Th1/Th2平衡在CARAS中的免疫學(xué)機制及診療新靶點

楊 艷 薛 征

CARAS是指同時發(fā)生過敏性鼻炎和哮喘的一種Ⅰ型變態(tài)反應(yīng)，是一種疾病同時出現(xiàn)在上呼吸道和下呼吸道的病理狀態(tài)。過敏性鼻炎與哮喘在發(fā)生、發(fā)展過程中具有非常緊密的聯(lián)系，前者由T細(xì)胞、肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞等介導(dǎo)，其釋放的細(xì)胞因子、趨化因子和炎性介質(zhì)可引發(fā)整個呼吸系統(tǒng)的炎性反應(yīng)，進而加速后者的發(fā)生、發(fā)展。成年人中，40%的哮喘患者患有過敏性鼻炎，而在過敏性鼻炎患者中，高達80%的患者患有哮喘[1]。在我國兒童中，同時患有過敏性鼻炎和哮喘的比例達35.01%，國外患兒此項比例為31.59%，證明過敏性鼻炎為哮喘的高危因素，且先于哮喘發(fā)生[2]。目前臨床上主要使用抗組胺藥、減充血劑緩解過敏性鼻炎癥狀，使用支氣管擴張劑、白三烯受體拮抗劑、M3毒蕈堿受體、皮質(zhì)類固醇等治療哮喘[3]。單純治療哮喘或鼻炎對于CARAS患者療效不顯，尋求CARAS診療新靶點成為亟待解決的課題。近年來研究證明，CARAS可能是由各種炎性細(xì)胞因子介導(dǎo)的Th2胞過度免疫反應(yīng)引起,調(diào)整Th1/Th2平衡可能是一種潛在且有效的治療策略。本文就Th1/Th2平衡在CARAS中的作用做一綜述。

一、Th1/Th2 失衡是CARAS的主要機制之一

根據(jù)分泌不同的細(xì)胞因子，將CD4+T細(xì)胞分為Th1和Th2兩種類型，Th1主要分泌白介素2(interleukin 2，IL-2)、干擾素γ(interferon γ，IFN-γ)、腫瘤壞死因子β(tumor necrosis factor β，TNF-β)等，促進細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞的活化以及和局部炎癥有關(guān)的細(xì)胞免疫[4]。而Th2主要分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13等，刺激B細(xì)胞增殖并產(chǎn)生免疫球蛋白，與體液免疫有關(guān)[5]。

1.Th1/Th2與過敏性鼻炎：一般來說，鼻炎患者受到抗原刺激后，抗原遞呈細(xì)胞在鼻黏膜中攝取過敏原，從而激活特異性T細(xì)胞，同時，上皮細(xì)胞通過非抗原途徑(如蛋白酶)的活性導(dǎo)致上皮細(xì)胞因子的釋放，如胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素、IL-25、IL-33并最終引導(dǎo)細(xì)胞對Th2細(xì)胞的反應(yīng)。Chen等[6]研究發(fā)現(xiàn)，與正常組比較，過敏性鼻炎模型小鼠IL-4、IL-5、IL-13顯著升高，而 IFN-γ水平顯著降低，存在Th1/Th2失衡。李巧玉等[7]運用布地奈德鼻噴霧劑對患者進行治療，患者鼻炎癥狀明顯緩解，細(xì)胞因子 IL-4水平明顯降低、IFN-γ水平明顯升高，通過調(diào)整Th1/Th2平衡來治療過敏性鼻炎。

2.Th1/Th2與哮喘：隨著循環(huán)IgE水平和嗜酸性炎癥的增加，哮喘被認(rèn)為是經(jīng)典的Th2占主導(dǎo)的反應(yīng)。哮喘發(fā)生率逐年上升與環(huán)境變化密切相關(guān)。據(jù)報道，PM2.5(直徑<2.5μm的顆粒物)是哮喘最重要的環(huán)境因素之一。Zhou等[8]研究發(fā)現(xiàn)，感受PM2.5刺激的哮喘小鼠，IL-4顯著升高，而IFN-γ顯著降低，表明PM2.5是通過使Th1/Th2平衡向Th2極化來引發(fā)及加劇哮喘的。余小河等[9]對尚不能診斷為哮喘的嬰幼兒喘息進行研究發(fā)現(xiàn)，無論是首次或多次出現(xiàn)喘息的嬰幼兒IL-4、IL-5、IL-13因子水平均較正常嬰幼兒顯著升高，表現(xiàn)為Th2占優(yōu)勢的Th1/Th2失衡。孟魯斯特納是白三烯調(diào)節(jié)劑，對哮喘患者使用孟魯司特治療，1周后可見IL-4、IL-5、IL-6水平明顯降低，TFN-γ和IL-10水平顯著升高，可知孟魯斯特納通過調(diào)節(jié)Th1/Th2平衡從而治療支氣管哮喘[10]。

3.Th1/Th2與CARAS：正常生理情況下，Th1與Th2及其分泌的因子處于平衡狀態(tài)，兩者一旦發(fā)生失衡便成為發(fā)生CARAS的重要因素。Wei等[11]研究發(fā)現(xiàn)，在過敏性鼻炎合并哮喘的小鼠模型中，鼻腔灌洗液、支氣管肺泡灌洗液、外周血中的IL-4水平較空白組明顯升高，而IFN-γ的水平則顯著降低。這表明，在過敏性鼻炎合并哮喘中，Th1/Th2處于一個失衡的狀態(tài)，且Th2過強而Th1過弱。郝現(xiàn)偉等[12]研究發(fā)現(xiàn)，用脾氨肽聯(lián)合糖皮質(zhì)激素治療CARAS患者，IL-4、IL-5降低程度及IFN-γ升高程度較單純使用糖皮質(zhì)激素明顯，脾氨肽作為免疫增強劑可促進Th1/Th2細(xì)胞向平衡水平轉(zhuǎn)化。

二、生物學(xué)標(biāo)志物及其作用靶點探討

CARAS這一診斷名，是從最開始的“聯(lián)合氣道疾病”、“同一氣道，同一疾病”等演變過來的[6]。隨著研究者們對CARAS流行病學(xué)、病理生理學(xué)和臨床研究的加深，與Th1/Th2相關(guān)的全身或免疫治療日益成為研究新熱點，使得CARAS的治療方法更加系統(tǒng)有效。

1. TGF-β1：TGF-β1是屬于新發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化和免疫過程的家族。許多細(xì)胞表面都有TGF-β受體,如成纖維細(xì)胞、造血細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞等?；罨腡GF-β復(fù)合物可以與相應(yīng)的TGF-β受體結(jié)合，刺激受體誘導(dǎo)信號級聯(lián)，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞分化、生長和免疫反應(yīng)的不同靶基因的表達[13]。TGF-β1是TGF-β的一種異構(gòu)體，在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)方面起著關(guān)鍵作用。近年來越來越多的研究表明，TGF-β1可能在過敏性鼻炎合并哮喘病的病理生理學(xué)中發(fā)揮復(fù)雜作用。Wei等[11]用卵清蛋白建立小鼠CARAS模型，其中4組分別用孟魯司特鈉、地塞米松、布地奈德、TFG-β1中和抗體，另設(shè)正常組和空白組。結(jié)果顯示，相對于地塞米松、孟魯司特鈉和布地奈德，TGF-β1中和抗體在很大程度上抑制了IL-4的分泌，逆轉(zhuǎn)了IFN-γ的減少,更好地調(diào)整了Th1/Th2失衡，同時發(fā)現(xiàn)TFG-β1中和抗體能顯著下調(diào)TGF-β1，且能抑制蛋白 Smad2/3表達和Smad2/3途徑磷酸化，這些結(jié)果表明，TGF-β1中和抗體在CARAS中的治療作用是基于下調(diào)TGF-β1和抑制氣道中的Smad2/3信號。

2.HGMB1-TLR4：HGMB1是一種親近DNA結(jié)合蛋白。研究表明，HGMB1參與了先天和適應(yīng)性免疫反應(yīng)，可能引起鼻黏膜和下氣道的炎癥，如過敏性鼻炎、哮喘、慢性阻塞性肺炎等[14]。TLRs屬于一大類模式識別受體，可識別和結(jié)合多種病原體相關(guān)分子，觸發(fā)一系列信號通路，從而誘導(dǎo)炎性介質(zhì)的釋放，啟動免疫反應(yīng)，被稱為免疫系統(tǒng)的“守門人”。HMGB1被鑒定為炎性細(xì)胞因子以及TLR4的配體，通過TLR4釋放 TNF-α、IL-8、IL-9等參與炎性反應(yīng)[15]。最近，Yuan等[16]報道了HMGB1-TLR4軸在過敏性鼻炎中的作用，他們認(rèn)為下調(diào)HMGB1-TLR4可能是過敏性鼻炎的一種有前景的治療手段。然而，HMGB1-TLR4在CARAS中的發(fā)病機制及作用前景尚不清楚。Tang等[17]對CARAS的小鼠模型進行研究，結(jié)果顯示：①模型組CARAS小鼠細(xì)胞因子IL-4、IL-5和IL-13水平較空白組明顯增高，同時，TLR拮抗劑(TAK-242)組可顯著降低IL-4、IL-5和IL-13的表達，這再一次驗證了在CRARS中，Th2是屬于過表達的狀態(tài)，而TAK-242可下調(diào)Th2的過度偏移；②與空白組比較，模型小鼠的HMGB1、TLR4、Myd88和p65在鼻黏膜、肺中的表達明顯增加，MyD88為TLR4-髓鞘分化初級反應(yīng)基因88，P65為核因子組成成分之一，表明HMGB-TLR4軸已經(jīng)激活；③TAK-242組，小鼠上氣道癥狀包括噴嚏和擦鼻以及鼻腔灌洗液中Th2細(xì)胞因子的水平、下氣道肺泡灌洗液中Th2細(xì)胞中嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量均見顯著下降。這些結(jié)果表明HMGB1/TLR4軸可能是CARAS治療的潛在靶點。

3.TSLP-DC-OX40L：TSLP是幾種上皮源性細(xì)胞因子之一，可促進2型免疫應(yīng)答，它在過敏性疾病——過敏性鼻炎及哮喘中起著決定性作用[18]。近年來，“特異性游行”假說越來越流行，其主要內(nèi)容是：患有一種特應(yīng)性疾病的人更有可能患上第2種疾病，過敏性鼻炎可能是游行的起點，TSLP是游行的關(guān)鍵分子[19]。OX40屬于腫瘤壞死因子受體超家族，主要在活化的CD4+T和 CD8+T淋巴細(xì)胞上表達。它的配體OX40L，可誘導(dǎo)性地表達于巨噬細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞、DC等專職的抗原遞呈細(xì)胞及朗格漢斯細(xì)胞等，同時也表達于T淋巴細(xì)胞[20]。

TSLP是一種強有力的DC激活劑，OX40L是TSLP誘導(dǎo)的DC表面標(biāo)志物，TSLP激活的DC上調(diào)OX40L，然后在T細(xì)胞上與OX40相互作用，導(dǎo)致幼稚T細(xì)胞向Th2途徑極化[21]。Murakami-Satsutani等[22]認(rèn)為在Th2免疫反應(yīng)中，TSLP通過誘導(dǎo)OX40L在DC上發(fā)揮關(guān)鍵作用，TSLP-DC-OX40L軸可能是與特應(yīng)性疾病相關(guān)的炎癥級聯(lián)反應(yīng)的主要途徑。CpG寡脫氧核苷酸(CpG-ODNs)是一種合成的單鏈DNA，具有免疫刺激特性。Li等[23]所在實驗組，長期致力于對CpG-ODNs在CARAS中治療前景的研究,發(fā)現(xiàn)在鼻腔內(nèi)使用CpG-ODNs，可改善CARAS模型中下氣道免疫因子結(jié)果，從而緩解CARAS相關(guān)癥狀。最近，該實驗組對CpG-ODNs在CARAS中發(fā)揮作用的具體機制進行了深入的探索[24]：①經(jīng)CpG-ODNs治療的CARAS小鼠，與模型小鼠比較，IL-4、IL-5和IL-13的mRNA水平、下氣道和鼻腔內(nèi)TSLP mRNA、蛋白質(zhì)水平降低，與使用布地奈德治療組療效相當(dāng)，聯(lián)合布地奈德使用時，以上效果更顯著，同時還可明顯升高IFN-γ，證實CARAS小鼠中誘導(dǎo)了強烈的Th2反應(yīng)，鼻內(nèi)CpG-ODNs和BUD協(xié)同治療，抑制了Th2產(chǎn)生的細(xì)胞因子，同時提高Th1相關(guān)細(xì)胞因子水平，從而調(diào)節(jié)CARAS模型中Th1/Th2穩(wěn)態(tài)；②CARAS小鼠鼻腔和肺中的TSLP、DC及CX40L水平較空白組升高，經(jīng)CpG-ODNs聯(lián)合布地奈德治療后，以上因子水平顯著下調(diào)。綜合上述結(jié)果可證明調(diào)節(jié)TSLP-DC-OX40L軸至少能部分緩解CARAS小鼠的病情。

4.間充質(zhì)干細(xì)胞：MSCs是來源于早期中胚層的多能細(xì)胞，可分化為脂肪、骨、軟骨、上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。其免疫調(diào)節(jié)作用近年來廣受關(guān)注。研究者認(rèn)為，MSCs治療是治療過敏性氣道炎性疾病的一種很有前途的候選藥物[25]。動物實驗研究表明，氣管內(nèi)給與MSCs可以減輕OVA致敏小鼠哮喘模型肺組織的氣道炎癥，改善氣道重塑，緩解氣道高反應(yīng)，而這一機制可能與MSCs恢復(fù)Th1/Th2細(xì)胞平衡有關(guān)[26]。在過敏性鼻炎小鼠模型中，證實即使沒有任何刺激，MSCs也能產(chǎn)生Treg細(xì)胞，提高Th1細(xì)胞的反應(yīng)性，減少TH2細(xì)胞因子分泌，降低 IL-4、IL-5和IL-13mRNA水平[27]。MSCs 在哮喘及過敏性鼻炎中具有可期的治療前景，因此認(rèn)為MSCs可能在CARAS治療中發(fā)揮良好作用。

5.維生素D：維生素D既影響先天免疫，也影響適應(yīng)性免疫。T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹突狀細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等均受1,25(OH)2D3的調(diào)控[28]。在過敏性鼻炎患者中發(fā)現(xiàn)，1,25(OH)2D3水平與變應(yīng)性鼻炎Th1/Th2平衡有關(guān)，1,25(OH)2D3缺乏與過敏之間存在顯著的相互關(guān)系。維生素D在哮喘中的研究發(fā)現(xiàn)，維生素D缺乏會引起氣道炎癥,維生素D補充劑可降低持續(xù)性哮喘患者血清IL-17A水平，提高血清IL-10水平,從而緩解哮喘癥狀[29]。

三、展 望

CARAS是一類具有氣道高反應(yīng)性的慢性炎癥性疾病。目前臨床上對于CARAS的治療主要局限于抗組胺藥物、白三烯受體拮抗劑、吸入性糖皮質(zhì)激素等，目的在于緩解其臨床癥狀，沒有特異性地作用于潛在的作用機制，再加上存在一定的不良反應(yīng)，因而沒有很好地起到阻止疾病發(fā)展的作用。越來越多的研究者認(rèn)為全身治療或免疫治療才是治療CARAS的金鑰匙。大量證據(jù)闡明，Th1/Th2平衡是影響CARAS的關(guān)鍵因素，與Th1/Th2相關(guān)的作用軸、細(xì)胞因子、受體，如TGF-β1、HGMB1-TLR4、TSLP-DC-OX40L等可能成為新的診療靶點，間充質(zhì)干細(xì)胞、維生素D可能可成為CARAS的輔助治療劑。未來在CARAS的基礎(chǔ)研究時，也許可以考慮這樣幾個問題：(1)在利用小鼠進行造模的時候，除了OVA致敏，是否可以選用敏感性更高的，諸如屋塵螨等。(2)對目前已經(jīng)摸索過但未得到明確的最終結(jié)論的細(xì)胞因子或作用機制，是否應(yīng)該進行深入的探討。(3)對于目前已經(jīng)明確證實有效的細(xì)胞因子或作用機制，是否應(yīng)該進行成果轉(zhuǎn)化，研發(fā)出相應(yīng)的治療藥物。