CD4+T細胞在肝癌缺血再灌注損傷中的研究進展

夏森哲，王經(jīng)琳，任昊楨綜述，施曉雷審校

0 引 言

肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是肝臟最常見的原發(fā)惡性腫瘤，目前全球死亡率及發(fā)病率分別排第四、第六位，并且呈現(xiàn)逐年上升趨勢[1]。肝切除術是肝癌有效治療手段之一[2]，但是肝切除術常伴發(fā)肝缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion injury，IRI)，一定程度上改變肝臟微環(huán)境，影響肝功能。目前對于IRI過程已經(jīng)有了較深入的研究，發(fā)現(xiàn)有各種因素參與此過程[3]。其中，作為適應性免疫的重要成員，CD4+T細胞不僅參與IRI，而且其免疫調(diào)節(jié)作用在肝癌中同樣起到重要作用。所以探究CD4+T細胞在肝癌肝切除術引起的IRI中的變化及作用，并研究其對肝癌的影響是具有深遠意義。本文主要就各類CD4+T細胞在IRI中的作用作一綜述。

1 CD4+T細胞與IRI

IRI是臨床肝手術過程中常需要面對的問題，在肝切除、肝移植等肝手術過程中，常會引起肝長時間的缺血。肝缺血引起供氧減少，腺嘌呤核苷三磷酸產(chǎn)生減少，刺激機體活性氧的產(chǎn)生和黏附分子表達，活性氧誘導細胞損傷、凋亡甚至壞死[4, 5]。肝IRI分子機制是復雜多樣的，有各種免疫細胞參與肝缺血再灌注，肝的缺血應激引起肝竇內(nèi)皮細胞和肝細胞損傷，繼而釋放損傷相關分子。高遷移率族蛋白B1(high-mobility group box 1，HMGB1)作為一種特征性損傷相關分子，在遭受缺血應激后能夠通過正反饋系統(tǒng)誘導誘導肝內(nèi)巨噬細胞(kupffer cells，KCs)產(chǎn)生TLR4依賴的TNFα[6]，并且KCs對TLR4反應受到細胞表面TIM4調(diào)節(jié)[7]。CD4+T細胞作為IRI中主要的介質(zhì)，可促進KCs的激活，從而引發(fā)IRI炎癥爆發(fā)，最終導致肝細胞功能紊亂。

T細胞是一類抗原特異性免疫細胞，T細胞受到不同類型的刺激，進而分化為不同表型T細胞，分泌不同細胞因子，調(diào)節(jié)炎癥反應[8]。但在肝缺血再灌注中，并無明顯的抗原呈現(xiàn)，為一種特殊的無菌性炎癥[9]。CD4+T細胞是調(diào)節(jié)性免疫的至關重要的成分，能夠調(diào)控CD8+T細胞和B淋巴細胞，募集炎癥部位周圍免疫細胞[10]。在肝切除過程中，難以避免會引起IRI，在使用強效T細胞抑制劑的條件下，如應用FK506和環(huán)孢素A[11]，或者在T細胞敲除的小鼠中，與對照組相比，缺血再灌注損傷有所緩解。CD4+T細胞上STAT4是引起IRI的必要成分，STAT4缺陷的T細胞能夠緩解肝IRI，抑制TNF-a等Th1細胞促炎因子的產(chǎn)生，其保護機制可能依賴于血紅素氧合酶過度表達[12]。CD4+T細胞根據(jù)分泌的細胞因子、轉錄因子和免疫作用，主要可分為Th1、Th2、Treg、Th17等細胞[13]。

2 各亞型CD4+T細胞與IRI

2.1 Th1/Th2在IRI中的作用Th1細胞作為一種經(jīng)典的CD4+T細胞亞型，對其研究已較為深入，普遍被認為是一類促炎型CD4+T細胞，能夠分泌促炎細胞因子，如IL-1β、TNF-α、IFN-γ等，推動CD8+T細胞激活、介導遲發(fā)性超敏反應和拮抗Th2細胞，加重炎癥反應。在肝IRI中，Th1細胞表達明顯增加，更長的熱缺血時間推動Th1/Th2細胞因子之比向Th1細胞因子傾斜，加重炎癥反應[14-15]。這些促炎因子導致免疫系統(tǒng)失調(diào)，引起選擇素P表達上調(diào)，促進血小板黏附和激活，增加趨化因子的釋放，加快中性粒細胞及巨噬細胞的募集，繼而增加活性氧的產(chǎn)生，加重細胞組織的損傷[16]。在腫瘤患者中發(fā)現(xiàn)，Th1相關細胞因子，包括IL-2, TNF-α, IFN-γ，表達顯著降低[17]。Th1相關促炎細胞因子，被認為能夠激起機體適應性免疫，促進免疫炎癥反應，具有抗腫瘤作用。IL-2作為Th1細胞因子，參與T細胞免疫反應全過程，包括初級擴張、收縮、記憶產(chǎn)生和二次擴張，其發(fā)揮抗腫瘤作用的原理主要基于促進抗腫瘤細胞的增殖與激活，主要是CD8+T細胞和NK細胞[18]。癌旁組織內(nèi)IL-2的mRNA高表達能夠顯著減少腫瘤的復發(fā)，延長肝癌根治術后的生存時間，也可作為一種肝癌預后預測指標之一[19]。

Th2細胞是一類免疫抑制性CD4+T細胞，分泌抗炎細胞因子穩(wěn)定炎癥微環(huán)境，如IL-4, IL-5, IL-10等細胞因子，介導體液和過敏反應，下調(diào)Th1細胞活性，緩解炎癥反應。在肝IRI早期，肝內(nèi)Th2細胞因子表達增加，肝內(nèi)Th2細胞因子的表達與血清中TNF-a表達呈負相關[20]。在肝細胞癌中，Th2細胞被認為起主導作用[21]，與正常健康個體相比，肝癌患者Th2細胞因子，包括 IL-4, IL-6,IL-10，表達明顯上調(diào)，其潛在的機制可能是Th2細胞相關抑制性細胞因子，抑制抗腫瘤免疫，從而促進腫瘤細胞免疫逃逸，促進腫瘤進展[22]。IL-10作為Th2細胞因子，通過抑制巨噬細胞和淋巴細胞分泌促炎細胞因子，促進腫瘤的進展[23]。Th2細胞因子具有預測肝癌預后作用，與非轉移性肝癌相比，轉移性肝癌肝組織中Th2細胞因子表達顯著增加，而Th1細胞因子表達下降，與HCC患者預后呈現(xiàn)顯著負相關性[24]。

2.2Treg在IRI中的作用Treg是一類免疫抑制性淋巴細胞，Treg可通過IL-10、TGF-β等抗炎細胞因子發(fā)揮作用，對適應性免疫起到抑制作用，穩(wěn)定機體免疫微環(huán)境[25-26]。Treg根據(jù)產(chǎn)生部位不同，可分為胸腺源性Treg(tTreg)、外周源性Treg(pTreg)、誘導型Treg(iTreg)等3種亞型，不同的亞型抑制作用的機制或存在差異[27]。

最新的研究驗證Treg能夠緩解缺血應激，減少免疫細胞浸潤[28]。在IRI早期，由于肝炎癥爆發(fā)，Treg表達受到抑制，隨著再灌注時間延長至48 h后，肝逐漸開始自我修復重建，Treg表達較前上升，開始抑制肝炎癥反應，推動肝修復重建[29]。Treg通過釋放TGF-β抑制KCs的基質(zhì)金屬蛋白酶的產(chǎn)生，促進KCs上SMAD3的磷酸化，繼而緩解IRI[29]。Treg具有一定的可塑性，在腺瘤息肉病中，內(nèi)源性Treg的功能可發(fā)生改變，從原先的分泌IL-10抑制免疫轉換到分泌IL-17促進炎癥反應，呈現(xiàn)Treg向Th17轉變的過程[30]。最近研究發(fā)現(xiàn)，存在一種Foxp3+RORγt+雙陽性的中間過渡狀態(tài)Th細胞，為Treg具有向Th17轉分化的潛力提供證據(jù)[31]。本課題組同樣也發(fā)現(xiàn)，在tTreg表面有豐富IL-6R表達，為tTreg向Th17轉分化提供結構基礎，肝遭受缺血應激后，KCs的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激誘導tTreg向Th17轉化，加重炎癥反應[32]。

近來，Treg的免疫抑制在腫瘤中的作用備受關注，從慢性乙肝到不典型增生再到肝細胞癌，肝內(nèi)浸潤及外周循環(huán)中的Treg水平逐步增加，瘤內(nèi)高表達的Treg與低總體生存率呈現(xiàn)顯著負相關[33]?；罨腡reg可通過免疫檢查點與其配體接觸依賴的方式，包括PD-1,PDL-1,TIM-3等[34]，抑制不同類型的免疫細胞，繼而可能抑制有效的抗腫瘤免疫，促進腫瘤細胞免疫逃逸，從而推動腫瘤進展。在腫瘤微環(huán)境中，尤其是IRF4+Treg能夠調(diào)控免疫抑制程序，與癌癥患者不良預后密切相關[35]。然而，與常規(guī)認為Treg的免疫抑制作用促進腫瘤進展不同，在某些慢性炎癥或炎癥來源癌癥中，Treg的免疫抑制作用似乎能起到保護作用，或許能成為一種慢性炎癥預防癌變的治療方式[30, 36]，干擾炎癥或許是治療慢性炎癥的有效手段，但是干擾炎癥是個雙刃劍，由于缺乏治療特異性，在干擾慢性炎癥的同時會改變免疫微環(huán)境，抑制抗腫瘤免疫，從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展、復發(fā)。

2.3Th17在IRI中的作用Th17是一類特征表達ROR-γ轉錄因子的CD4+Th細胞，不同于傳統(tǒng)Th1和Th2，其能夠分泌IL-17A、IL-22等細胞因子。目前針對Th17研究，更多的研究者聚焦于Th17/Treg平衡，類似于Th1/Th2的平衡，發(fā)現(xiàn)各種因子調(diào)節(jié)這種平衡，如miR-21、Rab4b、Foxo1、腸道菌群等[37-41]。初始T細胞在TGF-β和IL-6存在條件下，促進ROR-γ轉錄因子表達，推動原始T細胞分化為Th17[42]。TGF-β介導初始T細胞分化具有濃度依賴性，在低濃度時，TGF-β與IL-6和IL-21協(xié)調(diào)促進IL-23受體表達，IL-6通過T細胞上STAT-3促進T細胞向Th17分化[43]，STAT-3增加與IL-17和IL-21的啟動子結合，與ROR-γ轉錄因子協(xié)同增加其轉錄，促進Th17分化[44]；而在高濃度時，TGF-β抑制IL-23，有利于FOXP3+Treg細胞分化[45]。

在肝IRI中，Th17細胞因子明顯上升，血清中IL-17A水平在再灌注后6h達到高峰，介導肝炎癥損傷[32, 46]。IL-17能夠刺激巨噬細胞分泌促炎因子，如IL-1β和TNF-a，同時誘導巨噬細胞NF-kB轉錄因子的激活[47]。在肝IRI中，PTEN介導的Akt/b-catenin/Foxo1軸，調(diào)控小鼠肝IRI固有炎癥反應[48]，而Foxo1又與Th17細胞分化密切相關[39]，在肝IRI免疫炎癥反應背景下，F(xiàn)oxo1是否參與調(diào)節(jié)Th17/Treg平衡仍需要進一步探討。目前認為Th17具有可塑性，在不同的微環(huán)境中Th17具有能夠轉分化為其他Th細胞的潛力，如Th1、Treg、TFH等[49]。有研究發(fā)現(xiàn)，在炎癥消退過程中，Th17轉分化為Treg，繼而助于炎癥消退恢復[50]。由于Th17的特性，針對其可塑性，或許能成為炎癥治療的一個關鍵點，誘導Th17向免疫抑制方向極化，助于消退炎癥，恢復功能，具有強大的研究應用潛力。

Th17也參與到各種腫瘤免疫反應中，如肺癌、肝癌、黑色素細胞瘤等。對臨床樣本的研究，分析發(fā)現(xiàn)肝癌患者在接受肝切除治療前循環(huán)中的Th17水平與治療后循環(huán)中的Th17水平均是腫瘤復發(fā)的高危因素，術前術后Th17的高表達與HCC復發(fā)有顯著的相關性[51]。但是Th17的作用是復雜且具有雙重性，可能在不同的腫瘤背景，在不同腫瘤炎癥微環(huán)境中，Th17細胞因子發(fā)揮的作用可能不同[52]。一方面，認為Th17作為介導炎癥反應的重要成分，能夠募集調(diào)節(jié)抗腫瘤免疫細胞，如CD8+T細胞、B細胞等，介導抗腫瘤反應，并且Th17具有向Th1轉分化潛力，產(chǎn)生TNF-a、IFN-γ等炎癥因子起到抗腫瘤作用。Martin-Orozco等[53]團隊發(fā)現(xiàn)過繼轉移Th17能夠抑制腫瘤生長，而這種抗腫瘤作用，可能依賴于IFN-γ，而不是依賴于IL-17A，IFN-γ的分泌主要也基于Th17向Th1的轉分化，刺激CD8+T細胞增殖，抑制腫瘤進展，而Th17本身對于腫瘤細胞沒有直接殺傷作用。但是目前大多數(shù)研究者將Th17歸類于促腫瘤類細胞，并逐漸將Th17/IL-17當作腫瘤治療的靶點[54]。主要來自Th17細胞的IL-17，通過IL-6/JAK2/STAT3信號通路推動腫瘤生長、轉移、侵襲，促進腫瘤血管生成[55]。Th17細胞在脂肪肝-脂肪性肝病-肝癌這進展過程中也扮演重要角色。CXCL3+Th17這類炎癥性細胞群，在肝脂肪變性中堆積，加劇非酒精性脂肪性肝病發(fā)生[56]。IL-17信號通路能夠誘導非酒精性脂肪性肝炎發(fā)生并向肝癌轉變[57]，也能誘導酒精性肝病的肝癌發(fā)生[58]。所以Th17在腫瘤中的作用具有雙重性，這種雙重性可能基于Th17細胞的高度可塑性，所以正確理解深入探究Th17生物學活性，明確Th17的轉分化與腫瘤炎癥微環(huán)境變化之間的相關性具有深遠的研究意義和臨床應用意義。在肝炎癥性疾病治療中，干擾炎癥可能是最直接有效的措施，但是在研究干擾炎癥的過程中，還需進一步考慮炎癥與HCC發(fā)生的關系，在一些干擾炎癥的同時也會抑制抗腫瘤炎癥反應，這都是應該在臨床應用前需要考慮研究的問題。

3 結 語

肝切除是肝癌的重要治療手段，但是肝切除引起的IRI仍然是當前亟需解決的問題。IRI的分子機制是復雜多樣的，尤其是CD4+T細胞在免疫微環(huán)境中起到重要作用，不同Th細胞亞型涉及不同信號通路。不同作用的Th細胞之間存在平衡關系，也存在相互轉化的潛力，正確認識不同Th細胞之間相互作用及其作用機制，介導不同Th細胞之間的平衡轉化是干擾炎癥反應、改善肝癌缺血再灌注損傷的新方向。