Th17/Treg失衡與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病關(guān)系的研究進(jìn)展

何瀟，吳福玲

(濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，山東濱州256600)

毛細(xì)支氣管炎是急性感染性細(xì)支氣管炎，發(fā)病高峰年齡為2～6月齡，主要由呼吸道合胞病毒(RSV)等季節(jié)性病毒感染引起。其主要臨床特征為小氣道阻塞導(dǎo)致的氣促、陣發(fā)性喘息、胸壁吸氣性凹陷(三凹征陽(yáng)性)、呼氣相延長(zhǎng)和高亢的哮鳴音及細(xì)濕啰音[1]。病毒感染導(dǎo)致上皮細(xì)胞壞死、黏膜水腫、黏液分泌增加致細(xì)支氣管狹窄與阻塞是該病主要病理基礎(chǔ)。隨著免疫學(xué)的快速發(fā)展，淋巴細(xì)胞亞群在毛細(xì)支氣管炎免疫機(jī)制中意義重大。且Li等[2]研究發(fā)現(xiàn)，RSV毛細(xì)支氣管炎患兒外周血輔助性T細(xì)胞(Th17)占單個(gè)核細(xì)胞的百分比高于肺炎及健康兒童，而調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg細(xì)胞)占CD4+T細(xì)胞的百分比低于肺炎及健康兒童，表明Th17/Treg失衡參與毛細(xì)支氣管炎的發(fā)展過(guò)程。本文對(duì)Th17/Treg失衡與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病的關(guān)系進(jìn)行分析總結(jié)。

1 Th17與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病的關(guān)系

1.1 Th17的分化與免疫調(diào)節(jié)功能 Th17是一種有較強(qiáng)白細(xì)胞介素23(IL-23)依賴性的新型CD4+T細(xì)胞，由Langrish等[3]在研究實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)和膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)。Th17細(xì)胞主要產(chǎn)生IL-17、IL-21、IL-22等多種細(xì)胞因子，刺激氣道上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和氣道平滑肌細(xì)胞分泌趨化因子1(CXCL1)和CXCL8，參與自身免疫性疾病[4]。因此Th17及其分泌的炎性因子參與免疫調(diào)節(jié)過(guò)程。

Th17亞群的分化和免疫調(diào)控一直是人們研究的熱點(diǎn)，直接決定Th17分化的最關(guān)鍵調(diào)節(jié)器是維甲酸類孤核受體γt(RORγt)。最近發(fā)現(xiàn)，Th17細(xì)胞表達(dá)高水平的RORα，該受體由轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)和IL-6誘導(dǎo)并依賴于轉(zhuǎn)錄激活子3通路促進(jìn)Th17細(xì)胞分化，而RORα缺陷僅選擇性導(dǎo)致IL-17和IL-23表達(dá)減低[5]。TGF-β和IL-6同時(shí)存在可誘導(dǎo)RORγt高表達(dá)，幼稚CD4+T細(xì)胞向Th17分化，并刺激其分泌IL-17，說(shuō)明樹突狀細(xì)胞分泌的促炎性細(xì)胞因子IL-6、TGF-β參與Th17細(xì)胞的分化[6]。IL-23缺陷小鼠不表達(dá)IL-17，但不影響Th17分化的起始階段，說(shuō)明IL-23并不是Th17細(xì)胞分化的必需因子，卻在維持Th17的表型、增殖和功能中至關(guān)重要[7]。Th17自分泌IL-21正反饋?zhàn)饔么龠M(jìn)Th17增殖。Shi等[8]發(fā)現(xiàn)血小板因子基因缺陷小鼠外周血IL-17水平升高，IL-17可通過(guò)抑制Smad蛋白磷酸化抑制Th17分化。此外，干擾素調(diào)節(jié)因子、IL-2、INF-γ和芳香烴受體等也參與Th17的分化過(guò)程。

1.2 Th17與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病的關(guān)系 越來(lái)越多的研究證明，Th17激活多種細(xì)胞產(chǎn)生促炎細(xì)胞因子、集落刺激因子和趨化因子以及基質(zhì)蛋白酶，參與自身免疫性疾病、感染性疾病和移植排斥過(guò)程[9]。在RSV感染過(guò)程中敲除IL-17基因或應(yīng)用抗IL-17抗體中和，氣管內(nèi)黏液分泌和病毒載量明顯減少，且CD8+淋巴細(xì)胞明顯增多，說(shuō)明IL-17主要通過(guò)抑制CD8+淋巴細(xì)胞的病毒清除功能，協(xié)同機(jī)體固有免疫加劇炎癥反應(yīng)[10]。Newcomb等[11]研究發(fā)現(xiàn)，相比于單純RSV感染或卵白蛋白致敏小鼠，RSV感染的卵白蛋白致敏小鼠肺泡灌洗液中高表達(dá)IL-17，低表達(dá)IFN-γ和IL-13，增加黏液分泌。姚圣連等[12]發(fā)現(xiàn)毛細(xì)支氣管炎重度組外周血Th17細(xì)胞比例及IL-17水平高于輕度組、對(duì)照組，且哮喘組和輕重度組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明RSV毛細(xì)支氣管炎與哮喘發(fā)病機(jī)制相似。因此，Th17及其分泌的炎性因子參與RSV毛細(xì)支氣管炎免疫過(guò)程，促進(jìn)中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)氣道，從而導(dǎo)致炎癥發(fā)生和小氣道阻塞性通氣功能障礙，且RSV毛細(xì)支氣管炎患兒疾病嚴(yán)重程度與Th17表達(dá)呈正相關(guān)。

2 Treg與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病的關(guān)系

2.1 Treg的分化和免疫調(diào)節(jié)功能 CD4+CD25+Treg細(xì)胞是一類具有免疫調(diào)節(jié)作用的T細(xì)胞亞群，在功能上與Th17細(xì)胞相互拮抗，主要通過(guò)釋放IL-10和TGF-β抑制抗原提呈細(xì)胞功能、降低炎性因子產(chǎn)生及IgE、IgG4等抗體分泌而發(fā)揮免疫效應(yīng)。Treg分化受多種因素調(diào)節(jié)，TGF-β和IL-2誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化成Treg細(xì)胞，TGF-β主要通過(guò)轉(zhuǎn)錄因子STAT5誘導(dǎo)參與分化過(guò)程，IL-2通過(guò)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子STAT5、增強(qiáng)Foxp3的表達(dá)進(jìn)而促進(jìn)Treg的分化，而維甲酸通過(guò)促進(jìn)TGF-β、誘導(dǎo)Foxp3激活分化過(guò)程[13]。叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子3(Foxp3)是Treg的特異性轉(zhuǎn)錄因子，其持續(xù)表達(dá)可促進(jìn)Treg細(xì)胞分化并提高其免疫抑制作用[14]。Treg細(xì)胞可通過(guò)分泌抑炎細(xì)胞因子IL-10、TGF-β、IL-35，通過(guò)自身表面分子如CD25、細(xì)胞毒T淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4和細(xì)胞融解顆粒酶A、B等機(jī)制直接或間接抑制變應(yīng)原誘導(dǎo)的肥大細(xì)胞活化和嗜堿性粒細(xì)胞脫顆粒效應(yīng)，參與機(jī)體的免疫應(yīng)答[15]。此外，IL-6、IL-10、IL-35等細(xì)胞因子也參與Treg分化增殖，但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步探索。

2.2 Treg與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病的關(guān)系 研究發(fā)現(xiàn)Treg水平下降，RSV毛細(xì)支氣管炎患兒體內(nèi)免疫抑制功能減弱，氣道高反應(yīng)性增強(qiáng)。Gao等[16]發(fā)現(xiàn)毛細(xì)支氣管炎組大鼠PBMC和肺組織中Foxp3 mRNA和蛋白表達(dá)均低于正常組，且IL-10和TGF-β水平低于對(duì)照組，說(shuō)明Foxp3可調(diào)控Treg細(xì)胞的炎性抑制功能。朱亞非等[17]觀察RSV毛細(xì)支氣管炎患兒外周血Treg的比例、Foxp3 mRNA的表達(dá)，毛細(xì)支氣管炎患兒外周血Treg細(xì)胞比例、Foxp3 mRNA低于健康對(duì)照組，且兩者與患兒的疾病評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，即細(xì)胞比例及表達(dá)越低，臨床癥狀越嚴(yán)重。另有研究認(rèn)為，小鼠體內(nèi)Treg細(xì)胞的耗盡會(huì)導(dǎo)致病毒載量的下降，說(shuō)明在RSV感染期間，Treg細(xì)胞有助于招募活化的CD8+淋巴T細(xì)胞到肺內(nèi)和縱膈淋巴結(jié)，Treg比例降低，外周血CD8+T淋巴細(xì)胞遷移延遲，導(dǎo)致病毒清除減弱和疾病的嚴(yán)重程度增加，證明Treg在清除RSV病毒的免疫機(jī)制中起重要作用[18]。因此，Treg細(xì)胞參與調(diào)節(jié)RSV毛細(xì)支氣管炎患兒的免疫耐受。

3 Th17/Treg免疫失衡與毛細(xì)支氣管炎發(fā)病的關(guān)系

毛細(xì)支氣管炎的病理基礎(chǔ)主要是RSV刺激呼吸道上皮細(xì)胞，引起一系列炎癥反應(yīng)，細(xì)支氣管阻塞，氣道高反應(yīng)性和氣道重塑。大量研究證明，Th17/Treg失衡在毛細(xì)支氣管炎的免疫機(jī)制中發(fā)揮重要作用。Qin等[19]研究認(rèn)為，RSV具有嗜上皮特性，RSV感染人支氣管上皮細(xì)胞(HBECs)后可刺激Th17分化，抑制Treg細(xì)胞數(shù)量增加，認(rèn)為氣道上皮細(xì)胞可能參與氣道高反應(yīng)的免疫失衡機(jī)制。Li等[2]研究顯示RSV毛細(xì)支氣管炎患兒外周血Treg、IL-10、TGF-β水平明顯低于普通肺炎患兒和健康對(duì)照兒童，而Th17細(xì)胞及IL-17水平則明顯高于肺炎患兒和健康對(duì)照兒童。上述研究表明，RSV毛細(xì)支氣管炎患兒外周血存在Th17/Treg失衡，Treg免疫應(yīng)答確保有效的病毒清除和減輕Th2型免疫反應(yīng)。而Th17免疫應(yīng)答抑制病毒清除，進(jìn)一步促進(jìn)Th2型免疫反應(yīng)導(dǎo)致臨床表現(xiàn)加重。朱亞非等[17]研究特異性體質(zhì)患兒在感染RSV后CD4+CD25+Treg水平低于非特異性體質(zhì)患兒和健康對(duì)照組，提示特異性體質(zhì)患兒在感染RSV后更易出現(xiàn)免疫失衡而誘發(fā)喘息癥狀，進(jìn)而引發(fā)哮喘。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)糖皮質(zhì)激素治療后CD4+CD25+Treg數(shù)量及Foxp3表達(dá)高于非激素組，說(shuō)明糖皮質(zhì)激素可促進(jìn)CD4+CD25+Treg的分化增殖，糾正Th17/Treg免疫失衡，改善毛細(xì)支氣管炎患兒的臨床癥狀。敲除IL-10基因的RSV毛細(xì)支氣管炎小鼠模型，其促炎細(xì)胞因子和趨化因子的水平升高，導(dǎo)致疾病嚴(yán)重程度增加和肺組織病理改變[18]。Treg細(xì)胞數(shù)量不足，效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞分化為Th2細(xì)胞，導(dǎo)致大量炎癥因子產(chǎn)生，免疫球蛋白E(IgE)、IgG4等生物活性介質(zhì)釋放增加，從而導(dǎo)致喘息及氣道高反應(yīng)。

長(zhǎng)期隨訪發(fā)現(xiàn)，RSV毛細(xì)支氣管炎患兒日后反復(fù)喘息的概率為25%～50%，13年后約有37%的患兒最終被確診為支氣管哮喘[20]。哮喘的免疫機(jī)制主要是T淋巴細(xì)胞激活和Th亞群失衡。以往動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究均發(fā)現(xiàn)Th17/Treg失衡可加重支氣管哮喘患兒氣道炎癥和高反應(yīng)性，也有研究結(jié)果顯示中重度哮喘組外周血中Th17細(xì)胞比例高于間歇-輕度組和正常組，相反中重度哮喘患兒外周血Treg比例低于間歇-輕度組[21]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，RSV持續(xù)感染HBECs模型中ELISA法和流式細(xì)胞儀均檢測(cè)到RSV組IL-8水平高于正常HBECs；將重組IL-8作用于外周血淋巴細(xì)胞24 h，流式細(xì)胞儀檢測(cè)Th亞群的分布情況，發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞數(shù)目增加，說(shuō)明HBECs持續(xù)感染RSV后通過(guò)過(guò)度分泌IL-8促進(jìn)Th17分化，引起Th17/Treg亞群失衡，進(jìn)而導(dǎo)致哮喘易感性增高[22]。這均說(shuō)明哮喘患兒體內(nèi)存在Th17/Treg失衡，且與病情嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，人胎盤間充質(zhì)干細(xì)胞在治療博來(lái)霉素誘導(dǎo)的肺纖維化、脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷等肺部炎癥中起到修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)作用，干細(xì)胞移植可顯著減輕哮喘小鼠模型肺部炎癥程度和IL-17等炎性因子浸潤(rùn)，減輕肺部病理?yè)p害，緩解喘息癥狀，但其具體作用機(jī)制待進(jìn)一步研究。因此深入研究hPMSC在哮喘的免疫調(diào)控、細(xì)胞分化，可以作為免疫疾病治療的新靶點(diǎn)。

綜上所述，Th17/Treg免疫失衡與毛細(xì)支氣管炎患兒免疫機(jī)制、臨床嚴(yán)重程度密切相關(guān)，為進(jìn)一步探討其免疫機(jī)制及免疫療法提供了可靠的理論依據(jù)。