不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)機(jī)制中Th17細(xì)胞和CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的研究進(jìn)展

文妍琪，楊菁

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院生殖中心，武漢 430060)

復(fù)發(fā)性自然流產(chǎn)(recurrent spontaneous abortion，RSA)是指與同一性伴侶連續(xù)2次或2次以上在妊娠20周前的胎兒(體重≤500 g)丟失者，我國(guó)目前的發(fā)病率約占育齡婦女的1%～5%[1-2]。其發(fā)病原因有很多，包括遺傳、解剖、內(nèi)分泌和血栓前狀態(tài)、感染以及免疫等。約有一半以上的患者發(fā)病原因不明，稱之為不明原因復(fù)發(fā)性流產(chǎn)(Unexplained Recurrent Spontaneous Abortion，URSA)[3]。

URSA與母胎免疫耐受失衡有著密切的關(guān)系。母體蛻膜組織和胎盤滋養(yǎng)層組織共同構(gòu)成的母-胎界面是妊娠免疫耐受的基礎(chǔ)。母胎免疫耐受的建立與維持，需要多種免疫細(xì)胞和細(xì)胞因子等因素的共同參與[4]。CD4+T細(xì)胞亞群在母胎免疫耐受中發(fā)揮著重要的調(diào)節(jié)作用，原始的CD4+T細(xì)胞經(jīng)抗原刺激以后，在不同分化環(huán)境中根據(jù)其所分泌的細(xì)胞因子分化為 Th1 細(xì)胞、Th2 細(xì)胞、Th17細(xì)胞和 CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞(Treg細(xì)胞)，通過(guò)多種途徑發(fā)揮著不同的生物學(xué)功能從而維持免疫耐受[5]。其中Th17和 Treg 細(xì)胞是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，特別是Th17/Treg細(xì)胞亞群的平衡對(duì)于維持母胎免疫耐受平衡起著關(guān)鍵的作用。本文主要是對(duì)Th17細(xì)胞和 Treg細(xì)胞在URSA發(fā)病機(jī)制中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

一、Th17細(xì)胞的分化和功能

1.Th17細(xì)胞的分化：Th17細(xì)胞發(fā)現(xiàn)于2005年，不同于其他的CD4+T細(xì)胞亞群，主要是一類以分泌細(xì)胞因子IL-17為特征的CD4+T細(xì)胞亞群。Th17 細(xì)胞主要通過(guò)其分泌的細(xì)胞因子IL-17A(也稱為IL-17)、IL-21、IL-22、IL-6、IL-9 等導(dǎo)致組織器官的炎性損傷，具有很強(qiáng)的促炎癥作用，從而參與了多種自身免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展[6]。

研究表明初始CD4+T 細(xì)胞在炎性因子TGF-β、IL-6、IL-1β、IL-21 和IL-23協(xié)同刺激下向Th17細(xì)胞分化，需要表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子視黃酸受體相關(guān)的維甲酸相關(guān)孤核受體γt(RORγt)并產(chǎn)生細(xì)胞因子IL-17，并且TGF-β劑量在Th17的分化中有著重要的作用，高劑量TGF-β單獨(dú)刺激初始CD4+T 細(xì)胞，則向CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞(Treg細(xì)胞)分化，低劑量TGF-β 與細(xì)胞因子IL-6、IL-1β、IL-21 和IL-23 協(xié)同刺激初始CD4+T 細(xì)胞則向Th17 細(xì)胞分化[7]。

Th17 細(xì)胞分化的關(guān)鍵核因子是RORγt，其活性可以以配體依賴性方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如乙?；头核鼗约芭c各種輔因子的相互作用。通過(guò)對(duì)其活性的調(diào)節(jié)進(jìn)一步調(diào)控Th17細(xì)胞的分化。Kim等[8]研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用特殊的RORγt轉(zhuǎn)錄活性抑制劑地高辛可以顯著抑制人以及小鼠的Th17細(xì)胞的分化，從而降低Th17細(xì)胞促炎細(xì)胞因子的分泌，其相關(guān)的自身免疫性疾病的發(fā)生率有所下降。越來(lái)越多的小分子RORγt轉(zhuǎn)錄活性抑制劑如TMP778和TMPTMP920[9]、A213[10]參與調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞的分化。

信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子3(STAT3) 途徑在Th17細(xì)胞的分化中也起著重要的作用，Th17細(xì)胞在極化條件下誘導(dǎo)RORγt需依賴于STAT3通路，在IL-6、IL-23等細(xì)胞因子的刺激下協(xié)同作用促進(jìn)Th17的分化。Baek等[11]通過(guò)體內(nèi)以及體外實(shí)驗(yàn)均證實(shí)，應(yīng)用熊果酸(UA)可以通過(guò)抑制STAT3磷酸化降低Th17細(xì)胞的數(shù)量，并且相關(guān)的促炎細(xì)胞因子如TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-21和IL-17以及硝基酪氨酸和iNOS的表達(dá)降低。過(guò)氧化物酶體增長(zhǎng)因子活化受體(PPARs)，包括PPARα、PPARβ/δ和PPARγ，是一類被配體激活的核轉(zhuǎn)錄因子，屬于II型核受體超家族，同時(shí)可以調(diào)控Th17細(xì)胞的分化。PPARα可以通過(guò)減少磷酸化信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3(p-STAT3)并下調(diào)蛋白質(zhì)表達(dá)RORγt，降低Th17細(xì)胞分化所必需的細(xì)胞因子IL-6的水平從而選擇性地抑制Th17細(xì)胞的分化。另一方面PPARα 還可以通過(guò)抑制RORγt的表達(dá)同時(shí)增強(qiáng)Foxp3的表達(dá)來(lái)抑制CD4+T細(xì)胞向Th17細(xì)胞的分化[12]。干擾素調(diào)節(jié)因子4(interferon regulatory factor，IRF4)同樣在調(diào)控Th17分化中起著很重要的作用，Biswas等[13]發(fā)現(xiàn)IRF4發(fā)生磷酸化，通過(guò) Rho相關(guān)激酶2(ROCK2)，影響多種細(xì)胞因子分泌，一方面可以促進(jìn)IL-21以及IL-17分泌，另一方面抑制IL-22分泌從而調(diào)節(jié)Th17細(xì)胞的分化[13-14]。研究表明運(yùn)用ROCK2的特異性抑制劑KD025可以抑制STAT3通路的磷酸化，下調(diào)IRF4以及RORγt的水平，導(dǎo)致IL-17、IL-21的水平降低，并且這種抑制效應(yīng)與KD025劑量有一定的聯(lián)系[15]。Tengesdal等[16]通過(guò)運(yùn)用ROCK2的特異性抑制劑KD025表明，ROCK2對(duì)Th17細(xì)胞的調(diào)控效應(yīng)并不能影響IL-1β、IL-6 以及IL-1α的水平，ROCK2對(duì)Th17細(xì)胞的調(diào)控并不依賴于IL-1途徑而是通過(guò)STAT3途徑實(shí)現(xiàn)。Yang等[17]通過(guò)運(yùn)用Slx-2119成功地抑制了ROCK2的活性，伴隨著IFN-γ、IL-17A和IL-21的水平顯著降低而IL-10顯著增加，IL-4水平無(wú)明顯改變，Th17細(xì)胞增加。

2.Th17 細(xì)胞的功能：Th17細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子除了IL-17(IL-17A)外，還包括Ⅱ-17F、以及IL-21、I-22、IL-6、TNF-α等細(xì)胞因子.

IL-17是一種重要的炎癥介質(zhì)，IL-17家族包含IL-17A～I(xiàn)L-17F，其中IL-17A對(duì)于妊娠免疫 最為重要。IL-17 受體(IL-17R) 家族則有5 種受體，為IL-17RA～I(xiàn)L-17RE。IL-17 家族通過(guò)與受體結(jié)合，參與多種自身免疫性疾病的發(fā)病過(guò)程[18]。Th17細(xì)胞的許多生物學(xué)效應(yīng)都與IL-17密切相關(guān)。IL-17通過(guò)誘導(dǎo)其他炎癥細(xì)胞因子如IL-6、TNF、基質(zhì)細(xì)胞分泌集落刺激因子(GM-CSF)和前列腺素E2，以及趨化因子如MCP1、MIP2等的表達(dá)，還可介導(dǎo)炎癥細(xì)胞和T細(xì)胞在局部的浸潤(rùn)及組織損傷。同時(shí)發(fā)現(xiàn)IL-l7也參與了中性粒細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)細(xì)胞的增殖、成熟及趨化過(guò)程等，并能夠與一些細(xì)胞因子發(fā)揮協(xié)同作用，促進(jìn)T細(xì)胞的活化，放大靶器官的免疫反應(yīng)及炎癥性破壞等多種生物學(xué)作用，參與多種自身免疫病和感染性疾病的發(fā)生和發(fā)展[19-20]。IL-21是一種自分泌細(xì)胞因子，它一方面可以促進(jìn)Th17 的分化，同時(shí)也可以抑制Thl、Treg細(xì)胞。

3.Th17細(xì)胞與妊娠：Th17有很強(qiáng)的的促炎性作用，關(guān)于其在妊娠期的表達(dá)目前有不同的觀點(diǎn)。有研究顯示正常妊娠時(shí)體內(nèi)IL-17的水平較未妊娠時(shí)低，Th17/Treg細(xì)胞的比例也降低，并且在妊娠晚期Th17細(xì)胞水平下降得更多。但是有的研究顯示這種差別僅僅只在蛻膜組織中表現(xiàn)，外周血?jiǎng)t無(wú)明顯差別。同時(shí)多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，URSA患者外周血及蛻膜組織中IL-l7水平顯著高于正常妊娠者和非妊娠者[21]。RORγt、IL-23等對(duì)Th17細(xì)胞分化、增殖至關(guān)重要的轉(zhuǎn)錄因子水平也同樣有所增高[21]。

二、Treg細(xì)胞

1.Treg細(xì)胞的分化：Treg 細(xì)胞主要來(lái)源于胸腺，小部分可通過(guò)外周誘導(dǎo)產(chǎn)生，大部分則是CD4+T細(xì)胞自然選擇方式產(chǎn)生，分化則主要依賴于T細(xì)胞抗原受體與復(fù)合體分子-Ⅱ(MHC-Ⅱ)類分子肽或者胸腺內(nèi)皮遞呈的外周自身肽介導(dǎo)。叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子(Foxp3)，是 Treg細(xì)胞的特異性細(xì)胞內(nèi)標(biāo)志物。Foxp3存在時(shí)，CD4+T細(xì)胞可分化 為Treg細(xì)胞。研究表明應(yīng)用曲古抑菌素A(TSA)可以提高Foxp3 乙?；剑瑥亩龠M(jìn)CD4+T細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化[22]。IL-2是調(diào)節(jié)Treg細(xì)胞的重要因子，IL-2和抗T細(xì)胞受體(TCR)刺激誘導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)于Treg細(xì)胞相關(guān)標(biāo)志物(Foxp3、CTLA-4、PD-1、TGF-β和IL-10)的誘導(dǎo)也非常重要。TCR受到刺激后，CD25、Foxp3、CTLA-4、PD-1 、TGF-β和IL-10的水平都有所增加[23]。

2.Treg細(xì)胞的功能：Treg細(xì)胞在維持免疫自我耐受、免疫穩(wěn)態(tài)以及調(diào)控各種生理和病理免疫反應(yīng)(包括抗微生物、抗腫瘤反應(yīng)和移植免疫)方面起著重要的作用。Treg細(xì)胞可以通過(guò)多種不同的方式殺死應(yīng)答T細(xì)胞，包括顆粒酶和穿孔依賴機(jī)制，或者通過(guò)向應(yīng)答T細(xì)胞發(fā)送負(fù)信號(hào)。

3.Treg細(xì)胞與妊娠：Treg細(xì)胞在體內(nèi)主要發(fā)揮特異性抑制的免疫特性。正常妊娠時(shí)一定數(shù)量的Treg細(xì)胞有利于抑制母體免疫系統(tǒng)對(duì)父本半同種異體組織的識(shí)別。研究表明正常妊娠早期孕婦外周血及蛻膜組織中可以檢測(cè)到Treg細(xì)胞，該細(xì)胞能夠維持母胎免疫耐受平衡，從而有利于妊娠的維持[24]。

妊娠期間，選擇性刺激母體Foxp3+Treg細(xì)胞。外周血中Treg細(xì)胞數(shù)量呈動(dòng)態(tài)變化：早期迅速增殖，中期時(shí)達(dá)到最高值，分娩以后逐漸下降到妊娠前的水平，其在分娩后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)存在[25]。正常妊娠時(shí)蛻膜中的Treg細(xì)胞也增加并且具有穩(wěn)定的表型。反復(fù)流產(chǎn)的婦女蛻膜中的Treg細(xì)胞則明顯減少，Treg細(xì)胞可作為評(píng)估孕婦流產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物[26]。正常妊娠早孕蛻膜中 Treg細(xì)胞的數(shù)量顯著高于外周血，然而在自然流產(chǎn)患者中卻沒(méi)有這種情況[27]。

三、Th17/Treg失衡與URSA

Th17細(xì)胞和Treg細(xì)胞兩者有內(nèi)在的聯(lián)系，分化條件是相互影響的。在缺乏IL-6的條件下，TGF-β1 可以同時(shí)刺激Foxp3和RORγt的合成，由于Foxp3和Rorγt的相互作用，從而抑制了Th17細(xì)胞的分化[28]。但有IL-6存在時(shí)，其可以下調(diào)Foxp3，從而促進(jìn)Rorγt分泌IL-17促進(jìn)初始T細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化[29]。也有研究證實(shí)，TGF-β1不足時(shí)Treg細(xì)胞可以轉(zhuǎn)化為Th17細(xì)胞[30-31]。AMP活化蛋白激酶(AMPK)在T細(xì)胞活化和分化中具有重要作用，AMPK活化劑AICAR通過(guò)激活脂肪酸氧化抑制體外Th17細(xì)胞分化[32]。同樣作為AMPK活化劑的二甲雙胍則通過(guò)下調(diào)STAT3介導(dǎo)的信號(hào)通路抑制Th17細(xì)胞的分化，相關(guān)的細(xì)胞因子TNF-α、IL-6、IL-1β、IL-17均有下降，Treg細(xì)胞數(shù)量增多，Th17/Treg細(xì)胞比值下降，通過(guò)Th17和Treg平衡的相互調(diào)節(jié)發(fā)揮抗炎作用[33]。多項(xiàng)研究也表明Rho相關(guān)激酶2(ROCK2)，一方面可以磷酸化 IRF4從而促進(jìn)STAT3磷酸化刺激Th17細(xì)胞分化，另一方面可以調(diào)控STAT1、STAT3、STAT5磷酸化和相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)來(lái)促進(jìn)Treg細(xì)胞分化[13-14，17]。

正常妊娠時(shí)Th17/Treg 比例是平衡的，兩種細(xì)胞相互抑制維持著穩(wěn)定免疫狀態(tài)；Th17/Treg失衡則會(huì)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)過(guò)強(qiáng)，相對(duì)的免疫抑制作用不足，從而導(dǎo)致URSA的發(fā)生。研究表明URSA女性外周血和子宮內(nèi)膜Th17細(xì)胞數(shù)量多于Treg細(xì)胞[29]。IL-27可能參與Th17/Treg平衡的調(diào)節(jié)，URSA女性蛻膜組織中IL-27水平較低，同時(shí)伴隨著IL-17的水平升高[34]，IL-27可以激活Foxp3，抑制RORα 和 RoRγt，從而促進(jìn)Treg細(xì)胞分泌IL-10，抑制Th17細(xì)胞分泌IL-17，并且這種效應(yīng)呈現(xiàn)劑量依賴性[35]。人羊膜上皮細(xì)胞(hAEC)可以調(diào)控初始CD4+T細(xì)胞的分化，研究者提取URSA患者外周血并分選出初始的CD4+T細(xì)胞與hAEC共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，hAEC顯著抑制CD4+T細(xì)胞的活化并且這種效應(yīng)呈劑量依賴型，同時(shí)IL-4、IL-10以及TGF-β1水平顯著增加，IFN-γ和IL-17A水平降低，Treg細(xì)胞的數(shù)量明顯增加，說(shuō)明hAEC可以促進(jìn)初始CD4+T細(xì)胞向Treg細(xì)胞分化且同時(shí)表達(dá)高水平的細(xì)胞毒性T細(xì)胞相關(guān)抗原4(CTLA-4)[36-38]。

吲哚胺2，3-雙加氧酶(IDO)可以誘導(dǎo)分化Treg 細(xì)胞，IDO缺乏時(shí)Treg細(xì)胞向Th17 細(xì)胞轉(zhuǎn)化[39]。在妊娠期間，較大劑量雌性激素能夠有效促進(jìn)臍血干細(xì)胞生成Treg細(xì)胞并同時(shí)抑制Th17細(xì)胞，孕激素則也可抑制臍血干細(xì)胞向Th17細(xì)胞分化，從而調(diào)節(jié)Treg的功能[26]。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，妊娠是一個(gè)極其復(fù)雜的生理過(guò)程，需要母體免疫系統(tǒng)的協(xié)同參與和精準(zhǔn)調(diào)節(jié)才能維持成功的妊娠。URSA的病因復(fù)雜，越來(lái)越多的研究顯示，造成URSA原因之一是由于母胎免疫耐受遭到破壞，母-胎界面蛻膜免疫細(xì)胞Th17/Treg 細(xì)胞、Th1/Th2細(xì)胞間比例失衡，母體免疫細(xì)胞過(guò)度激活。Th17 細(xì)胞以及Treg 細(xì)胞分化發(fā)育機(jī)制及其相關(guān)細(xì)胞因子間的調(diào)控值得進(jìn)一步深入研究。通過(guò)阻斷或加強(qiáng)其關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)維持母胎免疫平衡，有望獲得新的治療URSA 的有效手段。