調(diào)節(jié)性T細(xì)胞與偏頭痛

楊 柳 肖哲曼

武漢大學(xué)人民醫(yī)院，湖北 武漢 430060

偏頭痛是一種常見的發(fā)作性神經(jīng)系統(tǒng)疾病，以反復(fù)發(fā)作的搏動(dòng)性頭痛和可逆的全身及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀為特征［1-2］。偏頭痛最典型的癥狀包括畏聲、畏光、皮膚異常疼痛以及胃腸道癥狀，如惡心和嘔吐。除此之外，患者也可能出現(xiàn)頭暈、耳鳴等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀［3］。偏頭痛的年患病率高達(dá)15%，目前全球約有10億人受其影響，女性患者人數(shù)約為男性的3倍［4-5］。在2016年全球疾病負(fù)擔(dān)研究（GBD2016）中，偏頭痛被列為導(dǎo)致殘疾的第二大原因，其致殘率甚至超過所有其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的總和，對(duì)患者生活質(zhì)量以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著巨大的負(fù)面影響［2，6］。

關(guān)于偏頭痛發(fā)病機(jī)制的學(xué)說眾多，包括血管學(xué)說、皮質(zhì)擴(kuò)散抑制學(xué)說等，然而自1979 年起，三叉神經(jīng)血管學(xué)說逐漸成為主流學(xué)說［7］。近年來，各種研究結(jié)果表明，免疫調(diào)節(jié)功能障礙和（或）自身免疫可能與偏頭痛的病理生理機(jī)制有關(guān)［8-9］。女性偏頭痛和自身免疫性疾病的患病率高于男性，表明偏頭痛與免疫功能紊亂可能有關(guān)［10-11］。通過評(píng)估偏頭痛患者與健康志愿者中T淋巴細(xì)胞等免疫細(xì)胞的數(shù)量和作用，及其細(xì)胞因子釋放模式，有助于探索免疫功能障礙與偏頭痛之間的聯(lián)系［12］。而調(diào)節(jié)性T（Treg）細(xì)胞是免疫調(diào)節(jié)和自身免疫疾病進(jìn)展的關(guān)鍵角色，故探索Treg細(xì)胞與偏頭痛之間的關(guān)系可進(jìn)一步加深對(duì)偏頭痛病理生理機(jī)制的理解。本文擬就Treg細(xì)胞在偏頭痛中的作用和機(jī)制以及Treg作為偏頭痛干預(yù)治療靶點(diǎn)的可能性作一簡(jiǎn)要綜述。

1 Treg細(xì)胞的功能及分類

Treg 細(xì)胞屬于CD4+T 細(xì)胞亞群，在細(xì)胞核中特異表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子Foxp3，在細(xì)胞表面特異性表達(dá)CD25 和細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞蛋白4（cytotoxic lymphocyte antigen 4，CTLA4），是免疫耐受的重要組成部分，積極參與并維持免疫穩(wěn)態(tài)以及控制適當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)［13］。依據(jù)來源的不同，Treg 細(xì)胞可分為兩類：一類是胸腺型Treg（t Treg）細(xì)胞，主要在胸腺中產(chǎn)生并發(fā)育，具有高度的選擇性，主要預(yù)防自身免疫，提高免疫反應(yīng)的激活閾值。然而，當(dāng)傳統(tǒng)的外周血CD4+T 細(xì)胞被抗原激活并接收某些促進(jìn)Foxp3 表達(dá)和抑制功能的環(huán)境信號(hào)時(shí)，就會(huì)有另一類細(xì)胞發(fā)育。當(dāng)這種情況發(fā)生在體外時(shí)，這類Treg 細(xì)胞被稱為誘導(dǎo)Treg（I Treg）細(xì)胞。當(dāng)這種情況發(fā)生在體內(nèi)時(shí)，則稱之為外周誘導(dǎo)Treg（p Treg）細(xì)胞。I Treg 細(xì)胞于某些器官中高度富集，如腸道、胎盤等，在免疫耐受、控制嚴(yán)重慢性過敏性炎癥、腫瘤的免疫療法中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［13-16］。p Treg 細(xì)胞具有很大的可塑性，可轉(zhuǎn)化為以產(chǎn)生干擾素-γ（IFN-γ）和白細(xì)胞介素-17（IL-17）為特征的效應(yīng)T（Teff）細(xì)胞［17］。

2 Treg細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

Treg 細(xì)胞有多種抑制適應(yīng)性免疫反應(yīng)的機(jī)制，其中最廣為人知的是轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β-1（TGFβ-1）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）和白細(xì)胞介素-35（IL-35）等抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生［16，18］。此外，Treg細(xì)胞不僅可直接抑制效應(yīng)T 細(xì)胞的活化增殖，而且可通過表達(dá)TGFβ-1 和IL-10 等細(xì)胞因子間接抑制效應(yīng)T 細(xì)胞的活性。Treg細(xì)胞可通過表面表達(dá)的CTLA4促進(jìn)樹突狀細(xì)胞（dendritic cell，DC）轉(zhuǎn)化為耐受狀態(tài)，從而下調(diào)抗原提呈細(xì)胞（antigen-presenting cells，APCs）表面CD80 和CD86 的表達(dá)，從而抑制APCs 激活T 細(xì)胞的功能；通過cAMP 調(diào)控抗原提呈細(xì)胞或促使誘導(dǎo)型cAMP 早期抑制物（inducible cAMP early repressor，ICER）的增加，以抑制效應(yīng)T 細(xì)胞。近年來研究發(fā)現(xiàn)，Treg細(xì)胞的抗炎能力由嘌呤能機(jī)制介導(dǎo)，可通過細(xì)胞表面CD39 和CD73 將ATP 轉(zhuǎn)化為腺苷［19-21］。ATP 是一種強(qiáng)大的促炎化合物，目前被認(rèn)為是觸發(fā)神經(jīng)炎癥的關(guān)鍵角色，在炎癥和組織損傷期間濃度急劇升高，與多種炎癥性疾病的病理生理有關(guān)［22-24］。ATP可以被Treg細(xì)胞所表達(dá)的CD39去磷酸化，從而形成ADP/AMP，再被CD73 轉(zhuǎn)化為抗炎腺苷，從而抑制Teff 細(xì)胞的增殖及樹突狀細(xì)胞的功能，這可能是Treg發(fā)揮免疫抑制作用的基礎(chǔ)之一［25］。

3 Treg細(xì)胞在偏頭痛中的數(shù)量變化

目前有關(guān)偏頭痛中Treg細(xì)胞的改變多為偏頭痛患者外周血Treg 細(xì)胞的臨床研究。ARUMUGAM等［9］對(duì)偏頭痛患者血液樣本進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，與健康組相比，偏頭痛患者的CD4+細(xì)胞數(shù)量增多，而CD8+細(xì)胞及CD4+CD25+Treg 細(xì)胞的數(shù)量顯著減少。然而，NURKHAMETOVA 等［26］研究發(fā)現(xiàn)了類似的外周血Treg細(xì)胞水平降低，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能是由于該團(tuán)隊(duì)的研究中納入的樣本數(shù)量較少。

FARAJI 等［27］進(jìn)一步研究顯示，先兆偏頭痛（migraine with aura，MWA）與無先兆偏頭痛（migraine without aura，MWOA）之間、發(fā)作性偏頭痛與慢性偏頭痛之間Treg 細(xì)胞數(shù)量差異并不顯著，表明Treg 細(xì)胞數(shù)量的減少與先兆癥狀的出現(xiàn)與否或疾病持續(xù)時(shí)間之間并沒有聯(lián)系。除此之外，在偏頭痛患者的發(fā)作期和發(fā)作間期也并未發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞之間有數(shù)量上的差異［28］。

研究發(fā)現(xiàn)反復(fù)服用硝酸甘油（NTG，偏頭痛可靠誘發(fā)因素）顯著降低了慢性偏頭痛小鼠模型三叉神經(jīng)節(jié)（trigeminal ganglion，TG）中Treg細(xì)胞在總T細(xì)胞中的比例，表明慢性偏頭痛與TG中Treg介導(dǎo)的免疫穩(wěn)態(tài)缺陷有關(guān)［29］。

偏頭痛患者外周血及三叉神經(jīng)節(jié)中的Treg細(xì)胞相對(duì)于正常人是減少的，且Treg 細(xì)胞數(shù)量的減少與先兆癥狀的出現(xiàn)與否以及疾病持續(xù)時(shí)間之間并無顯著聯(lián)系。

4 Treg細(xì)胞在偏頭痛中的功能變化

一項(xiàng)分析發(fā)作性偏頭痛患者外周血Treg細(xì)胞嘌呤能譜的研究發(fā)現(xiàn)，Treg 細(xì)胞在CD39 和CD73 的表達(dá)上表現(xiàn)出與偏頭痛相關(guān)的顯著變化［26］。首先，偏頭痛患者外周血中有部分Treg細(xì)胞的CD39和CD73的表達(dá)降低，提示ATP 在細(xì)胞外的積累以及腺苷水平的降低，說明偏頭痛促進(jìn)了ATP依賴的促炎反應(yīng)，減少了腺苷介導(dǎo)的抗炎機(jī)制。其次，Treg 細(xì)胞中CD73 和CD39 的共表達(dá)與病程的長(zhǎng)短有關(guān)，即病程與CD73+CD39-Treg 細(xì)胞呈顯著的負(fù)相關(guān)。遺憾的是，該研究并未對(duì)偏頭痛進(jìn)行分型，故無法得知偏頭痛中Treg細(xì)胞嘌呤能譜的改變是否與先兆癥狀的發(fā)生有關(guān)。

Treg 細(xì)胞功能失調(diào)所導(dǎo)致的ATP 穩(wěn)態(tài)紊亂也會(huì)改變與偏頭痛相關(guān)的ATP 驅(qū)動(dòng)的P2X7 受體功能作用，并可觸發(fā)關(guān)鍵促炎因子白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）的釋放［30-31］。此外，Treg細(xì)胞表面的CD39和CD39外核苷酸酶活性可通過ATP 的去除在IL-17 的下調(diào)中發(fā)揮核心作用。近期有研究發(fā)現(xiàn)，CD4+CD25+CD39+Treg細(xì)胞可有效抑制與病理性疼痛相關(guān)的促炎因子IL-17，而CD4+CD25+CD39-Treg 細(xì)胞則不會(huì)抑制IL-17 的分泌［32-33］。IL-17A 可越過血腦屏障進(jìn)入延髓，通過小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥觸發(fā)三叉神經(jīng)尾狀核（trigeminal nucleus caudalis，TNC）激活，從而導(dǎo)致機(jī)械性痛覺過敏和偏頭痛發(fā)作［34］。另外，CD39-Treg細(xì)胞產(chǎn)生抗炎因子TGF-β的效能比CD39-Treg細(xì)胞更差［33］。

在偏頭痛患者中，部分Treg 細(xì)胞的抗炎功能被抑制，其表達(dá)的CD39 和CD73 減少，造成致炎因子ATP 的堆積以及抗炎因子腺苷的缺乏，從而導(dǎo)致免疫功能的障礙，參與了偏頭痛的發(fā)病。此外，偏頭痛中功能改變的Treg細(xì)胞產(chǎn)生的抗炎因子TGF-β減少，抑制促炎因子IL-17 誘導(dǎo)的神經(jīng)源性炎癥的能力減弱，進(jìn)一步促進(jìn)了免疫失衡，導(dǎo)致偏頭痛的發(fā)作。

5 Treg細(xì)胞作為偏頭痛治療靶點(diǎn)的可能性

眾多研究已證明Treg細(xì)胞的數(shù)量及功能改變可能與偏頭痛的發(fā)病有密切的關(guān)系，所以越來越多的研究者試圖通過干預(yù)Treg細(xì)胞以進(jìn)一步探討其對(duì)于偏頭痛的影響。近期的臨床前研究表明，通過激活Treg細(xì)胞可以顯著改善硝酸甘油引起的慢性偏頭痛［35］。

白細(xì)胞介素-2（IL-2）最初是在體外作為活化T細(xì)胞的生長(zhǎng)因子被發(fā)現(xiàn)的。IL-2在體內(nèi)可促進(jìn)CD8+T 細(xì)胞生長(zhǎng)和分化，但對(duì)CD4+T 細(xì)胞功能的影響不大。Treg 細(xì)胞表達(dá)IL-2 受體復(fù)合物的所有3 個(gè)鏈（CD25、CD122 和CD132），IL-2 刺激受體復(fù)合體后可激活信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子5（STAT5），從而促進(jìn)功能齊全的Foxp3+Treg 細(xì)胞的成熟［36-37］。大量臨床及動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，反復(fù)給予低劑量的外源性IL-2（Ld-IL2）可在不激活效應(yīng)T細(xì)胞的情況下，選擇性地在體內(nèi)優(yōu)先擴(kuò)展和激活Treg細(xì)胞，在自身免疫性疾病、炎癥性疾病以及神經(jīng)系統(tǒng)疾病中具有安全有效的治療價(jià)值［38］。

ZHANG 等［29］在慢性偏頭痛小鼠模型中應(yīng)用Ld-IL2，以擴(kuò)大和激活內(nèi)源性Treg 細(xì)胞，首次發(fā)現(xiàn)小鼠硬腦膜和TG中的Treg細(xì)胞數(shù)量增加了4～9倍，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于血液、淋巴結(jié)和脾臟中的Treg細(xì)胞數(shù)量；此外，Treg細(xì)胞數(shù)量的增加可以阻止，甚至是逆轉(zhuǎn)反復(fù)給予NTG所引起的慢性偏頭痛相關(guān)行為。該團(tuán)隊(duì)同時(shí)也進(jìn)行了Treg消耗實(shí)驗(yàn)，即小鼠接受抗CD25抗體注射，該抗體可結(jié)合Treg細(xì)胞膜上的CD25，通過Fcγ受體Ⅲ介導(dǎo)的抗體依賴性細(xì)胞毒作用和抗體依賴性細(xì)胞吞噬作用耗竭Treg細(xì)胞，結(jié)果顯示，在整個(gè)治療過程中，NTG誘導(dǎo)的面部皮膚過敏持續(xù)存在。同時(shí)，GUO 等［39］也證實(shí)了類似的結(jié)果，并認(rèn)為L(zhǎng)d-IL2 治療也可防止TG神經(jīng)元的敏化。

在臨床前動(dòng)物模型中，激活Treg 細(xì)胞可顯著改善偏頭痛相關(guān)行為，提示Treg 細(xì)胞或可成為今后研究偏頭痛治療藥物的新方向。

6 總結(jié)與展望

對(duì)調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞在偏頭痛中作用的研究有助于對(duì)偏頭痛病理生理學(xué)機(jī)制有更深入的了解，但目前的研究還存在許多局限性。首先，現(xiàn)有研究多為分析Treg 細(xì)胞在偏頭痛中的數(shù)量變化，對(duì)于其在偏頭痛中功能改變的研究卻較少。其次，偏頭痛屬于神經(jīng)系統(tǒng)疾病，然而目前的研究多為Treg 細(xì)胞在外周免疫系統(tǒng)的改變，Treg 細(xì)胞對(duì)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響方面缺乏相關(guān)研究。另外，現(xiàn)有的臨床研究納入的樣本較少，且未考慮偏頭痛的不同階段。今后應(yīng)著重研究以下問題：（1）Treg細(xì)胞在偏頭痛中免疫調(diào)節(jié)功能的改變；（2）偏頭痛相關(guān)腦區(qū)Treg 細(xì)胞的作用；（3）偏頭痛患者個(gè)體差異（如性別、年齡、病情的嚴(yán)重程度等）對(duì)Treg 細(xì)胞功能的影響；（4）針對(duì)偏頭痛不同階段進(jìn)行Treg 細(xì)胞相關(guān)研究，探究其與疾病進(jìn)展之間的關(guān)系；（5）確定Treg細(xì)胞作為免疫調(diào)節(jié)劑治療偏頭痛的機(jī)制。以上問題的解決將有助于明確Treg 細(xì)胞在偏頭痛中的作用和機(jī)制，或可為今后的偏頭痛診療提供新的生物標(biāo)志物以及治療靶點(diǎn)，從而協(xié)助臨床醫(yī)生對(duì)患者采取更加恰當(dāng)?shù)摹皞€(gè)體化”治療。