Treg/Th17 細胞平衡在變應(yīng)性鼻炎的表現(xiàn)及機制

張菁華，向希雄

(湖北中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)臨床學(xué)院，湖北 武漢)

0 引言

變應(yīng)性鼻炎是最常見的過敏性疾病，是機體接觸變應(yīng)原后主要由IgE 介導(dǎo)的鼻粘膜非感染性炎性疾病。變態(tài)反應(yīng)的本質(zhì)是環(huán)境變應(yīng)原刺激機體產(chǎn)生過量的IgE 而特異性變應(yīng)原介導(dǎo)的IgE 與受體結(jié)合導(dǎo)致炎性介質(zhì)的產(chǎn)生，從而發(fā)生過敏癥狀。由于AR 的患病率高，已成為國際關(guān)注的全球性疾病。

一直以來認為Th1/Th2 免疫失衡是變應(yīng)性鼻炎發(fā)病機制中的主要環(huán)節(jié)，Th1 細胞主要分泌γ-干擾素(IFN-γ)、白細胞介素-2(IL-2)和腫瘤壞死因子- β(TNF-β)介導(dǎo)抗感染的細胞免疫；而 Th2 細胞主要分泌 IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 及IL-13 等因子介導(dǎo)體液免疫。傳統(tǒng)研究認為變應(yīng)性鼻炎患者以Th2 類亞群優(yōu)勢表達，Th2 類細胞因子在變應(yīng)性鼻炎患者鼻黏膜細胞炎癥反應(yīng)維持中起著重要作用，其變態(tài)反應(yīng)機制就是嗜酸性粒細胞聚集于氣道上皮，釋放出長效的炎性介質(zhì)，杯狀細胞分泌黏液，導(dǎo)致組織損傷和引起氣道重塑，從而影響了氣道的功能。因此治療上也是基于扭轉(zhuǎn)Th2 向Th1 應(yīng)答轉(zhuǎn)化。有研究[1]表明，在某些小鼠模型中過度表達的Th1 應(yīng)答反而不能夠減輕氣道炎癥。所以單純的糾正Th1/Th2 平衡，并不能控制變應(yīng)性鼻炎，而是應(yīng)該尋找抑制炎癥發(fā)生的機制。

1 Th17 細胞分化發(fā)育和功能發(fā)揮的調(diào)節(jié)因子

在2005 年P(guān)ark 教授在對兩種自身免疫性疾病的動物模型EAE 和CIA 的研究過程中發(fā)現(xiàn)一類新的T 淋巴細胞亞群-Th17 細胞，以其特異性效應(yīng)因子IL-17 命名[2]。Th17 具有Th1 和Th2 不同的分化途徑，受主要轉(zhuǎn)錄因子維甲酸孤兒核受體(Retinoid-related orphan receptor subfamily,ROR)Υt 調(diào)節(jié)，對炎癥發(fā)展起關(guān)鍵作用。研究也表示如果CD4+分化異常會導(dǎo)致免疫調(diào)節(jié)異常，臨床表現(xiàn)為一系列的自身免疫性內(nèi)分泌病變及變態(tài)反應(yīng)，那么說明Th17 及CD4+T 細胞對自身免疫疾病及變態(tài)反應(yīng)性疾病起重要的調(diào)節(jié)作用。Th17 細胞不僅由IL-17 細胞產(chǎn)生，而且多種細胞也可產(chǎn)生，如胸腺細胞、上皮細胞、血管內(nèi)皮細胞，人類IL-17 為155 個氨基酸組成的同型二聚體，定位于染色體2q31，受體基因定位于第22 對染色體，其受體分布廣泛，在腸上皮細胞、成骨細胞、成纖維細胞、肌細胞、T 淋巴細胞及脾、腎、肺、肝等的多種細胞和組織中不同程度表達[3]。Th17 細胞的分化發(fā)育和功能發(fā)揮受多種細胞因子的調(diào)控。IFN-Υ 和IL-4 分別為Th1 和Th2 細胞分泌的特征因子，有研究表明[4]IFN-Υ 和IL-4 對Th17 細胞的分化起抑制作用，也就是說Th1 細胞和Th2 細胞對Th17 分化起負反饋。TGF-β 可以誘導(dǎo)初始T 細胞向Th17 分化，實驗研究[5]發(fā)現(xiàn)TGF-β 缺乏的小鼠中Th17 細胞數(shù)量減少，相反TGF-β過表達的小鼠中Th17 細胞數(shù)量增多。在免疫應(yīng)答中，抗原提呈細胞如樹突狀細胞產(chǎn)生的IL-6 協(xié)同TGF-β 抑制Treg 細胞分化，而誘導(dǎo)Th17 細胞分化，在機體無炎癥或免疫穩(wěn)定情況下，TGF-β 抑制效應(yīng)T 細胞生成，促進Foxp3+Treg 細胞分化，維持自身穩(wěn)態(tài)；在感染及炎性細胞浸潤時，激活的固有免疫系統(tǒng)產(chǎn)生IL-6 促進Th17 細胞誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，并抑制TGF-β細胞介導(dǎo)Treg 細胞的生成。Kom 等研究發(fā)現(xiàn)細胞因子IL-21聯(lián)合TGF-β 可通過激活STAT3 途徑增加RORγt 的表達，使初始CD4+T 細胞產(chǎn)生IL-17，從而促進初始CD4+T 細胞向Th17細胞分化，而體內(nèi)IL-21 受體缺陷CD4+T 細胞介導(dǎo)的Th17細胞反應(yīng)會受損[6]。IL-23 是IL-12 的家族成員，在Th12 細胞活化中起著重要作用，IL-23 的缺乏雖然不影響Th17 細胞的正常產(chǎn)生，卻使其不能擴展或存活[7]。因此，IL-23 的缺乏不是Th17 細胞分化的必需因子，確實Th17 細胞存活、繁殖的重要因子。在誘導(dǎo)Th17 細胞分化的過程中，細胞因子IL-6、IL-21 和IL-23 在不同階段起作用，首先是IL-6 上調(diào)IL-21，然后IL-6 和IL-21 上調(diào)IL-23 受體，最后由IL-23 上調(diào)Th17的效應(yīng)功能和增加致病性[8]。Th17 細胞亞群所分泌產(chǎn)生的細胞因子中最重要的是IL-17,IL-17 是一種具有強大的招募中性粒細胞的前炎性細胞因子，能夠促進多種細胞釋放炎性因子，促進細胞增殖及抑制部分腫瘤生長等多種生物學(xué)作用。

2 Treg 細胞分化發(fā)育及作用發(fā)揮

Treg 細胞首次報道以來即受到廣大關(guān)注，調(diào)節(jié)性T 細胞在誘導(dǎo)和維持外周免疫耐受具有重要作用，是最重要的調(diào)節(jié)性T 細胞之一。Treg 細胞主要來源于胸腺，約占正常人外周血的CD4+T 細胞的5%-10%，叉頭狀轉(zhuǎn)錄因子(Forkhead box protein-3,Foxp3)是Treg 細胞的特異性標(biāo)志，在調(diào)控其分化發(fā)育及功能起重要作用。Treg 細胞具有無反應(yīng)性及免疫抑制性兩大功能特征，無反應(yīng)性是指它們對IL-2、特異性抗原、抗原提呈細胞的刺激呈無反應(yīng)性狀態(tài)也不分泌IL-2，免疫抑制性表現(xiàn)在經(jīng) TCR 介導(dǎo)的信號刺激活化以后能夠抑制 CD4+ T 淋巴細胞和CD8+T 細胞的活化增殖及細胞因子的分泌。Treg 細胞的分化發(fā)育及功能發(fā)揮也受細胞因子的調(diào)節(jié)。TGF-β 誘導(dǎo)初始T 細胞分化為Treg 細胞，是調(diào)節(jié)性T 細胞的分化及功能維持的關(guān)鍵因子，IL-6 加入可以阻斷這一途徑。Foxp3 的缺乏也會導(dǎo)致CD4+CD25+Treg 細胞的缺乏，IL-2 聯(lián)合TGF-β誘導(dǎo)T 細胞并表達Foxp3[9],Foxp3 表達量對Treg 細胞的抑制功效以及細胞增殖均有決定性作用[10]。前述已經(jīng)提到TGF-β參與Th17 及Treg 細胞分化，F(xiàn)oxp3 和RORγt 也存在負相關(guān)，在促炎細胞因子和低溶度的TGF-β 的條件下，RORγt 的表達上調(diào)，F(xiàn)oxp3 表達和功能受到抑制，并且Treg 細胞能夠在炎癥信號如IL-1β、IL-6、IL-21、IL-23 的情況下轉(zhuǎn)化為Th17 細胞[11]。IL-10 由單核吞噬細胞、自然殺傷細胞、1 型調(diào)節(jié)性 T細胞、Th1 和 Th2 細胞產(chǎn)生，它在 T 細胞的反應(yīng)中作為細胞增殖和細胞因子的抑制劑[12]。IL-10 是抑制性的細胞因子，它能抑制IgE 同時提高 IgG4 的產(chǎn)生。IL-10 通過以上方式來發(fā)揮其在AR 中的免疫抑制作用，減少炎癥對組織的損傷，鄧俊松等人[13]通過共培養(yǎng)體系和由TransWell-PCF 構(gòu)建的分隔培養(yǎng)體系對Treg 細胞和效應(yīng)性T 細胞進行共培養(yǎng)和隔離培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)在共培養(yǎng)和隔離培養(yǎng)同時證明的細胞因子體制中，以IL-10 對效應(yīng)性T 細胞的抑制作用占主導(dǎo)，通過IL-10 對效應(yīng)性T 細胞的抑制強度高于通過TGF-β。Collison 等[14]發(fā)現(xiàn)了又一個抑制性的細胞因子 IL-35，它是 IL-2 家族的新成員，IL-35 由Treg 細胞分泌，它主要的功能是抑制效應(yīng)T 細胞的活性。雖然 IL-35 與 IL-12 細胞因子家族其他成員有相同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和配體，但在其產(chǎn)生和生物學(xué)特性方面有所不同。IL-35 不同于其他家族成員由多種抗原呈遞細胞產(chǎn)生，它僅由Treg 細胞分泌；實驗研究表明，IL-35 能夠促進 Th1 和Treg 細胞的增殖，另一方面又能抑制 Th17 細胞的分化，從而發(fā)揮其免疫抑制的作用[15]。耿珊珊[16]實驗發(fā)現(xiàn)VD 缺乏與Treg/Th17 失衡存在一定相關(guān)性，VD 影響T 細胞增殖、成熟的同時，還可使IL-17的生成減少，可促進調(diào)節(jié)性T 細胞的增殖，誘導(dǎo)并增強其免疫耐受功能，因VD 的代謝酶和免疫系統(tǒng)的細胞VDR 的表達被發(fā)現(xiàn)，VD 作為免疫系統(tǒng)的一個關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子越來越被認可。

3 Th17/Treg 免疫失衡與變應(yīng)性鼻炎的關(guān)系

變應(yīng)性鼻炎的發(fā)病機制復(fù)雜，近些年研究認為Th17/Treg 免疫失衡是導(dǎo)致其發(fā)生的重要原因即變異性鼻炎患者體內(nèi)存在Th17 細胞的過度激活及Treg 細胞的表達減少甚至缺失。Liu Y等人在變應(yīng)性鼻炎的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)血清中IL-17 的含量大幅上升，分泌的細胞因子IL-17 具有強大的募集中性粒細胞的作用。符濤[17]觀察者外周血中Th17 比例、Th17/Treg 比值較高，Treg 細胞的比例較低，說明變應(yīng)性鼻炎體內(nèi)存在Th17 細胞的異常激活及Treg 細胞的減少，證實Th17/Treg 細胞的免疫失衡參與變應(yīng)性鼻炎的發(fā)生。隨著病情發(fā)展出現(xiàn)的鼻部癥狀如鼻塞，頭暈等也直接與外周血中Th17 比例、Th17/Treg 比值及Treg 細胞的水平直接相關(guān)，其中IL-4、IL-6、IL-12、IL-31 含量較高，說明變應(yīng)性鼻炎患者存在顯著的全身炎癥反應(yīng)。胡玲俐[18]對30例塵螨變應(yīng)原皮膚點刺試驗(skin prick test,SPT)陽性的AR 患兒于健康組患兒對照，發(fā)現(xiàn)變應(yīng)性鼻炎患兒外周血中CD4+CD25+調(diào)節(jié)性T 細胞、CD4+CD25+Foxp3+調(diào)節(jié)性T 細胞比例均有下降，Treg 細胞及Foxp3 的低表達甚至缺陷可能會減弱個體對免疫的抑制作用。張成等人[19]實驗組Foxp3 mRNA、TGF-β 表達量均明顯低于對照組；RORCmRNA、IL-17 表達量均高于對照組，因此推測Treg 細胞、Th17 可以作為變應(yīng)性鼻炎免疫治療的新靶點。劉莉等人[20]觀察中重度組和輕度組變應(yīng)性鼻炎患者Foxp3mRNA 及血清 TGF-β 表達水平明顯低于對照組(P＜0.05)RORCmRNA 和血清IL-17 表達水平明顯高于對照組(P＜0.05)，且隨病情嚴(yán)重程度加重，F(xiàn)oxp3mRNA 及血清TGF-β 表達水平明顯降低(P＜0.05)，而RORCmRNA 及血清TGF-β 表達水平明顯升高(P＜0.05)；Huang 等[21]通過檢測14 例AR 患者和6 例健康人血液中Th17、Treg 百分率和IL-17、TGF-β1 水平，發(fā)現(xiàn)AR組Th17 細胞百分率和IL-17 水平顯著高于對照組，而Treg 細胞百分率和TGF-β1 水平顯著低于對照組；黃雪琨等[22]收集24例AR 患者和16 例健康志愿者，分別為AR 組和對照組，檢測其外周血中Th17 和Treg 細胞比例及血清中IL-17、TGF-β1 水平，發(fā)現(xiàn)AR 組外周血中Th17 細胞百分率、IL-17 水平明顯高于對照組，而Treg 細胞百分率、TGF-β1 水平明顯低于對照組，說明AR 的發(fā)生與Th17 細胞與Treg 細胞免疫失衡相關(guān)。由此可知，Treg/Th17 細胞失衡可能在AR 發(fā)病中占有重要的作用。

4 展望

由Th1/Th2 細胞擴展到Th1/Th2/Thl7/Treg 細胞模式使對AR 的發(fā)生發(fā)展機制有了更深入和更全面的了解。Th2 細胞分泌IL-4、IL-5 等介導(dǎo)體液免疫與Th17 細胞在AR 或是變應(yīng)性疾病中是如何共同發(fā)揮協(xié)調(diào)作用尚不得而知。Treg 細胞上游影響細胞因子研究尚少。對于Treg/Th17 細胞的分子學(xué)機制研究仍需要不斷深入以便對其AR 治療提高新的靶點和方法。