CD4+T細(xì)胞在哮喘中的作用

林 群(綜述)，朱 玲(審校)

(1.福建三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院護(hù)理系，福建三明365000;2.福建醫(yī)科大學(xué)免疫學(xué)系，福州350004)

哮喘是由多種細(xì)胞(如嗜酸粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、呼吸道上皮細(xì)胞等)和細(xì)胞組分參與的呼吸道慢性炎癥性疾患［1］。Th1/Th2細(xì)胞免疫功能失衡在哮喘發(fā)病機(jī)制中扮演重要角色，近年來(lái)，隨著免疫學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)CD4+T細(xì)胞在哮喘中的作用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

1 CD4+T細(xì)胞的作用

哮喘的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，至今尚未完全闡明，其中T淋巴細(xì)胞中CD4+輔助性 T細(xì)胞(helper T lymphocyte，Th)亞群的免疫調(diào)節(jié)失衡及其炎性細(xì)胞因子在哮喘的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。Mosman等［2］最早認(rèn)識(shí)到Th1和Th2的存在，Th1參與細(xì)胞免疫應(yīng)答，Th2參與體液免疫應(yīng)答。目前認(rèn)為，當(dāng)初始的CD4+T細(xì)胞受到抗原和細(xì)胞因子刺激后至少能選擇性地分化為四個(gè)不同的亞型，即Th1、Th2、Th17和誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)性T細(xì)胞［3］。初始CD4+T細(xì)胞在白細(xì)胞介 素 12(interleukin-12，IL-12)和 干擾 素 γ(interferon-γ，IFN-γ)的誘導(dǎo)下分化為 Th1 細(xì)胞，產(chǎn)生IFN-γ，參與細(xì)胞免疫應(yīng)答;在IL-4的誘導(dǎo)下分化為Th2，分泌 IL-4、IL-5和IL-13，參與體液免疫應(yīng)答;在轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 β(transforming growth factor-β，TGF-β)單獨(dú)誘導(dǎo)下分化為調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，分泌TGF-β并表達(dá)Foxp3(叉狀頭/翅膀狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子)，參與免疫調(diào)節(jié);在TGF-β和IL-6的共同誘導(dǎo)下分化為Th17，分泌IL-17和IL-6，參與炎性反應(yīng)和自身免疫性疾病。

2 Th1/Th2平衡理論

過(guò)去的幾十年，認(rèn)為Th1和Th2在哮喘中具有重要作用。這兩種輔助T細(xì)胞由初始CD4+T細(xì)胞分化產(chǎn)生，Th1細(xì)胞主要產(chǎn)生IL-12，而Th2細(xì)胞主要產(chǎn)生IL-4。樹(shù)突狀細(xì)胞產(chǎn)生IL-12導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子T-bet上調(diào)和 IFN-γ 的表達(dá)，IFN-γ 可阻斷 IL-4的生成，由此，產(chǎn)生Th1極化反應(yīng)。相反，信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子6(signal transducers and activators of transcription-6，STAT-6)與胞質(zhì)中的IL-4受體結(jié)合，通過(guò)Tyk2、Jak1和Jak3的磷酸化作用導(dǎo)致STAT-6二聚化并易位到胞核，激發(fā)GATA-3的表達(dá)，產(chǎn)生Th2極化反應(yīng)，并釋放 IL-4、IL-5、IL-9、IL-13等細(xì)胞因子［4，5］。Th2細(xì)胞分泌的 IL-4能幫助 B淋巴細(xì)胞產(chǎn)生IgE［6］;分泌IL-4/IL-13誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞的活化［7］;分泌 IL-5 募集嗜酸粒細(xì)胞［8］，分泌 IL-9 激活肥大細(xì)胞［9-11］，嗜酸粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞都與呼吸道慢性炎癥有關(guān)。因此，一直以來(lái)Th1/Th2平衡理論作為哮喘發(fā)病機(jī)制的核心。然而，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，Th1細(xì)胞是前炎性細(xì)胞，其促炎癥作用超過(guò)了抗炎作用，與Th1相關(guān)的炎性反應(yīng)并不下調(diào)哮喘。而在Th2細(xì)胞介導(dǎo)的免疫反應(yīng)性疾病中，哮喘的發(fā)病率也并未增高。說(shuō)明單純的Th1/Th2平衡理論不足以解釋哮喘的發(fā)病機(jī)制。

3 CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞

CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞來(lái)自于胸腺，定位于外周免疫器官，占外周血CD4+T細(xì)胞的5%～10%。它可控制自身免疫性疾病和移植物排斥反應(yīng)，并可能在控制支氣管哮喘和過(guò)敏性疾病的發(fā)病中起作用。CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞持續(xù)表達(dá)IL-2受體α鏈，細(xì)胞毒性T細(xì)胞相關(guān)抗原-4，糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子受體家族關(guān)聯(lián)性基因和轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)基因——Foxp3。Foxp3特異地高表達(dá)于CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞上，介導(dǎo)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在胸腺的發(fā)育、外周的表達(dá)及功能的維持，可反映CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞活性水平。

CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在哮喘發(fā)病中非常活躍，已引起眾多學(xué)者關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，TGF-β能誘導(dǎo)Foxp3表達(dá)，促進(jìn)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增殖，從而抑制呼吸道嗜酸粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的炎癥，降低呼吸道變態(tài)反應(yīng)［12］。Picca等［13］發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)oxp3 功能缺陷引起CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞丟失，發(fā)生廣泛的自身免疫反應(yīng)。研究表明，體內(nèi)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞接觸和分泌IL-10、TGF-β發(fā)揮功能，IL-10和TGF-β抑制巨噬細(xì)胞和炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生，介導(dǎo)機(jī)體對(duì)過(guò)敏原耐受的形成，抑制Th2反應(yīng)，下調(diào)哮喘呼吸道炎癥，最終起到抑制哮喘發(fā)展的作用。同時(shí)，TGF-β是啟動(dòng)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在體內(nèi)擴(kuò)增的重要分子，它調(diào)節(jié)CD4+T細(xì)胞Foxp3的表達(dá)，促進(jìn)CD4+CD25-調(diào)節(jié)性T細(xì)胞表達(dá)Foxp3轉(zhuǎn)化成CD4+CD25+調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞［14］。

Akbari等［15］發(fā)現(xiàn)，暴露于吸入性抗原后的小鼠支氣管淋巴結(jié)中出現(xiàn)可分泌IL-10的樹(shù)突狀細(xì)胞，這種樹(shù)突狀細(xì)胞可誘導(dǎo)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的發(fā)展，這一過(guò)程需要可誘導(dǎo)性的T細(xì)胞協(xié)同刺激因子ICOS/ICOS-配體旁路參與。這種CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可產(chǎn)生IL-10并對(duì)小鼠哮喘模型具有很強(qiáng)的抑制能力，將這種抗原特異性CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞轉(zhuǎn)入致敏小鼠可有效減輕呼吸道炎癥，阻止呼吸道高反應(yīng)的形成。同樣用高分泌 TGF-β的T細(xì)胞也可非常有效地減輕呼吸道炎癥和呼吸道高反應(yīng)性，而阻斷成熟T細(xì)胞的TGF-β分泌可加重呼吸道炎癥和呼吸道高反應(yīng)性，提示CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞可以通過(guò)IL-10、TGF-β 減輕哮喘的呼吸道炎性反應(yīng)［16］。

對(duì)于由Th2細(xì)胞所介導(dǎo)的呼吸道變應(yīng)性炎癥，CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞也發(fā)揮強(qiáng)大的抑制作用，CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過(guò)抑制Th2類細(xì)胞因子，如IL-4、IL-5、IL-13的產(chǎn)生進(jìn)而緩解呼吸道變應(yīng)性炎癥。故CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞通過(guò)調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡，抑制抗原引起Th2細(xì)胞的分化而強(qiáng)化Th1細(xì)胞的活性，從而達(dá)到預(yù)防和治療過(guò)敏性疾病。CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞不但可以抑制Th1細(xì)胞，還可抑制Th2細(xì)胞應(yīng)答，并且對(duì)后者的作用更強(qiáng)［17］。如果移除CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，則可以增強(qiáng)效應(yīng)性CD4+T細(xì)胞的Th1向Th2極化，從而強(qiáng)化效應(yīng)細(xì)胞的免疫應(yīng)答［18，19］。

4 Th17細(xì)胞

近來(lái)，有研究報(bào)告從萊姆病患者的炎癥關(guān)節(jié)中分離出的CD4+T細(xì)胞包含一個(gè)產(chǎn)生IL-17的 CD4+效應(yīng)T細(xì)胞亞群。該亞群區(qū)別于那些產(chǎn)生IL-4或IFN-γ 的 CD4+T細(xì)胞［20］。這些產(chǎn)生 IL-17的CD4+T細(xì)胞被稱為Th17細(xì)胞或Th IL-17細(xì)胞［21-23］。

現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)TGF-β和IL-6是Th17細(xì)胞分化的啟動(dòng)所必需的［24-26］。Voldhoen等發(fā)現(xiàn)在CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞存在的條件下被活化的初始T細(xì)胞IFN-γ和 IL-4的表達(dá)被抑制，但是卻表達(dá)大量的IL-17。而TGF-β是 CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞在胸腺外適應(yīng)存活并發(fā)揮功能所必需的，這提示TGF-β可能在Th17分化的啟動(dòng)中有重要作用。在脂多糖活化的樹(shù)突狀細(xì)胞、CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和初始CD4+T細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程中用抗體阻斷TGF-β的作用確定了TGF-β是啟動(dòng)Th17分化發(fā)育的關(guān)鍵作用因子。在無(wú)抗原遞呈細(xì)胞的培養(yǎng)體系中發(fā)現(xiàn)Th17的分化可以由TGF-β和IL-6兩者獨(dú)立地重新啟動(dòng)，IL-1β和腫瘤壞死因子α可以增強(qiáng)由TGF-β和IL-6引發(fā)的Th17反應(yīng)，但是卻無(wú)法取代它們中的任何一個(gè)。成熟的Th17細(xì)胞在抗原刺激下或在IL-23與IL-1、IL-18協(xié)同作用下表達(dá)大量IL-6，從而形成正反饋循環(huán)促進(jìn)自身的分化發(fā)育。除了分化，CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和Th17在生物學(xué)作用方面也相互作用。一方面，在 TGF-β轉(zhuǎn)基因小鼠中能檢測(cè)到TGF-β的過(guò)表達(dá)和CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞分化增多;另一方面，如果用TGF-β和IL-6同時(shí)免疫接種在髓鞘少突膠質(zhì)糖蛋白轉(zhuǎn)基因小鼠，可加重實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎［25］。而如果用髓鞘少突膠質(zhì)糖蛋白免疫IL-6基因剔除小鼠，在其體內(nèi)能檢測(cè)到大量CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和低水平Th17，同時(shí)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎緩解;耗竭其體內(nèi)CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞后用髓鞘少突膠質(zhì)糖蛋白再次接種免疫，可檢測(cè)到Th17應(yīng)答反應(yīng)增強(qiáng)且實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎加重。因此，CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞和Th17的分化相互抑制并且功能負(fù)性調(diào)節(jié)。正常情況下，TGF-β誘導(dǎo)初始 CD4+T細(xì)胞分化為CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞;當(dāng)伴有感染或炎癥時(shí)，IL-6和TGF-β共同啟動(dòng)初始CD4+T細(xì)胞向 Th17分化。研究已經(jīng)證實(shí)［27］，當(dāng) STAT-1、STAT-6 和 T-bet缺失時(shí)，機(jī)體內(nèi)的CD4+T細(xì)胞能夠高水平地向Th17細(xì)胞亞群分化，誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的IL-17等細(xì)胞因子，從而誘導(dǎo)以Th17為主的慢性炎癥應(yīng)答。

5 結(jié)語(yǔ)

哮喘的發(fā)病機(jī)制極為復(fù)雜，許多細(xì)胞參與了哮喘的呼吸道炎性反應(yīng)，無(wú)數(shù)細(xì)胞因子在細(xì)胞與細(xì)胞之間架起了相互作用的立交橋，有眾多炎性介質(zhì)介導(dǎo)效應(yīng)細(xì)胞的生理和生化反應(yīng)。相信隨著研究的深入，能更好地理解CD4+T細(xì)胞各亞群在哮喘中的地位與作用方式，從而為哮喘的防治開(kāi)辟新的道路。

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