CD4+T細胞及其亞群在牙周炎病理進程中的作用

郭宣佐，韓亞琨

(1.吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院 信息中心統(tǒng)計室，吉林 吉林 132013；2.吉林醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院 口腔科，吉林 吉林 132013)

牙周炎是在齦下菌斑的作用下，機體免疫系統(tǒng)發(fā)生免疫應(yīng)答從而導(dǎo)致牙周支持組織發(fā)生破壞的一類疾病。雖然這一過程涉及病原微生物、宿主基因特點等多種因素，但免疫應(yīng)答的強弱是決定牙周支持組織破壞程度的最直接因素[1]。在牙周炎病理過程中，CD4+T細胞在接受抗原提呈細胞的信息后可分化成多個亞群，以下將對其不同亞群在牙周炎中的功能進行詳述。

1 1型與2型輔助性T細胞(T helper cell, Th)

Th1細胞可分泌γ干擾素(interferon- γ，IFN- γ)、白細胞介素2(interleukin- 2, IL- 2)及腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor- α，TNF- α)等細胞因子，并可活化巨噬細胞及促進G型免疫球蛋白(immunoglobulin, Ig)的效能。Th1細胞能參與Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型超敏反應(yīng)[2]，其分化及功能主要受IL- 12調(diào)控，IL- 12與Th0細胞表面的受體結(jié)合后可活化酪氨酸激酶2，進而誘導(dǎo)信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducers and activators of transcription, STAT)的磷酸化與活化。STAT4是Th1細胞分化過程中的重要調(diào)控因子，它可通過促進T- bet表達影響Th1細胞分泌IFN- γ,而IFN- γ又可促進T- bet及IL- 12受體β2的表達，進一步加強了IL- 12的作用。IL- 12介導(dǎo)的STAT4及T- bet途徑是Th1分化及IFN- γ表達過程中不可或缺的步驟。相比于Th1細胞，Th2細胞則是非吞噬細胞途徑宿主免疫的主要調(diào)控者，它的分化主要由IL- 4調(diào)控。在IL- 4的作用下，轉(zhuǎn)錄因子GATA3啟動并上調(diào)STAT6的表達從而介導(dǎo)T細胞受體(T cell receptor,TCR)/IL- 4途徑來調(diào)節(jié)Th2細胞的分化。GATA3還可促進Th2細胞表達功能性細胞因子如IL- 4、IL- 5及IL- 13，并抑制IL- 12受體β2的表達，在一定程度上抑制Th1細胞的分化，這也是Th1、Th2細胞的交互作用機制之一。除表達細胞因子外，Th2細胞還參與體液免疫過程：首先，Th2細胞通過促進IgE和IgG的同型轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)黏膜免疫過程；其次，Th2細胞還可以調(diào)節(jié)嗜酸及嗜堿粒細胞使之表達IgA；再者，Th2細胞所分泌的細胞因子如IL- 4等還可抑制巨噬細胞功能[3]。

Araujo- Pires等[4]比較分析了健康人群、牙齦炎及慢性牙周炎患者牙齦中Th細胞內(nèi)炎癥因子的表達情況。結(jié)果顯示，健康牙齦內(nèi)IL- 2、IL- 5、IFN- γ以及TNF- α表達水平遠不及病變的牙齦組織，其中IL- 2則僅表達于晚期牙周炎組織內(nèi)，侵襲性牙周炎患者牙齦組織的T細胞中IL- 5、IL- 10、IL- 13以及轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming growth factor- β,TGF- β)顯著低于對照組，兩組樣本中IL- 2與IFN- γ的表達無統(tǒng)計學(xué)差異。侵襲性牙周炎患者的外周血中IFN- γ及IL- 2的mRNA表達較高，IL- 5及粒細胞- 巨噬細胞集落刺激因子(granulocyte- macrophage colony stimulating factor, GM- CSF)的mRNA表達水平則明顯低于慢性牙周炎組。Bartova等[5]用刀豆蛋白A刺激健康人群及牙周炎患者牙齦內(nèi)的T細胞，觀察其在IL- 2、IL- 4及IFN- γ表達上的異同。在刺激前，牙周炎組細胞上述指標的表達明顯高于健康組。而在刺激后，各組細胞均表現(xiàn)出IL- 4的高表達，并開始表達IL- 6。上述研究表明Th1及Th2細胞對牙周炎過程中的免疫反應(yīng)具有調(diào)節(jié)作用，且侵襲性牙周炎的發(fā)生發(fā)展可能與Th1細胞的活動相關(guān)，而慢性牙周炎則主要受Th2細胞調(diào)控。

2 Th17細胞與調(diào)節(jié)性T細胞(Regullatory T cells, Tregs)

除傳統(tǒng)的Th1和Th2細胞外，Th17細胞因其對炎癥的特殊調(diào)節(jié)能力及在骨吸收中的作用，近年來也成為研究的熱點。牙周炎牙齦中的Th17細胞表達更多的IL- 17、TNF- β、IL- 1及IL- 6；來自牙周炎牙槽骨的Th17細胞則在IL- 17及核因子κB受體活化因子配體(Receptor Activator for Nuclear Factor- κB Ligand, RANKL)這兩種因子上呈明顯的高表達。其可能機制為牙齦卟啉單胞菌作用于CD68+抗原提呈細胞并促進其分泌IL- 23p19，該因子又繼續(xù)作用于Th17細胞所致。位于牙周炎病變局部的T細胞亞群表達較多的CD25及細胞毒T淋巴細胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T lymphocyte- associated antigen- 4, CTLA- 4)，而外周血T細胞亞群則更傾向于TGF- β、IFN- γ。更為重要的是，51%的病變區(qū)域的T細胞可表達IL- 17，而在外周血中這一比例僅為11%。IL- 17在病變區(qū)牙齦中表達率和表達量均有顯著升高，且這種升高與牙齦及牙周支持組織的破壞程度呈正相關(guān)。這表明除Th1及Th2細胞以外，病變區(qū)域還有大量的Th17細胞存在，它與CD4+CD25+Tregs共同調(diào)節(jié)病變局部的免疫反應(yīng)特別是骨免疫過程。

Tregs是一種以CD4+、CD25+為標志性特征的T細胞亞群，其主要作用為負向調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，該類細胞亞群可在包括牙周炎在內(nèi)的多種炎癥中發(fā)揮重要的作用[6]。Tregs可有效地對自身免疫反應(yīng)進行調(diào)節(jié)，當體內(nèi)的Tregs缺乏時，某些因素如免疫機能亢進或移植排異反應(yīng)等所引發(fā)的自身免疫反應(yīng)就會顯著加強，從而造成嚴重的免疫性破壞[7]。在Tregs中，固有的Tregs亞群負責(zé)調(diào)控自身免疫反應(yīng)，而獲得性Tregs亞群則可調(diào)控獲得性免疫反應(yīng)[8]。

研究表明，在牙周炎過程中，Treg細胞通過表達叉狀頭轉(zhuǎn)錄因子P3(foxkhead transcription factor p3,Foxp3)來降低牙周炎時自身免疫反應(yīng)的程度，從而在一定程度上延緩了牙周骨吸收，進而保護牙周組織。然而也有研究證實，在Treg細胞群中有部分細胞不能或僅能表達較低程度的Foxp3，這類Treg細胞可通過下調(diào)IL- 10和TGF的合成來加速牙周炎骨免疫的進程。因此，Treg細胞在牙周炎骨免疫過程中有雙重作用。無論是健康的牙周組織還是炎癥狀態(tài)下的牙周組織內(nèi)，均可觀察到CD4+CD25+Treg細胞，但牙周病變組織中陽性率高；細胞核內(nèi)的轉(zhuǎn)錄因子Foxp3被認為是到目前為止Treg細胞最具特征性的標志物，能夠維持Treg細胞表型和其抑制功能。Treg細胞可以分泌抑制性細胞因子如IL- 4、IL- 10和TGF- β，參與抑炎反應(yīng)，并能夠減少破骨細胞形成[9]。此外，還有研究表明，Tregs可有效地抑制B細胞的活化及功能，從而降低體液免疫反應(yīng)的程度。

3 CD4+T細胞亞群間的交互作用

在牙周炎的局部免疫過程中，各T細胞亞群并非獨立工作而是互相調(diào)節(jié)、互相依存。在這一過程中，有復(fù)合作用的細胞因子是不可或缺的。如前文所述，IL- 4誘導(dǎo)Th2細胞分化；IL- 12促進Th1的分化，同時抑制Th17的分化和IL- 17的分泌，IL- 4也有同樣的作用，但Th17細胞卻不能通過IL- 17來負向調(diào)控Th1及Th2細胞[10]。

Th17與Tregs之間可相互作用與調(diào)節(jié)，在兩者的分化增殖過程中存在大量的共作用因子如TGF等，可同時調(diào)節(jié)兩者的分化功能。病原微生物未入侵時，Th0細胞在無IL- 6的情況下可經(jīng)TGF- β誘導(dǎo)分化成Tregs來下調(diào)免疫反應(yīng)，并防止自身的免疫性破壞[11]。當病原微生物進入機體后，抗原提呈細胞接觸特異性抗原并同時分泌IL- 6，Th0細胞則可在IL- 6與TGF- β的協(xié)同作用下分化為Th17，同時上調(diào)免疫反應(yīng)以保護機體不受外界侵害。除此之外，IL- 21也參與Th17細胞的分化與增殖。研究表明，IL- 21可誘導(dǎo)Th17細胞分泌IL- 21，并可在TGF的協(xié)同作用下繼續(xù)誘導(dǎo)其它亞群的CD4+T細胞分泌IL- 17；當IL- 21及其受體表達下調(diào)時，經(jīng)TGF和IL- 6誘導(dǎo)所產(chǎn)生的Th17細胞數(shù)量則明顯下降。上述研究表明IL- 21在Th17細胞分化過程中的作用與IL- 12對Th1及IL- 4對Th2的作用機制相同。

除Th17細胞外，其它的Th細胞亞群及部分粒細胞也可分泌IL- 17。這些IL- 17+細胞相互作用，共同促進牙周炎的發(fā)展。Chen等[12]研究發(fā)現(xiàn)，巨噬細胞可通過分泌IL- 23及IL- 1來激活補體及Toll樣受體，誘導(dǎo)Th細胞上調(diào)IL- 17的表達，在促進Th17細胞分化增殖的同時抑制Tregs。雖未完全明確，但已證實IL- 23與牙周炎發(fā)展過程中Th17/Tregs的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。兩者的動態(tài)平衡及轉(zhuǎn)換在一定程度上決定了牙周炎的活動及靜止，這是也當下研究的熱點。

Th17和Tregs之間的反饋作用及其與Th1/Th2亞群間的交互關(guān)系，進一步解釋了牙周炎發(fā)生發(fā)展過程中的免疫機制。經(jīng)T細胞分泌的促進因子雖可造成機體的免疫性破壞，但也同時清除了病原微生物，起到屏障作用；而由Tregs等細胞分泌的抑炎因子，雖降低屏障的作用，但也同時避免了因免疫反應(yīng)過激而造成的組織破壞。各細胞及因子相互作用錯綜復(fù)雜，很難將免疫屏障和免疫保護完全分開，各種Th細胞在牙周炎病理進程中的作用仍有待進一步研究。

4 結(jié) 語

牙周炎是在病原微生物、宿主基因型及免疫應(yīng)答反應(yīng)等多種因素共同影響下所形成的疾病，由于其涉及因素較廣，時至今日仍未能完全明確其作用機制。一般認為，由淋巴細胞所介導(dǎo)的免疫反應(yīng)是牙周炎宿主組織破壞的主要原因。各淋巴細胞亞群間相互作用、相互協(xié)調(diào)，共同維持牙周炎病理環(huán)境下的動態(tài)平衡。然而目前的報道仍未完全明確各淋巴細胞亞群的功能，有關(guān)其病理機制仍需進一步探討。