黏膜相關(guān)恒定T 細(xì)胞（MAIT）在糖尿病發(fā)生發(fā)展中的作用研究進(jìn)展

吳楚姍 綜述，鄭榮秀審校

（天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院兒科，天津300052）

糖尿病在全球范圍內(nèi)的發(fā)生率逐年升高，已成為全球公共衛(wèi)生問題之一。糖尿病的致病主要由于自身免疫、胰島素抵抗等最終導(dǎo)致的胰島β 細(xì)胞功能衰竭，從而使胰島素分泌絕對(duì)以及相對(duì)不足。黏膜相關(guān)恒定 T 細(xì)胞（mucosal-associated invariant T cells，MAIT）是一種表達(dá)半恒定T 細(xì)胞受體的固有類免疫T 細(xì)胞，近年對(duì)MAIT 細(xì)胞功能的認(rèn)知越來越深入，研究發(fā)現(xiàn)它在人體抵御病原微生物感染、炎癥性疾病、自身免疫類疾病的病理過程中扮演重要角色。本文將對(duì)MAIT 細(xì)胞在糖尿病發(fā)生、發(fā)展中的作用進(jìn)展做一綜述。

1 MAIT 細(xì)胞的定義及特性

MAIT 是一種固有類T 細(xì)胞，它表達(dá)半恒定的TCR 鏈，即該細(xì)胞表達(dá)恒定的 TCRα：Vα7.2-Jα33（人類）、Vα19-Jα33（鼠）和限制性的 β 鏈[1-2]。它是在1993 年，由Porcelli 等[3]在腸壁黏膜中首次發(fā)現(xiàn)，后提出了黏膜相關(guān)恒定T 細(xì)胞的概念。MAIT 豐富存在于人外周血中，約占外周血T 細(xì)胞的5%～10%。MAIT 細(xì)胞的生物學(xué)標(biāo)志物為CD161hiIL-18R+Vα7.2+γδ-CD3+。該細(xì)胞具有歸巢特性，可在一些組織中富集如肝臟（占CD3+T 細(xì)胞的 20%～50%）、腸道（占CD3+T 細(xì)胞的 1%～10%）、肺臟（占 CD3＋T 細(xì)胞的2%～4%），人MAIT 細(xì)胞也可在其他組織中檢測到，包括女性生殖器黏膜、腎臟、前列腺和卵巢[4-5]。傳統(tǒng)T 細(xì)胞表面有多種不同的抗原受體，使之可以識(shí)別經(jīng)MHC 提呈的多種不同的抗原。研究發(fā)現(xiàn)MAIT細(xì)胞不同于傳統(tǒng)的T 細(xì)胞，可識(shí)別的是由高度保守的組織相容性復(fù)合物相關(guān)分子1（MR1）特異性提呈的細(xì)菌、分枝桿菌、酵母菌等生物合成途徑中產(chǎn)生的核黃素代謝產(chǎn)物，證據(jù)表明在MR1 缺乏的哺乳動(dòng)物體內(nèi)，MAIT 細(xì)胞亦缺乏[6-8]。MAIT 細(xì)胞既像適應(yīng)性免疫細(xì)胞，通過TCR 識(shí)別經(jīng)抗原提呈分子提呈的抗原，又像固有免疫細(xì)胞一樣識(shí)別恒定的抗原，并對(duì)免疫入侵做出快速的反應(yīng)。MAIT 細(xì)胞在臍帶血中主要表達(dá)為幼稚表型，而在成人中，它們主要為CD8+T 細(xì)胞（70%～80%），以及CD4-CD8-（DN）T 細(xì)胞（10%～20%），還有較少部分為 CD4+T 細(xì)胞[9-11]。該細(xì)胞可表現(xiàn)出效應(yīng)記憶表型（CD45RA－CD45RO+CD95hiCD62Llo），在人外周血中 MAIT 細(xì)胞表達(dá) CCR7-CCR9intCCR5hiCCR6hiCXCR6hi。MAIT 細(xì)胞缺乏CCR7 和CD62L 的表達(dá)提示其遷移到淋巴組織的能力差；MAIT 細(xì)胞可表達(dá)CCR9 和CXCR6，這一趨化因子受體表達(dá)模式?jīng)Q定了該細(xì)胞具有組織歸巢能力，尤其是向腸道及肝臟歸巢[11]。

2 MAIT 細(xì)胞的來源

MAIT 細(xì)胞最初在胸腺中發(fā)育表達(dá)為原始表型，在胸腺及臍血中，其數(shù)量非常少[4]。該細(xì)胞在胸腺中已表達(dá)CD161，在臍血中表達(dá)CD161 和IL-18α[11]。隨著抗原的接觸，經(jīng)過3 個(gè)階段的發(fā)育最終在外周組織中表達(dá)成熟表型[12-13]。Bourhis 等[14]在無菌小鼠中檢測不到MAIT 細(xì)胞，在腸道細(xì)菌定植后該細(xì)胞迅速恢復(fù)，這表明MAIT 細(xì)胞依賴腸道微生物來發(fā)育和/或維持它們[15]。

3 MAIT 細(xì)胞的激活及功能

當(dāng)機(jī)體受病原微生物入侵時(shí)，固有免疫屬于第一道防線，其次是適應(yīng)性免疫中淋巴細(xì)胞的激活、增殖以及發(fā)揮效應(yīng)。傳統(tǒng)的T 細(xì)胞激活、增殖、發(fā)揮效應(yīng)需要一定的時(shí)間，在此期間內(nèi)，一些固有類T 細(xì)胞的亞群如γδTC，恒定自然殺傷細(xì)胞以及MAIT 細(xì)胞可針對(duì)病原入侵迅速釋放前體炎癥因子殺傷感染細(xì)胞[9]。在穩(wěn)態(tài)的情況下，MAIT 細(xì)胞可分泌IL-22，在維護(hù)腸道黏膜完整性以及發(fā)揮固有免疫功能上起重要作用[16]。同時(shí)，它是連接固有免疫以及適應(yīng)性免疫之間的橋梁。研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌、結(jié)核菌及真菌感染的患者中，外周血MAIT 細(xì)胞頻率降低，而感染的部位MAIT 細(xì)胞積聚，提示該細(xì)胞可能參與多種感染性疾病的致病過程[14,17-18]。從前認(rèn)為病毒感染并不能激活MAIT 細(xì)胞，但近期研究表明，一些病毒包括HIV、HCV 等亦可激活該細(xì)胞啟動(dòng)免疫反應(yīng)[19-21]?？偨Y(jié)來說，當(dāng)病原微生物產(chǎn)生的B 族維生素代謝產(chǎn)物被MR1 識(shí)別并提呈，觸發(fā)激活靜息狀態(tài)下的 MAIT 細(xì)胞，可迅速表達(dá)干擾素（IFN）-γ、腫瘤壞死因子（TNF）-α、IL-17、IL-2 和顆粒酶 B（GzB）等殺傷性細(xì)胞因子，起到細(xì)胞毒性作用[10]。MAIT 細(xì)胞在體外經(jīng)佛波酯（PMA）和離子霉素（ionomycin）刺激后，亦可檢測到上述殺傷性細(xì)胞因子分泌大大增加。

MAIT 細(xì)胞除了在感染性疾病中的作用，還參與自身免疫性疾?。ㄈ缦到y(tǒng)性紅斑狼瘡、多發(fā)性硬化、干燥綜合征、炎癥性腸?。┑陌l(fā)展，確切的機(jī)制尚不十分明確。但大體特點(diǎn)為外周血中MAIT 細(xì)胞數(shù)量下降，而炎癥組織中MAIT 細(xì)胞的積聚，這可能是由于表達(dá)有趨化因子和細(xì)胞因子受體的MAIT 細(xì)胞遷移至炎癥部位。同時(shí)MAIT 細(xì)胞還表現(xiàn)出衰竭狀態(tài)[22-24]。綜上所述，MAIT 細(xì)胞參與自身免疫性疾病的可能機(jī)制是MR1 提呈了非微生物性的抗原，如自身抗原或炎癥反應(yīng)中的炎癥因子，使得MAIT 細(xì)胞發(fā)生不適當(dāng)激活以及免疫耐受的缺失，從而一方面直接對(duì)靶細(xì)胞進(jìn)行殺傷，另一方面也可招募和激活其他免疫細(xì)胞而發(fā)揮作用[4，17，22]。

4 MAIT 細(xì)胞與1 型糖尿病(T1DM)

T1DM 在全球范圍內(nèi)發(fā)病率逐年上升[25-26]。T1DM的發(fā)病機(jī)制是多因素的，在遺傳易感性的背景下，不明原因所誘發(fā)的針對(duì)胰島的異常免疫反應(yīng)，其特點(diǎn)是存在胰島炎和胰島細(xì)胞自身抗體的產(chǎn)生，胰島β 細(xì)胞被破壞[27-28]，導(dǎo)致胰島素分泌不足，需終身使用胰島素替代治療[29]。Rouxel 等[16]首次在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了MAIT 細(xì)胞與T1DM 之間的關(guān)系。在T1DM 患兒中，外周血CD8+MAIT 細(xì)胞及CD4-CD8-雙陰性的（DN）MAIT 細(xì)胞頻率較對(duì)照組降低，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間CD4+T 細(xì)胞和CD8+T 細(xì)胞含量沒有差異，因此MAIT 細(xì)胞在糖尿病患兒中頻率的減低不是由于總體T 淋巴細(xì)胞水平的減低所致，也并非由于CD161 表達(dá)的下調(diào)引起。MAIT 細(xì)胞頻率的減低在新診T1DM 中更為顯著，甚至在發(fā)病之前就可檢測到MAIT 細(xì)胞的變化。在新診T1DM 患兒MAIT 細(xì)胞產(chǎn)生TNF、GzB 等細(xì)胞毒性細(xì)胞因子明顯升高。在體外實(shí)驗(yàn)中，有MR1 的基礎(chǔ)下，MAIT 細(xì)胞分泌的細(xì)胞因子，可以直接殺傷胰島β 細(xì)胞。T1DM 患者M(jìn)AIT 細(xì)胞激活/耗竭標(biāo)志物CD25 和PD-1 的表達(dá)增加，表達(dá)趨化分子CCR6 和抗凋亡分子BCL-2 降低。因此MAIT 細(xì)胞在T1DM 中的作用可以概括為，MAIT 識(shí)別了某些微生物代謝產(chǎn)物、炎癥因子或者自身抗原后被激活，從外周血中遷移至胰島組織中，從而一方面分泌殺傷性炎癥因子不適當(dāng)?shù)臍艘葝uβ 細(xì)胞，同時(shí)招募和激活樹突狀細(xì)胞、傳統(tǒng)的T 細(xì)胞等，啟動(dòng)T1DM 的細(xì)胞免疫過程；一方面由于自己被不斷激活導(dǎo)致了衰竭而啟動(dòng)凋亡。Rouxel 在文章中確定了4 個(gè)表面標(biāo)志物（CCR6、CD25、PD-1 和CD56），建立了疾病診斷的預(yù)測模型。CCR6、CD25、PD-1 和 CD56 在 MAIT 細(xì)胞上的相對(duì)表達(dá)，可能作為T1DM 易感性和進(jìn)展的生物標(biāo)志物。

在小鼠中，MAIT 細(xì)胞僅占外周血T 細(xì)胞的0.1%，而人類占5%～10%，由于技術(shù)原因，一直以來對(duì)小鼠MAIT 細(xì)胞的研究還受到缺乏敏感識(shí)別物的限制。直到最近，攜帶核黃素衍生物5-OP-RU 的MR1 四聚體的發(fā)展使得相關(guān)實(shí)驗(yàn)可以在小鼠中進(jìn)行[30]。Rouxel 在NOD 小鼠中發(fā)現(xiàn)，隨著糖尿病的進(jìn)展，MAIT 細(xì)胞在胰島中的數(shù)量隨之增加。炎癥因子GzB 和IFN-γ 的水平也隨之增加，同時(shí)，GzB 水平的變化在糖尿病前期就已經(jīng)可以檢測到。MAIT 細(xì)胞除了參與致病，還具有雙重作用。在缺乏MR1 的情況下，MAIT 細(xì)胞的缺乏會(huì)導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞嚴(yán)重受損，腸道通透性增加，免疫系統(tǒng)活躍，導(dǎo)致疾病的嚴(yán)重惡化。糖尿病前期MAIT 細(xì)胞在回腸中可分泌IL-22 和IL-17，但在糖尿病小鼠中幾乎完全消失，并且這種 IL-17、IL-22 在回腸表達(dá)降低與腸道黏膜的完整性以及通透性產(chǎn)生的變化一致，都提示了MAIT 細(xì)胞在T1DM 中可能起到保護(hù)作用。以上這些結(jié)果表明，MAIT 細(xì)胞可能具有雙重作用，在非疾病的狀態(tài)下，MAIT 細(xì)胞可以通過分泌IL-22 和IL-17 來維系體內(nèi)腸道黏膜的完整性和通透性來保護(hù)腸道黏膜穩(wěn)態(tài)；當(dāng)不適當(dāng)激活后，回腸內(nèi)的MAIT細(xì)胞可遷移至胰島內(nèi)釋放細(xì)胞毒性細(xì)胞因子如GzB 及IFN-γ 起到胰島β 細(xì)胞的殺傷作用。另一種學(xué)說認(rèn)為，最初腸道黏膜屏障功能先受到了某種因素的破壞，例如一些腸道微生物入侵或者腸道菌群的失調(diào)，從而導(dǎo)致MAIT 細(xì)胞后續(xù)功能的改變。也有學(xué)者認(rèn)為，也許在真正的致病過程中兩種可能性是并存的[31]。

在MAIT 細(xì)胞的激活以及腸道黏膜功能的改變之間，還有一個(gè)重要的因素，即腸道菌群。人類胃腸系統(tǒng)由成千上萬種不同的細(xì)菌組成，這些細(xì)菌在健康和疾病中起著關(guān)鍵的作用。腸道菌群可以參與能量代謝，與腸道免疫系統(tǒng)的接觸促進(jìn)了正常免疫系統(tǒng)的發(fā)展[32]。研究發(fā)現(xiàn)，T1DM 患者的腸道菌群組成中，菌群多樣性顯著降低，硬壁菌門和擬桿菌門的數(shù)量顯著升高[33]。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，血清自身抗體陽性的T1DM 患者腸道菌群中的產(chǎn)乳酸和丁酸的菌群數(shù)量顯著減少[34-35]。關(guān)于腸道菌群的改變和T1DM發(fā)生的因果關(guān)系，目前仍存在較大的爭論，但MAIT細(xì)胞在此過程中起到關(guān)鍵作用是肯定的。由此作出如上述的推測，在穩(wěn)態(tài)下，MAIT 分泌IL-22 和IL-17來維系腸道黏膜屏障功能；當(dāng)發(fā)生疾病狀態(tài)（如發(fā)生腸道病毒入侵、藥物的應(yīng)用等）腸道黏膜通透性改變、腸道菌群的失調(diào)，MAIT 細(xì)胞通過MR1 識(shí)別樹突狀細(xì)胞（DC）所呈遞的異常腸道內(nèi)菌群的代謝產(chǎn)物，啟動(dòng)炎癥反應(yīng)，在炎癥信號(hào)作用下，MAIT 細(xì)胞分泌 IL-22 和 IL-17 減少，GzB 及 IFN-γ 產(chǎn)生增加從而致病。

5 MAIT 細(xì)胞與肥胖及2 型糖尿?。═2DM）

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生活水平的提高，膳食結(jié)構(gòu)的改變，肥胖及T2DM 的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)逐年升高，患病年齡呈低齡的趨勢?；加蠺2DM 的兒童及青少年，沒有達(dá)到最佳的血糖控制，相比成年人，日后伴有并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)更高[32-33]。肥胖存在著脂肪組織的低度炎癥和脂肪細(xì)胞產(chǎn)生炎癥分子的功能失調(diào)。免疫細(xì)胞參與肥胖和肥胖所致的T2DM 的發(fā)生與發(fā)展，無菌性的炎癥是肥胖導(dǎo)致多系統(tǒng)問題的病理基礎(chǔ)。Endesfelder 等[35]研究發(fā)現(xiàn)，肥胖及 T2DM 患者外周血MAIT 細(xì)胞的頻率較對(duì)照組減低，并且這種減低的趨勢與該細(xì)胞參與的其他疾病相比更為顯著，尤其是重度肥胖的患者，與體質(zhì)量指數(shù)呈負(fù)相關(guān)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，肥胖和T2DM 患者外周血MAIT 細(xì)胞頻率降低，但I(xiàn)L-17 水平升高，在T2DM中更為顯著，IL-17 水平與胰島素抵抗水平顯著相關(guān)。IL-17 的產(chǎn)生主要由于MAIT 細(xì)胞表達(dá)高水平的 IL-7R（CD127），而 IL-7 可以促進(jìn) MAIT 細(xì)胞產(chǎn)生IL-17[36]。有報(bào)道稱，IL-17 可誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞和肝細(xì)胞中的胰島素抵抗，是脂肪組織相關(guān)的調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞生物學(xué)和代謝的重要細(xì)胞因子[37-38]。除了IL-17 的重要作用外，同時(shí)有研究表明，外周血中IFN-γ 的水平降低，與MAIT 減低的趨勢一致。該研究認(rèn)為，MAIT 細(xì)胞在產(chǎn)生IFN-γ 的過程中利用糖酵解代謝，肥胖和T2DM 的患者體內(nèi)存在氨基酸代謝的異常，引起細(xì)胞攝取氨基酸和L-氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)體SLC7A5 功能減弱，抑制了mTORc1 信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)，而mTORc1 信號(hào)通路可以調(diào)控MAIT 細(xì)胞的糖酵解代謝，從而使IFN-γ 減少[36]。肥胖和T2DM患者脂肪組織中GzB、TNF-α 水平升高，同時(shí)MAIT細(xì)胞表達(dá)PD-1 等分子，提示MAIT 細(xì)胞可以向脂肪組織遷移，并且可能因過度激活而耗竭。因此MAIT 細(xì)胞可能在肥胖及T2DM 相關(guān)胰島素抵抗及代謝紊亂的病理過程中起到重要作用。

綜上所述，MAIT 細(xì)胞是固有類免疫細(xì)胞，與糖尿病的發(fā)生與發(fā)展密切相關(guān)。并且越來越多的研究表明，MAIT 細(xì)胞與更多疾病的病理過程有關(guān)，但對(duì)該細(xì)胞的認(rèn)識(shí)仍然不夠深入。目前MAIT 與糖尿病的因果關(guān)系目前尚屬于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，需要進(jìn)一步深入的研究：MAIT 細(xì)胞深入的生理功能；MAIT 細(xì)胞是否還存在其他的配體；MAIT 細(xì)胞對(duì)自體細(xì)胞的免疫耐受是如何維系的，又是如何打破從引起多種自身免疫系統(tǒng)的疾?。辉谔悄虿〉陌l(fā)生、發(fā)展中，它與腸道菌群在MAIT 細(xì)胞功能的改變中起到了什么樣的作用，又是如何影響的；病毒的入侵是否可以激活MAIT 細(xì)胞誘發(fā)T1DM 的發(fā)生；由于MAIT細(xì)胞配體是小分子，容易靶向藥物，是否可以用作疫苗或者臨床治療的手段；上文提到的以MAIT 細(xì)胞的標(biāo)志物作為T1DM 診斷的預(yù)測模型，但MAIT在多種臨床疾病中均有變化（感染、自身免疫病、自身炎癥、腸道菌群失調(diào)、代謝綜合征等），MAIT 細(xì)胞中 IL-2、GzB、IL-17、IFN-γ 和 TNF-α 變化見于以上多種臨床疾病，尚不能提示其與糖尿病的關(guān)系具有特異性，因此是否在更大樣本中及臨床中可行，需以更多數(shù)據(jù)證實(shí)。