显降低[34]。IRH初治组Th17细胞比例明显增高，其分泌的细胞因子IL-6、IL-23和IL-17水平亦增高，Th17细胞内RORγt及STAT3 mRNA表达水平均明显升高[35]。Tfh细胞是近年来发现的一种新型CD4＋T细胞亚群，对B细胞具有主要辅助功能，是真正抗体反应的辅助细胞。我们发现IRH初治组骨髓Tfh细胞数量增多，细胞表面功能相关分子协同刺激信号分子、CD40配体表达增强，细胞内IL-21水平和决定Tfh细胞分化的转录因子Bcl-6 mRNA表达水平均显著升高[36]。
最新研究发现记忆B细胞与IRH疾病复发有关，复发IRH患者记忆B细胞(CD19＋CD27＋)及活化的记忆B细胞(CD19＋CD27＋HLA-DR＋)比例均明显增加，大部分复发IRH患者骨髓单个核细胞抗体是IgG，因此检测记忆B细胞对于评价IRH疗效、预后具有重要作用，今后记忆B细胞也可能成为复发IRH患者的治疗靶点[37]。
研究结果显示，高铁组IRH患者骨髓红系爆式集落形成单位(BFU-E)、CFU-E、粒细胞-巨噬细胞集落生成单位(CFU-GM)集落数均低于铁正常组，提示高铁负荷可能降低骨髓造血功能。进一步研究发现铁过载主要通过增加活性氧自由基(ROS)诱导细胞凋亡，经抗氧化处理后，骨髓各系造血细胞ROS及凋亡水平均较前明显下降；铁过载组骨髓粒系、红系和干细胞抗凋亡蛋白Bcl-2水平均明显下降，而凋亡蛋白胱天蛋白酶3水平均明显升高，经抗氧化处理后，两者均有所恢复[38]。
最近一项研究显示，初治IRH患者淋巴细胞的端粒长度明显缩短，CD34＋细胞端粒长度没有明显改变，B淋巴细胞端粒长度与外周血白细胞计数及疗效呈正相关，而与临床症状呈负相关[39]。
免疫性骨髓衰竭症主要包括AA和IRH，二者临床表现有相似之处，但其根本发病机制有所区别，深刻认识二者的区别有利于疾病的正确诊断和治疗、新型药物的开发及治疗效果的提高。
