Th17/Treg失衡在冠心病中的研究進(jìn)展

陳西 劉正霞 周萍 劉瑩 魯翔

作者單位：210011 江蘇省南京市，南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院老年醫(yī)學(xué)科(陳西，魯翔)；210029 江蘇省南京市，南京醫(yī)科大學(xué)衰老與相關(guān)疾病研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(劉正霞，周萍，劉瑩)

冠心病是最常見的心血管疾病之一，在老年人群中有著高發(fā)生率、高死亡率。冠心病的基本病理改變是動脈粥樣硬化。研究普遍認(rèn)為冠狀動脈粥樣硬化是一種慢性炎癥性疾病，涉及多種白細(xì)胞亞群和炎性細(xì)胞因子的相互作用，因此控制炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)在冠心病的防治過程中極其重要[1]。

輔助性T細(xì)胞17(Th17)和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)是CD4+T淋巴細(xì)胞在不同細(xì)胞因子和不同環(huán)境的作用下分化而成的不同亞群，是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，在感染性疾病、自身免疫性疾病和惡性腫瘤中扮演著重要角色。近年來，這兩種細(xì)胞受到了研究者的高度關(guān)注，越來越多的證據(jù)表明Th17/Treg失衡與冠心病有關(guān)，可能成為治療冠心病或改善其預(yù)后的新靶點(diǎn)。

1 Th17和Treg概述

1.1 Th17的發(fā)現(xiàn)、分化及功能 2005年，Harrington等利用動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一種可以分泌IL-17的新型T細(xì)胞，并根據(jù)其分泌的細(xì)胞因子，將其命名為輔助性T細(xì)胞17(Th17)。研究發(fā)現(xiàn)，Th前體細(xì)胞分化為Th17的過程中，不需要依賴于Th1細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子T-bet、信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白(STAT)4以及Th2細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子STAT1、STAT6，進(jìn)一步證明了Th17是CD4+T細(xì)胞中不同于Th1、Th2的一個特殊亞群[2]。

維甲酸相關(guān)孤兒核受體c(RORc)和STAT3是控制Th17分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，并能夠誘導(dǎo)IL-17A、IL-17F等細(xì)胞因子的表達(dá)。當(dāng)轉(zhuǎn)化生長因子β(TGF-β)和IL-6同時存在時，能夠促進(jìn)活化的初始CD4+T細(xì)胞向Th17分化[3]。IFN-γ和IL-4則可以抑制Th17的分化過程[2]。IL-23雖然不參與Th17的早期分化，但他能參與維持Th17的存活及增殖，并刺激IL-17的產(chǎn)生，發(fā)揮免疫炎性作用[3]。

Th17細(xì)胞可以分泌IL-17、IL-6、IL-22等細(xì)胞因子，并主要通過IL-17發(fā)揮致炎作用，與類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、多發(fā)性硬化癥、炎癥性腸病、變態(tài)反應(yīng)性哮喘等自身免疫性疾病及細(xì)菌、病毒、真菌等所致多種感染性疾病有關(guān)[4]。

1.2 Treg的發(fā)現(xiàn)、分化及功能 1995年，Sakaguchi實(shí)驗(yàn)組在切除小鼠胸腺后，發(fā)現(xiàn)小鼠發(fā)生了多器官的自身免疫性疾病，而通過外源性給予CD4+CD25+T細(xì)胞后，小鼠不再發(fā)生自身免疫功能障礙。說明該種細(xì)胞可以通過下調(diào)自身或非自身抗原的免疫應(yīng)答來維持自我耐受，具有免疫抑制作用。實(shí)驗(yàn)組將之命名為T調(diào)節(jié)細(xì)胞，即Treg[5]。

叉頭螺旋轉(zhuǎn)錄因子p3(Foxp3)是Treg關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，也被認(rèn)為是Treg的標(biāo)志性分子，對維持Treg的免疫抑制功能至關(guān)重要[6]。Treg的分化也與TGF-β有關(guān)，當(dāng)TGF-β單獨(dú)存在時，CD4+T細(xì)胞主要向Treg分化，而非Th17。

Treg可以分泌TGF-β、IL-10、IL-35等細(xì)胞因子，在控制慢性炎癥、抑制自身免疫病、限制炎癥相關(guān)癌癥的發(fā)展過程中發(fā)揮著重要作用[7]；但另一方面，Treg也可能與腫瘤的免疫逃逸有關(guān)[8]。

1.3 Th17與Treg相互平衡 現(xiàn)階段的研究普遍認(rèn)為Th17與Treg具有相反的功能，Th17可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)，而Treg則具有抑制炎癥的作用，參與維持自我耐受[9]。這兩種細(xì)胞在機(jī)體內(nèi)存在著一定的平衡，協(xié)同維持免疫環(huán)境的穩(wěn)定。

細(xì)胞因子的種類和濃度是影響Th17、Treg之間平衡的最重要因素。當(dāng)機(jī)體處在穩(wěn)定狀態(tài)，沒有受到外界環(huán)境炎癥刺激時，TGF-β會抑制效應(yīng)T細(xì)胞的增殖，促進(jìn)Treg分化，維持機(jī)體的免疫耐受；但當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)炎癥或感染時，免疫系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的IL-6，抑制Treg表達(dá),介導(dǎo)機(jī)體的炎癥反應(yīng)。另外，當(dāng)TGF-β濃度較低時，IL-6和IL-21能協(xié)同作用，使Foxp3表達(dá)降低，RORc表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)Th17細(xì)胞分化[10]，而高濃度的TGF-β則抑制IL-23受體表達(dá)，有利于Foxp3+Treg細(xì)胞分化[11]。

除了細(xì)胞因子信號，有報道稱微小RNA、T細(xì)胞受體信號、共刺激信號、Foxp3穩(wěn)定性、代謝產(chǎn)物、腸道菌群、解耦聯(lián)蛋白等很多因素都能影響CD4+T細(xì)胞的分化方向，進(jìn)而影響Th17和Treg之間的平衡[12-15]。

2 Th17/Treg比值與冠心病的關(guān)系

臨床上，有研究組對冠心病病人和健康人進(jìn)行對照，發(fā)現(xiàn)冠心病病人外周血中Th17含量及其相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子和細(xì)胞因子的水平均較健康人高，Treg細(xì)胞卻較健康者低，說明冠心病的發(fā)生與Th17/Treg比值失衡有關(guān)[16]。

另有研究組根據(jù)冠脈狹窄程度和病變進(jìn)展情況對冠心病病人進(jìn)行嚴(yán)重程度分級，結(jié)果發(fā)現(xiàn)病變越嚴(yán)重的病人，Th17/Treg比值越高[17]。對于急性冠脈綜合征(ACS)病人而言，相較于穩(wěn)定型心絞痛病人，Th17/Treg比值升高。尤其在比較了血清中氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)、hs-CRP、脂蛋白a[Lp(a)]、肌酸激酶同工酶質(zhì)量(CK-MBmass)和Th17/Treg比值5個指標(biāo)后，發(fā)現(xiàn)Th17/Treg比值對ACS和急性心肌梗死的預(yù)測特異性和敏感性最高，提示Th17/Treg比值與斑塊的不穩(wěn)定性有關(guān)，該比值越高，斑塊破裂的可能性越大[18]。

Th17/Treg比值還與冠心病病人的預(yù)后密切相關(guān)。在對冠脈支架植入術(shù)后病人的隨訪調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，相較于無病變進(jìn)展的病人，新發(fā)冠狀動脈狹窄>50%的病人Th17/Treg比值較高[19]。在對急性心肌梗死介入治療后并發(fā)心源性休克(CS)病人的生存預(yù)后進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)28 d內(nèi)死亡的CS病人比存活>28 d的病人，體內(nèi)的Th17水平更高，Treg細(xì)胞的水平更低，入院時Th17/Treg比值>0.33是CS病人28 d內(nèi)死亡的獨(dú)立預(yù)測因子[20]。

總之，多項臨床調(diào)查和研究表明,冠心病病人中存在Th17/Treg比例失衡，并且Th17/Treg失衡與冠心病的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后均有關(guān)。

3 影響冠心病病人Th17/Treg比值的相關(guān)因素

3.1 高遷移率族蛋白B1(HMGB1) HMGB1是一種強(qiáng)大的促炎介質(zhì)，在冠心病病人體內(nèi)顯著升高。其既可直接作用于Th17、Treg細(xì)胞來調(diào)控其分化和功能，也可以通過其他免疫細(xì)胞間接誘導(dǎo)Th17/Treg平衡失調(diào)[16]。

3.2 血紅素氧合酶-1(HO-1) HO-1是血紅素降解過程中的限速酶，具有抗活性氧、抗炎、保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞等功能，研究發(fā)現(xiàn)HO-1在冠心病病人體內(nèi)表達(dá)增加。HO-1與Treg細(xì)胞的表達(dá)上調(diào)有關(guān)，能促進(jìn)細(xì)胞因子TGF-β的分泌，抑制IL-6分泌，上調(diào)的Treg又進(jìn)一步抑制Th17細(xì)胞的生成[21]。

3.3 oxLDL oxLDL是LDL發(fā)生過氧化反應(yīng)后的產(chǎn)物，具有高度炎性和免疫原性，能進(jìn)一步加重內(nèi)皮細(xì)胞損傷。但另有研究發(fā)現(xiàn)，oxLDL可以特異性地與人T淋巴細(xì)胞上的CD69結(jié)合，通過激活NR4A核受體抑制Th17細(xì)胞的發(fā)育，促進(jìn)Treg的分化[22]，這項機(jī)制可能對冠心病病人的自我保護(hù)有益。

3.4 其他因素 對于ACS病人而言，Th17細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子STAT3可以通過干擾Treg細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄因子STAT5與Foxp3位點(diǎn)的結(jié)合來抑制Treg細(xì)胞基因表達(dá)的能力，抑制Treg的功能[23]。另外，在ACS病人中存在經(jīng)Fas/FasL途徑誘導(dǎo)的Treg細(xì)胞凋亡，而Th17卻不通過此途徑凋亡，F(xiàn)as/FasL凋亡途徑也可能是促進(jìn)Th17/Treg失衡的重要因素[24]。

4 Th17/Treg失衡在冠心病中的作用

Th17細(xì)胞分泌的IL-17A能增強(qiáng)單核細(xì)胞的黏附能力，增加內(nèi)皮細(xì)胞上的血小板黏附和滾動，促進(jìn)動脈斑塊的形成。IL-17A還可以致敏人類巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，誘導(dǎo)炎癥介質(zhì)和促炎因子的上調(diào)，加劇炎癥反應(yīng)，同時增加斑塊破壞分子，提高斑塊的不穩(wěn)定性。

對于Treg在冠心病中的有益作用目前有多種解釋。首先，Treg可以通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)，促進(jìn)M1促炎型巨噬細(xì)胞向M2抗炎型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化，減少炎性細(xì)胞對內(nèi)皮的浸潤[25]。其次，Treg細(xì)胞可以降低斑塊中巨噬細(xì)胞和脂質(zhì)的含量，抑制金屬蛋白酶對細(xì)胞外基質(zhì)的代謝，并增加平滑肌細(xì)胞和膠原的含量，使斑塊趨于穩(wěn)定[26-27]。另外，Treg分泌的細(xì)胞因子也能有效抑制動脈粥樣硬化進(jìn)程。TGF-β和IL-10對Th的免疫激活具有抑制作用，可以減少炎性細(xì)胞的積聚和膠原蛋白的降解。IL-35不僅可以抑制多種CD4+效應(yīng)T細(xì)胞及巨噬細(xì)胞，促進(jìn)Treg的增殖，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的表達(dá)[28]，還可以抑制內(nèi)皮細(xì)胞激活，減少血管內(nèi)皮損傷[29]，有效抑制血管炎性反應(yīng)。

5 調(diào)節(jié)Th17/Treg失衡在治療冠心病方面的應(yīng)用

臨床上已發(fā)現(xiàn)多種藥物可通過改善Th17/Treg失衡來治療冠心病。強(qiáng)化他汀類藥物治療已被證明可以改善ACS病人Th17/Treg失衡，這可能與他汀類藥物能夠增加ACS病人Treg細(xì)胞的數(shù)量，并提高其抑制功能有關(guān)[30]。在中醫(yī)藥研究方面，安宮牛黃丸(ANP)可通過降低轉(zhuǎn)錄因子RORγt和增加轉(zhuǎn)錄因子Foxp3的表達(dá)水平來糾正Th17/Treg失衡，對早期動脈粥樣硬化的ApoE-/-小鼠具有保護(hù)作用[31]。另外，養(yǎng)陰清熱活血方(YQHP)能調(diào)節(jié)經(jīng)高脂飲食和熱休克蛋白(HSP65)皮下感染而產(chǎn)生動脈粥樣硬化的ApoE-/-小鼠的外周血Th17/Treg比值和炎癥相關(guān)細(xì)胞因子，研究認(rèn)為這可能與抑制IL-6-p-STAT3信號、恢復(fù)IL-2-p-STAT5信號有關(guān)[32]。

6 總結(jié)與展望

綜上，冠心病病人體內(nèi)普遍存在Th17/Treg失衡，主要表現(xiàn)為比值升高，并與冠心病的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。進(jìn)一步明確Th17、Treg和冠心病之間的相互關(guān)聯(lián)及作用機(jī)制，并維持Th17/Treg平衡可能成為冠心病研究的新方向。