卒中后免疫抑制與輔助性T細(xì)胞17變化的研究進(jìn)展

徐瑞 馬迪 包立陽(yáng) 馮加純

卒中后免疫抑制可以視為機(jī)體的自我保護(hù)，通過(guò)抑制外周的炎性反應(yīng)，減少外周免疫細(xì)胞對(duì)中樞的入侵，阻止卒中后外周免疫細(xì)胞對(duì)梗死灶的二次損傷。多項(xiàng)研究證實(shí)，免疫系統(tǒng)不僅參與了缺血性或出血性腦損傷的發(fā)生與發(fā)展，在隨后的疾病進(jìn)展如再灌注損傷、血腫周?chē)[形成過(guò)程中同樣發(fā)揮著重要作用，卒中急性期壞死的神經(jīng)細(xì)胞可釋放損傷相關(guān)分子激活小膠質(zhì)細(xì)胞，釋放炎性因子、活性氧和一氧化氮等神經(jīng)毒性物質(zhì)，介導(dǎo)血-腦屏障破壞、黏附因子表達(dá)增多，吸引多種免疫細(xì)胞在卒中的不同時(shí)期浸潤(rùn)腦組織，進(jìn)一步活化顱內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞分泌并且釋放大量炎性因子，觸發(fā)炎性級(jí)聯(lián)反應(yīng)，直接或間接損傷病灶以及病灶周?chē)纳窠?jīng)細(xì)胞，加重腦損傷及神經(jīng)功能缺損[1-2]。研究證明，卒中后單核-巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞均浸潤(rùn)腦組織[3]。因此，卒中后患者外周免疫抑制可以減少外周免疫細(xì)胞浸潤(rùn)，抑制外周炎性反應(yīng)和間接抑制中樞缺血性損傷的進(jìn)一步惡化。

Yilmaz等[4]研究證實(shí)，CD4+T淋巴細(xì)胞在卒中后的炎性反應(yīng)中起重要促進(jìn)作用。前期研究結(jié)果證實(shí)，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌白細(xì)胞介素(IL)23p40，可影響CD4+T淋巴細(xì)胞向輔助性T細(xì)胞17(T helper cells 17，Th17)分化，促進(jìn)IL-17A的大量產(chǎn)生[5]。Th17能夠破壞并且通過(guò)血-腦屏障，募集CD4+ T淋巴細(xì)胞并提高炎性因子的表達(dá)，進(jìn)一步促進(jìn)炎性反應(yīng)[6]。同時(shí)Th17還可與顱內(nèi)M1狀態(tài)的小膠質(zhì)細(xì)胞相互作用，促進(jìn)炎性反應(yīng)，加重神經(jīng)細(xì)胞損傷[7]。IL-17A可招募中性粒細(xì)胞，還可協(xié)同腫瘤壞死因子α(TNF-α)促進(jìn)顱內(nèi)膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)趨化因子，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)增多[8]。結(jié)合臨床試驗(yàn)結(jié)果，我們推測(cè)Th17在卒中后炎性反應(yīng)中占有重要地位，且進(jìn)一步研究證實(shí)，炎性反應(yīng)對(duì)缺血性卒中急性期腦損傷和缺血病灶的擴(kuò)大起到推動(dòng)作用[9]。

1 卒中后外周免疫狀態(tài)的下調(diào)

臨床試驗(yàn)結(jié)果表明，在卒中急性期，缺血后2 d外周血Th2水平相對(duì)于正常人群增高，而缺血后3 d Th2水平與正常人相同，而第8天又有上升趨勢(shì)，提示外周血Th2水平在缺血后可能存在波動(dòng)。相比于缺血早期，缺血后8 d外周血Th17水平明顯升高，表明缺血8 d內(nèi)外周血持續(xù)處于促炎狀態(tài)。而整體CD4+T淋巴細(xì)胞水平開(kāi)始下降，提示機(jī)體可能在短期的應(yīng)激過(guò)程當(dāng)中，中樞與外周的免疫細(xì)胞均被激活，但出于自我保護(hù)，機(jī)體通過(guò)自身調(diào)節(jié)，可能開(kāi)始降低外周免疫狀態(tài)[10]。

有研究報(bào)道，缺血性卒中急性期免疫狀態(tài)的下調(diào)主要表現(xiàn)為外周淋巴細(xì)胞減少，單核細(xì)胞及淋巴細(xì)胞功能失調(diào)，免疫器官萎縮[11]。在臨床研究中，Urra等[12]發(fā)現(xiàn)，卒中患者發(fā)病當(dāng)天即出現(xiàn)Th細(xì)胞水平顯著減少且凋亡增加(P<0.05)，同時(shí)Th細(xì)胞分泌TNF能力下降，提示Th細(xì)胞功能下降。Dolati等[13]發(fā)現(xiàn)，卒中后患者外周血中Th17在卒中后1、5 d升高，卒中后10 d下降且與對(duì)照組比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，Joo等[14]對(duì)大腦中動(dòng)脈閉塞(occlusions middle cerebral artery occlusions,MCAO)小鼠模型研究結(jié)果表明，缺血-再灌注后3 d，小鼠脾臟、外周血及淋巴結(jié)中CD4+T淋巴細(xì)胞明顯減少(均P<0.01)。周有婷等[15]對(duì)MCAO大鼠研究結(jié)果表明，缺血后24 h，外周血中Th17顯著升高(P<0.05)，3 d及7 d后逐漸降低，而Treg細(xì)胞的變化與之相反。

在外周免疫系統(tǒng)中，Th17主要通過(guò)分泌炎性因子募集、活化中性粒細(xì)胞，促進(jìn)炎性反應(yīng)，其中，IL-17A通過(guò)抑制信號(hào)傳導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活子家族1 (signal transducers and activators of transcription，STAT1)通路抑制Th1分化[16]。故Th17可能通過(guò)抑制Th1分化而影響Th1/Th2平衡，反饋性地抑制細(xì)胞免疫功能。Th2比例增高可抑制Th17的分化，導(dǎo)致卒中后Th17逐漸下降，由此調(diào)節(jié)卒中后免疫狀態(tài)[17]。

2 卒中后免疫狀態(tài)改變可能的相關(guān)機(jī)制

近年研究表明，以下幾種機(jī)制可能為聯(lián)系中樞神經(jīng)系統(tǒng)與外周免疫系統(tǒng)的重要通路，在卒中免疫抑制中發(fā)揮重要作用：(1)卒中后腦內(nèi)釋放的炎性介質(zhì)(如IL-1β等)可激活下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamus-pituitary- adrenal gland,HPA)軸、交感神經(jīng)系統(tǒng)(sympathetic nervous system,SNS)、膽堿能抗炎通路(cholinergic anti-inflammatory pathway,CAIP)，同時(shí)，卒中是一種強(qiáng)烈的非特異性應(yīng)激事件，也可激活以上通路影響機(jī)體免疫調(diào)節(jié)系統(tǒng)。(2)卒中后腦內(nèi)炎性物質(zhì)可通過(guò)破損的血-腦屏障進(jìn)入外周，作用于外周免疫器官和免疫細(xì)胞，如高遷移率族蛋白1(high mobility group box 1,HMGB1)-晚期糖化終產(chǎn)物受體(receptor of advanced glycation end products,RAGE)通路。

2.1 HPA軸

卒中后，腦內(nèi)釋放的炎性物質(zhì)作用于下丘腦室旁核激活HPA軸，導(dǎo)致促腎上腺皮質(zhì)激素及皮質(zhì)醇分泌,后者與靶細(xì)胞內(nèi)激素受體結(jié)合，發(fā)揮抗炎及免疫抑制作用。一項(xiàng)納入48項(xiàng)臨床研究的系統(tǒng)綜述發(fā)現(xiàn)，在大多數(shù)研究(27項(xiàng)研究，1 373例)中，卒中發(fā)生后的第1周內(nèi)，皮質(zhì)醇水平較高(超出參考范圍)，表明HPA軸在卒中后被激活[18]。皮質(zhì)醇可以影響免疫細(xì)胞的增殖、成熟、存活及運(yùn)動(dòng)；促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞吞噬作用，抑制其免疫刺激作用，減少促炎介質(zhì)(如細(xì)胞因子、趨化因子、活性氧)的產(chǎn)生；抑制抗原提呈細(xì)胞對(duì)T淋巴細(xì)胞的刺激作用；促進(jìn)Treg細(xì)胞產(chǎn)生，抑制Th1及Th17分化[19-20]。

2.2 SNS

SNS主要受腦干的藍(lán)斑核、中縫核及延髓頭端腹外側(cè)區(qū)的調(diào)控。此外，由于下丘腦室旁核與藍(lán)斑、延髓頭端腹外側(cè)區(qū)等結(jié)構(gòu)有纖維聯(lián)系，HPA軸與SNS可以相互作用。Akil等[21]的研究結(jié)果表明，卒中后1 d和3 d，患者外周血中去甲腎上腺素水平明顯升高，心率變異性分析中，平均正常竇性心搏間期標(biāo)準(zhǔn)差下降(P<0.01)，相鄰正常竇性心搏間期差值超過(guò)50 ms的個(gè)數(shù)占總竇性心搏數(shù)的百分率增加(P=0.028)，提示SNS活動(dòng)增強(qiáng)。去甲腎上腺素等兒茶酚胺類(lèi)物質(zhì)是SNS發(fā)揮免疫作用的主要物質(zhì)，而β腎上腺素能受體(β-adrenergic receptor,βAR)廣泛表達(dá)于大多數(shù)免疫細(xì)胞以及免疫器官表面，兒茶酚胺類(lèi)物質(zhì)與β2AR結(jié)合后可以發(fā)揮免疫抑制作用[22]。Prass等[11]研究結(jié)果表明，MCAO小鼠交感神經(jīng)的激活可以抑制外周免疫反應(yīng)，表現(xiàn)為單核細(xì)胞功能受損，淋巴細(xì)胞凋亡增加，使用β受體阻滯劑可以抑制淋巴細(xì)胞減少。同時(shí)，去甲腎上腺素與T淋巴細(xì)胞表面β2AR結(jié)合后可以抑制Th17的增值及功能[23]。

2.3 CAIP

Borovikova等[24]在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)副交感神經(jīng)的主要神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿，可抑制巨噬細(xì)胞釋放TNF-α、IL-1β等促炎因子，并提出由迷走神經(jīng)介導(dǎo)的“CAIP”。以后這一通路逐漸完善，CAIP主要由迷走神經(jīng)、脾臟及α7煙堿型乙酰膽堿受體(α7nAChR)組成。炎性介質(zhì)可作用于迷走神經(jīng)，傳入至孤束核的信號(hào)可與迷走神經(jīng)背核、疑核及最后區(qū)相互作用，其傳出支通過(guò)腹腔神經(jīng)節(jié)激活支配脾臟的交感神經(jīng)，后者可促進(jìn)脾臟中乙酰膽堿釋放，乙酰膽堿進(jìn)一步作用于免疫細(xì)胞上的α7nAChR，抑制核因子κB轉(zhuǎn)錄，最終導(dǎo)致單核細(xì)胞失活，TNF、IL-6等促炎因子降低[25]。

Lee等[26]研究結(jié)果表明，向腦出血小鼠注射毒蕈堿可以提高迷走神經(jīng)興奮性，減少腦內(nèi)及脾臟中炎性介質(zhì)，而脾臟缺失小鼠未能出現(xiàn)以上改變，由此證明腦內(nèi)存在CAIP，其可以抑制腦出血后炎性反應(yīng)，減輕腦損傷。Liu等[27]體外研究結(jié)果表明，90.0%～95.0%的CD4+T淋巴細(xì)胞可表達(dá)α7nAChR，使用煙堿刺激α7nAChR可抑制Th17分化(t=2.25，P<0.05)。以上研究結(jié)果表明，CAIP在出血及缺血性卒中模型中發(fā)揮免疫抑制作用，這一通路的激活可抑制Th17分化以及功能，減輕炎性反應(yīng)，進(jìn)一步探究卒中后CAIP對(duì)Th17的作用，可能為卒中后免疫調(diào)節(jié)提供新方向。

2.4 HMGB1-RAGE 通路

Liesz等[28]首次介紹了HMGB1通過(guò)作用于RAGE，作為急性腦損傷與免疫系統(tǒng)之間一種重要的聯(lián)系，這一信號(hào)通路在腦損傷早期可以激活外周血單核細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞，導(dǎo)致大量促炎細(xì)胞因子釋放。隨后，外周血免疫系統(tǒng)的過(guò)度激活導(dǎo)致單核細(xì)胞的耗竭，并且導(dǎo)致促炎因子分泌減少，而且這一信號(hào)通路獨(dú)立于SNS。對(duì)短暫性MCAO大鼠的研究結(jié)果表明，HMGB1通過(guò)作用于樹(shù)突狀細(xì)胞或者直接作用于T淋巴細(xì)胞,導(dǎo)致外周血及脾臟中T淋巴細(xì)胞及CD4+T淋巴細(xì)胞減少，從而下調(diào)外周免疫[29]。

綜上，卒中后機(jī)體通過(guò)神經(jīng)-免疫機(jī)制及炎性介質(zhì)的釋放促進(jìn)外周CD4+T淋巴細(xì)胞凋亡，下調(diào)外周免疫功能，其中HPA軸及CAIP的激活可調(diào)節(jié)各CD4+T淋巴細(xì)胞亞群的比例，直接抑制Th17的分化，導(dǎo)致Th17相關(guān)的炎性因子(如IL-17)減少，外周免疫狀態(tài)下調(diào)，發(fā)揮腦保護(hù)作用。除以上提到的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制外，免疫系統(tǒng)內(nèi)細(xì)胞之間可相互制約、相互促進(jìn)共同調(diào)節(jié)免疫狀態(tài)。

3 卒中后免疫狀態(tài)改變與Th17

多項(xiàng)研究結(jié)果表明，卒中后外周血中Th1/Th2比例發(fā)生變化，向Th2方向偏移，是機(jī)體細(xì)胞免疫減弱[1,14]。此外，Urra等[12]研究發(fā)現(xiàn)，卒中后患者外周血中Treg細(xì)胞減少并于發(fā)病第2天達(dá)低值(P<0.05)，其后逐漸升高，第7天與第2天比較升高明顯(P<0.05)。Wang等[30]在短暫性MCAO小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，卒中后交感神經(jīng)激活可上調(diào)Treg細(xì)胞水平。而卒中后Treg細(xì)胞增加可抑制炎性反應(yīng)，發(fā)揮腦保護(hù)作用[31]。故卒中后機(jī)體可促使CD4+T淋巴細(xì)胞向Th2及Treg細(xì)胞分化，減輕炎性反應(yīng)和腦缺血-再灌注損傷。

3.1 Treg與Th17

研究表明，Treg細(xì)胞與Th17在分化上有互相排斥的信號(hào)通路。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(transforming growth factor-β，TGF-β)和IL-2對(duì)Treg細(xì)胞分化至關(guān)重要，其中TGF-β可誘導(dǎo)Th0細(xì)胞(CD4+幼稚T細(xì)胞的一種)表達(dá)插頭蛋白3(forkhead box P3，F(xiàn)oxp3)和維甲酸相關(guān)孤立受體γt，分別為T(mén)reg細(xì)胞和Th17的重要轉(zhuǎn)錄因子，此時(shí)細(xì)胞可向Th17或Treg細(xì)胞分化；而IL-2可磷酸化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄因子5，促進(jìn)Foxp3表達(dá)，對(duì)維持Treg細(xì)胞穩(wěn)態(tài)十分重要，同時(shí)IL-2可抑制Th0細(xì)胞向Th17分化[32]。故當(dāng)CD4+T淋巴細(xì)胞被激活后，在微環(huán)境(各種細(xì)胞因子，如IL-2、IL-12、IL-4、IL-6、TGF-β)的影響下，其可向不同T淋巴細(xì)胞亞群分化。如上所述，卒中后可上調(diào)Treg細(xì)胞水平，即Th0向Treg細(xì)胞分化傾斜，由此推測(cè)，機(jī)體向Th17的分化會(huì)減少，進(jìn)而抑制卒中后Th17水平。

此外，Treg細(xì)胞可以分泌抗炎因子IL-10以抑制Th17分化。韓晶晶等[33]體外研究發(fā)現(xiàn)，在誘導(dǎo)CD4+幼稚T細(xì)胞分化為T(mén)h17的過(guò)程中，加入10 μg/ml IL-10中和抗體與無(wú)IL-10中和抗體組比較，Th17水平明顯升高(22.1%±4.5%比8.1%±1.9%，P<0.05)。這可能與IL-10能夠依次活化T淋巴細(xì)胞內(nèi)的STAT5、細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子3，抑制STAT3，進(jìn)而阻斷IL-6對(duì)Th17的激活作用有關(guān)[34]。此外，Treg細(xì)胞可以作用于淋巴細(xì)胞抗原4抑制抗原提呈細(xì)胞編碼IL-6基因的表達(dá)，而后者是Th17分化的重要細(xì)胞因子，從而間接抑制Th17分化[21]。

3.2 Th1/Th2與Th17

IL-4可以誘導(dǎo)Th0向Th2分化，Th2主要分泌IL-4、IL-10等細(xì)胞因子以促進(jìn)自身分化并發(fā)揮抗炎作用。Harrington等[35]向卵清蛋白肽刺激的野生型小鼠CD4+T淋巴細(xì)胞中加入IL-23和抗干擾素-γ抗體以促進(jìn)Th17分化，之后分別加入IL-4或IL-4抗體以觀察IL-4對(duì)Th17分化的影響，結(jié)果表明，IL-4可以顯著抑制Th17分化(1.6% 比 8.4%)，表明Th2可通過(guò)分泌IL-4抑制Th17分化。因此卒中后Th2水平升高促使IL-4以及IL-10分泌增多，可能間接抑制Th17分化，減少Th17在卒中后的促炎作用。

4 小結(jié)與展望

Th17通過(guò)釋放IL-17A以及其他炎性因子在卒中后炎性反應(yīng)介導(dǎo)的二次腦損傷中發(fā)揮重要作用，其可能成為卒中后抑制炎性反應(yīng)的治療靶點(diǎn)。卒中在觸發(fā)炎性反應(yīng)的同時(shí)可下調(diào)外周免疫狀態(tài)，其可能的調(diào)節(jié)通路為SNS、HPA軸、CAIP以及HMGB1-RAGE 通路。以上調(diào)節(jié)通路及其他T淋巴細(xì)胞亞群可作用于Th17，為卒中后調(diào)節(jié)Th17水平提供新依據(jù)。

目前關(guān)于Th17與卒中的轉(zhuǎn)化研究較少。一項(xiàng)關(guān)于芬戈莫德應(yīng)用于腦出血的臨床研究表明，小至中量(5～30 ml)幕上深部自發(fā)性腦出血患者中，發(fā)病72 h內(nèi)口服芬戈莫德可降低血腫周?chē)[面積，減輕神經(jīng)功能缺損，促進(jìn)康復(fù)[36]。芬戈莫德是鞘氨醇1-磷酸鹽受體調(diào)節(jié)劑，可作用于T淋巴細(xì)胞亞群，抑制Th17增值和分化，可能是其發(fā)揮作用機(jī)制之一。

綜上所述，Th17對(duì)T淋巴細(xì)胞亞群有重要的調(diào)節(jié)作用，因此在未來(lái)的研究中可以Th17為靶點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究，以期為卒中后免疫治療提供新的治療途徑。