克羅恩病發(fā)病機制的研究進展

程瀅瑞，吳 霜，楊柏霖

(1. 南京中醫(yī)藥大學，江蘇 南京 210000；2. 江蘇省中醫(yī)院，江蘇 南京 210000)

克羅恩病(CD)是炎癥性腸病(IBD)的一種，其具體的病因與發(fā)病機制目前尚未明確。研究表明，環(huán)境因素、遺傳因素、免疫因素與CD的發(fā)生密切相關[1]。其中免疫因素被認為是 CD發(fā)病機制中重要因素之一[2-4]。正常人腸道中有兩道免疫屏障:黏膜上皮屏障和天然及適應性免疫。由于這兩種免疫屏障功能的異常，易感宿主對腸道菌叢免疫應答失常，進而導致腸道炎癥反應。天然免疫系統(tǒng)持續(xù)地監(jiān)控腸道菌群并維持腸道內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。天然免疫反應是適應性免疫反應的先決條件，但在CD的發(fā)病機制中，后者占主導地位。適應性免疫由多種免疫細胞共同完成，包括B細胞，以Th1、Th2、Th17為主的效應性T細胞以及調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)[1]。 其中IL-12/Th1/IFN-γ細胞因子軸和IL-23/Th/IL-17軸在CD發(fā)病機制中的作用得到廣泛研究，但仍未有明確的結(jié)果，筆者就近年來討論較多的CD發(fā)病途徑做一綜述。

1 IL-12/Th1/IFN-γ軸

Th17細胞未被認識之前的很多研究數(shù)據(jù)表明Th1細胞是介導CD的主要通路。到目前為止，很多自體免疫性疾病仍被認為是由于Th1細胞分泌過多IFN-γ所致。Th1細胞是在IL-12作用下由初始T細胞分化而來，主要分泌IFN-γ、TNF-α、IL-2等細胞因子，IFN-γ可反過來促進Th1細胞的進一步分泌。

IL-12是一種異源二聚體的細胞因子，主要由樹突狀細胞、巨噬細胞、B淋巴細胞以及其他一些抗原提呈細胞(APC)產(chǎn)生。它能誘導早期輔助性T母細胞分化為Th1細胞，并促進Th1增殖，誘導NK細胞和T細胞產(chǎn)生細胞因子，主要是IFN-γ[5-6]。IFN-γ能促進腸細胞的凋亡。并通過活化巨噬細胞觸發(fā)TNF-α的釋放，TNF-α可誘導間質(zhì)細胞分化為肌成纖維細胞，并促進它們產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)——一種能使組織降解的酶，可通過消化基膜引起組織凋亡。

除IL-12外，IL-27也有誘導Th1細胞產(chǎn)生的作用。IL-27是IL-12 家族成員之一，與IL-12 具有相似的結(jié)構(gòu)和生物學功能，參與多種免疫性疾病、感染性疾病、腫瘤等疾病的免疫調(diào)節(jié)過程[7]。與IL-12不同的是，IL-27在免疫反應過程中具有促炎和抗炎癥反應的雙重免疫調(diào)節(jié)作用。在T細胞增殖分化早期，IL-27通過STAT1、STAT3途徑，協(xié)同IL-12促進初始CD4+T細胞分化為Th1細胞，并促進初始T細胞和NK細胞產(chǎn)生IFN-γ[8]。在一些感染發(fā)展過程中，IL-27還表現(xiàn)出免疫抑制的作用。在促進Th1型免疫反應的同時，IL-27亦可負反饋調(diào)控Th1型免疫反應，限制其反應的強度及持續(xù)時間，防止機體過度免疫反應引起的病理性損傷[9]。IL-27主要通過上調(diào)細胞因子信號傳導抑制因子-3(SOCS-3)的表達，從而抑制炎癥因子IL-2的分泌，繼而抑制Th1細胞的過度反應從而達到抗炎作用[10]。

從活動期CD患者黏膜組織分離出的T細胞中發(fā)現(xiàn)與對照組相比，代表Th1細胞的IL-12Rβ2和Th1細胞因子IFN-γ表達增高[11-12]。在一部分CD患者中應用抗IFN-γ抗體治療取得了臨床療效[13]，一系列的研究提示IL-12/Th1/IFN-γ細胞軸在CD發(fā)病過程中有重要作用。

2 IL-23/Th/IL-17

隨著人們研究的深入，目前已發(fā)現(xiàn)IBD患者感染的胃腸道黏膜中有大量的Th17細胞浸潤。一項最近的報道顯示：IL-17和Th17的水平在CD和UC患者體內(nèi)要比正常人和缺血性腸炎患者高，并且這些Th17細胞分別在UC的黏膜層和CD的黏膜下層大量存在[14]。阻滯Th17細胞因子的分泌在減輕人體各種自體免疫性疾病方面顯示出滿意效果[15]。越來越多的證據(jù)表明IL-23/Th17在CD的發(fā)病中起著更為重要的作用。

2.1Th17細胞分化 Th17細胞分化的初始階段主要由IL-6和TGF-β調(diào)控。IL-6可由多種抗原提呈細胞(APCs)和T細胞分泌；可以激活STAT-3通路，引起Th17細胞因子、IL-23受體和RoRγt的表達增多。TGF-β上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子FoxP3和RoRγt的表達，導致CD4+T細胞分化為Th17細胞或者Treg。而IL-6信號通路在阻斷FoxP3介導的RoRγt抑制方面有重要作用，這最終會導致Th17細胞而不是Treg的形成[16]。另有研究認為TGF-β對Th17細胞分化的影響有濃度依賴性；在IL-6或IL-21存在的情況下，低濃度TGF-β誘導Th17細胞分化，而高濃度抑制Th17細胞分化并促進Treg分化[17]。

IL-23是Th17分化的必需因子，它并非作用于Th分化的起始階段，但對Th17細胞的穩(wěn)定和增生至關重要。IL-23具有前炎性遞質(zhì)反應活性，可趨化炎性遞質(zhì)反應細胞的集聚與遷移，與IL-23R結(jié)合后，激活STAT3、STAT2、JAK2等信號分子，刺激T細胞的增生，并誘導記憶性T細胞分化為Th17細胞，Th17細胞進而分泌IL-17等炎性遞質(zhì)，引發(fā)腸道的慢性炎性遞質(zhì)反應及其他自身免疫性疾病的發(fā)生[18]。

IL-23與IL-12具有共同的P40亞單位。2003年的一項研究顯示，小鼠體內(nèi)缺乏IL-23時對自體免疫性疾病有抵抗力，而缺乏IL-12但能完整表達IL-23時則患了嚴重的自體免疫性疾病[19]。這一結(jié)果提示：IL-23可能單獨介導自體免疫而不是與IL-12一起。而Yen等[20]在IL-10/IL-23P19和在IL-10/IL-12 P35 缺陷鼠的實驗中證明了促進慢性腸道炎癥所不可缺少的細胞因子是IL-23而并非IL-12。Hue等[21]證明了IL-23 P19抗體可抑制螺桿菌感染的RAG敲除T細胞缺陷小鼠的慢性腸炎。在轉(zhuǎn)移結(jié)腸炎模型中，缺乏IL-23 P19和IL-12/IL-23 P40的小鼠沒有患結(jié)腸炎，而缺乏IL-12特殊亞單位P35的小鼠則患了結(jié)腸炎[22]。這就清楚地表明了IL-23/Th17在小鼠腸炎模型中比IL-12/Th1更為重要。

除IL-23外一些細胞因子被證實也可刺激Th17細胞的分化和功能，比如：TGF-β、IL-6、IL-21、IL-1β等[23]。

2.2Th17細胞因子與CD Th17細胞主要分泌IL-17A(也稱作IL-17)、IL-17F、IL-21等細胞因子。IL-17家族除了IL-17A、IL-17F還包括IL-17B、IL-17C、IL-17D( IL-27)、IL-17E(IL-25)和IL-17F共6個成員，目前，其家族成員的配體(IL-17A～e)和5個受體(IL-17RA～IL-17RD和SEF)已經(jīng)被證實[24]。Fujino等[25]發(fā)現(xiàn)，與正常和病情緩解的患者相比，在CD和UC患者有炎癥反應的腸組織中，有持續(xù)增多的產(chǎn)IL-17的細胞，同樣IL-17A和IL-17F的RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物也上調(diào)[25]。而IL-17A可通過誘導中性粒細胞在炎癥部位的聚集而發(fā)揮致炎作用。IL-21是IL-2家族中的一員，主要由Th、NK細胞產(chǎn)生，不僅能促進B細胞發(fā)展為漿細胞，還可使細胞毒性T細胞、NK細胞擴增，促進Th17細胞分化[26-27]。對抗原提呈細胞如樹突狀細胞有抑制作用[28]。IL-21刺激Th17細胞分泌IL-21，促發(fā)自分泌循環(huán)從而放大Th17細胞的反應，并在Stat3和RORγt的參與下，增強Th17細胞表面IL-23R的表達，從而增強Th17細胞對IL-23的敏感性[29]。在CD患者炎癥的腸道發(fā)現(xiàn)IL-21表達增多[30]。IL-21已被證明在藥物誘導的腸炎模型中，比如右旋葡聚糖硫酸鈉(DSS)和三硝基苯磺酸(TNBS)，通過誘導Th17細胞應答起致病作用[31]。IL-21通過刺激間質(zhì)細胞產(chǎn)生組織降解基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)和促進腸上皮細胞產(chǎn)生T細胞趨化因子CCL20引起腸道炎癥的發(fā)生。另有研究顯示Th17細胞因子(IL-21、IL-22)的分泌增多，可通過促進Th1反應使CD患者病情惡化[32-33]。

3 Th17細胞與Treg的平衡

研究證實Treg/Th17平衡在慢性炎癥和自身免疫性疾病的發(fā)病中可能起著關鍵作用，兩者在分化途徑和功能上互相對抗，生理情況下保持平衡，維持機體的免疫功能處于穩(wěn)定；病理情況下，初始T細胞的分化格局被打破，Th17分化增多，導致Treg/Th17平衡破壞，從而引發(fā)炎癥[34]。

Treg細胞是一類功能獨特的CD4+T細胞亞群，其主要的功能是調(diào)節(jié)有效控制病原體的T細胞反應和過度的T細胞反應之間的平衡。Treg細胞通過分泌IL-10和TGF-β1等細胞因子發(fā)揮免疫作用，IL-10抑制Th的增殖并減少炎性細胞因子的分泌，TGF-β1除具有類似IL-10的作用外，還可以抑制原始細胞向Th細胞分化[35]；同樣Th17細胞可通過分泌IL-21來抑制Treg的增生[36]。

研究表明，TGF-β1是Treg和Th17細胞分化啟動的必要條件，IL-6則是決定初始CD4+T細胞向Treg細胞還是Th17細胞方向分化的關鍵因子。TGF-β1是Th17分化所必需的細胞因子，同時也是Treg功能的重要調(diào)節(jié)因子，單獨存在的TGF-β1誘導初始T細胞向Treg分化。在IL-6存在的情況下，IL-6和TGF-β1共同啟動幼稚T淋巴細胞分化，再由IL-21和IL-23增強放大，促進其轉(zhuǎn)化為Th17細胞。正常情況下，抗原提呈細胞缺少病原體的刺激，不產(chǎn)生IL-6，幼稚T細胞在TGF-β1作用下主要向Treg分化，防止自身免疫性疾病的發(fā)生。當病原體入侵時，抗原提呈細胞分泌IL-6，IL-6與TGF-β1共同作用，誘導幼稚T細胞向Th17細胞分化，并抑制TGF-β1對Treg的誘導效應，免疫應答增強，促進機體清除病原體。當效應性T細胞的炎性遞質(zhì)反應效應超過了調(diào)節(jié)性T細胞的耐受效應時，機體易誘發(fā)克羅恩病。Geremia等[37]研究顯示IBD患者可能由于Treg/Th17失衡而失去腸道正常免疫耐受，促使天然免疫反應異常，導致免疫激活和促炎細胞因子產(chǎn)生，最終獲得性免疫異常而使炎癥放大和慢性化。IBD患者外周血和結(jié)腸黏膜中Treg數(shù)量明顯減少，體內(nèi)Treg和Foxp3的表達水平明顯低于正常對照組，而且同一患者活動期低于緩解期[38]。

阻滯Treg細胞因子——IL-10，導致小鼠產(chǎn)生自發(fā)的結(jié)腸炎[20]，可能是由于抑制了Treg對Th17細胞的抑制作用。給予重癥聯(lián)合免疫缺陷(SCID)小鼠體內(nèi)注射Treg細胞后發(fā)現(xiàn)，通過產(chǎn)生大量TGF-β1而降低了Th17細胞的反應，從而緩解了調(diào)控Treg/Th17之間的平衡，可能成為治療IBD的新方法。

4 結(jié) 語

CD被世界衛(wèi)生組織列為難治性疾病之一，目前尚缺乏安全有效的治療措施，這與人們對其發(fā)病機制認識尚不明確密切相關。近年來隨著人們對CD研究的逐漸深入，CD發(fā)病機制正逐漸被人們認識，也因此而產(chǎn)生了英夫利息單抗等生物制劑應用于臨床，取得了顯著的療效，相信隨著研究的深入，CD的發(fā)病機制終會逐漸被人們認識，從而為臨床治療本病提供基礎。

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