Th17/Treg細胞平衡與類風濕關節(jié)炎的研究新進展

索 欣(綜述)，李鴻斌(審校)

(1.內蒙古醫(yī)科大學內科學風濕免疫專業(yè)，呼和浩特 010059； 2.內蒙古醫(yī)科大學附屬醫(yī)院風濕免疫科，呼和浩特 010050)

類風濕關節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)是一種不明原因的多系統(tǒng)性自身免疫性疾病，以關節(jié)滑膜炎、血管翳及對稱性、破壞性的關節(jié)病變?yōu)橹饕卣鳎休^高致殘率、病死率。其發(fā)病機制是由于機體對自身抗原外周免疫耐受失衡，導致自身反應性效應細胞異常擴增而引發(fā)的組織特異性炎性反應，其中CD4+T細胞參與關節(jié)炎性反應的多個方面。CD4+的T細胞根據(jù)其功能不同分為輔助性T細胞(helper T cells，Th)1、Th2、Th17和Treg四個細胞亞群。既往研究認為，在RA發(fā)病過程中，Th1細胞作為激活的促炎性效應細胞誘發(fā)關節(jié)的炎性反應[1]。然而,隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)Th17/Treg細胞失衡在RA的發(fā)病中有重要的作用。

1 Th17細胞

Th17細胞是2005年發(fā)現(xiàn)的一類新型的CD4+細胞亞群，以具有分化白細胞介素(interleukin,IL)23依賴性，產(chǎn)生IL-17，而不產(chǎn)生干擾素γ為特征。Th17細胞的整個分化和存活過程需要三個階段：①誘導分化階段。是由IL-6和轉化生長因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)這兩個有相反作用的細胞因子共同作用啟動的。其中TGF-β被認為是啟動的關鍵因子[2]，通過誘導叉頭狀轉錄因子p3(forkhead transcription factor p3,Foxp3)表達產(chǎn)生Treg來發(fā)揮對自身免疫病的抑制和在組織損傷中的保護功能[3]。②擴增階段。由IL-21介導，新生成的Th17細胞可分泌IL-21,IL-21又可促進Th17的增殖，同時又是Th17細胞的放大信號，對Th17細胞的分化起正反饋作用[4]。③存活階段。由IL-23介導，IL-23不是Th17細胞分化必需因子，但它是Th17細胞重要的存活因子。IL-23可以誘導Th17細胞發(fā)育并促進IL-17、IL-6、IL-1β和腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)等炎性因子分泌為主的慢性炎癥發(fā)生。其主要通過激活信號轉導和轉錄激活因子3促進Th17細胞的產(chǎn)生[5]。

成熟的Th17細胞可以分泌多種細胞因子，最具特征性的是IL-17。IL-17具有促進中性粒細胞分化、成熟和活化，刺激單核細胞和成纖維細胞活化，增加這些細胞產(chǎn)生細胞因子(主要是促炎細胞因子)并與TNF結合及活化樹突狀細胞的能力。另外，IL-17可以加強CD4+T細胞產(chǎn)生IL-2的能力，同時加強T細胞及Treg細胞的增殖。而IL-17主要由Th17細胞產(chǎn)生，除IL-17外Th17還分泌IL-22、IL-21、IL-6、TNF-α和IL-26等多種細胞因子，它們均參與自身免疫應答。

Th17細胞及其細胞因子在RA發(fā)病機制中的作用已在RA鼠模型及人體都得到證實，在正常的鼠膝關節(jié)腔內注入IL-17后導致大量的炎性細胞浸潤，軟骨降解及骨破壞，相反，抑制IL-17后則保護軟骨，抑制滑膜炎[6]。Th17及IL-17可以上調IL-6、TNF、IL-1β、一氧化氮和前列腺素E2等炎性因子水平，并與其起到協(xié)同作用，促進炎癥的產(chǎn)生及發(fā)展。Th17細胞表達核因子κB受體活化因子配體和TNF，兩者作用于破骨細胞的前體，使破骨細胞分化成熟，IL-17A誘導核因子κB受體活化因子配體表達，借助于成纖維細胞和破骨細胞間接地促進骨侵蝕[7]。同時，活化滑膜巨噬細胞分泌已確定的破骨細胞生成因子TNF和IL-1β[8]。

2 Treg細胞

CD4+CD25+Treg細胞是在20世紀90年代中期由Sakaguchi等[9]首先證實在體內存在著一類具有免疫抑制作用的T淋巴細胞亞群，初始的T細胞在TGF-β的誘導下向Treg細胞分化，表達特異性轉錄因子Foxp3，其能夠分泌IL-4、IL-10和TGF-β。

根據(jù)Treg細胞的來源和分化的不同其分為三大類:①天然Treg。此類細胞主要由未成熟的T淋巴細胞在胸腺發(fā)育過程中產(chǎn)生，表型為CD4+CD25+Foxp3+，它們通過細胞間的接觸來抑制自身反應性T細胞應答。②獲得性Treg。在外周有抗原刺激或免疫抑制因子(如IL-10)誘導下，由成熟CD4+CD25+T細胞分化而來，成為獲得性Treg。這部分Treg主要在微生物感染和免疫移植過程中起作用，且有利于腫瘤生長，但其抑制功能較胸腺來源的CD4+CD25+T細胞弱。③其他調節(jié)性Treg。除CD4+調節(jié)T細胞外，在CD8+T細胞中也存在一群CD8+調節(jié)T細胞,對自身反應性CD4+T細胞具有抑制活性，并可抑制移植排斥反應[10]。

外周血Treg細胞數(shù)量與RA病情活動性評分28呈負相關[11-12]。關于RA外周血天然Treg數(shù)量研究結果有三種觀點：①RA患者外周循環(huán)天然Treg和正常人沒有差別；②外周循環(huán)天然Treg細胞數(shù)量增加，研究發(fā)現(xiàn)，活動性RA患者外周血中天然Treg細胞數(shù)量升高，但是在使用甲氨蝶呤、皮質類固醇激素及TNF治療中并未發(fā)現(xiàn)；③天然Treg細胞數(shù)量不僅減少了，而且存在著功能上的缺陷，不能有效地抑制外周血中的效應T細胞[13-15]。而使用氨甲蝶呤+TNF抑制劑(依那西普[16]或英夫利息單抗[17]或阿達木單抗[18])，以及細胞毒T細胞抗原4(阿巴西普[19])治療有效的RA患者天然Treg細胞數(shù)量顯著增高并制效應T細胞增殖和TNF-α、干擾素 γ功能的改善，而無效者并無明顯上述變化。對于外周血Treg的結果差異可以被解釋為疾病的發(fā)展階段不同，活動期天然Treg被召集到炎癥部位的關節(jié)滑液中，當炎癥控制后其回到外周血中。另一方面，關節(jié)滑液中的效應T細胞對Treg的敏感性較正常對照低[20]，也可能正是由于這種低敏感性，使得Treg無法正常發(fā)揮對效應T細胞的抑制功能，從而產(chǎn)生RA。

3 Th17/Treg細胞平衡的調節(jié)

Th17細胞和Treg細胞表面的大部分趨化受體均相同，Th17細胞與Treg細胞在許多組織中均同時存在[21]，與Th17細胞介導的炎性反應及自身免疫性疾病功能相反，Treg細胞具有抗炎性反應和維持自身免疫耐受的功能，兩者的動態(tài)平衡與機體發(fā)生適當?shù)拿庖邞鹈芮邢嚓P。如前所述，Treg細胞和Th17細胞的分化均依賴于TGF-β，在TGF-β的單獨作用下，活化的初始CD+T細胞分化為具有抑制作用的Treg細胞，而在TGF-β和IL-6的共同作用下活化使信號轉導和轉錄因子3類視黃醇相關孤兒受體γ的mRNA表達，從而初始CD+T細胞分化為促炎的Th17細胞。當機體處在穩(wěn)定狀態(tài)或者沒有炎癥損傷的情況下，免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的TGF-β抑制效應T細胞的增殖，誘導Treg細胞產(chǎn)生，從而維持機體的免疫耐受，但當存在感染或炎癥時，IL-6大量產(chǎn)生，抑制Treg細胞的增殖，與TGF-β共同誘導Th17的細胞分化，從而促進炎癥發(fā)生?？傊?，Th17細胞與Treg的細胞分化呈互相抑制關系[22]。

4 Th17/Treg細胞失衡與RA

Th17細胞及Treg細胞在自身免疫性疾病發(fā)生、發(fā)展中的作用是近年來免疫學研究的一大熱點，Th17與Treg細胞的生物學作用相互拮抗形成動態(tài)平衡，這種平衡對維持正常免疫應答，防止發(fā)生自身免疫具有重要意義。在RA患者中，眾多研究都顯示患者外周血中Th17細胞及其分泌的細胞因子較正常人顯著升高。Niu等[13]發(fā)現(xiàn)與正常人相比，RA患者外周血中Th17細胞及其細胞因子IL-17、IL-23、IL-6、TNF-α明顯升高，同時Treg細胞及其細胞因子TNF-β顯著降低，提示Th17/Treg細胞的失衡參與RA的發(fā)病。Lina等[16]對40例活動期RA患者進行了12周的研究觀察，其中20例僅給予甲氨蝶呤治療，20例給予依那西普聯(lián)合甲氨蝶呤治療，10例正常人作為正常對照，結果顯示，治療前與正常對照組比較RA患者外周血中Th17細胞顯著升高，同時Treg細胞顯著降低，Th17/Treg細胞比率升高；治療12周后，兩組患者Th17/Treg細胞比率均顯著減小，并且在聯(lián)合治療組中Th17/Treg細胞比率與疾病活動度有明顯的相關性，Th17/Treg細胞比率與TGF-β呈正相關，與IL-6呈負相關，提示Treg細胞在維持免疫穩(wěn)態(tài)中起重要作用，Th17細胞分化增多而Treg細胞減少，導致RA的發(fā)生，抗類風濕治療后恢復了Th17細胞/Treg的細胞平衡，從而達到治療的目的。

5 基于調控Th17/Treg的RA治療進展

5.1下調Th7細胞對RA的治療進展 由于Th17細胞的高表達是導致RA的因素，抗IL-17A和IL-17RA抗體治療自身免疫疾病目前已處于臨床試驗階段。國外進行了一項關于LY2439821(一種抗IL-17抗體)的隨機、雙盲、安慰劑對照研究證實，LY2439821聯(lián)合改善病情的抗風濕藥物治療RA對改善RA患者癥狀及體征有明顯效果，且未發(fā)現(xiàn)明顯的劑量相關的不良反應[23]。最近，有學者對另一種單克隆抗體IAIN457(商品名：secukinumab)治療RA進行了研究，與安慰劑組比較，AIN457組可以很快起效，并能持久降低超敏C反應蛋白水平[24]。以上實驗表明，IL-17是促使RA發(fā)病的關鍵因素，同時也進一步證實了下調Th17細胞可作為治療RA的新途徑。盡管在臨床試驗中看到滿意的效果，但其不良反應還需長期觀察。

5.2上調Treg細胞治療RA的進展 基于CD4+CD25+Treg細胞在RA的發(fā)生與病情轉歸等過程中所發(fā)揮的作用，近年來，國內外學者主要通過關節(jié)炎動物模型從以下幾方面探求新的治療方法。

5.2.1直接利用Treg細胞對RA的治療 Gonzalez-Rey 等[25]給予膠原誘導性關節(jié)炎(collagen-induced arthritis，CIA)大鼠血管活性腸肽后，檢測Treg數(shù)量、亞型及其抑制自身免疫反應的能力，結果發(fā)現(xiàn)給予CIA大鼠血管活性腸肽后，其外周血及關節(jié)腔內CD4+CD25+Treg細胞數(shù)量增加，并且發(fā)揮更強的免疫抑制作用，對關節(jié)炎有明顯的改善作用，并在CIA誘導前清除Treg細胞可加快疾病發(fā)生，而輸注Treg細胞可明顯改善CIA。關于血管活性腸肽，研究表明其是通過調節(jié)Th1/Th2平衡和上調Treg細胞來抑制致病性T細胞的活性，從而保護和緩解CIA[26]。Wright等[27]報道，將抗原特異性Treg細胞(通過反轉錄病毒的T細胞轉基因技術產(chǎn)生的純化CD4+CD25+Treg細胞)輸注給抗原誘導的關節(jié)炎模型鼠，導致Th17細胞減少，并且顯著改善了鼠關節(jié)炎骨破壞。

5.2.2上調Foxp3的表達對RA的治療 Foxp3是與Treg的調節(jié)功能密切相關的特異性轉錄因子，有研究表明，高表達Foxp3的轉基因小鼠Treg數(shù)量明顯增加；Foxp3使小鼠活化的CD4+T細胞增多，卻缺乏獨立的CD4+CD25+Treg，因而導致自身免疫性疾病的發(fā)生。Ohata等[28]應用轉基因技術將Foxp3基因轉接到CD3活化的CD4細胞，轉導Foxp3的T細胞與Ⅱ型膠原或卵蛋白刺激的樹突狀細胞共同孵育，根據(jù)Foxp3表達水平將孵育細胞分組，并輸注到大鼠體內觀察是否抑制CIA，結果發(fā)現(xiàn)Ⅱ型膠原免疫組中轉導Foxp3的T細胞顯著抑制CIA，同時可見Ⅱ型膠原抗體生成減少，在Ⅱ型膠原特異性T細胞中Foxp3表達的升高提高了對CIA的抑制作用，提示高表達Foxp3的轉基因T細胞可能成為Treg細胞治療的新方法。

5.2.3改善微環(huán)境對RA的治療 Treg細胞的分化及其作用發(fā)揮受眾多細胞因子調控，近來有應用抗原選擇性的活化細胞外信號調節(jié)激酶活化因子誘導樹突狀細胞分泌TGF-β,進一步使Treg細胞分化，結果抗原特異性Treg細胞顯著抑制了關節(jié)炎[29]。另外，臨床上所選用的治療藥物，如TNF-α拮抗劑、糖皮質激素、甲氨蝶呤等也是通過改善炎癥環(huán)境，間接地影響Treg細胞的數(shù)量及功能。

6 結 語

隨著對Th17及Treg細胞作用機制研究的不斷深入，越來越多的實驗數(shù)據(jù)證明，Th17/Treg細胞對RA發(fā)病及轉歸起到舉足輕重的作用，因此尋找Th17/Treg的細胞平衡也成為探索治療RA的新的靶點。當然，對目前的研究成果還有待更多的動物實驗及臨床試驗驗證，相信在不久的將來以這種新靶點為導向的治療方法會受益于廣大RA患者。

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