濾泡輔助性T細胞、濾泡調(diào)節(jié)性T細胞與自身免疫性甲狀腺疾病

相萍萍 劉超

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院內(nèi)分泌代謝病科；江蘇省中醫(yī)藥研究院 210028

自身免疫性甲狀腺疾病(AITD)是以自身抗體水平升高為主要特點的一類疾病，主要包括橋本甲狀腺炎(HT)和Graves病。近年來，AITD的患病率逐漸增加且呈年輕化趨勢，經(jīng)細針穿刺確認的AITD的患病率約為13.4%，女性約為男性的5～10倍[1]。AITD可導(dǎo)致育齡期婦女不孕、流產(chǎn)、早產(chǎn)以及子代腦發(fā)育受損，亦與許多潛在的致命疾病如心房顫動、冠心病、卒中等密切相關(guān)，甚至增加死亡風(fēng)險[2]。AITD作為一種多基因遺傳的器官特異性自身免疫性疾病，發(fā)病機制尚未明確。目前認為，其發(fā)病主要與基因遺傳、環(huán)境、自身免疫等相關(guān)。其中，CD4+輔助性T細胞(Th)與B細胞相互作用，產(chǎn)生大量抗體，刺激甲狀腺激素過度產(chǎn)生，或引起甲狀腺內(nèi)大量淋巴細胞浸潤和甲狀腺組織破壞，是AITD發(fā)病的關(guān)鍵。

B細胞在抗原刺激下產(chǎn)生抗體有賴于T細胞的協(xié)助。在淋巴濾泡中，B細胞與Th交互作用，增殖分化形成生發(fā)中心，生發(fā)中心內(nèi)活化的B細胞經(jīng)歷一系列級聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生記憶性B細胞和長壽命的漿細胞。該過程中，CD4+T細胞中的重要亞型即濾泡輔助性T細胞(Tfh)輔助B細胞發(fā)育、成熟、產(chǎn)生并分泌高親和力抗體、促進抗體類別轉(zhuǎn)換的T細胞亞群，在機體建立長期體液免疫過程中扮演重要角色[3]。未與Tfh相互作用的B細胞，則傾向于發(fā)生凋亡，難以產(chǎn)生抗體[4]。另一類T細胞，即濾泡調(diào)節(jié)性T細胞(Tfr)與Tfh有共同表征，以各種方式抑制Tfh細胞和(或)B細胞來特異性調(diào)節(jié)生發(fā)中心反應(yīng)，抑制抗體產(chǎn)生。Tfh、Tfr比例失衡及其效應(yīng)分子的異?？蓪?dǎo)致自身抗體產(chǎn)生，引發(fā)自身免疫性疾病。

AITD是最常見的器官特異性自身免疫性疾病，Tfh、Tfr及其效應(yīng)分子參與該病的發(fā)生、發(fā)展，認識和研究Tfh、Tfr的特點及其在AITD發(fā)病中的作用，有助于從新的角度認識AITD的發(fā)病機制，為尋求新的治療靶點提供依據(jù)。

1 Tfh、Tfr的分化與發(fā)育

Tfh、Tfr的分化及發(fā)育過程十分復(fù)雜。Tfh來源于幼稚CD4+T細胞，在次級淋巴器官的T細胞區(qū)，幼稚CD4+T細胞接受抗原提呈細胞——樹突狀細胞的刺激，活化并高表達表面分子趨化因子受體5(CXCR5)。一部分活化的T細胞下調(diào)CXCR5并分化為其他類型的Th，另一部分T細胞仍上調(diào)CXCR5及誘導(dǎo)共刺激分子(ICOS)、B細胞淋巴瘤因子-6(Bcl-6)等的表達，即為Tfh前體。B細胞濾泡區(qū)表達趨化因子配體13(CXCL13)，在CXCL13的濃度梯度下，Tfh前體遷移到T-B細胞邊界，Tfh前體遇到抗原致敏的B細胞并接受抗原表達，使其穩(wěn)定表達Bcl-6，分化成為Tfh[3]。通過CD40-CD40L、細胞程序性死亡分子-1(PD-1)及其配體1(PD-L1)、ICOS及其配體(ICOSL)等相互作用，Tfh繼續(xù)遷移至B細胞濾泡，進一步分化成生發(fā)中心-Tfh，促進生發(fā)中心反應(yīng)[5]。生發(fā)中心-Tfh產(chǎn)生細胞因子如白細胞介素(IL)-21和IL-4以調(diào)節(jié)B細胞中的Ig類型轉(zhuǎn)換和突變，最終促進生發(fā)中心B細胞分化成長壽命漿細胞或記憶B細胞[6]。Tfr源于胸腺調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)細胞亞群，與Tfh的分化過程相似，受到樹突狀細胞刺激后的T細胞，依賴轉(zhuǎn)錄因子活化T細胞的核因子2(NAFT2)上調(diào)CXCR5，遷移至T-B細胞交界處，成為Tfr前體，同樣，通過穩(wěn)定表達Bcl-6，并進入B細胞濾泡區(qū)，分化為生發(fā)中心-Tfr[7]。Tfr與Tfh一致，均高表達Bcl-6、CXCR5、PD-1和ICOS，但Tfr保留有Treg的特征，表達轉(zhuǎn)錄因子叉頭轉(zhuǎn)錄因子3(Foxp3)，以各種方式抑制Tfh和(或)B細胞來特異性調(diào)節(jié)生發(fā)中心反應(yīng)，抑制抗體產(chǎn)生[8]。因Tfh和Tfr具有共同的表型特征，受很多共同的細胞因子調(diào)控，相互拮抗，以平衡形式存在于機體中。Tfh或Tfr功能障礙可能導(dǎo)致免疫紊亂和各種自身免疫性疾病[4]。健全的體液免疫不僅與Tfr或Tfh數(shù)量或功能相關(guān)，還與刺激性Tfh和抑制性Tfr之間的平衡相關(guān)。

2 Tfh、Tfr的相關(guān)因子及其功能

Tfh特異性表達Bcl-6，分泌細胞因子IL-21，Tfr特異性表達Bcl-6及Foxp3，兩者共有的表面標(biāo)志包括CXCR5、ICOS、PD-1等，這些因子在Tfh、Tfr的分化、發(fā)育、成熟及輔助B細胞產(chǎn)生抗體的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用(表1)[9-15]。

Bcl-6是Tfh、Tfr共同的選擇性表達轉(zhuǎn)錄因子，在Tfh、Tfr分化過程中扮演重要角色。T細胞內(nèi)Bcl-6缺陷導(dǎo)致Tfh發(fā)育和生發(fā)中心反應(yīng)受損，并改變了其他效應(yīng)性T細胞亞群的產(chǎn)生[16]。轉(zhuǎn)錄因子B淋巴細胞誘導(dǎo)的成熟蛋白-1(Blimp-1)是Bcl-6的拮抗因子，抑制Tfh的分化和功能，Blimp-1通過Bcl-6依賴性和非依賴性途徑抑制Tfr分化，Tfh、Tfr在體內(nèi)的正常表達很大程度上取決于Bcl-6和Blimp-1之間的平衡[17]。IL-21是Tfh分泌的細胞因子，正向調(diào)控Tfh的發(fā)育，還能夠通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3促進Bcl-6的表達，誘導(dǎo)Tfh分化[18]。另一方面，IL-21又可抑制Tfr分化、降低生發(fā)中心Tfr的數(shù)量并減弱Tfr對Tfh和B細胞的抑制功能[19]。此外，IL-21能夠直接作用于B細胞上的IL-21受體，促進B細胞增殖，加強B細胞分化成漿細胞和記憶性B細胞，進而誘導(dǎo)抗體類別轉(zhuǎn)換以及免疫球蛋白的產(chǎn)生[20]。

表1 主要參與Tfh、Tfr功能發(fā)揮的相關(guān)分子

注：Tfh：濾泡輔助性T細胞；Tfr：濾泡調(diào)節(jié)性T細胞；Bcl-6：B細胞淋巴瘤因子6；IL-21：白細胞介素-21；IL-21R：白細胞介素-21受體；ICOS：誘導(dǎo)共刺激分子；ICOSL：誘導(dǎo)共刺激分子配體；CXCR5：趨化因子受體5；PD-1： 細胞程序性死亡分子1；Foxp3：叉頭轉(zhuǎn)錄因子3；GC：生發(fā)中心；Treg：調(diào)節(jié)性T細胞；Th：輔助性T細胞

CXCR5是Tfh、Tfr的特征性標(biāo)志，促進Tfh、Tfr遷移至B細胞濾泡區(qū)調(diào)節(jié)生發(fā)中心反應(yīng)。若缺乏CXCR5的表達，CD4+T細胞不能遷移到T-B細胞交界處與同源B細胞作用，更傾向于分化為其他Th亞群[13]。ICOS是經(jīng)典的T細胞共刺激分子，表達于Tfh的ICOS與其在B細胞表面的配體ICOSL相互作用，使Tfh向B細胞濾泡區(qū)遷移，一方面ICOS-ICOSL共刺激所產(chǎn)生的信號為Bcl-6的激活提供重要信號，促進Tfh分化、維持Tfh的功能；另一方面，ICOS與ICOSL作用，誘導(dǎo)Tfh產(chǎn)生多種細胞因子，如IL-2、IL-4、IL-10、IL-21等，促進生發(fā)中心的形成[5]。此外，ICOS也可通過激活哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、哺乳動物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1(mTORC1)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進Tfr細胞分化或是腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子3通過調(diào)節(jié)Treg中ICOS的表達來介導(dǎo)Treg分化成Tfr[5，21]。

PD-1是CD28家族中的一員，在Tfh中高表達，生發(fā)中心內(nèi)的B細胞表達PD-L1和PD-L2，PD-1與PD-L1、PD-L2相互交聯(lián)，協(xié)助B細胞促進生發(fā)中心形成、抗體產(chǎn)生及漿細胞的形成[14]。Tfr的分化與功能同樣受PD-1影響。PD-1可能與抗原提呈細胞表面的PD-L1結(jié)合，抑制Tfr產(chǎn)生。據(jù)報道，PD-1基因敲除小鼠或缺乏PD-L1的小鼠受免疫刺激后淋巴結(jié)和外周血中的Tfr增加[22]。

Foxp3是Tfr與Treg的特異性轉(zhuǎn)錄因子，是一種X染色體編碼的轉(zhuǎn)錄因子，屬于叉頭家族。Tfr起源于Treg，并保留其重要的轉(zhuǎn)錄因子Foxp3。Foxp3基因敲除或表達減弱可導(dǎo)致Foxp3靶基因失調(diào)，Treg功能受損，F(xiàn)oxp3的穩(wěn)定表達對于維持Treg譜系，包括Tfr等的功能具有重要作用[15]。

3 Tfh、Tfr與AITD的關(guān)系

早在2004年，Aust等[23]提出，Graves病患者的甲狀腺組織內(nèi)CXCR5和CXCL13 mRNA表達與淋巴細胞浸潤和異位生發(fā)中心的數(shù)量及甲狀腺過氧化物酶抗體(TPOAb)水平呈正相關(guān)。越來越多的證據(jù)顯示，Tfh輔助B細胞產(chǎn)生抗體，在AITD發(fā)病中發(fā)揮重要作用。Graves病及HT患者外周血及甲狀腺組織中Tfh的比例明顯升高，且外周血或甲狀腺內(nèi)IL-21、IL-21受體、Bcl-6的mRNA表達增加。Tfh比例與甲狀腺球蛋白抗體(TGAb)、TPOAb、促甲狀腺激素受體抗體(TRAb)滴度呈正相關(guān)，在Graves病患者中，外周血Tfh比例與血清FT3、FT4呈正相關(guān)，部分Graves病患者接受抗甲狀腺藥物治療后，體內(nèi)的Tfh數(shù)量明顯降低。表明Tfh數(shù)量與疾病嚴(yán)重程度密切相關(guān)，由此提示，Tfh可能通過影響B(tài)細胞產(chǎn)生抗體的能力，在AITD的發(fā)展與轉(zhuǎn)歸中發(fā)揮重要作用[24]。

Zhang等[25]同樣發(fā)現(xiàn)，Graves病患者甲狀腺組織中Tfh的比例明顯增加，而且，Tfh相關(guān)因子如IL-21、IL-21受體、CXCR5、CXCL13等的表達也較正常人群顯著增加，同時，甲狀腺組織中IL-21 mRNA的表達水平與血清FT3、TPOAb、TGAb、TRAb均呈正相關(guān)，與促甲狀腺激素、FT4無顯著相關(guān)性。近年來，microRNA在自身免疫性疾病中的重要調(diào)控作用也備受矚目，有學(xué)者通過基因芯片技術(shù)篩選發(fā)現(xiàn)，Graves病患者microRNA-346水平下調(diào)，且microRNA-346能夠在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平抑制Bcl-6。研究發(fā)現(xiàn)，Graves病患者外周血Bcl-6的表達增加，microRNA-346水平下調(diào)，經(jīng)治療后Graves病患者可恢復(fù)microRNA-346的正常表達。不僅如此，Graves病患者microR-346的水平與Tfh比例以及TRAb、TGAb和TPOAb水平呈負相關(guān)，過表達microRNA-346可抑制Tfh的功能[26]。提示microRNA-346可能通過調(diào)節(jié)Bcl-6的表達在Graves病的發(fā)病機制中起重要作用。

Zhao等[27]的研究納入了13名健康受試者和52例HT患者，采集外周血檢測Tfh水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，HT患者體內(nèi)Tfh的比例顯著高于正常對照組。該研究組同時對Tfh亞群進一步分析，發(fā)現(xiàn)PD-1+Tfh比例與TGAb水平呈正相關(guān)，而Tfh17比例與TGAb、TPOAb水平均呈正相關(guān)，與FT3、FT4呈負相關(guān)。提示Tfh的不同細胞亞群具有不同的作用，Tfh17和PD1+Tfh可能在HT的發(fā)病過程中發(fā)揮重要的致病作用。Tfr是晚近發(fā)現(xiàn)的一類T細胞，目前Tfr與AITD的相關(guān)研究較少。Zhao等[28]對46名健康受試者和84例HT患者進行研究，分析其外周血Treg、Tfr等的水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組人群外周血Treg水平并無明顯差異，但HT組與健康受試組人群相比，Tfr比例增加，Tfr/Tfh比例也明顯增加，無論Tfr或Tfr/Tfh比例變化均與TPOAb、TGAb無明顯相關(guān)性。既往研究提示，AITD患者Tfh水平升高， Tfh水平的增加引起Tfr比例降低，導(dǎo)致自身抗體產(chǎn)生，加劇自身免疫性疾病的進程，而該研究結(jié)果與之相悖，可能是因體內(nèi)過多的Tfh引起機體免疫系統(tǒng)的代償性調(diào)節(jié)，迫使Tfr比例升高，以維持相對平衡的生發(fā)中心反應(yīng)；另一解釋是外周血過高比例的Tfr可能是未成熟的Tfr，無法進入生發(fā)中心分化為效應(yīng)細胞，發(fā)揮其保護性作用。然而，迄今為止，關(guān)于Tfh、Tfr與AITD的關(guān)聯(lián)性尚未厘清，Tfh在Graves病發(fā)生、發(fā)展和復(fù)發(fā)中的具體作用和機制亦有待進一步探索。

眾多研究表明，Tfh、Tfr的數(shù)量及功能失調(diào)是導(dǎo)致自身免疫性疾病的重要因素，鑒于Tfh能夠遷移到生發(fā)中心，輔助生發(fā)中心-B細胞的活化、增殖并分化成為長壽命漿細胞和記憶性B細胞，促進高親和力抗體產(chǎn)生、維持體液免疫，因此，誘導(dǎo)Tfh對自身抗原的免疫耐受，阻斷B細胞分化為漿細胞，抑制漿細胞產(chǎn)生致病性自身抗體或可成為治療自身免疫性疾病，包括AITD的一個重要策略。而根據(jù)T-B細胞交互作用中所涉及的多種機制，可考慮通過抑制ICOS-ICOSL、CD40-CD40L、PD-1-PD-1L、IL-21、Bcl-6等表達來阻斷Tfh輔助B細胞的作用。對Tfh的進一步研究，有望挖掘更多阻斷B細胞產(chǎn)生自身抗體的措施。所以，研究Tfh是全面理解免疫應(yīng)答的關(guān)鍵，可借此提高對AITD發(fā)病機制的認識水平，從而有助于探究更加合理有效的AITD治療措施。