Th17和Treg細(xì)胞可成為自身免疫性疾病治療的新靶點(diǎn)

高麗萍， 毛小榮

1.蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000； 2.蘭州大學(xué)第一醫(yī)院感染科

自身免疫性疾病(autoimmune diseases,AID)是機(jī)體因免疫功能紊亂對自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織、器官、系統(tǒng)損傷所致的一類疾病，包括自身免疫性肝病(AILD)、自身免疫性甲狀腺病、自身免疫性溶血性貧血、系統(tǒng)性硬化癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、潰瘍性結(jié)腸炎、多發(fā)性腦脊髓硬化癥、重癥肌無力、硬皮病、混合性結(jié)締組織病等多種疾病。AID發(fā)病機(jī)制不明確，臨床表現(xiàn)和診斷方法各異，多種細(xì)胞因子參與發(fā)病，但以效應(yīng)T細(xì)胞參與的免疫反應(yīng)更為顯著，且腎上腺皮質(zhì)激素治療和/或免疫抑制劑治療AID有一定療效。T細(xì)胞除了Th1、Th2亞群外，還包括Th17和Treg兩個新亞群，Th17細(xì)胞的主要效應(yīng)因子IL-17有促炎效應(yīng)，而Treg細(xì)胞分泌IL-4、IL-10和轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)等具有免疫抑制作用且兩者在AID中的作用成為近年來的研究熱點(diǎn)。本文就Th17和Treg細(xì)胞的生物學(xué)及其在AID中表達(dá)的相互關(guān)系及意義作一概述。

1 Th17細(xì)胞

除了Th1、Th2細(xì)胞外，新近研究發(fā)現(xiàn)了一種具有不同效應(yīng)功能的T細(xì)胞亞群—Th17細(xì)胞，Th17細(xì)胞能分泌產(chǎn)生多種細(xì)胞因子：IL-17A、IL-17F、IL-21、IL-22、IL-6、結(jié)合CC型趨化因子6(CCR6)和腫瘤壞死因子α(TNFα)等，并參與機(jī)體自身免疫疾病過程，發(fā)揮特定功能[1]。IL-17A和IL-17F作為Th17細(xì)胞的主要炎癥因子和IL-21、IL-22等通過細(xì)胞集落刺激因子和趨化因子介導(dǎo)中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的增殖和成熟抵抗細(xì)胞外微生物的感染來保護(hù)黏膜和上皮組織[2]。IL-17和IL-22受體分布廣泛，協(xié)同發(fā)揮促炎作用，可能是Th17激活時誘導(dǎo)組織炎癥和自身免疫的基礎(chǔ)[3]，但有研究顯示，IL-22在肝臟炎癥中起保護(hù)作用[4]。自分泌因子IL-21可代替IL-6與TGF-β調(diào)控Th17細(xì)胞的分化和擴(kuò)增[5]，并形成正反饋。IL-23不是Th17的自分泌因子，但其可維持Th17表型穩(wěn)定并誘導(dǎo)Th17進(jìn)一步發(fā)育成熟[6]。信號傳感器和轉(zhuǎn)錄激活子STAT3、孤兒核受體RORγt、RORα是Th17分化發(fā)育中起重要作用的轉(zhuǎn)錄因子[5]。

2 Treg細(xì)胞

Treg細(xì)胞是Th1、Th2、Th17之外的T細(xì)胞亞群，具有免疫調(diào)節(jié)功能，能夠分泌IL-4、IL-10和TGF-β等細(xì)胞因子，在免疫穩(wěn)態(tài)和誘導(dǎo)免疫耐受中發(fā)揮重要作用。Treg細(xì)胞可分為天然型調(diào)節(jié)T細(xì)胞(nTreg)和誘導(dǎo)型調(diào)節(jié)T細(xì)胞(iTreg)兩類；nTreg由胸腺細(xì)胞分化發(fā)育而來；iTreg由外周成熟T細(xì)胞受到特異性抗原刺激并在細(xì)胞因子的誘導(dǎo)下分化而來。Treg通過多種機(jī)制發(fā)揮免疫抑制作用，如產(chǎn)生抑制性細(xì)胞因子、破壞靶向T細(xì)胞的代謝、細(xì)胞溶解和調(diào)節(jié)樹突狀細(xì)胞的分化和功能[7]。轉(zhuǎn)錄因子叉頭盒P3(Foxp3)參與Treg細(xì)胞的分化并特異性高表達(dá)，是目前最特異的Treg細(xì)胞標(biāo)志物[8]。轉(zhuǎn)錄激活子STAT5是參與Treg細(xì)胞分化與存活的另一重要因素[9]。

3 Th17和Treg細(xì)胞的關(guān)系

機(jī)體處于正常狀態(tài)時，TGF-β誘導(dǎo)初始T細(xì)胞產(chǎn)生Foxp3，從而使初始T細(xì)胞分化為Foxp3+Treg細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制作用；機(jī)體受到感染時，分泌大量IL-6和其他促炎因子與TGF-β共同作用激活轉(zhuǎn)錄因子RORγt誘導(dǎo)初始T細(xì)胞分化為Th17細(xì)胞參與AID，且Treg與Th17的分化是互相抑制的，可見TGF-β作為Th17和Treg細(xì)胞分化發(fā)育的共同因子兩者之間有重要聯(lián)系，周圍環(huán)境中IL-6的量決定了Th17和Treg細(xì)胞在免疫應(yīng)答中是否起主導(dǎo)作用，轉(zhuǎn)錄因子Foxp3和RORγt的拮抗作用是Th17與Foxp3+Tregs細(xì)胞之間的平衡在分子水平上的支點(diǎn)[10]。此外，Treg細(xì)胞在多種細(xì)胞因子的作用下可分化成產(chǎn)生IL-17的CD4+Foxp3+Treg細(xì)胞，提示兩細(xì)胞間有重要可塑性[11]。IL-21作為Th17細(xì)胞的自分泌調(diào)節(jié)因子可代替IL-6活化STAT3抑制Foxp3，促進(jìn)RORγt表達(dá)，和TGF-β共同誘導(dǎo)Th17細(xì)胞的分化和擴(kuò)增，其與IL-6在功能上有很多相似性，在Th17和Treg的分化中發(fā)揮著重要作用[12]。IL-2可通過轉(zhuǎn)錄因子STAT5途徑抑制Th17細(xì)胞的分化，同時對Treg細(xì)胞的分化和發(fā)育也有調(diào)節(jié)作用，可見IL-2對Th17和Treg細(xì)胞的平衡也起到重要作用[9，13]。

Th17和Treg細(xì)胞相互作用，關(guān)系緊密，Th17、Treg和相關(guān)細(xì)胞因子及轉(zhuǎn)錄因子形成一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。Th17/Treg失衡與多種疾病相關(guān)，包括AILD、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性硬化癥及系統(tǒng)性紅斑狼瘡等[14-16]。

4 Th17、Treg細(xì)胞與AILD

隨著人們對疾病認(rèn)識加深和檢測技術(shù)的提升，AILD在臨床上日益增多，且目前Th17和Treg細(xì)胞在AILD中的作用已經(jīng)引起關(guān)注。AILD包括自身免疫性肝炎(AIH)、原發(fā)性膽汁性膽管炎(PBC)、原發(fā)性硬化性膽管炎(PSC)和自身免疫性膽管炎及這4種疾病任何兩者的重疊綜合征，其發(fā)病機(jī)制不明，目前普遍認(rèn)為與免疫紊亂、遺傳和環(huán)境因素相關(guān)。FENG等[17]研究表明，AILD患者與健康對照組相比，Th17細(xì)胞百分率和Th17/Treg比值均升高，Treg百分比降低；處于疾病活動期AILD患者Th17百分比和Th17/Treg比值顯著高于AILD緩解期患者；住院后未痊愈的活動期患者Th17百分比和Th17/Treg比率的基線值顯著高于治療后改善的患者。結(jié)果表明，Th17/Treg比例失衡在AILD的發(fā)病機(jī)制和發(fā)展中起重要作用且高Th17/Treg比率似乎可預(yù)測活動期AILD患者的短期預(yù)后不良。而LIBERAL等[18]發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，少年AILD中Th17(CD39+)細(xì)胞定量減少，定性缺失，表明Th17確實(shí)參與AILD但具體作用機(jī)制不明。在AIH中，CD39+Tregs數(shù)量減少功能降低，不能有效抑制效應(yīng)CD4+T細(xì)胞產(chǎn)生IL-17[19]，Treg的免疫抑制功能減弱可能是AIH的發(fā)病基礎(chǔ)。阻斷Th17分化而允許Treg分化為穩(wěn)定的免疫抑制細(xì)胞，這也可能成為治療AIH的一種方法[20-21]。但近年P(guān)EISELER等[22]在研究中發(fā)現(xiàn)，與此相反，AIH患者與健康對照組相比血液中CD4+CD25(high)CD127(low)FOXP3+Treg細(xì)胞數(shù)量和功能無顯著性改變，且AIH患者疾病活動期的Treg頻率顯著高于疾病緩解狀態(tài)；與非酒精性脂肪肝患者相比，AIH患者肝內(nèi)Treg頻率升高，這表明Treg細(xì)胞可能有一定的促炎作用。Foxp3/RORγt比率在不同的AILD亞型中變化紊亂無顯著性差異，然而，該比例在急性疾病中始終低于1，在慢性或無癥狀疾病中較高；組織病理學(xué)活動評分也與該比例顯著相關(guān)；這表示與Treg(Foxp3)相比，活性疾病中Th17(RORγt)的相對過量[23]?？傊琓h17和Treg細(xì)胞確實(shí)參與了AILD，但具體機(jī)制尚不明確。

5 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、系統(tǒng)性硬化癥與AID

據(jù)報(bào)道類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者外周血Th17明顯增多，但Treg細(xì)胞的數(shù)量和功能變化上不完全清楚，多數(shù)研究表明Treg數(shù)量減少，其他研究者報(bào)道Treg不變或增加[24]。有研究[14，25]表明，致病性Th17細(xì)胞介導(dǎo)血管翳生長，破骨細(xì)胞形成和滑膜新血管發(fā)生，Treg細(xì)胞抑制自身反應(yīng)性淋巴細(xì)胞，Th17和Treg細(xì)胞參與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者外周血中Th17細(xì)胞頻率和Th17相關(guān)細(xì)胞因子(IL-17、IL-23、IL-6、TNF-α)水平明顯升高，其促炎細(xì)胞因子微環(huán)境使Th17細(xì)胞持續(xù)生成；Treg細(xì)胞頻率和Treg相關(guān)細(xì)胞因子(TGF-β1)水平明顯降低，這些變化觸發(fā)自身免疫和誘導(dǎo)炎癥。另外有研究[26]顯示，類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者外周血與健康對照組比，產(chǎn)生IL-17的Treg細(xì)胞水平升高，這種具有Th17可塑性的Treg亞群保留了抑制功能，Treg群體作為類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎發(fā)病中的負(fù)調(diào)節(jié)因子，在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎滑膜部位可能存在致病性。這些都表明Th17/Treg失衡在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎發(fā)病和進(jìn)展中的潛在作用，提示在體內(nèi)阻斷關(guān)鍵細(xì)胞因子特別是IL-6和IL-23或增加外源性TGF-β1及正在研究的治療藥物抗IL-17抗體或抗TNF/IL-17雙特異性抗體和運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)離體擴(kuò)增的Treg細(xì)胞等多種途徑恢復(fù)Th17/Treg平衡可能成為類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎治療的新靶點(diǎn)。

系統(tǒng)性硬化癥的患者與健康對照組相比Th17細(xì)胞增加，外周血中CD4+CD25+和CD8+CD28-Treg亞型數(shù)量減少功能缺陷[27]。而KRASIMIROVA等[28]發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)性硬化癥患者Th17細(xì)胞上調(diào)，CD4+CD25-Foxp3+的百分比增加。但也有研究[29]表明，系統(tǒng)性硬化癥患者Th17和Treg細(xì)胞具有高轉(zhuǎn)錄活性，外周血中Th17和Treg細(xì)胞均增多，但Treg細(xì)胞的抑制功能減弱且與疾病活動早期的嚴(yán)重程度密切關(guān)聯(lián)?？偟膩碚f，系統(tǒng)性硬化癥患者Th17和Treg細(xì)胞亞群之間比例失衡，但具體意義不明確。

有研究[30-31]表明，與健康對照組比較，自身免疫性甲狀腺病中Th17的百分比及其轉(zhuǎn)錄因子RORγt升高，特別是橋本甲狀腺炎亞組；Treg細(xì)胞及其轉(zhuǎn)錄因子Foxp3在Graves病(GD)中明顯降低；此外，自身免疫性甲狀腺病組Th17/Treg比例升高，特別是Graves眼病亞組；由此可見橋本甲狀腺炎和Graves眼病發(fā)病機(jī)制可能與Th17細(xì)胞的增多有關(guān)，而GD與Treg的降低可能有很大的關(guān)系。

Treg、Th17在多發(fā)性硬化癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡也發(fā)生了變化。多發(fā)性硬化癥患者中Th17細(xì)胞的活性和數(shù)量增加，而Treg細(xì)胞的功能和數(shù)量減少[32]。系統(tǒng)性紅斑狼瘡中Th17(IL-6和IL-17)升高，TGF-β1(Treg)降低意味著T細(xì)胞向Th17細(xì)胞的發(fā)育方向傾斜，外周血中Th17/Treg平衡破壞可能在SLE的發(fā)展中起重要作用，特別是在疾病活動期。系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者外周血中Treg數(shù)量減少及免疫抑制功能受損的根本原因尚不清楚[16]。有研究[33]表明，維生素A可以通過調(diào)節(jié)Th17/Treg平衡對系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者起到一定的治療作用。

6 結(jié)論和展望

Th17/Treg細(xì)胞失衡在多種AID的發(fā)生、發(fā)展結(jié)局中起到重要作用，研究疾病中Th17和Treg細(xì)胞的數(shù)量、功能變化及其關(guān)系可以為疾病的發(fā)病機(jī)制和治療提供新見解和新方法，目前關(guān)于Th17/Treg的靶向治療的研究正在進(jìn)展[34]，但還有很多問題亟待解決，如由于AID的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，Th17和Treg細(xì)胞及其失衡如何在AID中起作用；在動物模型中起作用的治療方案在人類中是否可行及安全性都有待考證。隨著對兩種細(xì)胞及相關(guān)疾病研究的不斷深入，希望可以找到治療AID的新手段。