濾泡輔助性T細(xì)胞的研究進(jìn)展

陳 升，李楊磊，王元元

濾泡輔助性T細(xì)胞(follicular helper T cell,Tfh)是一類位于淋巴濾泡，具有輔助B細(xì)胞活化成熟功能的CD4+T細(xì)胞亞群[1]。其所表達(dá)的重要的相關(guān)分子有:(1)趨化因子受體5(CXC receptor,CXCR5)及趨化因子CXC配體13(CXCL13)/BCA-1；(2)誘導(dǎo)性協(xié)同刺激分子(ICOS)與其配體(ICOSligand,IcosL)；(3)轉(zhuǎn)錄因子Bcl6；(4)表達(dá)于T細(xì)胞表面的CD40L及表達(dá)在B細(xì)胞表面的CD40；(5)白細(xì)胞介素-21(IL-21)；(6)程序性死亡受體-1(programmedcell death-1，PD-1)。Tfh在B細(xì)胞發(fā)育、分泌高親和力抗體、為抗體清除外來病原體、建立長(zhǎng)期體液免疫等過程中發(fā)揮重要作用。Tfh參與保護(hù)性免疫反應(yīng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis，RA)、系統(tǒng)性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus,SLE)、1型糖尿病(T1DM)、重癥肌無力(myasthenia gravis，MG)等自身免疫疾病、病毒性肝炎(viral hepatitis，VH)、腫瘤等疾病的發(fā)生過程中也扮演重要角色?，F(xiàn)就Tfh的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 Tfh的分化

Tfh來源于扁桃體組織，定位于淋巴濾泡，其表型為CD4+CXCR5+ICOS+PD1+，具有輔助B細(xì)胞活化成熟的功能[2]。2009年，Tfh的重要轉(zhuǎn)錄因子Bcl-6在小鼠中被發(fā)現(xiàn)，由此，Tfh被認(rèn)定為一類特殊的Th細(xì)胞亞群[3]。 通常，CD4+T細(xì)胞受刺激活化后，高表達(dá)CD69、CXCR5，低表達(dá)S1P1受體。在此之后，一部分T細(xì)胞開始下調(diào)CXCR5的表達(dá)并且高表達(dá)S1PR1，分化為其他亞群，離開淋巴器官到達(dá)炎癥部位發(fā)揮作用。另一部分T細(xì)胞則繼續(xù)高表達(dá)CXCR5，在CXCL13的趨化作用下，通過PI3K通路發(fā)揮作用遷移到T-B細(xì)胞的交界區(qū)[4]，在交界區(qū)域接受眾多細(xì)胞因子刺激的同時(shí)與B細(xì)胞相互作用，逐漸分化未成熟的Tfh，趨化至濾泡區(qū)與B細(xì)胞形成生發(fā)中心(germinal center,GC)。在這個(gè)過程中，只有那些與HLA-Ⅱ類抗原肽有高親和力的T細(xì)胞才能分化為Tfh[5]。

SCHMITT等[6]研究提出了人類Tfh的體外誘導(dǎo)條件：在轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β和IL-21或IL-23存在的情況下，可以成功地短期內(nèi)誘導(dǎo)出Bcl-6、CXCR-5和IL-21。

2 與Tfh分化相關(guān)的重要分子

2.1 趨化因子受體 CXCR5是CXC亞族趨化因子受體，其配體為CXCL13/BCA-1(B cell activating lymphoma receptor-1)。研究[5]表明，CXCR5在初始CD4+T細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞上無表達(dá)，但高表達(dá)于所有成熟的B細(xì)胞和識(shí)別抗原后的部分CD4+T細(xì)胞。初始CD4+T細(xì)胞不表達(dá)CXCR5而依靠CCR7進(jìn)入外周淋巴組織，并遷入T細(xì)胞區(qū)。幾乎所有CD4+T細(xì)胞被抗原致敏后CXCR5表達(dá)均會(huì)短暫上調(diào)，但由于其同時(shí)表達(dá)CCR7，而且T細(xì)胞區(qū)高濃度的CCL21及CCL9限制其進(jìn)入B細(xì)胞濾泡區(qū)(富含CXCL13)。

Tfh低表達(dá)CCR7，且持續(xù)高表達(dá)CXCR5，使其能夠遷移至B細(xì)胞濾泡區(qū)與B細(xì)胞接觸，為B細(xì)胞活化成熟提供輔助[7]。CXCR5的表達(dá)和CCR7的下調(diào)由一種堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子Ascl2直接調(diào)控[8]。

2.2 ICOS/PI3K信號(hào)通路 ICOS屬于CD28家族，作為誘導(dǎo)性協(xié)同刺激分子，高表達(dá)于活化的T細(xì)胞表面，誘導(dǎo)T細(xì)胞活化[4]。ICOS的配體(ICOSL，共刺激分子配體)為B7家族的新成員，廣泛地表達(dá)于包括B細(xì)胞在內(nèi)的多種抗原遞呈細(xì)胞表面。

IA型磷脂酰肌醇-3激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)是由調(diào)節(jié)亞基p85和催化亞基p110組成的異源二聚體，它具有類脂激酶和蛋白激酶的雙重活性，活化后產(chǎn)生的第二信使PIP3可以使蛋白激酶B(protein kinase B,PKB,Akt)磷酸化，從而作用于下游靶蛋白[9]。

因此，激活PI3K信號(hào)通路可以使Tfh保持活性，并能夠在找到同源B細(xì)胞之前擁有持續(xù)的動(dòng)力，從而順利地與之結(jié)合，發(fā)揮輔助B細(xì)胞活化與成熟的功能[4]。

2.3 程序性死亡受體-1(programmed cell death-1,PD-1) PD-1是重要的免疫抑制分子，主要表達(dá)在活化的T細(xì)胞、B細(xì)胞、髓細(xì)胞和胸腺細(xì)胞。PD-1有兩個(gè)配體，分別是PD-L1(B7-H1，CD274)和PD-L2(B7-DC、CD273)，PD-L2僅誘導(dǎo)性表達(dá)在樹突細(xì)胞(dendritic cell，DC)和巨噬細(xì)胞上。PD-1/PD-L1通路在自身免疫耐受過程中扮演重要角色，加強(qiáng)PD-L1/PD-1通路可以明顯改善自身免疫病的癥狀。PD-1可以通過與其配體PD-L1結(jié)合，傳遞負(fù)性協(xié)同刺激信號(hào)，從而抑制T、B淋巴細(xì)胞的增殖活化[10]。

在Tfh中高表達(dá)的PD-1可抑制PI3K的活性[7]，從而通過負(fù)性調(diào)節(jié)防止體內(nèi)生成過多的Tfh。SLE病人免疫系統(tǒng)功能異常，Tfh是其致病性自身抗體的重要來源，故PD-1可能在SLE發(fā)病機(jī)制中起著重要的作用。

2.4 轉(zhuǎn)錄因子Bcl-6/Blimp-1 調(diào)節(jié)軸是調(diào)節(jié)Tfh細(xì)胞分化發(fā)育的主要機(jī)制。目前認(rèn)為，轉(zhuǎn)錄因子Bcl-6基因編碼的POZ/鋅指蛋白是一個(gè)轉(zhuǎn)錄抑制因子，相對(duì)分子質(zhì)量為92 000～98 000,高表達(dá)于GC中B細(xì)胞和Tfh[11]，是漿細(xì)胞發(fā)育的分泌抑制分子，可通過對(duì)下游基因的調(diào)控來調(diào)節(jié)Tfh細(xì)胞分化發(fā)育，是決定初始T細(xì)胞是否分化為Tfh以及維系Tfh正常功能的關(guān)鍵因素。轉(zhuǎn)錄因子Blimp-1則是由prdm1基因編碼的相對(duì)分子質(zhì)量為98 000的蛋白質(zhì)，含有5個(gè)鋅指結(jié)構(gòu)，是成熟B細(xì)胞分化為漿細(xì)胞的主要調(diào)節(jié)因子[12]，是Bcl-6的拮抗因子，能夠誘導(dǎo)CD8+T細(xì)胞及Tfh CD4+T細(xì)胞的分化，抑制Tfh的分化[13-14]。

Bcl-6和Blimp-1是一對(duì)相互拮抗的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，T細(xì)胞因子1(T cell factor 1,TCF-1)是Bcl-6/Blimp-1信號(hào)軸重要的上游信號(hào)分子，在急性病毒感染后促進(jìn)轉(zhuǎn)錄因子Bcl-6分化，抑制Blimp-1的分化，從而啟動(dòng)并調(diào)控Tfh的形成[15]，TCF-1缺乏的Tfh不能維持Tfh相關(guān)的轉(zhuǎn)錄和代謝信號(hào)[16]。

2.5 IL Tfh區(qū)別于其他細(xì)胞亞群的另一重要標(biāo)志是能合成分泌大量的IL-21,是IL-21的主要產(chǎn)生細(xì)胞。IL-21是一種能共刺激淋巴細(xì)胞增殖并可在體外誘導(dǎo)自然殺傷細(xì)胞(natural killer cell,NK cell)分化的細(xì)胞因子[17]。IL-21的受體IL-21R分布廣泛，主要通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)或STAT5信號(hào)途徑調(diào)控多種細(xì)胞的功能，包括T細(xì)胞、B細(xì)胞、NK細(xì)胞和DC，但主要以B細(xì)胞作為其靶細(xì)胞。STAT3的活化支持CD4+T淋巴細(xì)胞向Tfh方向分化，而STAT5活化有利于非Tfh的發(fā)育[18]。

IL-21又被稱為Tfh表達(dá)的輔助性細(xì)胞因子(Tfh expressed helper cytokine),其通過與GC中B細(xì)胞表面IL-21受體(IL-21 receptoe,IL-21R)結(jié)合而發(fā)揮作用，是目前所知的最重要的促進(jìn)漿細(xì)胞分化的細(xì)胞因子[19]。同時(shí)Tfh還能以自分泌或旁分泌方式產(chǎn)生IL-21，并且自身也能夠表達(dá)IL-21R[20]。Tfh在自分泌IL-21的同時(shí)，可促使自身表達(dá)CXCR5和ICOS，并誘導(dǎo)自身分化。

3 Tfh的功能

Tfh的主要功能就是輔助B細(xì)胞活化和成熟。Tfh輔助B細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答，主要就是依賴以上所介紹的各類細(xì)胞因子。Tfh的主要特征為高表達(dá)趨化因子受體CXCR5和產(chǎn)生高水平的IL-21[20]，CXCR5與CXCL3結(jié)合可使Tfh遷移至濾泡區(qū)參與生發(fā)中心的形成，參與B細(xì)胞的免疫應(yīng)答。然而其刺激水平不足以維持Tfh效應(yīng)細(xì)胞分子如IOCS和IL-21的表達(dá)，只有在CXCL13的趨化作用下定位到生發(fā)中心，再次接觸抗原后才能再次表達(dá)。ICOS在B細(xì)胞表達(dá)的ICOSL刺激下，與CD40L共同作用，為細(xì)胞活化提供條件，誘導(dǎo)Tfh表達(dá)產(chǎn)生IL-21，促進(jìn)B細(xì)胞產(chǎn)生體液免疫應(yīng)答如IL-4、IL-5和IL-10等[21-25]。而Tfh分泌的IL-21正是Tfh產(chǎn)生免疫效應(yīng)的關(guān)鍵物質(zhì)，可誘導(dǎo)所有B細(xì)胞亞群分化為Ig分泌細(xì)胞，分泌大量的IgM、IgG和IgA，還可調(diào)節(jié)Ig的同型轉(zhuǎn)換，在免疫應(yīng)答中發(fā)揮重要的作用[5]?，F(xiàn)今，人們對(duì)生發(fā)中心中Tfh的表型及功能特點(diǎn)已經(jīng)有了一個(gè)很明確的認(rèn)識(shí)，但是仍然無法在體外誘導(dǎo)小鼠初始性CD4+T細(xì)胞分化為Tfh。

不過，目前研究表明，Tfh對(duì)人類的健康至關(guān)重要，Tfh功能過強(qiáng)會(huì)導(dǎo)致自身免疫病，功能不足又會(huì)導(dǎo)致免疫缺陷病。目前治療自身免疫病的主要藥物是激素或者免疫抑制劑，然而上述藥物會(huì)引起嚴(yán)重的全身不良反應(yīng)，因此對(duì)Tfh功能的深入研究將有助于發(fā)現(xiàn)治療自身免疫病的新方式，同時(shí)，也可以為相關(guān)疾病的診斷提供更多強(qiáng)有力的依據(jù)。

4 Tfh與疾病

4.1 Tfh與自身免疫性疾病 自身免疫性疾病是機(jī)體在不同病原誘導(dǎo)下產(chǎn)生高滴度自身抗體將自身組織和細(xì)胞作為靶向引起強(qiáng)烈異常免疫應(yīng)答反應(yīng)，致使結(jié)締組織和膠原組織嚴(yán)重和持久的結(jié)構(gòu)及功能破壞并出現(xiàn)臨床癥狀的疾病[26-27]。Tfh功能缺陷或者亢進(jìn)都會(huì)導(dǎo)致機(jī)體免疫狀態(tài)的紊亂。Tfh過表達(dá)會(huì)對(duì)B細(xì)胞產(chǎn)生過強(qiáng)的輔助信號(hào)，針對(duì)自身抗原反應(yīng)的B細(xì)胞活化，分泌大量針對(duì)自身抗原的抗體，從而導(dǎo)致自身抗體介導(dǎo)的自身免疫性疾病[28]。

4.1.1 Tfh與SLE SLE是一個(gè)慢性全身性自身免疫性結(jié)締組織病，發(fā)病機(jī)制尚不明確，以多克隆B細(xì)胞高度活化增殖，免疫球蛋白增多和多種自身抗體的生成為特征。WU等[29]觀察了40例SLE病人使用抗CD3單克隆抗體治療前后的臨床指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)SLE的發(fā)病機(jī)制可能與Tfh過表達(dá)、IL-21過量分泌、高滴度自身抗體等有關(guān)。

4.1.2 Tfh與RA RA是一種全身性自身免疫性疾病，其發(fā)病機(jī)制至今仍不明確，其特征之一為產(chǎn)生多種自身抗體(如抗環(huán)瓜氨酸肽抗體)，高滴度的自身抗體是影響RA預(yù)后的不良因素之一[30]。在觀察小鼠膠原誘導(dǎo)關(guān)節(jié)炎(CIA)模型發(fā)現(xiàn)，過多的Tfh會(huì)促進(jìn)細(xì)胞激活、分化成漿細(xì)胞，進(jìn)而分泌大量高親和力抗體[26]。GREISEN等[31]的研究也表明，在RA病人的血循環(huán)中，Tfh表達(dá)的免疫球蛋白超家族受體CD200大量地增加，提示了Tfh與RA之間也有著重要的關(guān)系。

4.1.3 Tfh與Graves病(GD) GD又稱彌漫性毒性甲狀腺腫，為一種內(nèi)分泌性自身免疫性疾病。一般認(rèn)為GD的易感性由遺傳、環(huán)境和內(nèi)在因子(免疫)共同決定，這些因素的共同作用，導(dǎo)致病人體液免疫以及細(xì)胞免疫的紊亂[32]。查兵兵[33]研究表明，可能是由于病人外周血中的CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞免疫抑制功能減弱，使CD4+T淋巴細(xì)胞的增殖過程失控，從而導(dǎo)致了GD的發(fā)生。而經(jīng)藥物治愈的病人，其調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的免疫抑制功能難以完全恢復(fù)正常，這可能是GD容易復(fù)發(fā)的根本原因。

4.1.4 Tfh與重癥肌無力(MG) MG是受乙酰膽堿受體抗體(ACHR-Ab)介導(dǎo)、B細(xì)胞調(diào)節(jié)，T細(xì)胞依賴的慢性特異性自身免疫病，常表現(xiàn)為肌肉萎縮、四肢無力。有研究[34]表明，MG病人體內(nèi)循環(huán)Tfh明顯比正常人高，提示Tfh在MG的發(fā)病機(jī)制中扮演著某種重要角色?；貧w分析顯示Tfh的相關(guān)分子(如PD-1、IL-21、Bcl-6、CXCR5等)與MG 評(píng)分呈正相關(guān)[35]，MG病人體內(nèi)循環(huán)的Tfh增多可能是由于其相關(guān)分子表達(dá)的含量增加。Tfh相關(guān)分子的一個(gè)重要作用對(duì)象是B細(xì)胞，Tfh與B細(xì)胞共同存在于MG病人胸腺的異位生發(fā)中心，這可能增加了Tfh與B細(xì)胞相互作用的可能性[36]。Tfh可能是通過誘導(dǎo)成熟B細(xì)胞進(jìn)入錯(cuò)誤分化途徑[37]，導(dǎo)致T細(xì)胞不能區(qū)分正常的抗原，漿細(xì)胞產(chǎn)生ACHR-Ab，從而引發(fā)MG。這提示我們，可以通過降低在MG病人體內(nèi)高表達(dá)的Tfh含量，抑制其相關(guān)分子以及B細(xì)胞的異常表達(dá)，達(dá)到免疫抑制的作用，有可能為MG的臨床治療提供新的思路。

4.2 Tfh與腫瘤 Tfh與濾泡B細(xì)胞瘤與免疫母T細(xì)胞淋巴瘤的發(fā)生發(fā)展有著緊密的聯(lián)系。研究者也在實(shí)體瘤內(nèi)發(fā)現(xiàn)了Tfh的浸潤(rùn)，如腸癌和肝癌[38]。已有研究[39]表明，肺癌病人和小鼠體內(nèi)Th2、Th17和Tfh均增加。在一項(xiàng)針對(duì)乳腺癌病人的觀察中發(fā)現(xiàn)，Tfh在腫瘤組織中的基因印跡與病人的長(zhǎng)期生存正相關(guān)[40],且CXCL13和IL-21的表達(dá)有利于腫瘤的控制，而CXCL13基因的缺失會(huì)導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。Tfh輔助B細(xì)胞發(fā)揮功能，主要依靠細(xì)胞分子間的相互作用，不管是B細(xì)胞還是Tfh，細(xì)胞表面分子發(fā)生缺陷時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致體液免疫應(yīng)答的失衡，因此Tfh與腫瘤的發(fā)生有著十分重要的關(guān)系。

4.3 Tfh與病毒性疾病 病毒性腦膜炎是由許多侵犯神經(jīng)系統(tǒng)的病毒引起的腦部無菌性炎癥，病人常伴有意識(shí)障礙、抽搐、腦膜刺激征或神經(jīng)系統(tǒng)定位體征，同時(shí)合并發(fā)熱[41]?？贵w的產(chǎn)生對(duì)于病毒性腦膜炎感染的控制是十分必要的，而Tfh功能缺陷會(huì)導(dǎo)致人體無法清除腦膜炎病毒[42]。大量的Tfh可以通過驅(qū)動(dòng)B細(xì)胞產(chǎn)生大量保護(hù)性抗體控制病毒血癥。

人類免疫缺陷病毒(HIV)，即獲得性免疫缺陷綜合征(艾滋病，AIDS)病毒，是造成人類免疫系統(tǒng)缺陷的一種病毒。有實(shí)驗(yàn)證明，HIV感染后Tfh亞群不但沒有萎縮，反而會(huì)擴(kuò)張[43]。與濾泡外CD4+T淋巴細(xì)胞相比，Tfh細(xì)胞具有更高的HIV感染頻率，提示Tfh是HIV的重要儲(chǔ)存庫，Tfh的異?？赡軙?huì)直接對(duì)體液免疫造成損傷[44]。

5 結(jié)語

Tfh是重要的CD4+T細(xì)胞亞群之一，與多種疾病的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。其參與疾病發(fā)生的機(jī)制尚有待深入研究，仍有許多問題亟待解決，如Tfh與Th17之間的關(guān)系到底是什么樣的？如何通過抑制Tfh的效應(yīng)分子來達(dá)到治療自身免疫疾病的目的？進(jìn)一步深入闡明上述問題，有望為相關(guān)疾病的診斷和治療提供了新的方向。