CD8+T細(xì)胞與支氣管哮喘關(guān)系研究進(jìn)展①

徐 敏 王 偉

(武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)護(hù)學(xué)院，武漢430205)

支氣管哮喘(簡(jiǎn)稱哮喘)是常見(jiàn)的慢性肺部疾病，以多種炎性細(xì)胞浸潤(rùn)為特征，其中輔助性CD4+T淋巴細(xì)胞(T helper，Th)在哮喘的發(fā)生、發(fā)展中起關(guān)鍵性作用。近年來(lái)人們發(fā)現(xiàn)CD8+T淋巴細(xì)胞(CD8+cytotoxic T lymphocytes,Tc)也通過(guò)分泌多種細(xì)胞因子在調(diào)節(jié)哮喘氣道炎癥的發(fā)病中發(fā)揮重要作用[1]。

1 CD8+T細(xì)胞概述、分類及功能

1.1CD8+T細(xì)胞概述 T淋巴細(xì)胞是來(lái)源于骨髓中的淋巴樣干細(xì)胞，具有高度異質(zhì)性。T細(xì)胞表面抗原受體(T cell receptor,TCR)是由兩條肽鏈構(gòu)成的同源二聚體或異二聚體，構(gòu)成TCR的肽鏈有α、β、γ、δ四種類型。根據(jù)TCR和功能特征的不同，T細(xì)胞分為兩大類,即αβT細(xì)胞和γδT細(xì)胞。αβT細(xì)胞根據(jù)其細(xì)胞表面特征性分子不同，又可分為CD4+T和CD8+T細(xì)胞兩個(gè)亞類。在外周淋巴器官，初始T淋巴細(xì)胞分別通過(guò)CD4和CD8分子識(shí)別抗原提呈細(xì)胞(Antigen presenting cell,APC)表面MHCⅡ類和Ⅰ類分子提呈的特異性抗原肽被激活。TCR以非共價(jià)鍵與CD3分子結(jié)合形成TCR-CD3復(fù)合物轉(zhuǎn)導(dǎo)TCR識(shí)別抗原所產(chǎn)生的活化信號(hào)。CD8+T細(xì)胞是一類適應(yīng)性淋巴細(xì)胞亞群，初始CD8+T細(xì)胞在淋巴器官經(jīng)過(guò)分化、增殖形成效應(yīng)細(xì)胞后遷移至外周，在調(diào)節(jié)機(jī)體免疫相關(guān)的疾病(如自身免疫性疾病、過(guò)敏性疾病、感染性疾病以及腫瘤性疾病)病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用[2,3]。

1.2CD8+T細(xì)胞的分類及功能 在外周淋巴器官，CD8+T細(xì)胞經(jīng)過(guò)抗原再刺激分化成不同功能的亞群，根據(jù)其產(chǎn)生的細(xì)胞因子不同，CD8+T細(xì)胞分為Tc1(CTLs)、Tc2、Tc9、Tc17、CD8+Tregs及NK樣CD8+T細(xì)胞。

Tc1細(xì)胞：Tc1細(xì)胞是最具細(xì)胞毒特征的效應(yīng)性CD8+T細(xì)胞亞群，由細(xì)胞因子白細(xì)胞介素(Interleukin，IL)-2和IL-12促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子T-bet和Id2表達(dá)誘導(dǎo)初始CD8+T細(xì)胞分化而成，能夠通過(guò)釋放毒性細(xì)胞分子穿孔素1和顆粒酶B以及促炎因子干擾素γ(Interferon-γ，IFN-γ)和腫瘤壞死因子α(Tumor necrosis factor-α，TNF-α)殺滅目標(biāo)細(xì)胞，同時(shí)這些釋放的細(xì)胞因子進(jìn)一步觸發(fā)天然和適應(yīng)性免疫反應(yīng)。Tc1細(xì)胞在清除胞內(nèi)病原體以及抗腫瘤過(guò)程中發(fā)揮重要作用[4]。

Tc2細(xì)胞：在體外IL-4存在的情況下，Tc2細(xì)胞可誘導(dǎo)生成。Tc2細(xì)胞可以產(chǎn)生幾乎與Th2細(xì)胞相同的細(xì)胞因子，它們可以分泌IL-4、IL-5和IL-13，而且Tc2細(xì)胞可以表達(dá)特異性轉(zhuǎn)錄因子GATA3[5]。Tc2細(xì)胞在功能上不同于Tc1細(xì)胞，在過(guò)敏性疾病方面，Tc1細(xì)胞有益于過(guò)敏性氣道炎癥，而Tc2細(xì)胞表現(xiàn)較弱的細(xì)胞毒性作用并可加重過(guò)敏性疾病，這可能與Tc2細(xì)胞產(chǎn)生IL-13有關(guān)[6]。此外，Tc2細(xì)胞可能參與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生、發(fā)展[7]。另外，Tc2細(xì)胞也表現(xiàn)Tc1細(xì)胞毒作用而抵抗流感和自身免疫性疾病，但相對(duì)Tc1細(xì)胞弱[7]。

Tc9細(xì)胞：與輔助性Th9(Th9)細(xì)胞類似，體外初始CD8+T細(xì)胞在IL-4和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(Transforming growth factor-β，TGF-β)條件下由轉(zhuǎn)錄因子STAT6和IRF4誘導(dǎo)生成分泌IL-9的CD8+T(Tc9)細(xì)胞。Tc9細(xì)胞表達(dá)較少的Tc1相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子T-bet和毒性細(xì)胞分子顆粒酶B，在體外，Tc9細(xì)胞顯示較弱的細(xì)胞毒性作用。功能上，Tc9細(xì)胞以依賴IL-10方式抑制抗原特異性CD4+T細(xì)胞激活并阻止CD4+T介導(dǎo)的結(jié)腸炎[8]。Tc9細(xì)胞可以觸發(fā)過(guò)敏性氣道炎癥，加重Th2細(xì)胞介導(dǎo)的氣道炎癥[9]。此外，Tc9細(xì)胞還表現(xiàn)強(qiáng)于Tc1細(xì)胞的抗腫瘤特性，其抗腫瘤的特性依賴特征性細(xì)胞因子IL-9而不是IFN-γ[10]。

Tc17細(xì)胞：一種新的細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞亞群，細(xì)胞因子IL-6和TGF-β可誘導(dǎo)初始CD8+T細(xì)胞分化成分泌IL-17和IL-21的CD8+T(Tc17)細(xì)胞。Tc17細(xì)胞能夠表達(dá)特異性轉(zhuǎn)錄因子RORγt和RORα；此外，轉(zhuǎn)錄因子IRF4也有助于Tc17細(xì)胞的分化[11]。研究顯示，Tc17細(xì)胞在移植和自身免疫性疾病中表現(xiàn)明顯的促炎特性，能夠促進(jìn)Th17介導(dǎo)的自身免疫性腦脊髓炎[12]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，Tc17細(xì)胞還參與過(guò)敏性哮喘的發(fā)病，細(xì)胞比例在哮喘患者中明顯增高[13,14]。

CD8+Treg細(xì)胞：早在1970年，人們發(fā)現(xiàn)有一種CD8+T細(xì)胞能夠介導(dǎo)調(diào)節(jié)效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞反應(yīng)，現(xiàn)在我們將其命名為CD8+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(CD8+Tregs)，它們類似于CD4+Tregs功能，能夠在機(jī)體發(fā)揮免疫抑制作用。CD8+Tregs包括種類較多，目前主要有下面幾個(gè)亞類[15]：Qa-1限制性CD8+T細(xì)胞、HLA-E限制性CD8+T細(xì)胞、CD8+CD122+Tregs、CD8+CD28-Foxp3+T細(xì)胞、CD8+CD103+Tregs、CD8+HLA-G+FoxP3-T細(xì)胞、CD8+CD25+Tregs、CD8+CD45RO+T細(xì)胞、CD8+CD11c+Tregs、CD8+LAP+Tregs。CD8+Tregs介導(dǎo)免疫抑制功能主要依賴于細(xì)胞間接觸與非接觸，如通過(guò)接觸APC而降低抗原提呈能力，可以非接觸方式分泌抑制性細(xì)胞因子(IL-10、TGF-β和IFN-γ)、趨化因子(CCL4)或免疫調(diào)節(jié)分子(HLA-G)來(lái)抑制效應(yīng)性靶細(xì)胞。Foxp3是CD8+Treg細(xì)胞發(fā)育成熟和發(fā)揮抑制功能的重要轉(zhuǎn)錄因子。研究發(fā)現(xiàn)，CD8+Tregs能夠保護(hù)并促進(jìn)自身免疫性腦脊髓炎小鼠恢復(fù)，同時(shí)在炎癥性腸炎、多發(fā)性硬化及1型糖尿病患者體內(nèi)CD8+Tregs功能明顯受損[16]。

NK樣CD8+T細(xì)胞：表達(dá)典型NK細(xì)胞分子標(biāo)記，如CD56、CD161、CD16、CD94和CD57。NK樣CD8+T細(xì)胞表型有CD8+CD28-，CD8+CD28+CD57+，CD8+CD27-和CD8+效應(yīng)記憶性T細(xì)胞，功能上可表現(xiàn)促炎、調(diào)節(jié)和組織修復(fù)。NK樣CD8+T細(xì)胞表達(dá)白三烯B4受體(Leukotriene B4 receptors，BLT1)可表現(xiàn)促炎癥作用并分泌穿孔蛋白、IL-5、IL-9和IL-13。在IL-4、IL-12和IL-15的環(huán)境下，NK樣CD8+T細(xì)胞可分化成調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，分泌IFN-γ、TGF-β、IL-10。在IL-13和IL-33的環(huán)境下，NK樣CD8+T細(xì)胞分泌雙調(diào)蛋白，促進(jìn)組織再生。CD8+CD28-T細(xì)胞是NK樣CD8+T細(xì)胞的一類；慢性持續(xù)免疫刺激導(dǎo)致人類CD8+CD28-T細(xì)胞表達(dá)CD57，并分泌大量的顆粒酶和穿孔蛋白[17]。此外，CD8+CD28-CD27-T細(xì)胞只有較弱的細(xì)胞毒作用，但能夠釋放大量的IFN-γ和TNF-α[18]。

2 CD8+T細(xì)胞與哮喘的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，CD4+T細(xì)胞在哮喘氣道炎癥中有著重要的作用，此外，越來(lái)越多的研究表明，CD8+T細(xì)胞也與CD4+T細(xì)胞一樣，在不同的環(huán)境下分化成各種亞類，分泌產(chǎn)生多種細(xì)胞因子，調(diào)節(jié)哮喘氣道炎癥；起著促炎和抑制氣道炎癥兩方面的作用，與哮喘的發(fā)生、發(fā)展有著密切的關(guān)系[19]。

2.1CD8+T細(xì)胞保護(hù)哮喘、抑制氣道炎癥 CD8+T細(xì)胞抑制IgE的產(chǎn)生和調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡：IgE產(chǎn)生是CD4+Th2細(xì)胞反應(yīng)及過(guò)敏性哮喘發(fā)生的特征性表現(xiàn)[20]。IgE還觸發(fā)早期炎癥介質(zhì)釋放、加重后續(xù)哮喘炎癥反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，卵白蛋白(Ovalbumin，OVA)誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞增殖能夠抑制過(guò)繼轉(zhuǎn)移致敏動(dòng)物體內(nèi)的IgE反應(yīng)[21]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CD8+T細(xì)胞抑制IgE分泌不依賴于IFN-γ，而主要依賴CD8+T細(xì)胞能夠作用于樹(shù)突狀細(xì)胞(Dendritic cells，DCs)，并引起分泌更多的IL-12和IL-18作用于Th1細(xì)胞發(fā)揮更大免疫抑制IgE產(chǎn)生的作用[22]。CD8+T細(xì)胞擁有強(qiáng)大的極化效應(yīng)，能夠分化成長(zhǎng)時(shí)間存活的記憶性細(xì)胞群，這類CD8+T細(xì)胞在抗原致敏階段能夠誘導(dǎo)強(qiáng)大的Th1細(xì)胞反應(yīng)，并減低Th2反應(yīng)和Th2細(xì)胞誘導(dǎo)的免疫病理[23]。

CD8+Tc1細(xì)胞能夠抑制哮喘氣道炎癥：CD8+T細(xì)胞來(lái)源的IFN-γ在調(diào)節(jié)肺部對(duì)抗原的免疫應(yīng)答中起重要的作用。清除了CD8+T細(xì)胞后，小鼠表達(dá)IFN-γ和IL-2減少，而經(jīng)過(guò)抗原激發(fā)后，小鼠出現(xiàn)明顯的氣道高反應(yīng)性(Airway hyperresponsiveness，AHR)和嗜酸性粒細(xì)胞增多[24]。同樣，清除CD8+T細(xì)胞的動(dòng)物模型，在致敏后多次OVA抗原激發(fā)導(dǎo)致氣道重塑明顯[25]。而通過(guò)過(guò)繼轉(zhuǎn)移OVA抗原特異性CD8+T細(xì)胞后，肺組織分泌IFN-γ的細(xì)胞比例明顯增加，并可使AHR正?；M(jìn)一步發(fā)現(xiàn)Tc1細(xì)胞反應(yīng)可減輕OVA誘導(dǎo)的氣道炎癥。同樣，過(guò)繼轉(zhuǎn)移體外極化的Tc1細(xì)胞至幼稚小鼠，并用OVA激發(fā)，小鼠體內(nèi)出現(xiàn)Tc1細(xì)胞，同時(shí)同樣的細(xì)胞過(guò)繼轉(zhuǎn)移至OVA激發(fā)的小鼠體內(nèi)，則可抑制嗜酸性粒細(xì)胞，提示CD8+Tc1細(xì)胞可以對(duì)抗Th2細(xì)胞反應(yīng)[26]。

CD8+Tregs在自身免疫性疾病和炎癥性疾病中發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，哮喘患者急性發(fā)作時(shí)外周血CD8+CD28-T細(xì)胞比例明顯低于健康人，提示機(jī)體內(nèi)CD8+CD28-T細(xì)胞數(shù)目和功能的缺陷可能是導(dǎo)致哮喘發(fā)作重要原因；CD8+CD25+FoxP3(brigh)Tregs與哮喘患者肺功能損害嚴(yán)重程度有著明顯關(guān)系[27]。此外，研究發(fā)現(xiàn)，CD8+Treg細(xì)胞與CD4+Treg細(xì)胞以APC為橋梁形成抑制性T細(xì)胞級(jí)聯(lián)，其中，CD8+Treg可誘導(dǎo)APC表面免疫球蛋白樣轉(zhuǎn)錄物(Immunoglobulin-like transcripts，ILT3/ILT4)受體表達(dá)上調(diào)，當(dāng)CD4輔助性T細(xì)胞與APC接觸后可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化成CD4+CD25+Treg，CD4+CD25+Treg又可以與APC接觸并再次誘導(dǎo)APC表面ILT3/ILT4受體表達(dá)，這樣就形成無(wú)限放大促進(jìn)其在哮喘中的調(diào)節(jié)作用[28]。目前，CD8+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在哮喘中的作用還需進(jìn)一步深入研究。

2.2CD8+T細(xì)胞促進(jìn)哮喘氣道炎癥 研究表明，吸煙的哮喘患者氣道黏膜下存在大量的CD8+T細(xì)胞、CD68+巨噬細(xì)胞的浸潤(rùn)和類似慢性阻塞性肺疾病上皮下重塑；CD8+T細(xì)胞吸煙哮喘患者疾病進(jìn)展[29]。經(jīng)過(guò)OVA致敏和激發(fā)的小鼠肺組織有大量CD8+T浸潤(rùn)，同時(shí)伴有高水平的Th2型細(xì)胞因子(如IL-4、IL-5和IL-13)，但I(xiàn)FN-γ濃度較低，提示在過(guò)敏性炎癥中，CD8+Tc2細(xì)胞占優(yōu)勢(shì)地位[20]。Tc2細(xì)胞在齒類動(dòng)物模型的過(guò)敏性肺部炎癥中占有重要作用。表現(xiàn)Tc2細(xì)胞極化的幼稚小鼠在抗原激發(fā)前24 h就已經(jīng)出現(xiàn)嗜酸性粒細(xì)胞增多和AHR，提示過(guò)繼轉(zhuǎn)移CD8+T細(xì)胞可以引起非致敏小鼠對(duì)抗原的AHR，這些CD8+T細(xì)胞定位在OVA致敏的肺部，而磷酸鹽緩沖液(Phosphate buffered solution，PBS)誘導(dǎo)的肺組織則不明顯，進(jìn)一步證明Tc2細(xì)胞在肺部可引起肺部炎癥[25]。研究發(fā)現(xiàn)，Tc2細(xì)胞表達(dá)的細(xì)胞因子基因幾乎完全與Th2細(xì)胞一致，這就是為什么Tc2細(xì)胞能夠誘導(dǎo)與Th2類似的氣道炎癥。研究發(fā)現(xiàn)，來(lái)自于IL-13基因敲除小鼠的CD8+T細(xì)胞不能夠建立OVA致敏的哮喘模型，以上表明過(guò)敏性炎癥肺組織中Tc2細(xì)胞的存在有明顯不利作用，而Tc1細(xì)胞在肺部的聚集則表現(xiàn)保護(hù)作用[30]。最近，人們發(fā)現(xiàn)一類能夠分泌特征性細(xì)胞因子IL-9的CD8+T細(xì)胞新亞群(Tc9)，研究發(fā)現(xiàn)，Tc9細(xì)胞在過(guò)敏性皮炎的人和小鼠外周血中明顯增加，這種過(guò)敏性皮炎常常發(fā)生在哮喘之前，其中主要的機(jī)制為Tc9細(xì)胞能夠觸發(fā)過(guò)敏性氣道炎癥，加重Th2細(xì)胞介導(dǎo)的病理免疫反應(yīng)，如嗜酸性粒細(xì)胞及呼出氣一氧化氮(Fractional exhaled nitric oxide，F(xiàn)eNO)增高[9,31]。此外，分泌特征性IL-17的CD8+T細(xì)胞(Tc17)也參與了過(guò)敏性哮喘的發(fā)病，發(fā)現(xiàn)Tc17細(xì)胞數(shù)目在哮喘患者中明顯增高，提示Tc17細(xì)胞加重哮喘AHR和氣道炎癥[13,32]。

記憶性CD8+T細(xì)胞促進(jìn)氣道炎癥反應(yīng)：根據(jù)細(xì)胞表面CD62L和CCR7的相對(duì)表達(dá)，記憶性CD8+T細(xì)胞分為中樞記憶性CD8+T細(xì)胞(TCM)和效應(yīng)記憶性CD8+T細(xì)胞(TEFF)[33]。TCM和TEFF最大的區(qū)別在于TEFF能夠誘導(dǎo)BLT1 mRNA的表達(dá)，而TCM不能[34]。然而，CD8+TEFF細(xì)胞能夠加重減輕的AHR和氣道炎癥，提示白三烯在抗原介導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞聚集和誘導(dǎo)嗜酸性粒細(xì)胞增多、AHR過(guò)程中必不可少。因此，表型CD8+BLT1+IL-13+TEFF細(xì)胞具有明顯促炎作用，其部分原因是這類細(xì)胞具有Tc2類似表型，它們?cè)诜尾拷佑|抗原激發(fā)后可產(chǎn)生IL-13[35]。

呼吸道病毒誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞加重AHR和Th2型氣道炎癥：研究發(fā)現(xiàn)，呼吸系統(tǒng)病毒感染伴有明顯的CD8+T細(xì)胞炎癥反應(yīng)，表現(xiàn)細(xì)胞毒性和分泌IFN-γ的CD8+T淋巴細(xì)胞增多，這些細(xì)胞能夠有效地清除入侵的呼吸道病原體，同時(shí)人們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞能夠加重哮喘。特別是呼吸道合胞病毒，其與小兒哮喘有明確的關(guān)系[36]。

3 總結(jié)與展望

目前CD8+T細(xì)胞在支氣管哮喘免疫調(diào)節(jié)中的精確作用還不完全清楚，一方面，CD8+T細(xì)胞可通過(guò)DCs分泌IL-12和IL-18調(diào)節(jié)IgE的產(chǎn)生和Th1/Th2失衡；Tc1細(xì)胞可減輕氣道炎癥和AHR；CD8+Treg細(xì)胞具有免疫抑制作用，能夠抑制哮喘的發(fā)生發(fā)展。另一方面，Tc2、Tc9和Tc17細(xì)胞加重哮喘發(fā)作。CD8+T細(xì)胞在哮喘中到底是保護(hù)性還是病理性作用可能取決于微環(huán)境狀態(tài)。因此，進(jìn)一步詮釋CD8+T細(xì)胞在哮喘發(fā)生、發(fā)展中的作用將為哮喘免疫治療帶來(lái)新的前景。