免疫細(xì)胞在糖尿病大血管病變中的作用

楊 嬋，楊嬙妃，謝子妍，鄢 然，蔡雪琴，謝春光

(1. 成都中醫(yī)藥大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院/附屬醫(yī)院，成都 610075；2. 簡陽市人民醫(yī)院，四川 簡陽 641400；3. 成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院/四川省中醫(yī)院，成都 610075)

糖尿病已成為繼腫瘤、心血管疾病之后第三大嚴(yán)重威脅人類健康的慢性疾病。糖尿病大血管病變是其主要并發(fā)癥之一，流行病學(xué)顯示，約80%糖尿病患者死于大血管病變[1]。糖尿病及糖尿病大血管病變是一種低度炎癥狀態(tài)，即慢性免疫炎癥反應(yīng)[2]。免疫細(xì)胞及免疫細(xì)胞因子的紊亂可通過多種途徑誘發(fā)加重血管區(qū)域免疫炎癥反應(yīng)，引發(fā)糖尿病大血管病變。本文主要從巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞等免疫細(xì)胞入手，簡要分析免疫細(xì)胞在糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展中的可能作用機(jī)制，旨在為未來臨床防治和進(jìn)一步研究提供一定的參考。

1 巨噬細(xì)胞與糖尿病大血管病變

動脈粥樣硬化是大血管病變的病理基礎(chǔ)。巨噬細(xì)胞通過表達(dá)和分泌促炎因子參與血管內(nèi)膜下炎性反應(yīng)，并通過參與脂質(zhì)聚集及逆向轉(zhuǎn)運(yùn)，形成泡沫細(xì)胞(動脈粥樣硬化特征性表現(xiàn)之一)在血管壁聚集，參與動脈粥樣硬化的發(fā)展[3]，促進(jìn)大血管病變發(fā)生發(fā)展。

巨噬細(xì)胞在血管壁炎性反應(yīng)中起重要作用。一方面，在糖尿病高糖高脂下，巨噬細(xì)胞大量增殖，引發(fā)動脈內(nèi)膜下的炎性反應(yīng)，促進(jìn)動脈硬化形成[4]。另一方面，巨噬細(xì)胞可表達(dá)和分泌促炎因子，引發(fā)動脈內(nèi)膜下的炎性反應(yīng)，促進(jìn)動脈硬化形成[5]。巨噬細(xì)胞存在促炎型M1細(xì)胞、抗炎型M2細(xì)胞兩種極化方式，生理狀態(tài)下M1/M2保持平衡[6]。M1型可分泌腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細(xì)胞介素(IL)-6、IL-1β、IL-12、單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP -1)、趨化因子(CCL)2、基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)-2、MMP-9等促炎因子及趨化因子，可促進(jìn)巨噬細(xì)胞粘附和聚集，引發(fā)加重炎癥反應(yīng)，損傷鄰近組織，參與動脈硬化過程。M2型可分泌IL-10、轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、巨噬細(xì)胞替代激活相關(guān)化學(xué)因子1(AMAC-1)、CCL18、MMP-12、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TIMP)-1等抗炎因子，發(fā)揮抗炎、促進(jìn)鄰近細(xì)胞增殖、修復(fù)損傷組織的作用[7-8]。研究顯示[9]，2型糖尿病存在巨噬細(xì)胞M1/M2型極化失衡(M1增多，M2減少)，從而導(dǎo)致炎性因子持續(xù)存在，誘發(fā)動脈內(nèi)膜下的炎性反應(yīng)，持續(xù)損傷大血管，最終引發(fā)糖尿病大血管病變。

巨噬細(xì)胞脂代謝狀態(tài)異常參與動脈硬化形成。巨噬細(xì)胞通過攝取修飾的低密度脂蛋白(LDL)形成泡沫細(xì)胞[10]。生理狀態(tài)下，巨噬細(xì)胞脂代謝中修飾型LDL流入與流出保持平衡。一方面，巨噬細(xì)胞表面具有包括巨噬細(xì)胞清道夫受體(SR)-A I、SR-A II、CD36、SR-B I、分化抗原簇68(CD68)和凝集素類氧化LDL受體-l(LOX-1)等不同結(jié)構(gòu)的清道夫受體，可吞噬大量的修飾型LDL，促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成[11]。另一方面，巨噬細(xì)胞膜上ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體(包括ABCAl，ABCA5，ABCGl及ABCG4)及細(xì)胞核中的PPAR-α、PPAR-γ、LXRs等受體可促進(jìn)修飾型LDL及膽固醇流出，影響泡沫細(xì)胞形成[12]。而研究顯示，糖尿病患者中SR-A、CD36、SR-B I、分CD68及LOX-1受體均增加，ABCAl、ABCA5、ABCGl轉(zhuǎn)運(yùn)體及PPAR-α、PPAR-γ、LXRs等受體均降低，促使巨噬細(xì)胞攝取大量修飾型LDL，促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成，誘發(fā)動脈硬化[3]，最終引發(fā)糖尿病大血管病變。研究表明，易損斑塊形成是動脈硬化的關(guān)鍵步驟，而巨噬細(xì)胞凋亡可促進(jìn)易損斑塊形成，進(jìn)而促進(jìn)動脈硬化形成[13]。巨噬細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激與大血管動脈粥樣硬化發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)[14]。研究顯示，糖尿病環(huán)境下，胰島素抵抗，糖脂代謝異常可通過P14 K/AKt，NF-KB，EK/ERK/CREBP/SERCA等信號通路誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞凋亡[15]，促進(jìn)斑塊形成，亦可促進(jìn)巨噬細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，從而促進(jìn)動脈粥樣硬化，最終誘發(fā)加重糖尿病大血管病變。

綜上，巨噬細(xì)胞在糖尿病大血管病變的發(fā)生發(fā)展中起舉足輕重的作用，通過深入研究其機(jī)制可一定程度上防治糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展。

2 樹突狀細(xì)胞與糖尿病大血管病變

樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)是體內(nèi)功能最強(qiáng)大的專職抗原提呈細(xì)胞(APC)，也是目前唯一能激活初始型T淋巴細(xì)胞的APC，在動脈粥樣硬化斑塊形成中具有重要作用。糖尿病患者體內(nèi)糖基化終產(chǎn)物可通過促進(jìn)DCs分化成熟，加重動脈粥樣硬化炎癥免疫反應(yīng)[16]，從而促進(jìn)糖尿病大血管病變的發(fā)生發(fā)展。

1995年Bobrychew和Lord首先在正常動脈壁中發(fā)現(xiàn)了DCs[17]，這種血管DCs(VDC)主要存在于內(nèi)膜下，與內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞直接接觸。研究顯示，早期動脈粥樣硬化疾病中，病變血管內(nèi)外膜即有VDC聚集，起激活T細(xì)胞和遞呈脂質(zhì)抗原作用[18]。DCs在動脈粥樣硬化炎癥反應(yīng)過程中處于中心環(huán)節(jié)。DCs的免疫調(diào)節(jié)功能與其成熟狀態(tài)相關(guān)，炎癥狀態(tài)下，未成熟DCs可在粘附分子及趨化因子介導(dǎo)下，由血循環(huán)遷移至外周組織，捕獲、處理抗原，并于成熟后產(chǎn)生抗原遞呈給淋巴細(xì)胞，啟動局部炎性反應(yīng)[19]。正常動脈內(nèi)膜的內(nèi)皮下層和外膜層散在分布著一些由免疫活性細(xì)胞和DCs構(gòu)成的細(xì)胞群，組成血管相關(guān)性淋巴樣組織(VALT)，檢測其所在微環(huán)境，發(fā)現(xiàn)潛在有害抗原[20]。糖尿病狀態(tài)下，一方面，有害抗原作用于 VALT，誘導(dǎo)未成熟DCs由血循環(huán)遷移至血管周圍，于成熟后產(chǎn)生抗原遞呈給淋巴細(xì)胞，啟動血管區(qū)域炎癥免疫反應(yīng)，促進(jìn)動脈粥樣硬化形成，誘發(fā)大血管病變。另一方面，高糖通過增強(qiáng)DCs內(nèi)ROS生成及p38 MAPK活性促進(jìn)DCs成熟，增加T細(xì)胞激活能力[21]；氧化應(yīng)激通過NF-κB通路誘導(dǎo)DCs表型和功能的成熟；糖基化終產(chǎn)物通過上調(diào)DCs表面清道夫受體、激活MAPK信號通路，促進(jìn)DCs成熟并誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞反應(yīng)增強(qiáng)；DCs參與介導(dǎo)ox-LDL所致的細(xì)胞免疫反應(yīng)等[22]，從而擴(kuò)大血管內(nèi)膜下炎癥免疫反應(yīng)，促進(jìn)動脈粥樣硬化形成，進(jìn)一步誘發(fā)加重糖尿病大血管病變。研究發(fā)現(xiàn)[23]，無論是糖尿病合并血管病變患者，亦是糖尿病動脈粥樣硬化小鼠，均可見DCs含量顯著增加，抗原遞呈能力增加，DCs成熟度與刺激T淋巴細(xì)胞增殖能力增強(qiáng)，進(jìn)一步說明DCs參與的免疫炎癥反應(yīng)在糖尿病大血管病變中的重要作用。

3 淋巴細(xì)胞與糖尿病大血管病變

淋巴細(xì)胞分為T淋巴細(xì)胞(T細(xì)胞)、B淋巴細(xì)胞(B細(xì)胞)和自然殺傷(NK)細(xì)胞。T、B細(xì)胞是抗原特異性淋巴細(xì)胞，NK細(xì)胞不依賴抗原刺激而自發(fā)地發(fā)揮細(xì)胞毒效應(yīng)，殺傷靶細(xì)胞。三者均在糖尿病大血管病變中起重要作用。

3.1 T細(xì)胞與糖尿病大血管病變

T細(xì)胞可分為 CD4+和CD8+兩個亞群。CD4+T細(xì)胞又可分為T輔助細(xì)胞 1(Th1)、T輔助細(xì)胞 2(Th2)、T 輔助細(xì)胞 17(Th17) 以及調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞(Treg)。各亞群間相互調(diào)節(jié)共同維持平衡，一旦失衡將致免疫紊亂引發(fā)疾病。

生理狀況下，CD4+和CD8+T細(xì)胞數(shù)量和適當(dāng)?shù)谋壤敲庖哒{(diào)節(jié)的中樞，二者相互調(diào)節(jié)制約，共同維持微環(huán)境平衡。CD4+T亞群促炎性Th1、Th17亞群細(xì)胞比例上調(diào)或功能亢進(jìn)，抗炎性Th2、Treg細(xì)胞亞群比例下降或功能受損是促發(fā)慢性炎癥反應(yīng)的直接扳機(jī)點(diǎn)[24]。研究顯示，2型糖尿病患者外周血清CD4+T、CD8+T、CD4+T/CD8+T細(xì)胞比值增高，Th1、Th17比例上調(diào)，Th2、Treg比例下調(diào)[25]。CD4+T可分泌 TNF-α、IFN-γ、IL-1等細(xì)胞因子，激活TNF-α及NF-KB信號通路[26]，c促使糖尿病慢性炎癥反應(yīng)，損傷大血管內(nèi)皮細(xì)胞，并伴隨長期高糖狀態(tài)基化終末產(chǎn)物等，可誘發(fā)糖尿病大血管病變?；罨腃D8+T細(xì)胞具有細(xì)胞殺傷功能，不僅可分泌大量炎癥因子，激活巨噬細(xì)胞，再釋放多種細(xì)胞因子，擴(kuò)大免疫級聯(lián)效應(yīng)，促進(jìn)免疫炎癥反應(yīng)，亦可激活Notch信號通路[27]，降低CD8+T細(xì)胞的細(xì)胞殺傷和非細(xì)胞殺傷功能，從而引起免疫細(xì)胞在大血管區(qū)域侵潤，誘發(fā)血管區(qū)域免疫炎癥反應(yīng)，持續(xù)損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，最終導(dǎo)致糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展。

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)調(diào)節(jié)機(jī)體自身免疫T細(xì)胞亞群，與慢性炎癥和糖尿病大血管病變密切相關(guān)。Treg細(xì)胞通過分泌不同細(xì)胞因子打破免疫平衡，促使糖尿病慢性炎癥反應(yīng)發(fā)生[28]。研究表明，在合并糖基化終產(chǎn)物及LDL等作用下，激活CD4+CD28-Treg使機(jī)體免疫反應(yīng)明顯增強(qiáng)[29]，誘發(fā)糖尿病大血管病變。CD4+CD28-Treg能產(chǎn)生穿孔素及顆粒酶，特異性殺傷靶細(xì)胞及溶解內(nèi)皮細(xì)胞；CD4+CD28-Treg產(chǎn)生干擾素γ刺激巨噬細(xì)胞分泌炎性細(xì)胞因子損傷血管壁，從而引發(fā)血管區(qū)域炎癥反應(yīng)[29]，損傷內(nèi)皮細(xì)胞，參與糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展。CD4+CD25+Treg是一類免疫保護(hù)性Treg細(xì)胞，CD4+CD25+Treg活化可誘導(dǎo)Th1及Foxp3+Treg(CD4+CD25+Treg發(fā)育及功能的關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑)產(chǎn)生，增加TGF、IL-10分泌，減少干擾素及IL-7分泌，控制免疫炎癥反應(yīng)，可通過抑制CD4+/CD8+Treg的IL-2基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，抑制T細(xì)胞的活化與增殖[30]；其數(shù)量或質(zhì)量降低可致免疫功能下降，致內(nèi)皮功能障礙、脂質(zhì)代謝異常及免疫復(fù)合物沉積，導(dǎo)致血管壁破壞，相關(guān)炎性因子在血管內(nèi)皮黏附，誘發(fā)糖尿病大血管病變。故而，高激活CD4+CD28-Treg及低水平CD4+CD25+FoxP3+Treg可能是導(dǎo)致糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展的原因之一。

3.2 B細(xì)胞與糖尿病大血管病變

目前越來越多研究顯示B細(xì)胞在炎癥免疫領(lǐng)域的重要性[31]。一方面，B細(xì)胞可產(chǎn)生抗體，有抗原加工遞呈及共刺激作用，可分泌如TNF-α、淋巴霉素及IL等炎性因子，增強(qiáng)免疫反應(yīng)。另外，B細(xì)胞分泌的IL-10能夠激活DCs，通過反饋環(huán)刺激B細(xì)胞功能，加重并延長慢性炎癥反應(yīng)[32]。研究顯示，B細(xì)胞缺失型小鼠IR和血糖水平均低于野生型小鼠，提示B細(xì)胞缺失可抑制炎癥反應(yīng)和糖尿病發(fā)生[33]?？梢?，糖尿病患者B細(xì)胞數(shù)量的增加，增強(qiáng)血管區(qū)域免疫炎癥反應(yīng)，可能是糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展的原因之一。

1997年，Mizoguchi等正式提出了“調(diào)節(jié)性B細(xì)胞(Breg)”這一新名詞[34]。Breg細(xì)胞可調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞的分化，影響Th1/Th2/Th17/Treg細(xì)胞分化[33]，負(fù)向調(diào)控免疫炎癥反應(yīng)，參與糖尿病大血管病變發(fā)生發(fā)展。在糖尿病患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)Breg數(shù)量減少[35]。研究顯示[36-38]：Breg可分泌IL-10、IL-35、TGF-β等抑炎因子，抑制炎癥反應(yīng)；Breg可產(chǎn)生IgG、LgM等抗體參與炎癥免疫；Breg可分泌TNF-α，抑制CD8+T細(xì)胞毒性；Breg可上調(diào)Treg中Foxp3和CTLA-4(Treg抑制性功能標(biāo)志)的表達(dá)，誘導(dǎo)CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞產(chǎn)生，促進(jìn)Treg自身穩(wěn)態(tài)。由此可見，Breg數(shù)量減少，負(fù)向調(diào)控血管區(qū)域免疫炎癥反應(yīng)，可能是誘發(fā)糖尿病大血管病變另一原因之一。

3.3 NK細(xì)胞與糖尿病大血管病變

NK細(xì)胞是天然免疫最主要細(xì)胞，主要生物學(xué)效應(yīng)有細(xì)胞毒性和分泌細(xì)胞因子。只有活化的NK細(xì)胞才能擴(kuò)散浸潤至感染源發(fā)揮作用。NK細(xì)胞的活化受其表面表達(dá)的活化受體和抑制受體調(diào)控[39]。

研究顯示，活化的NK細(xì)胞可通過直接或間接方式殺傷感染靶細(xì)胞減輕炎癥反應(yīng)[40]。一方面NK細(xì)胞表面低親和力的FcgRⅢ-CD16分子與感染靶細(xì)胞IgG抗體復(fù)合物結(jié)合后，通過P13-K/Akt信號通路釋放穿孔素和顆粒酶等細(xì)胞毒性物質(zhì)，誘導(dǎo)靶細(xì)胞凋亡，直接殺傷感染靶細(xì)胞(既抗體依賴性細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用 (ADCsC))。亦可通過天然細(xì)胞毒性直接殺傷感染靶細(xì)胞。另一方面NK細(xì)胞通過釋放炎性因子如IFN-γ、TNF-α、IL-1、IL-2、CCL3和CCL4等，抑制B細(xì)胞增殖，抑制反應(yīng)性 T細(xì)胞，間接發(fā)揮細(xì)胞毒作用[41]。同時活化的NK細(xì)胞表達(dá)FasL和TNF-α，與靶細(xì)胞表面相應(yīng)受體Fas(CD95)、TN-FR-1結(jié)合，形成Fas三聚體和TNF-R三聚體，啟動靶細(xì)胞凋亡系統(tǒng)，殺傷靶細(xì)胞[42]。在炎性反應(yīng)中機(jī)體可產(chǎn)生多種趨化因子，NK細(xì)胞表面能表達(dá)某些趨化因子受體如 CX3CR1、CCR2等，招募其至血管組織發(fā)揮治療效應(yīng)[43]。研究顯示，糖尿病大血管患者NK 細(xì)胞數(shù)目減少[44]，可見，NK 細(xì)胞數(shù)目減少，活性降低，活性降低，效應(yīng)細(xì)胞增殖、分化和成熟亦受抑制，不能及時殺傷感染靶細(xì)胞，致免疫細(xì)胞侵潤血管區(qū)域，引發(fā)血管區(qū)域免疫炎癥反應(yīng)，繼而誘發(fā)糖尿病大血管病變。

4 肥大細(xì)胞與糖尿病大血管病變

肥大細(xì)胞通過多種受體活化脫顆粒，釋放炎性活性介質(zhì)如組胺、前列腺素 D2 (PGD2)，白三烯 B4 (LTB4)、白三烯 C4(LTC4)和白三烯 D4(LTD4)、TNF等而發(fā)揮作用。研究顯示[45]，糖尿病大血管病變患者存在肥大細(xì)胞數(shù)量增多。

Th2分泌IL-4、IL-10和IL-13，能有效激活B細(xì)胞產(chǎn)生IgE抗體與肥大細(xì)胞結(jié)合，致其脫顆粒釋放類胰蛋白酶、糜蛋白酶、組胺、細(xì)胞因子等介質(zhì)，參與炎癥免疫反應(yīng)[46]。干細(xì)胞因子(SCF) 是肥大細(xì)胞最主要趨化因子。SCF 與其表面表達(dá)的c-kit受體結(jié)合，通過SCF/C-kit 信號通路促進(jìn)肥大細(xì)胞募集、增殖和活化，釋放大量炎癥因子，參與炎癥免疫反應(yīng)。同時SCF 能上調(diào)肥大細(xì)胞 MCP-1 的表達(dá)，促進(jìn)其合成，引發(fā)免疫炎癥反應(yīng)[47]。且肥大細(xì)胞一旦激活，可大量分泌包括ILs(IL-2、IL-5、IL-6、IL-8、IL-9、IL-13)、 TGF-β、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)、TNF-α等血管活性及促炎性介質(zhì)，促進(jìn)血管擴(kuò)張與收縮，致新生血管生成，引起細(xì)胞凋亡，同時使白細(xì)胞趨化至血管組織浸潤，促進(jìn)免疫炎癥反應(yīng)[48]。故而，肥大細(xì)胞增多，釋放大量炎性因子，驅(qū)使免疫細(xì)胞致大血管區(qū)域侵潤，誘發(fā)血管區(qū)域免疫炎性反應(yīng)，持續(xù)損傷血管，最終誘發(fā)糖尿病大血管病變。

5 小結(jié)

綜上，巨噬細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肥大細(xì)胞等免疫細(xì)胞失衡，可通過釋放大量TNF-α、IL-4、IL-10等炎性因子，調(diào)控JAK-STAT1/STAT3、TNF-α、NF-KB、Notch等信號通路等多種途徑引起大血管區(qū)域免疫炎癥微環(huán)境紊亂，擴(kuò)大免疫炎性反應(yīng)，引起血管持續(xù)損傷，誘發(fā)糖尿病大血管病變。治療上，調(diào)控免疫細(xì)胞的失衡，可調(diào)控大血管區(qū)域免疫炎癥微環(huán)境紊亂，從而防止糖尿病大血管病變，可為未來臨床及進(jìn)一步研究提供一定的參考。