濾泡輔助性T細胞與炎癥性腸病相關的研究進展*

謝彥飛，呂曉丹，李世權，陳 蘭，詹靈凌 綜述，呂小平△ 審校

(1.廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，南寧 530021；2.廣西醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院臨床醫(yī)學實驗部，南寧 530021；3.廣西醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，南寧 530021)

濾泡輔助性T細胞(T follicular helper cell，Tfh)是一種新的CD4+T效應細胞亞群。Tfh定位于淋巴濾泡，主要功能是輔助B細胞增殖、分化和免疫球蛋白類型的轉換，參與體液免疫。炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)是一類由多種因素共同作用、異常免疫調(diào)節(jié)、炎性反應持續(xù)反復發(fā)作的慢性非特異性腸道疾病。目前IBD的病因及其發(fā)病機制尚未清楚，一般認為是由環(huán)境改變、遺傳易感、細菌及病毒感染和自身免疫等各種因素相互作用引起，其中，有Tfh參與的免疫因素在IBD發(fā)病機制發(fā)揮重要作用。現(xiàn)將近十年來國內(nèi)外關于Tfh與IBD相關的研究進展作一綜述。

1 IBD發(fā)病機制

IBD包括潰瘍性結腸炎(ulcerative colitis，UC)和克羅恩病(Crohn′s disease,CD)。流行病學調(diào)查研究顯示，IBD無論是發(fā)病率和患病率均正在世界范圍內(nèi)不斷增加[1]。近年來，該病在亞洲變得越來越普遍。一項臨床研究顯示，IBD在亞洲呈逐年增多趨勢[2]。目前認為飲食、吸煙、衛(wèi)生條件、生活方式等環(huán)境因素、遺傳傾向和NOD2/CARD15基因突變、自身正常腸道菌群參與的異常免疫反應、持續(xù)的天然免疫反應和Ⅰ型輔助T細胞(Th1細胞)異常激活等因素在IBD的發(fā)生、發(fā)展、轉歸過程中起到主要作用。

1.1環(huán)境因素 目前認為諸如吸煙、衛(wèi)生狀況、微生物、非甾體類抗炎藥、抗生素、飲食、哺乳、地理位置、生活壓力和空氣污染等多種環(huán)境因素與IBD有關[3]。隨著工業(yè)革命的興起，IBD主要為西方國家所認知。自20世紀以來，IBD在加拿大、美國、西歐等發(fā)達國家最為流行，如今在如印度、中國等實現(xiàn)工業(yè)化的發(fā)展中國家，IBD的發(fā)病率呈上升趨勢，這一疾病譜的變化提示了環(huán)境因素所發(fā)揮的重要作用。

1.2遺傳因素 自IBD遺傳基礎的研究以來，NOD2的識別作為一個主要易感基因取得了重大的進步。通過新的基因分型和測序技術已發(fā)現(xiàn)242個常見的易感基因位點，其中有45個是已精確統(tǒng)計出確切來源的變種，還確定了50個與早期發(fā)病的炎癥性疾病相關的基因。IBD不斷發(fā)展的遺傳結構，通過與重大疾病相關信號通路的鑒別，有可能為個體化藥物治療表明新的藥物靶標或標記，從而加深了人們對其發(fā)病機制的認識[4]。

1.3感染因素 腸道菌群的分析研究顯示IBD的發(fā)病機制與腸道微生物組成中的特征性變化有關，更進一步認為IBD是由腸道微生物和黏膜免疫系統(tǒng)的相互作用而引起的[5]。此外，有新的研究顯示表明，由于疾病的嚴重程度和免疫抑制治療的普及，IBD患者巨細胞病毒感染的患病率在增加[6]，副結核分枝桿菌亞群與CD及人類免疫相關疾病的發(fā)病機制有關[7]。腸道菌群的失調(diào)可能通過增強宿主的促炎癥免疫反應在IBD的發(fā)病機制中發(fā)揮作用[8]。

1.4免疫因素 免疫因素在IBD的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。腸黏膜免疫系統(tǒng)被破壞，黏膜通透性增加，腸道持續(xù)暴露于大量抗原中，誘發(fā)腸道免疫系統(tǒng)的過度反應和錯誤識別，從而激活巨噬細胞和淋巴細胞，釋放大量炎性介質(zhì)及免疫調(diào)節(jié)因子，引起機體的免疫應答，逐級放大異常免疫反應，最終引起腸黏膜組織損傷遷延不愈表現(xiàn)為IBD的病理改變和臨床特征。

2 Tfh的產(chǎn)生過程和特征性細胞表型及其意義

在初始T細胞中有一部分持續(xù)表達CXCR5，在趨化因子CXCL13的趨化作用下，主要趨化B細胞遷移至淋巴樣器官和脾臟的B細胞濾泡中，同時表達ICOShi、CD40Lhi和分泌白細胞介素(IL)-21，ICOShi和CD40Lhi分別通過與B細胞上的ICOSLG和CD40結合，刺激B細胞的增殖、分化，參與免疫球蛋白類別的轉換，執(zhí)行輔助B細胞的功能，成為Tfh。

Tfh是定位于淋巴濾泡、主要負責輔助B細胞產(chǎn)生抗體并參與調(diào)控體液免疫的CD4+T效應細胞亞群，它的特征性細胞表型包括有CD4、CXCR5、ICOS、CD40L等，其免疫表型為CXCR5+CD4+ICOS+，其中持續(xù)表達的CXCR5和高水平表達的ICOS是Tfh膜表面標志的特征性表現(xiàn)。在CXCL13的趨化作用下，Tfh與B細胞共定位于淋巴濾泡，并發(fā)生相互作用，CXCR5為Tfh在淋巴濾泡里發(fā)生遷移、定位的過程中發(fā)揮了至關重要的作用。作為Tfh最重要的表面標記物，結構性高表達的CXCR5是Tfh區(qū)別于其他CD4+T細胞獨有的鑒別標志。ICOS和其配體ICOSL的相互作用對于Tfh的產(chǎn)生和維持、生發(fā)中心(germinal center，GC)和記憶B細胞的形成、T細胞依賴的抗體產(chǎn)生和免疫球蛋白類型的轉換發(fā)揮重要作用，缺乏 ICOS將會影響GC的形成以及B細胞的成熟，從而導致體液免疫缺陷。

3 Tfh的功能及其主要細胞因子

3.1Tfh的功能 Tfh是一種輔助B細胞產(chǎn)生IgG和IgA等抗體、促進GC形成及維持的特殊T細胞亞群。Tfh傳遞重要信號至B細胞可促使免疫球蛋白類別轉換和重組、體細胞發(fā)生超變異、產(chǎn)生相應的高親和力抗體、發(fā)生免疫記憶、輔助抗原特異性B細胞在GC中增生及分化為漿細胞或記憶B細胞。Tfh功能缺陷或者亢進必將導致紊亂的免疫狀態(tài)，Tfh及相關細胞因子的表達減少會導致正常的B細胞反應不能完成，產(chǎn)生體液免疫缺陷；相反，Tfh及相關細胞因子的過度表達也會導致病態(tài)的自身免疫反應，引起過度調(diào)控GC的形成，產(chǎn)生異位性GC，并促使高親和力的抗體產(chǎn)生過多或者產(chǎn)生異常的抗體，誘發(fā)自身免疫性疾病、促進慢性自身免疫性炎癥。

3.2Tfh的主要細胞因子 Tfh的主要細胞因子包括CXCR5、CD40L、PD-1、ICOS、IL-21等。CXCR5持續(xù)高表達于Tfh表面；CD40L參與B細胞的增殖、GC的形成及體液免疫；PD-1影響GC的生成、高親和力抗體及長壽漿細胞的產(chǎn)生；ICOS刺激Tfh的產(chǎn)生和維持、GC和記憶B細胞的形成、T細胞依賴抗體的產(chǎn)生及免疫球蛋白類型的轉換；IL-21執(zhí)行Tfh的主要效應功能。

4 Tfh與IBD的關系

4.1CXCR5與IBD 在葡聚硫酸鈉(dextran sulfate sodium，DSS)誘導的小鼠慢性結腸炎的研究中發(fā)現(xiàn)，在慢性炎性細胞浸潤腸黏膜前，OX40/OX40L誘導CXCR5在CD4+細胞表達、遷移至GC促進CD4+細胞的進一步分化是重要的炎癥過程。一項研究發(fā)現(xiàn)，在CD患者中通過IL-21的分泌形成CD4+CXCR5+T細胞的循環(huán)，可加劇B細胞抗體的產(chǎn)生[9]。CXCR5在UC患者的不規(guī)則淋巴細胞聚集中表達，這有力地表明了CXCR5在IBD異常淋巴組織的生成中發(fā)揮重要作用；而CXCR5作為Tfh最重要的表面標記物，CXCR5及其配體CXCL13的相互作用，使B細胞向淋巴器官歸巢、B細胞和Tfh定位于淋巴濾泡區(qū)、形成GC、誘導Tfh向GC遷移、調(diào)節(jié)體液免疫，這些功能將為揭示Tfh如何在UC病變發(fā)生、發(fā)展的過程發(fā)揮其作用提供強有力的理論依據(jù)。

4.2CD40L與IBD 早有研究證實了CD40在活動性IBD的腸上皮細胞中表達。CD40和CD40L在IBD腸黏膜中表達增強，CD40/CD40L信號通路有助于IBD腸上皮細胞的促炎作用，這個信號通路的激活參與了IBD的發(fā)病機制，這一系列的病理生理反應活動再一次印證了Tfh確實參與到了IBD發(fā)生、發(fā)展的過程中，并在其中發(fā)揮了一定的促進作用。在IBD患者和CD合并膿腫或瘺的患者中，通過活化的血小板和腸內(nèi)CD40L功能激活的作用，CD40L呈高水平的表面表達和釋放。目前已證明CD40和CD40L的相互作用在免疫和非免疫炎癥相關細胞中激活各種途徑是IBD的發(fā)病關鍵。在CD患者中，CD40在炎性黏膜微血管內(nèi)皮細胞上過度表達，并且在腸黏膜內(nèi)發(fā)現(xiàn)CD40+樹突狀細胞(CD40+dendritic cell，CD40+DC)增多。CD40/CD40L信號通路可能成為IBD治療的新靶點[10]。

4.3PD-1與IBD 與健康人相比，PD-1的受體PD-L1在IBD患者腸上皮細胞上呈高表達，這一發(fā)現(xiàn)提示了PD-L1的重要作用，即PD-1/PD-L1信號通路調(diào)節(jié)原位黏膜的耐受程度。在IBD患者腸上皮細胞和控制供者T細胞的炎性細胞反應中，抗PD-L1阻斷抗體的增加導致干擾素(interferon，IFN)-γ的生成增多。由于炎性細胞反應是由外周血T細胞中的CD4+和CD8+所執(zhí)行，PD-L1阻斷效應可阻止由腸上皮細胞引起的誘導調(diào)節(jié)性T細胞(induced regulatory T cells，iTregs)的生殖，進而通過效應T細胞導致IFN-γ生成的增多，而IFN-γ生成的增多進一步激活抗原提呈細胞，通過上調(diào)轉錄因子T-bet的細胞水平來促進Th1細胞的分化，從而對PD-1/PD-L1信號通路進行有效的免疫調(diào)節(jié)。同時結腸炎的小鼠模型實驗也證實了PD-1的作用，即PD-1/PD-L1信號通路通過控制調(diào)節(jié)細胞及已識別的調(diào)節(jié)性CD4+CD25-PD-1+T細胞可以抑制結腸炎的發(fā)展。BENDIX等[11]對40例CD患者每天給予30 μg維生素D3和1 200 mg鈣片，而作為對照組的8名健康人給予同樣劑量的安慰劑和鈣片，在26周后分離研究對象血漿中的外周血單核細胞(peripheral blood mononuclear cells，PBMCs)，用流式細胞儀分析PD-1、PD-L1以及表面活化標記的表達，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)血漿可溶性PD-1的水平，證實了維生素D對CD患者的治療通過增加CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞的能力，上調(diào)活化反應中的PD-1并減少CD69的表達。

4.4ICOS與IBD 有研究表明，在ICOS的配體ICOSL區(qū)域的風險G等位基因位點rs7282490與增加回腸CD的可能性相關[12]。AIBA等[13]發(fā)現(xiàn)在日本人的原發(fā)性膽汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis，PBC)和CD的發(fā)生、發(fā)展中，腫瘤壞死因子超家族(tumor necrosis factor super family，TNFSF)15和ICOSL-CXCR5可能構成一個共同的致病通路，在這里可以了解到ICOS和CXCR5在IBD的發(fā)生、發(fā)展過程中起到一個相互協(xié)同的作用，這不失為一個大膽而科學的假設，為本課題組在今后對IBD的發(fā)病機制及Tfh與IBD的相關研究中帶來新的認識和研究思路。普通變異型免疫缺陷病(common variable immunodeficiency，CVID)的患者具有包括CD和UC的不同類型IBD的臨床特征，比如明顯的潰瘍性直腸炎[14]。盡管CVID是多基因遺傳，仍有一小部分比例的CVID與特定的基因缺陷有關。1型CVID是由ICOS誘導T細胞基因編碼變異引起的[15]。

4.5IL-21與IBD IL-21分泌型Tfh與IBD的發(fā)病機制有牽連。在CD和UC患者的黏膜活檢中IL-21表達的CD4+CXCR5+Th細胞增加[16-17]。在IBD患者腸內(nèi)的炎性活動中，通過活化的CD4+Th細胞共同表達IFN-γ和Tfh，產(chǎn)生過多的IL-21。過量生成的IL-21激活大量信號通路，擴大和維持持續(xù)的黏膜炎性反應。研究結果表明，IBD患者外周血中的IL-21主要是通過IFN-γ表達的腸固有層CD4+T淋巴細胞產(chǎn)生，進一步強調(diào)不同的T細胞亞群可分泌IL-21。有研究證實了，IL-21的表達在IBD患者的腸內(nèi)上調(diào)，在對抗腫瘤因子易感的CD患者中下調(diào)[18-19]。GE等[20]采用ELISA和流式細胞術，檢測UC患者與對照組中IL-21、Th17、IFN-γ的表達，高表達的IL-21與Th17細胞可能在UC患者的發(fā)病機制中發(fā)揮的一定作用呈正相關關系。Tfh在由DSS或三硝基苯磺酸(trinitrobenzene sulfonic acid，TNBS)誘導的小鼠結腸炎模型中增多，IL-21的敲除在這類動物模型中起到保護作用。此外，在DSS小鼠結腸炎模型中IL-21R/Fc溶解蛋白的處理使疾病加重[17]。IL-21敲除的小鼠在很大程度上可防止結腸炎的發(fā)生并減少Tfh的滲透及Tfh相關細胞因子的產(chǎn)生，IL-21促進了UC的發(fā)展，對Tfh在結腸炎微環(huán)境中的增殖和分泌起到關鍵作用[17]。相關動物實驗研究表明，IL-21/IL-21R信號通路通過抑制Th1細胞、活化Th2細胞、激發(fā)Th17細胞和Treg細胞的反應可有助于控制小鼠模型中DSS誘導的急性結腸炎[21]。 JOSTINS等[22]也證實了IL-21的基因多態(tài)性與IBD有關。上述關于IL-21參與到IBD發(fā)生、發(fā)展中的研究讓本課題組認識到，IL-21的作用特點及其作為Tfh在IBD疾病活動中的關鍵細胞因子，在今后關于IBD的研究中仍是一大熱門和主要的研究方向。

4.6其他 多項研究表明，Tfh的異常表達與多種自身免疫性疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關[23]，但Tfh在IBD中的作用機制尚未十分明確。時鳳敏等[24]通過飲用DSS的方法建立IBD小鼠模型，以CXCR5、ICOS、CD40L等Tfh特異性膜表面分子作為標記，與對照組相比，模型組Tfh的上述標記分子及Bcl-6和IL-21表達均明顯下降，提示Tfh的比例及功能活性在DSS-IBD小鼠模型中均明顯下降，Tfh促進B細胞免疫應答及體液免疫反應的功能受到了抑制，Tfh可能參與了IBD的免疫調(diào)節(jié)過程，考慮與細胞免疫應答相關的T細胞亞群分化增強，而體液免疫相關的T細胞亞群分化減弱是導致IBD-DSS體內(nèi)Tfh功能受到抑制有關，與之前所認知的Tfh功能亢進引起病態(tài)的自身免疫性炎性反應的理論相左，Tfh細胞比例及其功能的異常變化在IBD發(fā)病及其進展中可能起到一定的作用，需要進一步探討并證實這其中的奧妙，這為本研究提供了新的研究方向和熱點。一項關于在CD和CD相關的結直腸癌患者中循環(huán)Tfh比例的研究發(fā)現(xiàn)，上述患者的循環(huán)Tfh比例均較對照組有顯著增加，穿透性CD的循環(huán)Tfh比例較炎癥性CD和狹窄性CD患者均高，CD相關的結直腸癌患者中循環(huán)Tfh比例較非CD相關的結直腸癌患者中循環(huán)Tfh比例增高[25]。由此可見，Tfh在CD以及CD相關的結直腸癌中也發(fā)揮了致病作用。但是，需要更多的研究來證明Tfh在腸內(nèi)免疫穩(wěn)態(tài)平衡和炎性反應中假定的作用以及和IBD患者的關聯(lián)性。

5 展 望

IBD是一種多因素參與致病、異常免疫介導的慢性復發(fā)性炎性疾病，在IBD的發(fā)生、發(fā)展中，免疫因素的影響起到了關鍵作用，根據(jù)Tfh及其細胞因子在IBD中的作用特點，設想通過抑制Tfh的異常表達以及阻斷其相關效應分子為研究IBD的發(fā)病機制及治療IBD提出了新的思路，Tfh的細胞因子如CD40L、PD-1、ICOS、IL-21等將有望成為IBD治療的新靶點。

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