調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在自身免疫性肝病中的作用機(jī)理及治療進(jìn)展

孫孟宇,劉文天

孫孟宇,劉文天,天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院消化科 天津市 300052

核心提要：調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Treg)細(xì)胞在自身免疫性肝病(autoimmune liver disease,AILD)中的發(fā)病機(jī)制是目前研究的熱點(diǎn),本文簡(jiǎn)要綜述了目前關(guān)于Treg在AILD發(fā)病機(jī)制中的研究,并總結(jié)了目前以Treg為靶點(diǎn)相關(guān)治療的進(jìn)展.

0 引言

自身免疫性肝病(autoimmune liver disease,AILD)是免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的肝臟細(xì)胞或膽管細(xì)胞損傷的一類疾病總稱.AILD發(fā)病機(jī)制尚不明確,可能與遺傳和環(huán)境因素有關(guān).AILD的早期階段多數(shù)患者無(wú)臨床癥狀或伴隨非特異性癥狀,隨疾病進(jìn)展許多患者需要進(jìn)行肝移植.目前治療AILD的策略以抑制免疫系統(tǒng)的免疫調(diào)控為主.

調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(regulatory T cells,Treg)在維持體內(nèi)免疫環(huán)境穩(wěn)態(tài)與阻止自身免疫性反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用[1].Treg細(xì)胞通過(guò)調(diào)節(jié)抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cells,APC)的成熟與功能,干擾代謝途徑和分泌抗炎因子(TGFβ、IL-10和IL35)等途徑來(lái)調(diào)節(jié)免疫功[2].研究表明,其他自身免疫性疾病如系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis,RA)、多發(fā)性硬化癥(multiple sclerosis,MS)中,Treg細(xì)胞的數(shù)量減少、免疫抑制功能受損并且與疾病的發(fā)生有密切的聯(lián)系[3-5].AILD病人的Treg在數(shù)量與功能上也存在著異常[6-8].目前基于Treg細(xì)胞的自體過(guò)繼治療已經(jīng)開展臨床實(shí)驗(yàn),用于治療移植物抗宿主疾病(graft-versus-host disease,GVHD)和SLE[9].

本文將從Treg細(xì)胞角度闡述AILD的發(fā)病機(jī)制,并對(duì)Treg細(xì)胞在AILD治療中的應(yīng)用作一闡述.

1 自身免疫性肝炎

自身免疫性肝炎(autoimmune hepatitis,AIH)是一種免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的慢性炎癥性疾病.目前,發(fā)病機(jī)制不清,主要影響肝臟細(xì)胞[10].其特點(diǎn)是界面性肝炎,高丙種球蛋白血癥和血清抗核抗體(anti-nuclear antibodies,ANA)升高.在西方國(guó)家中,AIH的發(fā)病率為5-20例/10萬(wàn)[11].多數(shù)患者在早期出現(xiàn)非特異性癥狀,如疲勞、關(guān)節(jié)痛和厭食癥.大約25%病人無(wú)臨床癥狀,患者晚期出現(xiàn)肝硬化和門脈高壓癥[12].

1.1 AIH AIH的確切發(fā)病機(jī)制尚不明確,宿主易感性、環(huán)境、遺傳等多種因素均可參與發(fā)病過(guò)程.T細(xì)胞和B細(xì)胞在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中起重要作用[13].Treg細(xì)胞在免疫穩(wěn)態(tài)與阻止自身免疫反應(yīng)中至關(guān)重要[1].Vento等[14]于1982年首次報(bào)道AIH病人中“抑制性”細(xì)胞缺陷.后續(xù)研究表明,AIH病人Treg細(xì)胞數(shù)量減少[6,15].此外,AIH病人Treg細(xì)胞抑制T細(xì)胞增殖的能力下降,且抑制T細(xì)胞產(chǎn)生炎癥因子的能力下降[16,17].這些現(xiàn)象表明,AIH病人Treg細(xì)胞不僅數(shù)量減少并且免疫抑制功能也存在缺陷.

1.1.1 AIH-1：AIH-1約占AIH病人總數(shù)的90%,其特點(diǎn)為ANA,抗平滑肌抗體(smooth muscle antibody,SMA)陽(yáng)性.

最近的研究從分子水平揭示了AIH病人Treg細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)受損的原因.Gal9-TIM-3通路在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮了重要的作用,Galectin-9與TIM-3結(jié)合后引起短暫的鈣內(nèi)流,導(dǎo)致Th1細(xì)胞的死亡,從而抑制Th1細(xì)胞的增殖[18].AIH病人Treg細(xì)胞中Galectin-9的表達(dá)水平和CD4+T細(xì)胞中TIM-3的表達(dá)水平均低于正常人,表明AIH的發(fā)生可能與Treg細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能受損有關(guān)[19].CD39(NTPDase)通過(guò)水解ATP和ADP調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答平衡[20].Treg細(xì)胞通過(guò)ATP-CD39-CD73-腺苷軸發(fā)揮免疫抑制功能[21].AIH病人CD39posTreg細(xì)胞數(shù)量減少,導(dǎo)致Treg不能水解前炎癥因子ATP,抑制效應(yīng)T細(xì)胞分泌IL17的能力受損,并且AIH病人CD39posTreg在炎癥環(huán)境中表型失去穩(wěn)定性[22].對(duì)AIH-1型病人肝臟標(biāo)本進(jìn)行免疫細(xì)胞分析發(fā)現(xiàn)病人肝臟中存在大量Teff細(xì)胞(effector of T cell)并且Treg細(xì)胞在肝臟大量的富集.激素治療后肝臟內(nèi)Treg細(xì)胞數(shù)量減少,與達(dá)到臨床緩解的病人相比,未緩解病人肝臟內(nèi)Treg/Teff比例下降更加明顯.這表明治療期間肝內(nèi)Treg細(xì)胞比例減少可能與免疫抑制治療中斷后的復(fù)發(fā)相關(guān).以免疫調(diào)節(jié)為主的治療方法可能是未來(lái)治療的新方向[23].

1.1.2 AIH-2：AIH-2是一種罕見的AIH類型,占到AIH病人的10%,其特點(diǎn)是肝腎微粒體抗體-1(liver-kidney microsomal antibody type-1,LKM-1)和抗肝胞質(zhì)1型抗原(anti-liver cytosol type 1 antigen,LC1)水平升高[24].在AIH-2病人體內(nèi)發(fā)現(xiàn)NK細(xì)胞數(shù)量減少,但是活化受體表達(dá)升高;IFNγ分泌增多但是IL2分泌下降.這種體內(nèi)細(xì)胞因子譜系的改變導(dǎo)致Treg細(xì)胞的功能發(fā)生損害并且伴隨數(shù)量的減少[25].

1.2 AIH 治療的主要策略是抑制持續(xù)的炎癥,目前一線的治療方式為類固醇聯(lián)合硫唑嘌呤.以Treg細(xì)胞為靶點(diǎn)的生物治療在動(dòng)物模型中已取得一些進(jìn)展,未來(lái)以Treg為靶點(diǎn)的生物治療可能成為AIH治療的一種選擇.

1.2.1 AIH-1的治療：Treg細(xì)胞多克隆擴(kuò)增回輸治療在GVHD治療領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了多項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn),2015年第一項(xiàng)Treg過(guò)繼治療臨床實(shí)驗(yàn)在Ⅰ型糖尿病患者中顯示出良好的治療效果[26].自體Treg細(xì)胞過(guò)繼治療成為目前應(yīng)用最廣泛的治療方式.

Treg細(xì)胞表達(dá)的趨化因子受體3(chemokine receptor 3,CXCR3)對(duì)其趨化到炎癥部位有重要的作用.CXCR3過(guò)表達(dá)可使Treg向肝臟的趨化能力增強(qiáng)[27].AIH動(dòng)物模型中,分離CXCR3+Treg細(xì)胞,在體外擴(kuò)增并證明其具有免疫抑制功能,回輸?shù)紸IH小鼠體內(nèi)可以有效的到達(dá)肝臟[28].研究表明,AIH-1型患者Treg細(xì)胞的CXCR3通路功能正常,故自體CXCR3+Treg細(xì)胞在體外擴(kuò)增之后可以有效的到達(dá)肝臟[29].AIH-1型患者Treg/Th17細(xì)胞的比例存在異常,患者的Treg細(xì)胞表型發(fā)生改變,向Th17細(xì)胞表型分化[30].由于AIH-1型患者Treg細(xì)胞的功能異常,所以Treg過(guò)繼治療的關(guān)鍵在于能否獲得表型穩(wěn)定的Treg細(xì)胞.有研究證明,利用AIH-1患者新生Treg細(xì)胞(newly generated Tregs,ngTreg)進(jìn)行擴(kuò)增培養(yǎng),在Treg分化期間利用物理方法消除其產(chǎn)生的IL17,可以獲得表型穩(wěn)定的Treg細(xì)胞[31].

IL2是T細(xì)胞的生長(zhǎng)因子,注射低劑量IL2可以在體內(nèi)擴(kuò)增Treg[32].但由于Treg表達(dá)高水平的CD25(IL-2高親和力受體),所以注射低劑量IL-2后優(yōu)先擴(kuò)增CD4+Treg[32].低劑量IL-2可以促進(jìn)體內(nèi)Treg數(shù)量增加并且無(wú)不良反應(yīng),已用于治療丙型肝炎病毒誘發(fā)的血管炎患者和SLE患者[32,33].IL-2亦可以擴(kuò)增效應(yīng)T細(xì)胞,由于AIH病程進(jìn)展中存在大量的效應(yīng)T細(xì)胞,需要進(jìn)一步的研究來(lái)證明低劑量IL2治療對(duì)調(diào)節(jié)/效應(yīng)T細(xì)胞平衡和疾病進(jìn)展的影響.

1.2.2 AIH-2的治療：AIH-2患者由于Treg數(shù)量與功能受損,體內(nèi)存在大量細(xì)胞色素酶P450IID6(Cytochrome P450IID6,CYP2D6)抗原特異性的Teff細(xì)胞.將Treg細(xì)胞與表達(dá)CYP2D6多肽的樹突狀細(xì)胞共培養(yǎng),可以產(chǎn)生CYP2D6抗原特異性的Treg細(xì)胞[34].這種抗原特異性的Treg細(xì)胞在共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中可以有效的抑制CYP2D6抗原特異性的Teff細(xì)胞.

視黃酸(retinoic acid,RA)可以誘導(dǎo)Foxp3+Treg的產(chǎn)生同時(shí)可以增強(qiáng)Treg細(xì)胞的免疫抑制功能[35].在體外利用RA擴(kuò)增AIH-2型患者的Treg細(xì)胞,這種Treg細(xì)胞在免疫穩(wěn)態(tài)與炎癥環(huán)境中都表現(xiàn)出穩(wěn)定的免疫表型與免疫抑制功能[36].

2 原發(fā)性膽汁性膽管炎

原發(fā)性膽汁性膽管炎(primary biliary cholangitis,PBC)是一種以免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的肝內(nèi)膽管慢性、進(jìn)行性損傷為特點(diǎn)的疾病.肝內(nèi)膽管進(jìn)行性的破壞導(dǎo)致慢性膽汁淤積,門脈炎癥,并逐漸發(fā)展為肝硬化和肝功能衰竭[37].PBC女性高發(fā),男女比例1：10[38].西方國(guó)家發(fā)病率為2.05例/10萬(wàn).多數(shù)患者在診斷時(shí)無(wú)癥狀,隨著疾病的發(fā)展,患者會(huì)出現(xiàn)疲勞與瘙癢,有78%患者存在疲勞癥狀,有20%-70%患者存在瘙癢癥狀[38].雖然遺傳和環(huán)境因素在PBC的發(fā)病機(jī)制中起重要作用,但PBC病人中Treg細(xì)胞也存在著異常.

1980 年首次發(fā)現(xiàn)PBC中存在Treg細(xì)胞原發(fā)性的缺陷[7].從PBC病人外周血中分離得到的CD4posCD25posTreg細(xì)胞沒(méi)有明顯的功能缺陷,但是Treg細(xì)胞CD8posCD28negTreg亞群的免疫抑制功能明顯減弱[39].PBC病人的外周血單個(gè)核細(xì)胞與Th17相關(guān)的基因如IL-1β,IL-6,IL-23,RORγt和IL-17A的表達(dá)水平升高,而與Treg相關(guān)的基因如TGF-β和FOXP3的表達(dá)水平下降,表明在PBC病人中Treg和Th17細(xì)胞的比例失調(diào)[40].最近一項(xiàng)研究[41]表明,PBC病人的Treg細(xì)胞對(duì)IL-12敏感性增加,失去免疫抑制表型與功能,并可向具有促炎功能的Th1型細(xì)胞分化.

熊去氧膽酸(ursodeoxycholic acid,UDCA)是目前為止唯一批準(zhǔn)治療PBC的藥物,其他藥物如苯丁酸氮芥,環(huán)保菌素,硫唑嘌呤,沙利度胺,甲氨喋呤,秋水仙堿單獨(dú)用藥都沒(méi)有顯示出良好的效果[42].目前有多種新藥在進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn),如貝特類藥物.以Treg細(xì)胞為治療靶點(diǎn)的生物治療可能為新藥開發(fā)提供新的方向.

有報(bào)道Treg細(xì)胞過(guò)繼治療在動(dòng)物模型中顯示可以抑制T細(xì)胞的免疫應(yīng)答,從而減輕PBC的癥狀[43].萬(wàn)古霉素可通過(guò)影響TGF-β通路發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[44].一項(xiàng)臨床實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)口服低劑量萬(wàn)古霉素可以改善PBC病人的臨床癥狀[45].進(jìn)一步研究表明,萬(wàn)古霉素是通過(guò)增加血清TGF-β,促進(jìn)Treg數(shù)量增加,從而治療PBC[46].

3 原發(fā)性硬化性膽管炎

原發(fā)性硬化性膽管炎(primary sclerosing cholangitis,PSC)是一種罕見的自身免疫性肝疾病.主要影響肝外膽管,膽管進(jìn)行性纖維化狹窄導(dǎo)致慢性膽汁淤積,進(jìn)而可造成肝硬化和肝功能衰竭[47].PSC發(fā)病率為0.41例/10萬(wàn)[48].約15%-40%患者在病程早期無(wú)癥狀,病程晚期最常見的癥狀為黃疸,瘙癢,疲勞,腹痛[49].約60%-80%PSC患者存在潰瘍性結(jié)腸炎[50].PSC發(fā)病機(jī)制不明,多種因素如,遺傳和環(huán)境因素都與PSC相關(guān)[50].

2004 年,Sebode等[8]報(bào)道PSC病人外周循環(huán)Treg細(xì)胞數(shù)量減少,同時(shí)免疫抑制能力受損.對(duì)病人進(jìn)行肝臟組織活檢發(fā)現(xiàn),與PBC病人相比PSC病人肝內(nèi)Treg細(xì)胞數(shù)量減少.PSC動(dòng)物模型顯示,相比于脾臟Treg細(xì)胞,肝臟 Treg細(xì)胞的Foxp3表達(dá)明顯下降并且免疫抑制功能受損.這可能與肝臟Treg細(xì)胞IL-12受體上調(diào),IL-12信號(hào)通路增強(qiáng)有關(guān)[51].

目前為止,PSC仍然缺少有效的治療方法,晚期PSC唯一治療方法是肝移植.在PSC小鼠模型中,低劑量IL-2c可以上調(diào)Treg細(xì)胞的CD39,通過(guò)嘌呤途徑來(lái)抑制CD8+T細(xì)胞的增殖,改善PSC的膽管纖維化[52].目前臨床研究表明萬(wàn)古霉素可改善PSC患者的臨床癥狀[53,54].萬(wàn)古霉素作為免疫調(diào)節(jié)制劑可通過(guò)增加病人外周血中的CD4posCD25posCD127negTreg數(shù)量或通過(guò)消除腸道內(nèi)細(xì)菌來(lái)源的有害物質(zhì)[55]來(lái)治療PSC[46,55].

4 結(jié)論

Treg細(xì)胞功能與數(shù)量異常在自身免疫性疾病中的作用是近年來(lái)的研究熱點(diǎn).有研究證明Treg細(xì)胞在Ⅰ型糖尿病、紅斑狼瘡中存在功能異常,并且出現(xiàn)與Treg相關(guān)的免疫治療方法.近些年大量的研究集中在Treg功能與數(shù)量異常在AILD中的作用,為闡明AILD發(fā)病機(jī)理提供了新的方向,同時(shí)為AILD的治療提供了新的思路.Treg細(xì)胞在AILD中存在數(shù)量的減少,在炎癥環(huán)境中表型改變,向促炎表型分化,使分泌抗炎因子減少,抑制T細(xì)胞增殖功能減弱.抑制APC細(xì)胞抗原提呈功能減弱.Treg細(xì)胞在AILD中存在多方面的缺陷,從而促進(jìn)了AILD的發(fā)生與發(fā)展.與Treg相關(guān)的治療思路集中在恢復(fù)自身免疫耐受機(jī)制,通過(guò)自身Treg細(xì)胞過(guò)繼治療,通過(guò)細(xì)胞因子或具有免疫調(diào)節(jié)功能的抗生素恢復(fù)患者體內(nèi)的Treg細(xì)胞的數(shù)量與功能.這些新出現(xiàn)的免疫治療方法為AILD病人提供了新的希望.