T淋巴細胞亞群在炎癥性腸病中作用的研究

徐振江， 徐洪雨

哈爾濱醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院消化內(nèi)科，黑龍江 哈爾濱 150001

炎癥性腸病(inflammatory bowel disease, IBD)是一種反復發(fā)作的慢性炎癥性腸道疾病，與自身免疫系統(tǒng)的關系十分密切，淋巴細胞主要分為T淋巴細胞、B淋巴細胞、NK細胞[1]，各亞群必然與IBD的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸有關，近些年對于IBD淋巴細胞亞群的各亞群變化與疾病的關系有了大量研究，尤其對于T淋巴細胞各亞群的研究較為深入，本文對T淋巴細胞亞群及其細胞因子在IBD中的作用及變化、臨床應用作一綜述。

1 T淋巴細胞及在IBD中的總體體現(xiàn)

T淋巴細胞在胸腺的發(fā)育成熟過程中，主要分化為CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞。其中 CD4+T淋巴細胞為輔助性T細胞 (helper T cell， Th)，在細胞免疫中發(fā)揮主要作用， 并且具有協(xié)助體液免疫的功能。CD8+T淋巴細胞為細胞毒性T細胞 (cytotoxic T cell，Tc)，是一類具有殺傷活性的效應細胞[1]。Funderburg等[2]及袁柏思等[3]在IBD患者外周血檢測中均發(fā)現(xiàn)CD4+T淋巴細胞和CD8+T淋巴細胞活化及比例升高，其中袁柏思等還發(fā)現(xiàn)其與炎性因子C反應蛋白(CRP)、血沉呈正相關[3]。其中CD4+T淋巴細胞被認為是介導宿主保護和穩(wěn)態(tài)的關鍵， CD4+T淋巴細胞的過度激活，導致宿主對病原體的防御不足，從而導致?lián)p失和慢性炎癥[4]。在內(nèi)鏡下活動性IBD患者腸道活檢CD4+T淋巴細胞比例增加，腸道炎癥浸潤主要由CD4+T細胞、調(diào)節(jié)性 T 淋巴細胞(Tregs)和中樞記憶T淋巴細胞(Tcm)組成，CD8+T淋巴細胞和 CD3+T淋巴細胞百分率較健康對照組和內(nèi)鏡下非活動性IBD低[5]。CD4+T淋巴細胞在IBD患者的損傷組織中富集， 阻斷或清除 CD4+T淋巴細胞對IBD患者有療效。在這些研究中，CD4+T淋巴細胞耗竭和阻斷抗體導致一些CD患者和UC患者病情緩解，表明 CD4+T淋巴細胞在疾病發(fā)生發(fā)展中的重要性[6-7]。感染人類免疫缺陷病毒(HIV)的 IBD 患者與非 HIV 對照組相比，病情較輕，這與HIV引起的CD4+T淋巴細胞耗竭有關[8]。一些耗竭 CD4+T淋巴細胞的制劑已經(jīng)顯現(xiàn)出治療 IBD 的療效，如白細胞介素(IL)-23抑制劑耗竭CD4+T淋巴細胞,與安慰劑相比誘導臨床緩解更有效[6-7]。

2 CD4+T淋巴細胞亞群

鑒于CD4+T淋巴細胞在IBD發(fā)病過程中的重要性，本文將著重討論炎癥腸道中 Th 細胞的分化以及 Th 家族特異性細胞因子在 IBD 發(fā)病中的作用。我們至少發(fā)現(xiàn)了7種 T 輔助細胞亞群：Th1、Th2、Th9、Th17、Th22、T 濾泡輔助細胞(Tfh)和幾種自身的Tregs。對于大多數(shù)T淋巴細胞亞群，關鍵細胞因子和轉(zhuǎn)錄因子已經(jīng)被鑒定[9-10]。此外，T淋巴細胞亞群的特征是信號傳導和激活(STAT)家族不同成員的表達。依賴于CD4+T淋巴細胞的激活、極化和分化，T 輔助細胞表達的趨化因子受體譜被調(diào)整，在炎癥反應被解決后，部分趨化因子受體譜被保存在Tcm中[11]。下面，我們將簡要介紹這些 Th 子集及相關細胞因子在 IBD 的作用。

2.1 Th1 細胞及 IFN-γ、TNFTh1 細胞積聚在 IBD 患者的腸道中，并與疾病直接相關，是預防感染性病原體的關鍵。Th1 細胞產(chǎn)生干擾素γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子(TNF)，它們分別激活巨噬細胞和直接的細胞毒性CD8+T淋巴細胞反應，進而促進清除細胞內(nèi)病原體[12]。Th1 極化是由活性抗原呈遞細胞(APC)衍生的IL-12驅(qū)動的[2]。IL-12 信號通過信號傳導與轉(zhuǎn)錄激活因子(STA)4 和誘導由TBX21基因編碼的關鍵Th1轉(zhuǎn)錄因子 T-box 蛋白(T-bet)驅(qū)動原始 T 細胞分化為 Th1 細胞,T-bet 上調(diào) IL-12 受體、IFN-γ的表達，使IL-12和 STAT4 信號協(xié)同作用進一步增加 IFN-γ的產(chǎn)生[13]。

IFN-γ是 Th1 細胞產(chǎn)生的定義性細胞因子，在疾病環(huán)境中幾乎完全用于識別 Th1 細胞。一般認為 IFN-γ在 IBD 中起到的是促進炎癥作用，在 IBD 患者中顯著升高[12]。此外，在與致病性細胞因子途徑1相關的基因中發(fā)現(xiàn)了各種單核酸多態(tài)性表現(xiàn)(SPNs)，例如 Th17/IL-23 途徑、IL-10 途徑，同時也有 IFN 信號傳導途徑[14-15]。反復靜脈輸注中和性抗 IFN-γ抗體可使臨床反應率加倍，同時降低血清CRP[16]， 而通過IFN-γ誘導肝細胞分泌細胞外囊泡，可使患腸炎的小鼠模型癥狀得到緩解。這些數(shù)據(jù)表明，IFN-γ至少可能在促進人類 IBD 中發(fā)揮作用。

Th1 細胞在炎癥過程中產(chǎn)生TNF，通過兩個不同的受體 TNFR1 和TNFR2 誘導信號傳導。Yang等[17]證明，TNFR1、TNFR2和TNFR1/TNFR2 雙缺陷小鼠與對照小鼠相比，表現(xiàn)出類似的 TNBS 誘導小鼠模型的 IBD 減少，表明該模型中每個受體均發(fā)揮一定作用?？筎NF治療已較廣泛用于治療 CD 和 UC，并在許多患者中有效。有趣的是，雖然抗TNF治療足以完全緩解 IBD 相關癥狀[18-19]，但根據(jù)所用抗TNF抗體的類型，只有 24%～50%的患者出現(xiàn)黏膜傷口愈合[20]。

2.2 Th2 細胞及 IL-4、IL-5 和 IL-13Th2 細胞的典型功能是提供抗寄生蟲免疫，也被認為導致 IgE 反應，可引起哮喘，并在IL-4 的驅(qū)動下分化。Th2 細胞產(chǎn)生 IL-4、IL-5 和 IL-13。Th2 細胞中的 IL-4 信號導致受體相關信號分子 STAT6 的激活[21]， 轉(zhuǎn)錄因子 GATA-3 是 Th2 細胞分化的最主要調(diào)節(jié)因子，GATA-3能夠通過自身的激活途徑,進一步分化 Th2 細胞，也可以在外周表達時將 Th1 細胞轉(zhuǎn)化為 Th2 細胞[21]。

IL-4 在 IBD 中的作用存在爭議，IL-4 與 Th2 細胞的形成和分化密切相關[21]，在 UC 患者外周血的表達量高于正常對照組[21]，在多項抗 IL-4 治療的小鼠模型中，可以預防大多數(shù)疾病，這表明 IL-4 可能存在促在炎作用。在UC 和 CD 患者的細胞因子轉(zhuǎn)錄評估中發(fā)現(xiàn) IL-5、IL-13表達明顯升高[22]。從 UC 患者結(jié)腸固有層分離出的 T 細胞表達 IL-5 水平，較 CD組和健康對照組明顯升高,同時 UC 患者腸固有層分離出 T 細胞表達 IL-13 的水平，較CD組和健康對照組也明顯升高[23]。然而，IL-13 特異性抗體應用于臨床治療，對于活動期UC患者與使用安慰劑相比，在臨床緩解和具有黏膜愈合的受試者比例方面并無差異[23]。

2.3 Th9 細胞及 IL-9、IL-10Th9 細胞對寄生蟲產(chǎn)生免疫反應，在過敏和自身免疫中發(fā)揮有害作用。Th9 細胞的特征是產(chǎn)生 IL-9，但也可能分泌 IL-10 等抗炎細胞因子，Th9 細胞及其分泌細胞因子 IL-9 可以促進IBD[24]。Th9 細胞與 Th2亞群密切相關，與 Th2 細胞一樣，Th9 細胞需要通過 STAT6 的 IL-4 信號來分化，同時需要轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)的存在[25]，進一步促進 IL-9 的表達。

最近的研究表明，在 UC 和 CD 患者中，IL-9 的產(chǎn)生均增加，并與疾病活動度相關[26]。其中進一步的研究還顯示，在 UC 患者中，外周活化的淋巴細胞產(chǎn)生了更多的 IL-9，血清 IL-9 的高水平可能提示患者的預后不良[27]。在小鼠研究模型中，惡唑酮誘導的結(jié)腸炎小鼠表現(xiàn)出IL-9表達增加，IL-9 缺乏的小鼠表現(xiàn)出對疾病的一定抵抗力[24]。與其他細胞因子相比， IL-9 在人體和各種小鼠模型表現(xiàn)出了致病的一致性，使其成為 IBD 治療的潛在靶點。Th9 細胞同時產(chǎn)生 IL-10,IL-10 通常被認為是起免疫抑制作用的。但IL-10 和 Th9 在導致 IBD 的聯(lián)系上需要進一步研究。

2.4 Th17 細胞及 IL-17、IL-23Th17 細胞在皮膚和腸道黏膜起重要屏障作用，抵御細菌和真菌，是自身免疫性疾病的重要驅(qū)動因素，在自身免疫環(huán)境中被觸發(fā)時，往往會加重疾病。Th17 的分化主要由 IL-6 和 TGF-β驅(qū)動，并由IL-23、IL-1β等輔助細胞因子信號進一步穩(wěn)定[28]。Th17 相關的 IL-23-IL-17 軸被認為在許多慢性炎癥和自身免疫性疾病中發(fā)揮作用。

Th17 細胞的功能主要由表達 IL-17 的能力決定。UC患者血清 IL-17 的表達量明顯升高[14]，此外，活動性 IBD 患者腸道中產(chǎn)生 IL-17 的細胞數(shù)量高于非活動性患者和健康對照者[29]。然而，Maxwel 等[30]和 Lee 等[31]在不同的IBD小鼠模型，通過阻斷抗體阻斷IL-17RA信號，發(fā)現(xiàn)小鼠的腸道通透性增加，最終導致結(jié)腸炎癥增加和死亡率增加。以上數(shù)據(jù)表明，盡管IL-17具有真正的炎癥特性，但 IL-17 的屏障維持和微生物調(diào)節(jié)功能可能占主導地位，對防止結(jié)腸炎期間腸屏障破壞和炎癥增強至關重要。IL-23 可以明顯增強 IBD 患者的Th17 細胞分化，在 IBD 患者腸道活檢中 IL-23 的水平升高，一些抗 IL-23 治療取得了一定療效，但尚未在臨床試驗中通過[32]。這些報道與上面報道一起表明，缺乏 IL-17 可能會導致 Th1 細胞反應增強，并表明在控制腸道炎癥發(fā)展的機制中存在微妙的平衡。

2.5 Th22 細胞及 IL-22Th22 細胞的特異性細胞因子是 IL-22，IL-22 屬于 IL-10 家族，IL-22 的作用是防止組織和細菌感染[33-34]。Th22 細胞的分化需要 IL-6、TNF-α和 IL-1β的存在，受到 TGF-β的抑制[35-36]。盡管 Th22 細胞不產(chǎn)生 IFN-γ，但 Th22 細胞的分化依賴于 T-bet 和芳香烴受體(AhR)的表達,雖然 AhR 的表達在 Th22 細胞較 Th17 細胞較低，但對 IL-22 的產(chǎn)生卻至關重要[34-35]。

Th22 細胞比例及 IL-22 水平在UC患者和CD患者的外周血中均顯著高于對照組[36]，IL-22 在小鼠模型和人類研究中均發(fā)現(xiàn)升高[33]，發(fā)揮 IL-22 對腸道炎癥、組織損傷和細菌感染的保護作用[33-34]。IL-22 的表達在不同患者中存在差異，并因患者病情進展發(fā)生變化。有些 UC 患者腸道炎癥組織中產(chǎn) IL-22 的 Th22 細胞明顯減少，提示 IBD 患者的抗炎細胞和炎性細胞的平衡破壞。在小鼠模型中，IL-22 的缺乏導致更易感染大腸桿菌，在 Th22 細胞條件下的小鼠足以抵抗結(jié)腸炎的發(fā)生[37]。在不同的小鼠誘導結(jié)腸炎模型中，缺乏 IL-22 或接受 IL-22 缺乏的 Th 細胞的小鼠，與對照組相比表現(xiàn)出嚴重的體質(zhì)量減輕和結(jié)腸炎癥[38]，表明 IL-22 在 IBD 中的炎癥抵抗作用。

2.6 Tfh 細胞Tfh 細胞的作用是參與 B 細胞分化，并在免疫球蛋白的產(chǎn)生和淋巴細胞組織生發(fā)中心的形成過程中發(fā)揮作用,但在 IBD 中 Tfh 是如何發(fā)揮作用的尚不可知，在此不做詳細探究。Tregs 細胞的作用主要是通過抑制 T 細胞和調(diào)節(jié)其環(huán)境中的其他免疫細胞來抑制炎癥，尤其與Th17 細胞在分化上相互聯(lián)系, 在功能上相互抑制, 共同維持著機體免疫微環(huán)境的平衡, 一旦這種平衡被打破, 多種自身免疫性疾病包括 IBD 就隨之發(fā)生[39]。Tregs可分為胸腺源性Treg(tTregs)和外周源性Treg(pTregs)，兩者均能抑制免疫反應和維持外周耐受在 UC 小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，小鼠外周血的 Tregs 細胞數(shù)目減少[40]。在 IBD 患者和小鼠模型腸組織中發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，Tregs細胞減少[41]?，F(xiàn)在普遍認為 Tregs 在腸道中含量豐富，是十分重要的抗炎性 CD4+T 細胞[42]，其通過多種機制發(fā)揮作用，包括IL-2 的清除，IL-10、IL-35、TGF-β[43]等調(diào)節(jié)性細胞因子的產(chǎn)生。在一些阻斷 Tregs 表達實驗的小鼠模型中，均表現(xiàn)出 Tregs 表達缺陷更容易發(fā)生自身免疫性疾病，包括 IBD[43]。在 DSS 誘導的結(jié)腸炎小鼠模型中，利用雌激素β促進了Tregs 分化，結(jié)腸炎癥狀得到改善[44]。引入 Tregs 細胞分化的特異結(jié)合性受體治療也取得一定效果[45]，以上研究均為 IBD 的治療提供了新的可能性。

3 CD8+T淋巴細胞亞群

CD8+T淋巴細胞是機體發(fā)揮細胞毒性作用的主要效應細胞，可特異性殺傷靶細胞， 主要參與抗胞內(nèi)感染、抗腫瘤及參與移植排斥反應[1]?；顒有?IBD 患者的腸道活檢中發(fā)現(xiàn)，與非活動性 IBD 和健康對照組相比，CD8+T 細胞的比例下降[5]。在活動期 IBD 患者的隨訪中， 腸道活檢發(fā)現(xiàn) CD8+T 細胞的比例下降，在緩解期 CD8+T 細胞的比例恢復到與健康對照組差不多的水平[46]。

CD8+T 細胞并非均一的細胞群體，可能由于缺乏適合的模型，CD8+T 細胞亞群在 IBD 發(fā)生發(fā)展中所起的作用研究較少，目前研究較多的是 CD8+Tregs細胞，CD8+Tregs細胞存在于胸腺、淋巴結(jié)和脾臟，在 CD8+T 細胞中所占比例不足1%，可直接殺傷活化的 T 細胞， 或通過分泌 IL-10、TGF-β等發(fā)揮免疫抑制作用[1]，在調(diào)控腸道免疫炎癥平衡、維持免疫系統(tǒng)的自穩(wěn)狀態(tài)發(fā)揮重要作用。在小鼠 IBD 模型中，CD8+CD28-Tregs能夠抑制小鼠腸道炎癥、改善黏膜屏障功能，并可以抑制 CD4+T淋巴細胞的活化，抑制其分泌 FIN-γ[47]。CD8+Tregs細胞可能為 IBD 治療提供了一種更為有效治療手段，但其具體的分化過程、生物學功能、確切的細胞表面標志物仍需要進一步研究。

4 IBD的治療展望

在治療 IBD 的過程中，全身免疫抑制劑得到了廣泛的應用，一定程度上緩解了患者的病情，但增加了患者不良反應的風險，如感染、腫瘤等。過去幾十年，研究人員對 T 淋巴細胞尤其是 CD4+T 淋巴細胞亞群，如何在 IBD 的發(fā)生中發(fā)揮作用做了大量的研究，催生了一些針對某一特定細胞或細胞因子的藥物，并已經(jīng)有一些生物制劑(如抗TNF制劑)投入使用，暫時緩解了疾病，但只有一部分患者得到緩解。因為 IBD 的炎癥反應是多因子參與，多種類單一因子的藥物會增加經(jīng)濟負擔，如果能有抵抗多種有害細胞因子的藥物產(chǎn)生，可以預期會取得更好的效果與效益。同時，一些人黏膜免疫系統(tǒng)的細胞計數(shù)法的形成[48]，可以幫助我們識別與組織和疾病相關的免疫亞群，定位導致 IBD 的靶細胞，而不會破壞人體正常的免疫反應。