IL-17+γδT細(xì)胞在相關(guān)疾病中的免疫作用

陳 立 林文源

(宜昌市第二人民醫(yī)院·三峽大學(xué)第二人民醫(yī)院檢驗(yàn)科，宜昌443000)

IL-17是一類重要的炎癥介質(zhì)，在炎癥、自身免疫性疾病、腫瘤、過(guò)敏性疾病等發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。關(guān)于IL-17的來(lái)源，目前已知產(chǎn)生 IL-17的適應(yīng)性免疫細(xì)胞主要包括CD4+αβT 細(xì)胞(Th17細(xì)胞)和CD8+αβT細(xì)胞(細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞17，cytotoxic T cell 17，Tc17 cell)[1-3]，近年來(lái)關(guān)于自身免疫疾病和感染的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，γδT細(xì)胞也可以產(chǎn)生IL-17，在多種自身免疫性疾病和感染性疾病中，特別是在免疫反應(yīng)早期，γδT細(xì)胞作為IL-17最重要的來(lái)源發(fā)揮了重要作用[4,5]?，F(xiàn)就近年來(lái)對(duì)IL-17+γδT細(xì)胞的研究以及在各種疾病中的作用作一簡(jiǎn)要綜述。

1 γδT細(xì)胞的亞群分類及在組織中的分布

構(gòu)成T細(xì)胞抗原受體(T cell receptor，TCR)的肽鏈有αβγδ四種類型，根據(jù)肽鏈的不同，TCR分為T(mén)CRαβ和TCRγδ兩種，表達(dá)αβTCR的T細(xì)胞稱為αβT細(xì)胞，表達(dá)γδTCR的T細(xì)胞稱為γδT細(xì)胞。人類γδT細(xì)胞主要分布在皮膚和黏膜相關(guān)淋巴組織，而在外周血中僅占有核細(xì)胞的1%～10%[6]。

人類γδT細(xì)胞的TCR分子由γ鏈和δ鏈構(gòu)成，多數(shù)表現(xiàn)為CD4-CD8-，根據(jù)δ鏈不同可以分成Vδ1-Vδ8共8個(gè)亞群。該8個(gè)亞群中研究較多的是Vδ1和Vδ2亞群，其中Vδ1+γδT細(xì)胞主要分布于黏膜和皮下組織中,在不同的組織中數(shù)量不等，Vδ2+γδT細(xì)胞(γ鏈主要為Vγ9+)主要存在于外周血和扁桃體中,占外周血淋巴細(xì)胞的0.5%～10%[7]；感染某些細(xì)菌或寄生蟲(chóng)后，Vγ9Vδ2T細(xì)胞在血液有核細(xì)胞中的比例甚至可以達(dá)到50%[8]，而其他Vδ3-8亞群(即Vδ1-Vδ2-亞群)很少有研究涉及。

2 IL-17的主要來(lái)源及其生物學(xué)效應(yīng)

IL-17是一類T細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞因子，是調(diào)節(jié)固有免疫應(yīng)答的重要細(xì)胞因子之一。IL-17家族由6個(gè)配體IL-17A(IL-17)、IL-17B、IL-17C、IL-17D、IL-17E(IL-25)、IL-17F[9]和5個(gè)受體IL-17RA～I(xiàn)L-17RE組成。IL-17是重要的炎癥介質(zhì)，能誘導(dǎo)基質(zhì)細(xì)胞分泌集落刺激因子(Granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF)和前列腺素E2、IL-6等的表達(dá)，促進(jìn)中性粒細(xì)胞的增殖、成熟和趨化，還可以介導(dǎo)炎癥細(xì)胞和T細(xì)胞在組織中的浸潤(rùn)，并能夠與一些細(xì)胞因子發(fā)揮協(xié)同作用，促進(jìn)T細(xì)胞的活化，放大靶器官的免疫反應(yīng)及炎癥性破壞等多種生物學(xué)作用，參與多種自身免疫病和感染性疾病的發(fā)生和發(fā)展[10]。

關(guān)于IL-17的來(lái)源，對(duì)自身免疫性疾病的研究中發(fā)現(xiàn)，Th17細(xì)胞是一類獨(dú)立于Th1和Th2細(xì)胞的新的CD4+αβT細(xì)胞亞群，該細(xì)胞以分泌IL-17為主要特征，被認(rèn)為是IL-17的主要來(lái)源。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，CD8+αβT細(xì)胞、γδT細(xì)胞、NK細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等多種免疫細(xì)胞均可以產(chǎn)生IL-17。在多種自身免疫性疾病和感染性疾病中，γδT細(xì)胞是重要的產(chǎn)生IL-17的固有免疫細(xì)胞[5,11]。

3 IL-17+γδT 細(xì)胞的激活及影響因素

γδT細(xì)胞能表達(dá)各種趨化因子受體、細(xì)胞因子受體和模式識(shí)別受體，而這些受體參與了IL-17+γδT細(xì)胞的活化。正是由于γδT細(xì)胞能組成性表達(dá)IL-1R1和IL-23R，因此，研究發(fā)現(xiàn)，IL-1α或IL-1β與IL-23的協(xié)同作用在誘導(dǎo)小鼠和人體內(nèi)γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17中起到關(guān)鍵作用[12]。而IL-18和IL-1β一樣都屬于IL-1家族，γδT細(xì)胞也能高表達(dá)IL-18R，正如IL-1β和IL-23聯(lián)合刺激γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17一樣，IL-18和IL-23也能聯(lián)合誘導(dǎo)γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17[13]。

研究發(fā)現(xiàn)，活化的樹(shù)突狀細(xì)胞(Dendritic cell，DC)產(chǎn)生的IL-1β和IL-23或IL-23單獨(dú)就能誘導(dǎo)幼稚型γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17，但I(xiàn)L-6和TGF-β的聯(lián)合刺激不能使γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17[14,15]。新生兒的Vγ9Vδ2 T細(xì)胞需要IL-6、IL-1β和TGF-β的誘導(dǎo)才能產(chǎn)生IL-17。成人的Vγ9Vδ2 T細(xì)胞屬于記憶性細(xì)胞，與新生兒不同，成人Vγ9Vδ2 T細(xì)胞產(chǎn)生IL-17需要依賴IL-23、IL-1β和TGF-β的作用，但不依賴IL-6[16]。另有研究發(fā)現(xiàn)IL-6-/-小鼠體內(nèi)的γδT細(xì)胞產(chǎn)生的IL-17的量與野生型小鼠相當(dāng)，也證實(shí)了γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17并不依賴于IL-6[17]，而TGF-β被證實(shí)在IL-17+γδT細(xì)胞的發(fā)育和維持中起到必要的作用[18,19]。此外，IL-2或CD25缺陷的小鼠體內(nèi)分泌IL-17的γδT細(xì)胞數(shù)目減少，提示IL-2對(duì)IL-17+γδT細(xì)胞的維持也有作用[20]。

通過(guò)Toll樣受體2(Toll-like receptor 2，TLR2)和樹(shù)突狀細(xì)胞相關(guān)性C型植物凝集素(Dendritic cell-associated,C-type lectin 1,Dectin-1)的活化以及芳基烴受體(Ary1 hydrocarbon，AhR)的調(diào)節(jié)也能誘導(dǎo)IL-17+γδT細(xì)胞的活化，但γδT細(xì)胞是否是通過(guò)直接與TLR或Dectin-1配體反應(yīng)從而擴(kuò)增和分泌IL-17尚不清楚[21]。

4 IL-17+γδT細(xì)胞在感染性疾病中的免疫作用

早期研究發(fā)現(xiàn)，在感染結(jié)核桿菌小鼠模型中，γδT細(xì)胞能在感染早期迅速產(chǎn)生IL-17，并且在感染過(guò)程中持續(xù)分泌[14]，從而證實(shí)IL-17+γδT細(xì)胞在抗結(jié)核感染免疫機(jī)制中發(fā)揮了重要作用。雖然健康人外周血中存在少量產(chǎn)生IL-17γδT的細(xì)胞，但在結(jié)核病患者外周血中產(chǎn)生IL-17的γδT細(xì)胞明顯比健康人增多[22]，由此也證明，在結(jié)核桿菌感染的肺臟中，產(chǎn)生IL-17A的TCRγδ+T細(xì)胞是結(jié)核分枝桿菌感染的保護(hù)性免疫不可或缺的來(lái)源[23]。

此外，最近有研究發(fā)現(xiàn)，在呼吸道病原體百日咳博德特氏菌的感染免疫中，γδT細(xì)胞在感染后2 h就在肺中產(chǎn)生IL-17。與未接觸抗原的小鼠相比，被百日咳桿菌感染過(guò)的小鼠肺臟中的γδT細(xì)胞能產(chǎn)生明顯更多的IL-17[24]。在利什曼原蟲(chóng)感染的小鼠肝臟模型中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生IL-17的γδT細(xì)胞在感染的第一周即被引入肝臟，是IL-17的關(guān)鍵來(lái)源[25]。此外，在急性銅綠假單胞菌肺部感染的早期階段，γδT細(xì)胞是IL-17的主要來(lái)源，其在宿主免疫應(yīng)答和防御細(xì)菌中起關(guān)鍵作用[26]。這些都表明γδT細(xì)胞能通過(guò)產(chǎn)生IL-17在免疫應(yīng)答的早期發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。

研究發(fā)現(xiàn)，在乙型肝炎相關(guān)急性肝衰竭(HBV-ACLF)患者的血液樣品中，γδT細(xì)胞的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于慢性乙型肝炎病毒感染(CHBV)患者和健康對(duì)照組,在用PMA和離子霉素刺激后，來(lái)自HBV-ACLF患者的γδT細(xì)胞能產(chǎn)生最大量的TNF-α或IL-17。這些結(jié)果表明γδT細(xì)胞可能是通過(guò)產(chǎn)生大量的炎性細(xì)胞因子和/或增加細(xì)胞毒性能力來(lái)參與HBV-ACLF患者的肝損傷[27]。而近期通過(guò)研究小鼠感染病毒性肝炎的模型發(fā)現(xiàn)，在感染后的24 h內(nèi)IL-17和IL-23顯著增加，且肝臟中大部分的IL-17是由γδT細(xì)胞產(chǎn)生。此外，肝內(nèi)IL-17+γδT細(xì)胞優(yōu)先表達(dá)IL-7Rα，在體外，IL-7與IL-23的協(xié)同作用也能刺激γδT細(xì)胞產(chǎn)生IL-17[28]，這些都證實(shí)IL-17在抗病毒感染免疫過(guò)程中也發(fā)揮了重要作用。

甲型H1N1流感病毒有很高的致病性，研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子風(fēng)暴是H1N1重癥感染乃至患者死亡的重要原因。而IL-17A作為重要的炎癥因子，能大量募集活化多種免疫細(xì)胞參與炎癥反應(yīng)，對(duì)多種靶器官產(chǎn)生免疫病理?yè)p傷。在H1N1重癥感染小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，肺組織中γδT細(xì)胞比例和數(shù)目明顯增高，同樣的早期肺組織中IL-17A濃度也顯著升高，并且感染早期，γδT17細(xì)胞是浸潤(rùn)肺臟的主要細(xì)胞，而非Th17和Tc17細(xì)胞，因此證實(shí)γδT17細(xì)胞通過(guò)釋放IL-17A參與了H1N1重癥感染小鼠早期肺組織炎性損傷的過(guò)程[29]。

5 IL-17+γδT細(xì)胞在自身免疫性疾病中的作用

除了在感染性疾病中發(fā)揮著重要作用以外，大量研究證實(shí)，IL-17+γδT細(xì)胞也參與了自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展。有研究者通過(guò)建立實(shí)驗(yàn)性自身免疫性肝炎(Experimental autoimmune hepatitis,EAH)小鼠模型，經(jīng)過(guò)檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用肝抗原S-100處理后EAH小鼠肝臟組織中的IL-17+γδT細(xì)胞比例明顯升高，中和IL-17 或清除γδT細(xì)胞后肝臟炎癥均可減輕，而清除 CD4+T細(xì)胞，肝臟炎癥并無(wú)明顯變化，進(jìn)一步提示肝臟γδT細(xì)胞是EAH的IL-17的主要來(lái)源，而非傳統(tǒng)的CD4+T細(xì)胞[30]。由于γδT細(xì)胞表面表達(dá)IL-23受體(IL-23R)，與IL-23結(jié)合能產(chǎn)生大量IL-17，引起免疫炎癥反應(yīng)，近期研究顯示，成人特發(fā)性血小板減少性紫癜(Idiopathic thrombocy topenic purpura,ITP)患者外周血γδT細(xì)胞、IL-17與IL-23的水平高于正常人，經(jīng)過(guò)統(tǒng)一劑量激素治療后再次檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，治療有效組γδT細(xì)胞、IL-17、IL-23水平下降，治療無(wú)效組γδT細(xì)胞、IL-17、IL-23水平較治療前無(wú)明顯下降，進(jìn)一步證實(shí)γδT細(xì)胞、IL-17在ITP的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮了重要作用[31]。

類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(Rheumatoid arthritis，RA)是一種慢性全身性自身免疫性疾病，以滑膜炎為主要的病理特征。IL-17作為強(qiáng)大的炎癥因子，可誘導(dǎo)滑膜細(xì)胞產(chǎn)生前列腺素E2(Prostaglandin,PGE2)和GM-CSF,能刺激關(guān)節(jié)液中巨噬細(xì)胞分泌TNF-α和IL-1，促發(fā)滑膜炎癥及滑膜增生。研究發(fā)現(xiàn)IL-17通過(guò)STAT3信號(hào)通路上調(diào)RA患者成纖維樣滑膜細(xì)胞中Bcl-2的表達(dá)，從而促進(jìn)患者成纖維樣滑膜細(xì)胞的增殖[32]。持續(xù)性的滑膜炎會(huì)導(dǎo)致骨侵蝕和骨破壞，最終影響關(guān)節(jié)的完整性，研究顯示，IL-17可促進(jìn)成骨細(xì)胞的凋亡而導(dǎo)致骨破壞，對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎具有致病作用[33]。雖然有研究表明，IL-17介導(dǎo)的骨破壞是由Th17細(xì)胞分泌的[34]，但早期研究發(fā)現(xiàn)在小鼠腫脹關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)液中，分泌IL-17的γδT細(xì)胞與Th17細(xì)胞相比明顯升高[35]。此外，在RA患者滑膜中，檢測(cè)到了 Vδ1 和 Vδ2細(xì)胞[36,37]，也可見(jiàn)IL-17+γδT 細(xì)胞的增長(zhǎng)[34]，均提示IL-17+γδT 細(xì)胞參與了RA的炎性過(guò)程。

皮膚的γδT細(xì)胞也能表達(dá)IL-23受體(IL-23R)，研究發(fā)現(xiàn)，IL-23能刺激銀屑病患者受損皮膚的γδT細(xì)胞大量擴(kuò)增，并產(chǎn)生大量的IL-17，從而加劇了局部炎癥的發(fā)生和發(fā)展，這一點(diǎn)在小鼠模型中也得以證實(shí)[38]。

對(duì)小鼠實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓膜炎(Experimentfal autoimmune encephalomyeliti,EAE)研究顯示，疾病發(fā)展過(guò)程中小鼠的脊髓和腦組織能產(chǎn)生大量的IL-17，從而發(fā)揮其致病性，而這些IL-17主要由γδT細(xì)胞產(chǎn)生。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，γδT細(xì)胞的兩個(gè)亞型(即Vγ4+亞型和Vγ1+亞型)在EAE的進(jìn)程中發(fā)揮了不同的作用，一方面Vγ4+亞型主要通過(guò)產(chǎn)生IL-17發(fā)揮致病作用，而另一方面，Vγ1+亞型產(chǎn)生CCR5配體，促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分化從而發(fā)揮保護(hù)作用[39]。上述研究表明，IL-17+γδT 細(xì)胞在自身免疫性疾病中通過(guò)多種途徑發(fā)揮作用。

6 IL-17+γδT細(xì)胞在腫瘤免疫中的作用

目前關(guān)于IL-17+γδT細(xì)胞在腫瘤免疫中的確切作用仍然存在爭(zhēng)議。近年來(lái)的研究顯示γδT細(xì)胞對(duì)某些癌癥有抑制作用。γδT細(xì)胞通過(guò)穿孔素-顆粒酶途徑、抗體依賴性細(xì)胞毒作用(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)等方式裂解腫瘤細(xì)胞發(fā)揮直接抗腫瘤作用[40，41]。γδT細(xì)胞還能通過(guò)產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子如IFN-γ和TNF-α發(fā)揮抑癌作用、通過(guò)促使DC成熟以增強(qiáng)細(xì)胞毒性及免疫調(diào)節(jié)作用、通過(guò)誘導(dǎo)NK細(xì)胞介導(dǎo)的抗腫瘤細(xì)胞毒作用等發(fā)揮間接抗腫瘤作用[42，43]。有研究發(fā)現(xiàn)，IL-17+γδT細(xì)胞能促進(jìn)化療后Tc1 CTLs細(xì)胞在腫瘤部位浸潤(rùn)并發(fā)揮作用[44]，有研究者將γδT細(xì)胞和卵巢癌癥干細(xì)胞(Cancer sterm cell,CSCs)共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)癌癥細(xì)胞的增殖率明顯下降，對(duì)化療的敏感性大幅增加，此外，由于CSCs和γδT細(xì)胞共培養(yǎng)后，產(chǎn)生IL-17的量也明顯增加，由此推斷γδT細(xì)胞可以通過(guò)產(chǎn)生IL-17有效地殺死卵巢CSCs[45]。這些研究顯示IL-17+γδT細(xì)胞能發(fā)揮一定抑癌作用。

另外有研究顯示IL-17+γδT細(xì)胞也有促癌作用。研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤微環(huán)境中，IL-17主要由γδT細(xì)胞產(chǎn)生，而IL-17通過(guò)調(diào)節(jié)包括血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子在內(nèi)的多種促血管生成因子的產(chǎn)生，以刺激胃癌、膽囊癌、非小細(xì)胞肺癌以及其他癌癥的腫瘤組織的血管生成從而促進(jìn)腫瘤發(fā)展[46-49]。也有研究指出，IL-17+γδT細(xì)胞可以增加髓源性抑制細(xì)胞(Myeloid-derived suppressor cells,MDSCs)的積累,而MDSCs能抑制宿主免疫反應(yīng)，同時(shí)刺激腫瘤血管生成，從而促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和發(fā)展[50，51]。最近有研究者發(fā)現(xiàn)結(jié)直腸癌患者外周血Vδ2 T細(xì)胞的IL-17表達(dá)較正常人明顯升高[52]，而先天性γδT細(xì)胞是人結(jié)直腸癌(Colorectal cacer,CRC)中IL-17的主要細(xì)胞來(lái)源，腫瘤上皮屏障破壞引發(fā)的微生物產(chǎn)物與人類腫瘤中的炎性樹(shù)突狀細(xì)胞(inflammatory DCs,inf-DC)累積和IL-17+γδT細(xì)胞的極化相關(guān)?；罨膇nf-DC能誘導(dǎo)IL-17+γδT細(xì)胞分泌IL-8、TNF-α和GM-CSF，導(dǎo)致腫瘤中PMN-MDSCs的趨化，從而維持其免疫抑制活性，與腫瘤的發(fā)展相關(guān)聯(lián)[53]。此外，有研究發(fā)現(xiàn)，卵巢腫瘤組織中浸潤(rùn)的γδT細(xì)胞也能產(chǎn)生IL-17A，而IL-17A通過(guò)招募非典型腹腔小巨噬細(xì)胞(Small peritoneal macrophages,SPMs)能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖并抵消腫瘤免疫監(jiān)視作用[54]。

另外通過(guò)對(duì)小鼠肝癌模型的研究發(fā)現(xiàn)，IL-17通過(guò)抑制抗腫瘤免疫應(yīng)答，特別是CD8+T細(xì)胞應(yīng)答而介導(dǎo)，從而促進(jìn)了腫瘤的發(fā)展，而IL-17主要由Vγ4 γδT細(xì)胞產(chǎn)生，可以通過(guò)抑制Vγ4 γδT細(xì)胞從而抑制腫瘤的發(fā)展[55]。有關(guān)乳腺癌的研究顯示，IL-17+γδT細(xì)胞能促進(jìn)中性粒細(xì)胞的擴(kuò)增和極化，導(dǎo)致全身性炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，兩者相互作用共同促進(jìn)腫瘤的轉(zhuǎn)移[56]。這些研究提示IL-17+γδT細(xì)胞在腫瘤免疫中可能有雙重功能。

7 總結(jié)

γδT細(xì)胞是分布于機(jī)體的第一道屏障，通過(guò)直接識(shí)別入侵生物表面的抗原，發(fā)揮其毒性T細(xì)胞作用。IL-17是一類促炎因子，長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為IL-17主要是由Th17細(xì)胞產(chǎn)生，近年來(lái)，大量的研究發(fā)現(xiàn)，γδT細(xì)胞也是產(chǎn)生IL-17的主要來(lái)源，目前的研究證實(shí)γδT通過(guò)早期、快速、非特異性地分泌大量的IL-17參與了感染性疾病、自身免疫性疾病以及腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。但是綜合國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于IL-17+γδT細(xì)胞的研究多數(shù)還局限于實(shí)驗(yàn)室研究，相信隨著對(duì)產(chǎn)生IL-17的γδT細(xì)胞在疾病中的作用及相關(guān)機(jī)制的深入研究能進(jìn)一步完善我們對(duì)免疫體系的認(rèn)識(shí)，同時(shí)為相關(guān)疾病的治療提供新的思路。

致謝：本文撰寫(xiě)得到蚌埠醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室李柏青教授審閱，并提出修改建議，特此致謝。